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论混凝土搅拌运输车的行驶速度限制

作者:贺劲 周润珈 帅国菊 钟正强  
评论: 更新日期:2011年03月06日

 2 最低稳定车速  

最低稳定车速是衡量运输车能否较好地平稳缓动进入预拌混凝土搅拌站,并使得其进料口准确对位于预拌混凝土搅拌站出料口的一项指标。[《混凝土搅拌运输车》(JG/T5094-1997)]在5.1.15c 中规定:(运输车)应能在不大于5km/h 的速度下稳定行驶。《技术条件》在型式试验中一处按《专用汽车定型试验规程》(QC/T252)规定了最低稳定车速试验项目。

 3 安全车速  

转向行驶时的侧翻现象是运输车较易发生的问题。这一问题既与运输车搅动行驶时搅拌筒旋转,带动筒内混凝土,使其整车质心朝某个确定方向偏移的情况有关,也与运输车行驶状态(转弯半径,行驶速度,车辆质心总偏移量等)因素有关。本文所述安全车速主要是指能保证运输车转向行驶时不会发生侧翻现象的行驶速度。直线行驶时的侧坡安全性与侧坡角度有关,此间不予专门讨论。

各国运输车行驶时的搅拌筒旋转方向一般是按其道路车辆靠向某侧行驶规定来确定的。根据我国道路车辆靠右行驶的行驶规定,国内大多数运输车在搅动行驶作业时,搅拌筒旋转方向为右旋(面向车尾朝前看,顺时针旋转),相应搅拌筒螺旋叶片旋向为左旋。这种布置适应了靠右行驶时公路截面左高右低的实际情况。搅拌筒右旋设计的运输车在搅动工况下整车的重心搅拌筒轴线的垂直平面,向右偏离了整车中心线50~100mm,使得运输车的横向稳定性稍好了一些。由于历史的原因,我国有些运输车搅动行驶作业时,搅拌筒旋转方向为左旋(面向车尾朝前看,逆时针旋转),相应搅拌筒螺旋叶片旋向为右旋。这种布置使得搅拌筒左旋的运输车在搅动工况下整车的重心向左偏离,不适应靠右行驶时公路截面左高右低的实际情况,有着增大侧向惯性力所产生侧倾力矩的不利影响,导致整车横向稳定性相对较差。但是,仅靠设计时的搅拌筒偏置并不能杜绝运输车的侧翻。

每当转向行驶之时,运输车不发生侧倾的条件是侧向惯性力所产生的侧倾力矩小于重力所产生的稳定力矩,即:

m× (V2/ R) × H < mg ×B4 (1)

由式(1)可以看出,m× (V 2 / R) 就是侧向惯性力,其值大小取决于m,V2 和R 这三项因素。侧向惯性力所产生的侧倾力矩是与运输车的重车质心离地高度值H 成正比的。以7m3 运输车来说,其底盘车质心离地高度为1.030m,满载重车质心离地高度就达到了1.792m。而轴荷与之相近的16t 汽车起重机的行驶状态质心离地高度只有1.466m。这些数据说明运输车的重车质心离地高度比其改装前的底盘车质心离地高度有了不容忽视的增高。若忽略汽车悬架和轮胎变形,不计非簧载质量及侧倾影响,汽车的侧翻阈值ay (单位为g)可由式(2)表达:

ay / g = B' /(2H ) (2)

式2 中 B'——轮距,m;
H——整车质心离地高度,m。

一般而言,汽车质心高度每增高250 mm,侧翻阈值就下降0.05g[3]。侧翻阈值愈小,愈易侧翻。载重汽车,尤其是运输车,其侧翻阈值受到质心高度的极大影响。因此,以底盘车的最高车速来标为运输车重车状态允许的最高车速是十分不妥的。

本文仅就重车(满载运输混凝土)状况下的运输车转弯行驶,进行稳定性分析,讨论重车侧翻临界速度计算式[1]:
 (3)

式(1)(3)中 R——重车转弯半径, m ;

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