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随着我国汽车工业的迅速发展,货车超载已成为破坏公路设施,诱发交通安全事故的主要因素之一。有效的监测和防止货车超载,对我国社会经济发展有着十分重要的现实意义。传统货车载重量测控技术采用称重衡器,占地面积大,监测效率低且容易受时间和空间限制,是一种被动测量。因此必须从源头设计超载测控系统,变被动测量为主动控制,即货运车辆出厂前便在车辆传动轴上安装转矩传感器和信息采集系统,货运车辆起步瞬间,将获得的车辆载重量信息传送到发动机电子控制单元,并控制发动机的点火和供油,实现在起步阶段对车辆超载的主动控制,这将对交通运输产生重大意义。
本文以车辆起步时,起步转矩与车辆总质量相关这一基本关系,建立了基于货运车辆起步瞬间车辆传动轴起步转矩(最大静摩擦阻矩)与车辆载重量间的测试模型。在理论分析的基础上,制作了转矩传感器并进行了标定、设计制作了载重量测试系统,并在自制测试车辆上进行了试验。
试验选择在水泥、柏油和泥土三种代表性路面上进行,以测试车辆起步过程为对象进行研究,通过试验数据分析得出起步转矩主要与载重量、路面状况相关。同一种路面下车辆起步转矩与载重量相关且呈线性关系,则可通过测量车辆起步转矩获得车辆载重量信息,为车辆超载控制提供信息。试验还测定了水泥、柏油、泥土路面上最大摩擦系数,对测试车辆在同种载重量、不同路面状况下的起步转矩值进行比较,表明起步转矩值与路面状况有关,摩擦系数越大起步转矩值越大。
为进一步验证测控系统可靠性,利用扭矩传感器和扭矩显示仪组成的测控系统进行对比实验,实验结果显示两套系统测试数据呈较强的相关性,表明研制的超载测试系统具有可靠性。