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1、半挂式汽车列车弯道通过性评价方法摘要：分析影响半挂式汽车列车在弯道通过性的因素，介绍半挂式汽车列车在弯道通过性评价的方法。关键词：半挂式汽车列车 弯道通过性 评价方法1 前言随着钻机设备重量和外形尺寸的增大，以及甲方对设备运输的规范要求，普通货车已经无法满足运输要求，因此，半挂式汽车列车在石油物资运输中应用越来越来广泛。所谓半挂式汽车列车，就是由牵引车和半挂车组成的汽车列车。衡量半挂式汽车列车通过性能力：一是道路的有效宽度，二是弯道的通过性。川渝地区道路明显特点是弯道多，弯道转弯半径小，因此，半挂式汽车列车在弯道的通过性，将影响其应用程度。本文对半挂式汽车列车在弯道的特性进行分析，并对确定半挂
2、式汽车列车弯道通过性的方法进行讨论。2 影响半挂式汽车列车在弯道通过性的因素半挂式汽车列车在转弯时，各车轴的车轮处于纯滚动而无滑动状态时，在不考虑轮胎弹性变形的情况下，车轮只有沿着切线方向滚动才是纯滚动。所以理想的半挂式汽车列车的转弯中心，应是各车轴的交点。如图所示（仅讨论转向外轮的最小半径）图1由上图可知，道路弯道影响半挂式汽车列车通行的两个因素：一是最小转弯半径，通道宽度。3 半挂式汽车列车弯道通过性评价计算图2在图2中：O转弯中心；A牵引车铰接点；B牵引车后轴中心线；F半挂车后轴中心线；牵引车外轮最大转向角；L1牵引车轴距；L2半挂车后轴与牵引销距离；K1牵引车外形宽度；K2半挂车外形宽
3、度；H牵引车后轴与索引销距离；M转弯中心与半挂车后轴中心间距；T通道宽度；R转弯半径。3.1 转弯半径计算由图2几何关系可知：3.2 通道宽度计算由图2几何关系可知：通道宽度4半挂式汽车列车弯道通过性评价方法4.1计算对比法4.1.1按照所选择半挂式汽车列车的技术参数，按照3.1计算出转弯半径和3.2计算能够满足转弯时的通道宽度。4.1.2对需要评价的弯道进行现场测量。现场主要是测量牵引车在弯道转弯时，最大转向角度外轮行驶圆弧轨迹的二分之一弦长和弦长与道路内侧的距离。如图3图3即测量出cb和cd的长度，由直角三角形bco可知，Ob值为弯道的转弯半径。通过测量和计算，将所得的弯道半径值、通道宽度
4、值与所选择的半挂式汽车列车的最小转弯半径值、通道宽度值进行比较，如果半挂式汽车列车的最小转弯半径值、通道宽度值小于测量和计算的值，则弯道能够满足通行，反之，则无法满足通行。由于存在测量误差，在计算比较时应考虑留足裕度。4.2现场模拟法4.2.1皮尺测量法在现场可以利用皮尺作为测量工具，初步判断半挂式汽车列车在弯道的通过性。方法为：取牵引销至半挂车后轴长度，皮尺前端由一名熟悉牵引车的人员牵住，皮尺后端由其它人员牵住，始终保持皮尺呈在线状态，皮尺前端人员模拟索引车左轮或右轮行驶轨迹前行，皮尺后端人员沿着皮尺直线方向前行，皮尺模拟半挂式汽车列车的左轮廓或右轮廓运动，观察皮尺是否在弯道上与其它障碍物发
5、生干涉，以及皮尺后端人员的行走轨迹是否在道路范围以内。下图为皮尺模仿拖车左部在弯道运行的轨迹。图44.2.2 模拟半挂车法根据半挂车的主要尺寸，制作一个轮廓尺寸与半挂车完全相同并且具有移动功能的车架，由牵引车牵引车架通过弯道来评价同型号半挂车在弯道的通过性，这种评价方法的优点是准确、直观、有效，最大的优点是弯道不符合通行条件不能通行时，可以对模拟半挂车移动，而不会影响正常交通秩序，但这种评价方法费用较高。4.2.3 CAD制图模拟法4.2.3.1根据弯道评价半挂式汽车列车通过性通过现场勘察，测量需要评价弯道的数据，根据测量的数据，利用CAD精确制图的特点，绘制出弯道的形状。然后根据半挂式汽车列
