確定半掛式汽車列車彎道通過性的方法

1、半掛式汽車列車彎道通過性評(píng)價(jià)方法摘要：分析影響半掛式汽車列車在彎道通過性的因素，介紹半掛式汽車列車在彎道通過性評(píng)價(jià)的方法。關(guān)鍵詞：半掛式汽車列車 彎道通過性 評(píng)價(jià)方法1 前言隨著鉆機(jī)設(shè)備重量和外形尺寸的增大，以及甲方對(duì)設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊?guī)范要求，普通貨車已經(jīng)無法滿足運(yùn)輸要求，因此，半掛式汽車列車在石油物資運(yùn)輸中應(yīng)用越來越來廣泛。所謂半掛式汽車列車，就是由牽引車和半掛車組成的汽車列車。衡量半掛式汽車列車通過性能力：一是道路的有效寬度，二是彎道的通過性。川渝地區(qū)道路明顯特點(diǎn)是彎道多，彎道轉(zhuǎn)彎半徑小，因此，半掛式汽車列車在彎道的通過性，將影響其應(yīng)用程度。本文對(duì)半掛式汽車列車在彎道的特性進(jìn)行分析，并對(duì)確定半掛

2、式汽車列車彎道通過性的方法進(jìn)行討論。2 影響半掛式汽車列車在彎道通過性的因素半掛式汽車列車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，各車軸的車輪處于純滾動(dòng)而無滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在不考慮輪胎彈性變形的情況下，車輪只有沿著切線方向滾動(dòng)才是純滾動(dòng)。所以理想的半掛式汽車列車的轉(zhuǎn)彎中心，應(yīng)是各車軸的交點(diǎn)。如圖所示（僅討論轉(zhuǎn)向外輪的最小半徑）圖1由上圖可知，道路彎道影響半掛式汽車列車通行的兩個(gè)因素：一是最小轉(zhuǎn)彎半徑，通道寬度。3 半掛式汽車列車彎道通過性評(píng)價(jià)計(jì)算圖2在圖2中：o轉(zhuǎn)彎中心；a牽引車鉸接點(diǎn)；b牽引車后軸中心線；f半掛車后軸中心線；牽引車外輪最大轉(zhuǎn)向角；l1牽引車軸距；l2半掛車后軸與牽引銷距離；k1牽引車外形寬度；k2半掛車外形寬

3、度；h牽引車后軸與索引銷距離；m轉(zhuǎn)彎中心與半掛車后軸中心間距；t通道寬度；r轉(zhuǎn)彎半徑。3.1 轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算由圖2幾何關(guān)系可知：3.2 通道寬度計(jì)算由圖2幾何關(guān)系可知：通道寬度4半掛式汽車列車彎道通過性評(píng)價(jià)方法4.1計(jì)算對(duì)比法4.1.1按照所選擇半掛式汽車列車的技術(shù)參數(shù)，按照3.1計(jì)算出轉(zhuǎn)彎半徑和3.2計(jì)算能夠滿足轉(zhuǎn)彎時(shí)的通道寬度。4.1.2對(duì)需要評(píng)價(jià)的彎道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)主要是測(cè)量牽引車在彎道轉(zhuǎn)彎時(shí)，最大轉(zhuǎn)向角度外輪行駛圓弧軌跡的二分之一弦長(zhǎng)和弦長(zhǎng)與道路內(nèi)側(cè)的距離。如圖3圖3即測(cè)量出cb和cd的長(zhǎng)度，由直角三角形bco可知，ob值為彎道的轉(zhuǎn)彎半徑。通過測(cè)量和計(jì)算，將所得的彎道半徑值、通道寬度

4、值與所選擇的半掛式汽車列車的最小轉(zhuǎn)彎半徑值、通道寬度值進(jìn)行比較，如果半掛式汽車列車的最小轉(zhuǎn)彎半徑值、通道寬度值小于測(cè)量和計(jì)算的值，則彎道能夠滿足通行，反之，則無法滿足通行。由于存在測(cè)量誤差，在計(jì)算比較時(shí)應(yīng)考慮留足裕度。4.2現(xiàn)場(chǎng)模擬法4.2.1皮尺測(cè)量法在現(xiàn)場(chǎng)可以利用皮尺作為測(cè)量工具，初步判斷半掛式汽車列車在彎道的通過性。方法為：取牽引銷至半掛車后軸長(zhǎng)度，皮尺前端由一名熟悉牽引車的人員牽住，皮尺后端由其它人員牽住，始終保持皮尺呈在線狀態(tài)，皮尺前端人員模擬索引車左輪或右輪行駛軌跡前行，皮尺后端人員沿著皮尺直線方向前行，皮尺模擬半掛式汽車列車的左輪廓或右輪廓運(yùn)動(dòng)，觀察皮尺是否在彎道上與其它障礙物發(fā)

