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大噸位汽車衡用傳感器的量程選擇
作者：admin 日期：2012/7/6 14:30:32 閱讀：3537 次
【摘 要】 本文將探討大型汽車衡器配套稱重傳感器的選擇依據，供衡器同仁參考。
隨著我國運輸業的迅速發展的需求，高等級公路通車路段的日益加長，公路運輸的比重逐漸增
大。運輸車輛的大型化成為當前發展趨勢，而與其相配套的大型汽車衡就成為計量方面的主力軍。
但是我國汽車衡器設計以及使用與國際發達國家還有一定差距，特別是對稱重傳感器的選擇方面。
以下將對大型汽車衡器配套稱重傳感器的選擇依據進行探討。
二、目前現狀
1、汽車衡的日趨大型化
在國際《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》中，規定汽車最大允許總質量的
最大限值為49噸，而實際情況在公路上出現了最大總質量200噸的汽車。為了稱重這些超載汽車，
汽車衡量程從80噸擴展到180噸，有些地方提出了200噸汽車衡制作要求。
2、汽車衡設計的隨意性，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，各個公司各顯神通。為了使自己的產品具有價格成本優勢，
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噸的汽車衡。
※ 按照以上方式做汽車衡的結果如何呢？
（1）在廠房內以及在使用現場標定，很好，沒問題；稱量大噸位的汽車（汽車衡量程的80%～
100%）很少時，沒問題，很少有故障，客戶很滿意；
（2）在廠房內以及在使用現場標定，很好，沒問題，稱量大噸位的汽車（汽車衡量程的
80%~100%）很多時，有問題，表現為：稱量不準，秤不回零，溢出（數字汽車衡）等等，客戶很
不滿意，我們的生產廠商服務費用居高不下。
※ 造成以上問題是為什么呢？
（1）秤體本身原因；
（2）傳感器量程選擇原因。
秤體原因衡器廠商都會自己分析，我們將重點探討傳感器量程選擇原因。
三、大型汽車的載荷分布情況
在探討傳感器量程選擇原因之前，我們先來探討大噸位汽車載荷分布情況：
1、二軸車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依6輪2軸9米
長的車為例，如圖1所示。
圖1
軸距4.35米，國標規定最大總質量為16噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約
達到50噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖2所示）。
圖2
2、三軸工程車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依10輪3軸9米
長的車為例，如圖3所示。
圖3
軸距4.35米，國標規定最大總質量為25噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約
達到70噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖4所示）。
圖4
3、四軸車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依12輪4軸12
米長的車為例，如圖5所示。
圖5
國標規定最大總質量為31噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約達到90噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖6所示）。
圖6
4、四軸掛車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依14輪4軸12
米拖掛車為例，如圖7所示。
圖7
國標規定最大總質量為31噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約達到90噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖8所示）。
圖8
5、五軸掛車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依18輪5軸12
米長的車為例，如圖9所示。
圖9
國標規定最大總質量為35噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約達到100噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖10所示）。
圖10
6、六軸掛車
根據國標《GB158-2004道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》的規定，我們依22輪6軸拖掛
車為例，如圖11所示。
圖11
國標規定最大總質量為49噸，實際在公路上運行的改型號車輛最大總質量大約達到150噸。
這樣，軸重載荷分布：
通過對該車型的軸重進行測試，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；（位置如圖12所示）。
圖12
四、汽車衡用傳感器載荷探討
我們對汽車稱量時，汽車前后輪依次走上秤臺，當后軸走在兩節秤臺中間的時候，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最大值F，如圖13所示。
圖13
F=（A+B）*D
其中：
A．為后軸載荷（多軸時為共計載荷）；
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，稱量汽車的衡器用兩只傳感器載荷之和如下表1。
表1
序號
汽車類型
國標規定汽車
總質量（噸）
實際汽車
總質量（噸）
后軸載荷
（噸）
兩只傳感器
受載荷之和（噸）
1
二軸車
16
50
35
53.3
2
三軸工程車
25
70
52
75.4
3
四軸車
31
90
60
85.5
4
四軸掛車
31
90
60
85.5
5
五軸掛車
35
100
70
98.8
6
六軸掛車
49
150
100
137.8
單只傳感器受載情況，因為汽車不能開在秤臺寬度的正中，因此，載荷不能平分，以及我們需
要一定的安全系數。在此我們設車的后軸載荷為G、稱臺自重為G0、車輪無偏載情況時左端稱重
傳感器支撐力為F1、右端稱重傳感器支撐力為F2。這時有如下力學關系：
G×1500＋G0×1500＝F1×150＋F2×2850 ①
G＋G0= F1＋F2 ②
這里當稱體自重G0忽略時，計算得：
F1=F2=G/2
車輪在最大偏載情況時左端稱重傳感器支撐力為F1′、右端稱重傳感器支撐力為F2′。這時有如
下力學關系：
G×1200＋G0×1500＝F1′×150＋F2′×2850 ①
G＋G0= F1′＋F2′ ②
這里當稱體自重G0忽略時，計算得：
F1′≈0.61G
F2′≈0.39G
F1′/F1≈1.22
我們計算時僅以3米稱臺為例，實際現在稱臺寬已有3.3米，這樣經分析，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
稱量這些汽車的衡器量程與傳感器的選擇如下表2
表2
序
號
汽車類型
國標規定汽
車總質量
（噸）
實際汽車總
質量（噸）
后軸載荷
（噸）
衡器量程
（噸）
兩只傳感器受
載荷之和（噸）
傳感器量程
（噸）
1
二軸車
16
50
35
60
53.3
30-40
2
三軸工程車
25
70
52
80
75.4
45-55
3
四軸車
31
90
60
100
85.5
50-65
4
四軸掛車
31
90
60
100
85.5
50-65
5
五軸掛車
35
100
70
120
98.8
60-75
6
六軸掛車
49
150
100
200
137.8
85-100
五、結論
汽車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，由于現在的汽車超載的
情況較為嚴重，汽車的軸重分布不均，因此汽車衡用傳感器的量程選擇要以汽車后軸總重為主要依
據進行。
參考文獻
1．GB1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》國家標準。
2．JJG555-96《非自動秤通用檢定規程》。
