半挂汽车列车总质量与行车安全性的试验研究

张宁

摘  要：超载对于半挂汽车列车的行车安全有非常大的影响。本文对半挂汽车列车在不同总质量状态下的动力性、紧急制动性能以及热衰退后的紧急制动性能进行了试验研究，为半挂汽车列车行车安全的提升发展和超载治理提供一定的数据支持。

关键词：半挂汽车列车;超载;行车安全

中图分类号：U463.82+1     文献标识码：A    文章编号：1005-2550（2020）06-0088-04

Abstract： Overload has a material adverse effect on the driving security of semi-trailer train. In this paper， the vehicle power performance， emergency braking performance and emergency braking performance after heat fade of drum brake under different total mass conditions are tested and studied. This paper may provide certain data support for the improvement and development of driving security of Semi-trailer Train.

Key Words： Semi-trailer Train; Overload; Driving Security

前言

半挂汽车列车由于运输效率较高，在我国的公路货物运输中占有很大的比例，对公路货运特别是港口运输业的发展起到了很大的推动作用[1]。但由于其自身车长较长、总质量较重，发生的交通事故往往也比较严重[2]，相当多一部分半挂汽车列车的事故是由于超载引起。从行车安全角度来看，超载会造成半挂汽车列车控制能力降低，紧急制动情况下往往由于刹不住车而造成追尾事故，特别是在长下坡路段，制动器易因持续制动温度升高出现热衰退现象而失去制动效果[3];同时由于车辆超载后动力性下降，变道超车过程中也容易诱发其他的交通事故。

当前，汽车法规检测通常针对的是车辆在空载和标准满载状态进行测试，对车辆在超载状态下行车安全性的试验研究比较少。本文对半挂汽车列车在不同总质量状态下的动力性、紧急制动性能以及热衰退后的紧急制动性能进行了试验研究，可以为半挂汽车列车行车安全的提升发展和超载治理提供一定的数据支持。

1    试验车辆要求

半挂汽车列车是由牵引车和半挂车组合而形成的车辆[4]。参与试验的牵引车和挂车均满足现行的公告要求，技术状况良好，按照牵引车型式分类，包括4×2和6×4的半挂牵引车各一台，分别与三轴半挂车匹配，组合形成5轴和6轴半挂汽车列车，最大总质量分别为42吨（标准）和49吨（标准）。超载的最大试验总质量，5轴列车定为46吨（超载状态1）和50吨（超载状态2），6轴列车定为55吨（超载状态1）和60吨（超载状态2）[5]。列车最大总质量不超过选用轮胎的承载能力，轴载质量与轮胎气压根据经验进行合理调整。两台半挂汽车列车实测总质量及轴荷见表1。

2    试验方案

2.1   动力性能试验

评价指标：50km/h到70km/h全油门超越加速时间。

试验方法：参考GB/T 12543-2009 汽车加速性能试验方法进行。

档位选择：变速器置于速比为1的档位（最高挡或次高档）。

试验数据：试验往返进行，每个方向进行2次，试验结果取4次试验结果的平均值。

2.2   紧急制动性能试验

评价指标：制动距离、充分发出的平均减速度、制动力和制动稳定性。

试验方法：依据GB 7258-2012 机动车运行安全技术条件规定的试验方法进行。

档位选择：变速器置于空档。

试验车速：制动初速度为30km/h。

2.3   热衰退性能试验

评价指标：制动距离、充分发出的平均减速度、制动力和制动稳定性。

试验方法：参考GB 12676-2014 商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法进行。标准载荷下单次重复制动间隔时间为60s，制动次数为20次，重復制动试验后1分钟内进行热态试验;超载后由于加速性能下降，单次重复制动间隔时间根据经验确定为80s，制动次数为20次，重复制动试验后1分钟内进行热态试验。

档位选择：重复制动试验中，应采用确保车辆能在最短的时间内升至60km/h车速的档位，然后制动至30km/h过程中变速器置于最高档;重复制动试验后1分钟内进行热态试验时，变速器置于空档。