5、生干涉，以及皮尺后端人員的行走軌跡是否在道路范圍以內(nèi)。下圖為皮尺模仿拖車左部在彎道運(yùn)行的軌跡。圖44.2.2 模擬半掛車法根據(jù)半掛車的主要尺寸，制作一個(gè)輪廓尺寸與半掛車完全相同并且具有移動(dòng)功能的車架，由牽引車牽引車架通過彎道來評(píng)價(jià)同型號(hào)半掛車在彎道的通過性，這種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確、直觀、有效，最大的優(yōu)點(diǎn)是彎道不符合通行條件不能通行時(shí)，可以對(duì)模擬半掛車移動(dòng)，而不會(huì)影響正常交通秩序，但這種評(píng)價(jià)方法費(fèi)用較高。4.2.3 cad制圖模擬法4.2.3.1根據(jù)彎道評(píng)價(jià)半掛式汽車列車通過性通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，測(cè)量需要評(píng)價(jià)彎道的數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，利用cad精確制圖的特點(diǎn)，繪制出彎道的形狀。然后根據(jù)半掛式汽車列

6、車的主要技術(shù)參數(shù)繪制出外廓尺寸。將繪制的半掛式汽車列車外廓圖形放入已繪制的彎道圖形中，按照半掛式汽車列車在彎道的運(yùn)行軌跡，運(yùn)用cad編輯項(xiàng)中的復(fù)制、移動(dòng)功能，繪制出半掛式汽車列車在彎道的運(yùn)動(dòng)軌跡圖形，通過運(yùn)動(dòng)軌跡圖形來評(píng)價(jià)半掛式汽車列車在彎道的通過性。下圖為采用cad制圖法對(duì)半掛式拖車在某井場(chǎng)彎道的通過性評(píng)價(jià)方法。其中k為牽引銷在彎道的運(yùn)行軌跡，q點(diǎn)為半掛車牽引銷位置，a、b、c分別為半掛車在彎道的位置。為了說明cad制圖模擬法的準(zhǔn)確性，分別用模擬半掛車在現(xiàn)場(chǎng)圖片進(jìn)行驗(yàn)證。4.2.3.2根據(jù)半掛式汽車列車主要參數(shù)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)彎半徑和通道寬度圖6在圖6中：過半掛車牽引銷k1作水平線，其長(zhǎng)度取半掛式汽車

7、列車最小彎半徑于o點(diǎn)。以o點(diǎn)為圓心，k1o為半徑畫出四分之一圓弧，作圓弧的水平延長(zhǎng)線于k2。以k1o為起始邊，畫出20°30°圓心角（根據(jù)所需要精度自定），圓心角度線與圓弧及延長(zhǎng)線分別相交于b1、b2、b3、b4、b5點(diǎn)。以k1點(diǎn)為牽引銷起始點(diǎn)，畫出半掛車縱向中心線，縱向中心線距離為車軸距離，并按半掛車的實(shí)際尺寸畫出外廓形狀。按此方法，分別以b1、b2、b3、b4、b5點(diǎn)作為半掛車牽引銷在彎道運(yùn)行軌跡，做出半掛車外廓形狀以半掛式汽車列車最小轉(zhuǎn)彎半徑作圓弧，分別取半掛車在彎道的水平和垂直的最外點(diǎn)p和f點(diǎn)，過p和f點(diǎn)作水平線和垂直線交于g點(diǎn)，連接go交半掛車外廓于e點(diǎn)，過e點(diǎn)分

8、別作水平線和垂直線，在圖中兩條水平線和垂直線間的距離就是彎道的通道距離。其形狀就是滿足半掛式汽車列車通行的彎道形狀。4.3評(píng)價(jià)彎道通過性的測(cè)量和計(jì)算根據(jù)半掛式汽車列車在直角彎通道寬度確定方法，在圖7中紅色線段部分為滿足半掛式汽車列車彎道通行的道路輪廓線，筆者認(rèn)為在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)彎道測(cè)量方法和數(shù)據(jù)如下：圖74.3.1進(jìn)彎4.3.1.1半掛車寬度為2.5米時(shí)，通道寬度應(yīng)大于6.2米。半掛車寬度為3米時(shí)，通道寬度應(yīng)大于6.5米。4.3.1.2滿足通道寬度的道路長(zhǎng)度（ac）應(yīng)大于半掛車牽引銷至車軸距離。4.3.2彎道寬度（dc）應(yīng)大于0.3倍半掛式列車最小轉(zhuǎn)彎半徑。即：dc0.33r4.3.3出彎4.3.3.

9、1半掛車寬度為2.5米時(shí)，通道寬度應(yīng)大于6.2米。半掛車寬度為3米時(shí)，通道寬度應(yīng)大于6.5米。4.3.3.2滿足通道寬度的道路長(zhǎng)度（bf）應(yīng)大于半掛車牽引銷至車軸距離80%以上。五、結(jié)論（一）以上的計(jì)算方法和分析思路在實(shí)際工作是可行的，但是比較理想化的通過性的評(píng)價(jià)方法，沒有考慮側(cè)滑對(duì)半掛式汽車列車在彎道通過性的影響，在實(shí)際評(píng)價(jià)和制定方案時(shí)，應(yīng)考慮一定裕度。（二）以上的計(jì)算方法和分析思路是在理想二維平面內(nèi)進(jìn)行，在評(píng)價(jià)半掛式列車在彎道通過性時(shí)，還應(yīng)考慮牽引車鞍座擺動(dòng)角度與道路高差形成坡度之間的關(guān)系。這種影響主要表現(xiàn)為半掛車直梁與牽引車大梁之間的干涉。（三）在實(shí)際工作中往往是對(duì)半掛式汽車列車在一段道路的通過性進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此首先是采用簡(jiǎn)單的