鄭州衡量科技股份有限公司 趙彬
摘要：在現(xiàn)代交通體系中，普遍運(yùn)用動(dòng)態(tài)汽車衡技術(shù)來監(jiān)控貨運(yùn)車輛的裝載情況。盡管這種技術(shù)提升了通行的自動(dòng)化程度，然而，稱重精確度的挑戰(zhàn)始終是關(guān)鍵問題，這不僅引發(fā)了司機(jī)對(duì)于規(guī)范過磅行為的忽視，還滋生了逃費(fèi)和規(guī)避檢測(cè)的傾向。平板式汽車衡作為一種創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)衡器，其設(shè)計(jì)上的一大亮點(diǎn)是區(qū)別于傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)汽車衡，它摒棄了定位裝置的使用，因此能夠獨(dú)立于車輛運(yùn)動(dòng)，避免因車輛動(dòng)態(tài)帶來的縱向振動(dòng)，從而顯著降低了由車輛特性對(duì)稱量準(zhǔn)確度造成的影響。
關(guān)鍵詞：車輛不規(guī)范行駛；平板式動(dòng)態(tài)汽車衡；影響
1車輛動(dòng)態(tài)稱質(zhì)量振動(dòng)力學(xué)模型
1.1汽車衡稱質(zhì)量動(dòng)力學(xué)模型
車輛動(dòng)態(tài)稱質(zhì)量振動(dòng)力學(xué)模型是研究車輛在行駛過程中承受的動(dòng)力學(xué)力和振動(dòng)力的變化規(guī)律的重要工具。通過建立該模型，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)車輛在不同路況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為車輛設(shè)計(jì)和駕駛控制提供重要參考。在車輛動(dòng)態(tài)稱質(zhì)量振動(dòng)力學(xué)模型中，需要考慮車輛本身的質(zhì)量、慣性、懸掛系統(tǒng)、輪胎特性等因素。其中，車輛的質(zhì)量是影響車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要因素之一。車輛的質(zhì)量會(huì)影響車輛在行駛過程中的加速度、慣性力、慣性矩等。因此，在建立模型時(shí)需要準(zhǔn)確考慮車輛的質(zhì)量分布情況，以保證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。
1.2兩軸剛性車輛動(dòng)力學(xué)模型
在兩軸剛性車輛動(dòng)力學(xué)模型中，車輛的質(zhì)量被假設(shè)為集中在兩個(gè)剛性輪軸之間的一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱為質(zhì)心。在這種模型中，車輛的振動(dòng)被簡(jiǎn)化為垂直于地面的單自由度系統(tǒng)，即車輛在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)。車輛在行駛過程中，通過懸掛系統(tǒng)和輪胎與路面的摩擦力來抵消路面不平引起的振動(dòng)，從而保持車輛的穩(wěn)定性和舒適性。對(duì)于兩軸剛性車輛動(dòng)力學(xué)模型的分析，可以采用多種方法，例如采用自由振動(dòng)理論來研究車輛在行駛過程中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過建立車輛的動(dòng)力學(xué)方程，可以得到車輛在行駛過程中的振動(dòng)頻率和振幅，進(jìn)而評(píng)估車輛的舒適性和穩(wěn)定性。除了垂直振動(dòng)之外，車輛在行駛過程中還會(huì)受到側(cè)向力和縱向力的影響。側(cè)向力主要來自于車輛的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，而縱向力則來自于車輛的加速和制動(dòng)。
2不規(guī)范行車時(shí)車輪縱向動(dòng)力學(xué)分析
2.1跳秤時(shí)車輪受力分析
當(dāng)車輛在行駛過程中發(fā)生跳秤現(xiàn)象時(shí)，車輪受到了復(fù)雜的力的作用。在跳秤時(shí)，車輛重力中心會(huì)突然發(fā)生變化，導(dǎo)致車輪承受著不同方向的力。首先，在車輛跳起的瞬間，車輪受到一個(gè)向上的沖擊力，這是因?yàn)檐嚿淼膽T性使得車輪產(chǎn)生一個(gè)向上的加速度，從而受到一個(gè)慣性沖擊。這種沖擊力會(huì)使得車輪離地，并產(chǎn)生一個(gè)向上的反作用力。同時(shí)，車輪也會(huì)受到重力的作用，使得車輛整體向下受力。在車輛跳離地面后，車輪還會(huì)受到空氣阻力和摩擦力的作用，這些力會(huì)影響車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡和角動(dòng)量。因此，在跳秤時(shí)車輪的受力分析是非常復(fù)雜的，需要考慮多種因素的綜合作用。接下來，我們將進(jìn)一步分析不規(guī)范行車時(shí)車輪縱向動(dòng)力學(xué)。由于整輛車在行駛時(shí)受到多種力的作用，車輪在縱向運(yùn)動(dòng)中也會(huì)受到相應(yīng)的力的影響。在不規(guī)范行車時(shí)，車輛可能會(huì)發(fā)生急剎車、急加速或急轉(zhuǎn)彎等情況，這些都會(huì)導(dǎo)致車輪產(chǎn)生不同方向的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。例如，在急剎車時(shí)，車輪會(huì)受到一個(gè)向前的沖擊力，使得車輛快速減速并產(chǎn)生慣性反作用力；在急加速時(shí)，車輪則會(huì)受到一個(gè)向后的推力，使得車輛快速加速并產(chǎn)生向前的慣性反作用力。此外，車輛在急轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪也會(huì)受到側(cè)向的力的作用，使得車輛產(chǎn)生側(cè)向滑移和傾斜現(xiàn)象。因此，在不規(guī)范行車時(shí)車輪縱向動(dòng)力學(xué)分析中，需要考慮車輛在不同工況下受到的各種力的影響，并對(duì)車輪的受力分布和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行深入研究。
