葛仲杰

摘 要：轴荷设计作为车辆设计过程中较为重要的组成部分，在保证汽车运行稳定性方面发挥着非常积极的作用。在实际的汽车设计过程中，一旦轴荷设计不合理，就很难保证车辆行驶过程中各个工况下轴荷得到合理的分配，不僅会对车轴以及车轮等部位的使用寿命产生严重的影响，而且还会使得车辆安全稳定行驶存在着诸多隐患。只有在车辆设计过程中，不断优化轴荷设计，才能真正意义上实现车辆的安全稳定行驶。基于此，文章对特种半挂车辆的轴荷优化进行了研究。

关键词：轴荷；半挂车辆；设计优化；探究

中图分类号：U469.5+3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）36-0116-02

Abstract： As an important part of the vehicle design process， the axle load design plays a very active role in ensuring the stability of the vehicle. In the actual automobile design process， once the axle load design is unreasonable， it is difficult to ensure the reasonable distribution of the axle load in the vehicle driving process， and it will not only have a serious impact on the service life of the axles and wheels and other parts， but it also will make the vehicle safe and stable driving there are many hidden dangers. Only in the process of vehicle design， continuous optimization of axle load design can we truly achieve the safe and stable running of the vehicle. Based on this， the axle load optimization of special semitrailer is studied in this paper.

Keywords： axle load； semitrailer； design optimization； exploration

在一般车辆使用过程中，如果各个轴荷可以进行合理的分配，不仅可以有效提高车辆运行的稳定性，还可以在较大程度上保证车轮的均匀磨损，对于保证汽车使用寿命以及安全运行系数有着非常积极的意义[1]。但是，对于一些特殊车辆尤其是半挂车辆而言，在其实际的使用过程中，轴荷的分配往往是不均匀的，因此，为了保证半挂车辆的安全性，对车辆轴荷分配进行合理优化工作就显得尤为重要。

1 特种半挂车辆轴荷分配概述

所谓的轴荷分配，指的就是在车辆运行过程中，对车辆各个轴件所承受的荷载进行分配的一个过程。对于普通汽车而言，在其行驶或者运行过程中，车辆各个轴件荷载如果可以实现均匀、合理的分配，就可以有效的保证车辆车轮磨损的均匀性，对于保证车辆行驶的稳定与安全、保证驾驶人员的生命安全有着非常积极的意义。而特种半挂车辆由于其相对特殊，使得其在实际的使用过程中，其轴荷分配也与普通汽车不同。在特种半挂车辆使用工况下，其轴荷一般是不均匀的，有的半挂车辆在其设计的过程中，其前轴轴荷相对偏大，这种不均匀的轴荷设计不仅可以保证车辆在上坡时具有足够的附着力，还可以有效的减少车辆后倾[2]，对于保证车辆行驶的稳定性有着非常积极的意义。

2 特种半挂车辆轴荷优化的积极意义

2.1 有利于保证特种半挂车辆行驶安全

随着近年来我国道路铺设里程越来越长，我国的高速公路覆盖范围也越来越广，而特种半挂车辆作为运输的主力军，无论是长途还是短途，无论是栏板式半挂车还是平板式半挂车，其都被广泛的应用到现代交通运输过程当中，并且在其中发挥着非常积极的作用。但是近年来特种半挂车辆安全事故频发，使得人们对于特种半挂车辆行驶安全的重视程度也越来越高。影响特种半挂车辆安全行驶的因素有很多，其中就包括轴荷因素。在车辆运行过程中，如果轴荷设计合理性不足，极易导致车辆出现各类安全事故[3]。而在车辆设计过程中做好轴荷设计优化工作，对于提升特种半挂车辆的行驶安全有着非常积极的意义。

