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一、引言

隨著(zhù)我國運輸業(yè)的迅速發(fā)展的需求，高等級公路通車(chē)路段的日益加長(cháng)，公路運輸的比重逐漸增大。運輸車(chē)輛的大型化成為當前發(fā)展趨勢，而與其相配套的大型汽車(chē)衡就成為計量方面的主力軍。但是我國汽車(chē)衡器設計以及使用與發(fā)達國家還有一定差距，特別是對稱(chēng)重傳感器的選擇方面。以下將對大型汽車(chē)衡器配套稱(chēng)重傳感器的選擇依據進(jìn)行探討。

二、目前現狀

1、汽車(chē)衡的日趨大型化

在《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》中，規定汽車(chē)大允許總質(zhì)量的大限值為 49 噸，而實(shí)際情況在公路上出現了大總質(zhì)量 200 噸的汽車(chē)。為了稱(chēng)重這些載汽車(chē)，汽車(chē)衡量程從 80 噸擴展到 180 噸，有些地方提出了 200 噸汽車(chē)衡制作要求。

2、汽車(chē)衡設計的隨意性，特別是對傳感器的選擇方面

在這些大型衡器的結構設計方面，各個(gè)公司各顯神通。為了使自己的產(chǎn)品具有成本優(yōu)勢，采用了多種多樣的設計理念。如采用 U 型鋼的柔性秤臺、彎板制作的方箱型秤臺、以及鋼混水泥秤臺等等。但是大家均采用了多只傳感器為支點(diǎn)的多臺面的方案。

如：采用 6 只 30 噸（或 40 噸）傳感器，2 節 12 米的秤臺，制作 60-100 噸的汽車(chē)衡；

采用 8 只 30 噸（或 40 噸）傳感器，3 節 18 米的秤臺，制作 80-120 噸的汽車(chē)衡；

采用 10 只 30 噸（或 40 噸）傳感器，4 節 24 米的秤臺，制作 100-150 噸的汽車(chē)衡。

※ 按照以上方式做汽車(chē)衡的結果如何呢？

（1）在廠(chǎng)房?jì)纫约霸谑褂矛F場(chǎng)標定，很好，沒(méi)問(wèn)題；稱(chēng)量大噸位的汽車(chē)（汽車(chē)衡量程的 80%～100%）很少時(shí)，沒(méi)問(wèn)題，很少有故障，客戶(hù)很滿(mǎn)意；

（2）在廠(chǎng)房?jì)纫约霸谑褂矛F場(chǎng)標定，很好，沒(méi)問(wèn)題，稱(chēng)量大噸位的汽車(chē)（汽車(chē)衡量程的80%~100%）很多時(shí)，有問(wèn)題，表現為：稱(chēng)量不準，秤不回零，溢出（數字汽車(chē)衡）等等，客戶(hù)很不滿(mǎn)意，我們的生產(chǎn)廠(chǎng)商服務(wù)費用居高不下。

※ 造成以上問(wèn)題是為什么呢？

（1）秤體本身原因；

（2）傳感器量程選擇原因。

秤體原因衡器廠(chǎng)商都會(huì )自己分析，我們將重點(diǎn)探討傳感器量程選擇原因。

三、大型汽車(chē)的載荷分布情況

在探討傳感器量程選擇原因之前，我們先來(lái)探討大噸位汽車(chē)載荷分布情況：

1、二軸車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 6 輪 2 軸 9 米長(cháng)的車(chē)為例軸距 4.35 米，國標規定大總質(zhì)量為 16 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 50 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 30%左右、后軸承重為總重的 70%左右。前軸 15 噸左右，后軸 35 噸左右

2、三軸工程車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 10 輪 3 軸 9 米長(cháng)的車(chē)為例

軸距 4.35 米，國標規定大總質(zhì)量為 25 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 70 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 25%左右、后兩軸承重為總重的 75%左右。前軸 18 噸左右，后兩軸共 52 噸左右