试验车速：重复制动试验的初速度为60km/h，终止速度为30km/h;重复制动试验后1分钟内进行热态的紧急制动试验时制动初速度为30km/h。

3    试验结果及分析

3.1   动力性试验结果分析

50km/h到70km/h全油门超越加速时间试验结果见表2：

汽车50～70km/h的加速时间反映的是半挂汽车列车在正常行驶状态下快速超越同向行驶车辆的能力。从试验结果来看，半挂汽车列车加速时间随车辆总质量的增加明显增加。5轴半挂汽车列车在总质量为42吨标准最大总质量下加速时间为43.72秒;总质量增加至50吨时加速时间增加至59.18秒，加速时间增加了35.4%;6轴半挂汽车列车，在总质量为49吨标准最大总质量下加速时间为50.61秒，总质量增加至60吨时加速时间增加至70.95秒，加速时间增加了40.2%。

众所周知，超车过程中应该尽快加速通过以避免并排行驶车辆车辆爆胎或者其他意外的发生。超车时间的增加不仅严重降低了道路通行能力易造成拥堵，也大大增加了发生交通事故的概率。

3.2   紧急制动性能结果分析

紧急制动性能反映的是半挂汽车列车在发生突发事件情况下紧急停车的能力。评价指标一般包括制动距离、充分发出的平均减速度、制动力和制动稳定性。初速度为30km/h的紧急制动性能试验结果见表3：

从试验结果来看，汽车列车在制动过程都基本上能够保持稳定不超出试验车道，但随总质量的增加，制动距离逐渐增加、减速度逐渐变小。例如，5轴半挂汽车列车在总质量为42吨标准最大总质量时制动距离为8.81米，总质量增加至50吨时制动距离延长至9.42米，制动距离增加了6.9%;6轴半挂汽车列车在总质量为49吨时其制动距离为9.21米，总质量增加至60吨时制动距离延长至10.76米，制动距离增加了16.8%。

总质量的增加使本来能够在较短距离下就能实现停止的车辆需要更长的距离才能使停止，制动距离的延长就增加了发生碰撞事故的几率，而超载的半挂汽车列车由于惯性较大，发生追尾事故的时候往往会非常惨烈。

3.3   热衰退性能结果分析

热衰退性能反映的是半挂汽车列车在下长坡或连续制动情况下，制动器发热之后、制动性能衰退的情况下车辆的紧急制动性能。初速度为30km/h的热衰退性能试验结果见表4。

从试验结果来看，30km/h热衰退后紧急制动距离也随总质量的增加而增加，而且比冷态下紧急制动距离的增加要显著的多。以5轴半挂汽车列车为例，其在总质量为42吨时热衰退后制动距离为9.66米;总质量增加至50吨后制动距离延长至10.67米，制动距离增加了10.5%;对于6轴半挂汽车列车，在总质量为49吨时其热衰退后制动距离为9.38米，总质量增加至60吨时制动距离延长至11.95米，制动距离增加了27.4%。

由此可见，超载对于半挂汽车列车的热衰退性能影响非常大，总质量的增加使车辆的制动系统更容易过热，制动效能明显的下降。实际中司机也了解这一情况，往往采用淋水装置给制动器降温，但长期使用容易导致制动鼓异常开裂、摩擦材料损坏加快，同时淋水也会造成路面湿滑，低温下甚至会造成路面结冰，严重威胁自身以及其他车辆的行车安全。

由汇总的结果图可以看出半挂汽车列车加速时间、冷态和热态的制动距离都随车辆总质量的增加近似呈线性显著增加。由此可推测，随着超载质量的继续增加，半挂汽车列车加速性能和制动性能必然会是呈线性显著下降。

4    结语

出于安全角度考虑，本文仅对5轴和6轴半挂汽车列车各选取了满载和两种超载工况进行了试验研究，实际中半挂汽车列车的超载要比本试验中严重的多。另外，半挂汽车列车超载带来的危害也远不止文中提到的这些。超载导致的爆胎、超载后重心过高导致的侧翻甚至是过度超载导致道路基础设施塌陷等的报道更是屡屡见诸报端。半挂汽车列车的超载问题应当引起所有行业参与者和整个社会的共同关注及重视。

参考文献：

[1] 吕安涛. 半挂汽车列车技术发展趋势[J]. 专用汽车，2001（2）：19-20.

[2]杨佩钊. 基于排气制动的半挂汽车列车制动稳定性控制研究[D] . 长安大学，2017年.

[3]苏波. 基于大货车制动性能的山区高速公路坡度坡长限制研究[J]. 重庆交通大学学报，2009（2）：287 - 289.

[4]郭正康. 現代汽车列车设计与使用[M]. 北京理工大学出版社，2006：15-21.

[5]张红卫、董金松. 新版治超标准为何规定最大设计总质量不能超过49吨[J]. 专用汽车，2016（10）.