2 最低穩(wěn)定車速
最低穩(wěn)定車速是衡量運輸車能否較好地平穩(wěn)緩動進入預拌混凝土攪拌站,并使得其進料口準確對位于預拌混凝土攪拌站出料口的一項指標。[《混凝土攪拌運輸車》(JG/T5094-1997)]在5.1.15c 中規(guī)定:(運輸車)應能在不大于5km/h 的速度下穩(wěn)定行駛。《技術條件》在型式試驗中一處按《專用汽車定型試驗規(guī)程》(QC/T252)規(guī)定了最低穩(wěn)定車速試驗項目。
3 安全車速
轉向行駛時的側翻現象是運輸車較易發(fā)生的問題。這一問題既與運輸車攪動行駛時攪拌筒旋轉,帶動筒內混凝土,使其整車質心朝某個確定方向偏移的情況有關,也與運輸車行駛狀態(tài)(轉彎半徑,行駛速度,車輛質心總偏移量等)因素有關。本文所述安全車速主要是指能保證運輸車轉向行駛時不會發(fā)生側翻現象的行駛速度。直線行駛時的側坡安全性與側坡角度有關,此間不予專門討論。
各國運輸車行駛時的攪拌筒旋轉方向一般是按其道路車輛靠向某側行駛規(guī)定來確定的。根據我國道路車輛靠右行駛的行駛規(guī)定,國內大多數運輸車在攪動行駛作業(yè)時,攪拌筒旋轉方向為右旋(面向車尾朝前看,順時針旋轉),相應攪拌筒螺旋葉片旋向為左旋。這種布置適應了靠右行駛時公路截面左高右低的實際情況。攪拌筒右旋設計的運輸車在攪動工況下整車的重心攪拌筒軸線的垂直平面,向右偏離了整車中心線50~100mm,使得運輸車的橫向穩(wěn)定性稍好了一些。由于歷史的原因,我國有些運輸車攪動行駛作業(yè)時,攪拌筒旋轉方向為左旋(面向車尾朝前看,逆時針旋轉),相應攪拌筒螺旋葉片旋向為右旋。這種布置使得攪拌筒左旋的運輸車在攪動工況下整車的重心向左偏離,不適應靠右行駛時公路截面左高右低的實際情況,有著增大側向慣性力所產生側傾力矩的不利影響,導致整車橫向穩(wěn)定性相對較差。但是,僅靠設計時的攪拌筒偏置并不能杜絕運輸車的側翻。
每當轉向行駛之時,運輸車不發(fā)生側傾的條件是側向慣性力所產生的側傾力矩小于重力所產生的穩(wěn)定力矩,即:
m× (V2/ R) × H < mg ×B4 (1)
由式(1)可以看出,m× (V 2 / R) 就是側向慣性力,其值大小取決于m,V2 和R 這三項因素。側向慣性力所產生的側傾力矩是與運輸車的重車質心離地高度值H 成正比的。以7m3 運輸車來說,其底盤車質心離地高度為1.030m,滿載重車質心離地高度就達到了1.792m。而軸荷與之相近的16t 汽車起重機的行駛狀態(tài)質心離地高度只有1.466m。這些數據說明運輸車的重車質心離地高度比其改裝前的底盤車質心離地高度有了不容忽視的增高。若忽略汽車懸架和輪胎變形,不計非簧載質量及側傾影響,汽車的側翻閾值ay (單位為g)可由式(2)表達:
ay / g = B' /(2H ) (2)
式2 中 B'——輪距,m;
H——整車質心離地高度,m。
一般而言,汽車質心高度每增高250 mm,側翻閾值就下降0.05g[3]。側翻閾值愈小,愈易側翻。載重汽車,尤其是運輸車,其側翻閾值受到質心高度的極大影響。因此,以底盤車的最高車速來標為運輸車重車狀態(tài)允許的最高車速是十分不妥的。
本文僅就重車(滿載運輸混凝土)狀況下的運輸車轉彎行駛,進行穩(wěn)定性分析,討論重車側翻臨界速度計算式[1]:
?(3)
式(1)(3)中 R——重車轉彎半徑, m ;