一般而言,汽車質心高度每增高250mm,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;
(依據向左,右兩個方向的轉彎,分別代入不同的轉彎半徑值RL和RR)
g——重力加速度,m/s2;
B4——有效穩定幅,B4=B-e,m;
B——重車平地靜止的穩定幅,m;
e——質心的總偏移值(e=e1+e2+e3+e4,取代數和),反映混凝土偏心力矩Mc(e1),路拱坡度iL(e2),輪胎變形(e3),懸掛變形(e4)等四因素對穩定幅的綜合影響,mm;
H——整車質心離地高度,m。
式(3)是根據式(1)的要求而整理出來的重車側翻臨界速度計算式。筆者認為有效穩定幅B4和整車質心離地高度H這兩項因素主要受制于車輛結構設計和路面拱度實況,重力加速度g是常量。因此,駕駛員可以控制,同時也是最為重要的兩個操作因素就是行駛車速V和行駛轉彎半徑R。對應于每一種行駛車速V,相應有一個使整車不至側翻的確定之最小轉彎半徑R。駕駛員較為容易的操作也是按行駛車速V確定整車轉彎半徑R。將式(2)改寫為式(4),并對某一種攪拌筒右旋的運輸車分別做向左及向右轉向行駛時,結合一組運輸車結構數據,就90km/h和50km/h這兩種“最高車速”,進行轉彎半徑R計算比較:
R=V2·H/(g·B4)(m)(4)
1)向左轉向行駛:
已知:B4=B-e
=B-(e1+e2+e3+e4)
=1074-(-53+41+76+254)
=756mm=0.756m
滿載重車質心離地高度H=1.792m
取重力加速度g=10m/s2
a.當行駛車速V=90km/h=25m/s
RL90=V2·H/(g·B4)
=252·1.792/(10×0.756)
=148.15m
b.當行駛車速V=50km/h=13.89m/s
RL50=V2·H/(g·B4)
=(13.89)2×1.792/(10×0.756)
=45.73m
2)向右轉向行駛:
已知:B4=B-e
=B-(e1+e2+e3+e4)
=1074-(53―41+76+254)
=732mm=0.732m
滿載重車質心離地高度H=1.792m
取重力加速度g=10m/s2
a.當行駛車速V=90km/h=25m/s
RR90=V2·H/(g·B4)
=252×1.792/(10×0.732)
=153m
b.當行駛車速V=50km/h=13.89m/s
RR50=V2·H/(g·B4)
=(13.89)2×1.792/(10×0.732)
=47.23m
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