6、车的主要技术参数绘制出外廓尺寸。将绘制的半挂式汽车列车外廓图形放入已绘制的弯道图形中，按照半挂式汽车列车在弯道的运行轨迹，运用CAD编辑项中的复制、移动功能，绘制出半挂式汽车列车在弯道的运动轨迹图形，通过运动轨迹图形来评价半挂式汽车列车在弯道的通过性。下图为采用CAD制图法对半挂式拖车在某井场弯道的通过性评价方法。其中k为牵引销在弯道的运行轨迹，q点为半挂车牵引销位置，a、b、c分别为半挂车在弯道的位置。为了说明CAD制图模拟法的准确性，分别用模拟半挂车在现场图片进行验证。4.2.3.2根据半挂式汽车列车主要参数评价转弯半径和通道宽度图6在图6中：过半挂车牵引销k1作水平线，其长度取半挂式汽车
7、列车最小弯半径于O点。以O点为圆心，k1O为半径画出四分之一圆弧，作圆弧的水平延长线于k2。以k1O为起始边，画出2030圆心角（根据所需要精度自定），圆心角度线与圆弧及延长线分别相交于b1、b2、b3、b4、b5点。以k1点为牵引销起始点，画出半挂车纵向中心线，纵向中心线距离为车轴距离，并按半挂车的实际尺寸画出外廓形状。按此方法，分别以b1、b2、b3、b4、b5点作为半挂车牵引销在弯道运行轨迹，做出半挂车外廓形状以半挂式汽车列车最小转弯半径作圆弧，分别取半挂车在弯道的水平和垂直的最外点P和F点，过P和F点作水平线和垂直线交于G点，连接GO交半挂车外廓于E点，过E点分别作水平线和垂直线，在图
8、中两条水平线和垂直线间的距离就是弯道的通道距离。其形状就是满足半挂式汽车列车通行的弯道形状。4.3评价弯道通过性的测量和计算根据半挂式汽车列车在直角弯通道宽度确定方法，在图7中红色线段部分为满足半挂式汽车列车弯道通行的道路轮廓线，笔者认为在现场对弯道测量方法和数据如下：图74.3.1进弯4.3.1.1半挂车宽度为2.5米时，通道宽度应大于6.2米。半挂车宽度为3米时，通道宽度应大于6.5米。4.3.1.2满足通道宽度的道路长度（ac）应大于半挂车牵引销至车轴距离。4.3.2弯道宽度（dc）应大于0.3倍半挂式列车最小转弯半径。即：dc0.33R4.3.3出弯4.3.3.1半挂车宽度为2.5米时
9、，通道宽度应大于6.2米。半挂车宽度为3米时，通道宽度应大于6.5米。4.3.3.2满足通道宽度的道路长度（bf）应大于半挂车牵引销至车轴距离80%以上。五、结论（一）以上的计算方法和分析思路在实际工作是可行的，但是比较理想化的通过性的评价方法，没有考虑侧滑对半挂式汽车列车在弯道通过性的影响，在实际评价和制定方案时，应考虑一定裕度。（二）以上的计算方法和分析思路是在理想二维平面内进行，在评价半挂式列车在弯道通过性时，还应考虑牵引车鞍座摆动角度与道路高差形成坡度之间的关系。这种影响主要表现为半挂车直梁与牵引车大梁之间的干涉。（三）在实际工作中往往是对半挂式汽车列车在一段道路的通过性进行评价，因此首先是采用简单的皮尺测量方法进行初评，然后是采用准确的CAD制图模拟方法进行重点评价，最后是采用模拟半挂车方法进行全面评价和验证，这样的评价方法既有重点又全面。主要参考文献1 汽车理论 清华大学 余志生2 半挂汽车列车最小转弯直径计算与分析 江苏交通科技 吉树祥3 半挂汽车列车转向分析 专用汽车 胡钢