2.2沖秤時(shí)車輪受力分析
車輛沖秤時(shí)，車輪會(huì)受到額外的力的作用，這會(huì)影響車輪的縱向動(dòng)力學(xué)性能。沖秤時(shí)的力分析可以幫助我們了解車輛在不規(guī)范行車狀態(tài)下的行駛情況。首先，沖秤時(shí)車輪受到的主要力有沖擊力、橫向力和縱向力。沖擊力是由車輛加速或制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，會(huì)對(duì)車輪產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的沖擊。橫向力則是由彎道時(shí)車輛轉(zhuǎn)向產(chǎn)生的側(cè)向力，會(huì)使車輪產(chǎn)生橫向滑移。而縱向力則是車輛加速或制動(dòng)時(shí)輪胎與地面之間的牽引或阻力力，會(huì)影響車輪的牽引性能。在沖秤時(shí)，車輛的車輪需要承受這些額外的力的作用，同時(shí)要保持穩(wěn)定的接地狀態(tài)。車輪的縱向動(dòng)力學(xué)性能是指車輛在加速、制動(dòng)、爬坡等情況下車輪與地面之間的牽引或阻力性能，包括牽引力、抓地力、制動(dòng)力和爬坡能力等。因此，對(duì)沖秤時(shí)車輪受力分析是很重要的，它可以幫助我們更好地理解車輛在不規(guī)范行車狀態(tài)下的行駛特性，為駕駛員提供更安全、舒適的駕駛體驗(yàn)。
3計(jì)算仿真分析
3.1不規(guī)范行駛下的稱質(zhì)量誤差分析
根據(jù)不規(guī)范行駛下的稱質(zhì)量誤差分析，我們可以看到車輛在高速行駛時(shí)，由于路面顛簸或急剎車等原因，會(huì)造成稱質(zhì)量誤差。這種誤差可能會(huì)導(dǎo)致車輛的穩(wěn)定性受到影響，甚至危及行車安全。因此，進(jìn)行計(jì)算仿真分析是非常必要的。在進(jìn)行計(jì)算仿真分析時(shí)，我們需要考慮車輛的荷載情況、懸掛系統(tǒng)、輪胎摩擦力等因素。通過建立模型，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)車輛行駛過程進(jìn)行模擬，可以更加直觀地觀察稱質(zhì)量誤差對(duì)車輛性能的影響。通過計(jì)算仿真分析，我們可以得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，如稱質(zhì)量誤差對(duì)車輛穩(wěn)定性和操控性的影響程度，從而為改進(jìn)車輛設(shè)計(jì)和行駛安全性提供依據(jù)。未來，隨著科技的不斷發(fā)展，計(jì)算仿真分析將在汽車行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用，為車輛制造商提供更加準(zhǔn)確的解決方案。
3.2不同行駛速度下的稱質(zhì)量誤差分析
在進(jìn)行計(jì)算仿真分析時(shí)，不同行駛速度下的稱質(zhì)量誤差分析是一個(gè)重要而復(fù)雜的問題。在實(shí)際應(yīng)用中，車輛行駛速度的變化會(huì)影響稱重結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此需要對(duì)稱重系統(tǒng)進(jìn)行精確的仿真分析，以評(píng)估不同行駛速度下的稱質(zhì)量誤差情況。首先，我們需要建立起合適的仿真模型，考慮到車輛的加速度、制動(dòng)力和轉(zhuǎn)彎等因素對(duì)稱重結(jié)果的影響。然后，根據(jù)不同的行駛速度設(shè)定參數(shù)，進(jìn)行仿真計(jì)算，并得出不同情況下的稱質(zhì)量誤差數(shù)據(jù)。通過分析這些數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)在高速行駛時(shí)，稱重結(jié)果的誤差通常會(huì)更大，因?yàn)檐囕v慣性會(huì)引起稱重傳感器的誤判。而在低速行駛時(shí)，由于車輛運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，稱重結(jié)果的誤差會(huì)減小。
4結(jié)論
本文構(gòu)建了一種新穎的模型，旨在深入探究車輛輪胎動(dòng)力對(duì)動(dòng)態(tài)汽車衡稱重效應(yīng)的影響。我們運(yùn)用數(shù)值模擬手段，詳細(xì)探討了車輛在偏離常規(guī)行駛狀態(tài)下，軸質(zhì)量在稱重過程中的動(dòng)態(tài)演變。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)如下：1)當(dāng)車輛經(jīng)歷跳躍式或突然沖擊式過磅時(shí)，前后軸的稱重時(shí)段內(nèi)，軸質(zhì)量呈現(xiàn)出減輕的模式。隨著車輛加速度和減速度的提升，軸質(zhì)量的變化幅度也隨之?dāng)U大，這會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)汽車衡的精確度有所下降。2)在恒定的加速度和減速度條件下，車輛初始速度的提高并未顯著增加其利用跳秤、沖秤策略減輕軸質(zhì)量的能力。相反，低速行駛期間，非標(biāo)準(zhǔn)駕駛方式對(duì)減輕稱重效果更為明顯。3)通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了所建立的仿真模型的有效性，它不僅為當(dāng)前的研究提供了強(qiáng)有力的驗(yàn)證，還為未來的優(yōu)化策略設(shè)計(jì)提供了理論導(dǎo)向。
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