一、引言

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《GB158-2004 道路車輛外廓尺寸、軸載及質量限值》中，規定汽車大允許總質量的大限值為 49 噸，而實際情況在公路上出現了大總質量 200 噸的汽車。為了稱重這些載汽車，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 米長的車為例軸距 4.35 米，國標規定大總質量為 16 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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

軸距 4.35 米，國標規定大總質量為 25 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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

國標規定大總質量為 31 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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

國標規定大總質量為 31 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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

國標規定大總質量為 35 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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

國標規定大總質量為 49 噸，實際在公路上運行的改型號車輛大總質量大約達到 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

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大值 F

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。

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

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

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。