一般而言,汽车质心高度每增高250mm,侧翻阈值就下降0.05g[3]。侧翻阈值愈小,愈易侧翻。载重汽车,尤其是运输车,其侧翻阈值受到质心高度的极大影响。因此,以底盘车的最高车速来标为运输车重车状态允许的最高车速是十分不妥的。
本文仅就重车(满载运输混凝土)状况下的运输车转弯行驶,进行稳定性分析,讨论重车侧翻临界速度计算式[1]:
(3)
式(1)(3)中R——重车转弯半径,m;
(依据向左,右两个方向的转弯,分别代入不同的转弯半径值RL和RR)
g——重力加速度,m/s2;
B4——有效稳定幅,B4=B-e,m;
B——重车平地静止的稳定幅,m;
e——质心的总偏移值(e=e1+e2+e3+e4,取代数和),反映混凝土偏心力矩Mc(e1),路拱坡度iL(e2),轮胎变形(e3),悬挂变形(e4)等四因素对稳定幅的综合影响,mm;
H——整车质心离地高度,m。
式(3)是根据式(1)的要求而整理出来的重车侧翻临界速度计算式。笔者认为有效稳定幅B4和整车质心离地高度H这两项因素主要受制于车辆结构设计和路面拱度实况,重力加速度g是常量。因此,驾驶员可以控制,同时也是最为重要的两个操作因素就是行驶车速V和行驶转弯半径R。对应于每一种行驶车速V,相应有一个使整车不至侧翻的确定之最小转弯半径R。驾驶员较为容易的操作也是按行驶车速V确定整车转弯半径R。将式(2)改写为式(4),并对某一种搅拌筒右旋的运输车分别做向左及向右转向行驶时,结合一组运输车结构数据,就90km/h和50km/h这两种“最高车速”,进行转弯半径R计算比较:
R=V2·H/(g·B4)(m)(4)
1)向左转向行驶:
已知:B4=B-e
=B-(e1+e2+e3+e4)
=1074-(-53+41+76+254)
=756mm=0.756m
满载重车质心离地高度H=1.792m
取重力加速度g=10m/s2
a.当行驶车速V=90km/h=25m/s
RL90=V2·H/(g·B4)
=252·1.792/(10×0.756)
=148.15m
b.当行驶车速V=50km/h=13.89m/s
RL50=V2·H/(g·B4)
=(13.89)2×1.792/(10×0.756)
=45.73m
2)向右转向行驶:
已知:B4=B-e
=B-(e1+e2+e3+e4)
=1074-(53―41+76+254)
=732mm=0.732m
满载重车质心离地高度H=1.792m
取重力加速度g=10m/s2
a.当行驶车速V=90km/h=25m/s
RR90=V2·H/(g·B4)
=252×1.792/(10×0.732)
=153m
b.当行驶车速V=50km/h=13.89m/s
RR50=V2·H/(g·B4)
=(13.89)2×1.792/(10×0.732)
=47.23m