3、四軸車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 12 輪 4 軸 12米長(cháng)的車(chē)為例

國標規定大總質(zhì)量為 31 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 90 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前兩軸承重為總重的 35%左右、后兩軸承重為總重的 65%左右。前兩軸 30 噸左右，后兩軸共 60 噸左右

4、四軸掛車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 14 輪 4 軸 12米拖掛車(chē)為例

國標規定大總質(zhì)量為 31 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 90 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 35%左右、后軸承重為總重的 65%左右。前兩軸 30 噸左右，后兩軸共 60 噸左右

5、五軸掛車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 18 輪 5 軸 12米長(cháng)的車(chē)為例

國標規定大總質(zhì)量為 35 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 100 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 30%左右、后軸承重為總重的 70%左右。前兩軸 30 噸左右，后三軸共 70 噸左右

6、六軸掛車(chē)

根據國標《GB158-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸載及質(zhì)量限值》的規定，我們依 22 輪 6 軸拖掛車(chē)為例

國標規定大總質(zhì)量為 49 噸，實(shí)際在公路上運行的改型號車(chē)輛大總質(zhì)量大約達到 150 噸。

這樣，軸重載荷分布：

通過(guò)對該車(chē)型的軸重進(jìn)行測試，前軸承重為總重的 35%左右、后軸承重為總重的 65%左右。前兩軸 50 噸左右，后兩軸共 100 噸左右

四、汽車(chē)衡用傳感器載荷探討

我們對汽車(chē)稱(chēng)量時(shí)，汽車(chē)前后輪依次走上秤臺，當后軸走在兩節秤臺中間的時(shí)候，兩節秤臺中間為傳感器安裝位置，這兩只傳感器受載荷和的大值 F

其中：

A．為后軸載荷（多軸時(shí)為共計載荷）；

B．秤臺自重（6*3 米的秤臺自重大約 6 噸）；

D．沖擊系數（一般為 1.3 左右）。

這樣，稱(chēng)量汽車(chē)的衡器用兩只傳感器載荷之和如下表 1。

單只傳感器受載情況，因為汽車(chē)不能開(kāi)在秤臺寬度的正中，因此，載荷不能平分，以及我們需要一定的安全系數。在此我們設車(chē)的后軸載荷為 G、稱(chēng)臺自重為 G0、車(chē)輪無(wú)偏載情況時(shí)左端稱(chēng)重傳感器支撐力為 F1、右端稱(chēng)重傳感器支撐力為 F2。這時(shí)有如下力學(xué)關(guān)系：

G×1500＋G0×1500＝F1×150＋F2×2850 ①

G＋G0= F1＋F2 ②

這里當稱(chēng)體自重 G0 忽略時(shí)，計算得：

F1=F2=G/2

車(chē)輪在大偏載情況時(shí)左端稱(chēng)重傳感器支撐力為 F1′、右端稱(chēng)重傳感器支撐力為 F2′。這時(shí)有如下力學(xué)關(guān)系：

G×1200＋G0×1500＝F1′×150＋F2′×2850 ①

G＋G0= F1′＋F2′ ②

這里當稱(chēng)體自重 G0 忽略時(shí)，計算得：

F1′≈0.61G

F2′≈0.39G

我們計算時(shí)僅以 3 米稱(chēng)臺為例，實(shí)際現在稱(chēng)臺寬已有 3.3 米，這樣經(jīng)分析，我們認為，安全系數 C 為 1.2～1.5 為妥。

因此，單只傳感器的載荷 G

G = F/2*C

= (A+B)*D*C/2

稱(chēng)量這些汽車(chē)的衡器量程與傳感器的選擇如下表 2

五、結論

汽車(chē)衡用傳感器的量程的選擇，不只是以總體傳感器量程總和為依據，由于現在的汽車(chē)載的情況較為嚴重，汽車(chē)的軸重分布不均，因此汽車(chē)衡用傳感器的量程選擇要以汽車(chē)后軸總重為主要依據進(jìn)行。