2.2 有利于特种半挂车辆的各个部件使用寿命的提升

一般来说，特种半挂车辆是由多个部件组合而成的，而轴件作为连接车辆各个部件的重要物件，做好其轴荷分配工作对于保证车辆的正常运行有着非常积极的意义。但是就现阶段实际的轴荷设计工作而言，其在实际的设计过程中，依然存在着较大的不足，如单一轴荷设计依然存在、轴荷分配合理性不足等等，使得现阶段车辆运行过程中，很多部件由于轴荷分配不均匀，极易出现严重磨损，如车辆轮胎等等，一旦出现严重磨损，就会在较大程度上缩短各个部件的使用寿命，进而给半挂车辆的正常运行带来诸多不利影响。而在特种半挂车设计过程中，做好相应的轴荷设计优化工作，使车辆整个轴荷进行科学合理的分配，对于延长部件使用寿命，提升半挂车辆的运行效率有着非常积极的意义。

3 优化特种半挂车辆轴荷策略分析

3.1 简化半挂车辆轴荷计算模型及计算公式

对于特种半挂车辆而言，在其正常的行驶状态下，各个轴件的垂直轴荷差距并不是特别明显，但是在其他状态下，如爬坡、刹车、曲线转弯等等，就会使得各个轴件轴荷会发生不同程度上的转移，进而对车辆的稳态响应产生影响。而对于特种半挂车辆而言，其大多是以多轴特种半挂车辆为主，因此，要想对其轴荷进行优化设计，其中非常重要的一项工作就是结合半挂车辆在常见道路上的具体使用状态建立相应的行驶方程式，然后通过数据发展轴荷设计中不足之处，进而实现对于其的优化。但是需要注意的是，在进行车辆行驶方程式建立前，应首先建立相应的计算模型对其进行分析计算。

在进行多轴特种车辆计算模型建立时，由于车辆使用状态下分配在各个轴件上的轴荷都与对面各个轴件的垂直反作用力相对等，也就是说，在进行车辆计算模式建立时，可以通过车辆各个轴件的地面反作用力来对轴件的轴荷状态进行正确反映。因此，在进行计算模型简化过程中，完全可以不必将牵引车和半挂车中辅助支腿相关轴件所承担的部分荷载进行考虑[4]，除此之外，滚动阻力与空气阻力对于轴荷动态转移的具体作用也不必将其纳入其中。通过简化计算模型，可以建立一个更加科学合理的车辆行驶方程式，对于实现特种半挂车轴荷优化有着非常积极的意义。

而在进行计算公式建立的过程中，则应根据已经建立的计算模式，并未将车辆辅助支腿所承担的轴荷考虑其中，只考虑前后铰链连接车辆侧倾中心轴线上的载荷以及经过弹性元件支撑车辆前后轴上的荷载，然后根据实际的情况建立相应的车辆行驶方程式，然后经过计算，得出特种半挂车辆在不同状态下其中心轴线以及前后轴上的荷载，对比相应的数据，就可以发现不同行驶状态下车辆轴荷的具体变化，这样一来，就可以以此为依据对其进行合理的优化。

3.2 特种半挂车辆轴荷优化策略

对于本此研究中的特种半挂汽车而言，其在行驶状态下的前轴以及后轴的轴荷分配为分别作用于前轴和后轴上等效垂直反作用力。由于等效垂直反作用力为一个变动量，因此，其作用在不同轴件上的力也会随着车辆不同运动状态而发生相应的变化。经过计算可以得知，当车辆处于加速向前行驶或者紧急刹车制动状态时，其前后轴地面法向反作用力等同于半挂车辆在正常行驶状态下和车辆克服加速或者制动时惯性力所产生等效分力的总和。通过计算分析我们可以得出，影响特种半挂车辆轴荷的因素主要为车辆行驶状态，因此，在对其进行优化设计时，則应从以下几点出发，做好相应的半挂车辆轴荷优化工作。

首先，在进行特种半挂车辆轴荷优化时，应对汽车不同行驶状态下的轴荷进行计算，在计算过程中，应根据车辆的实际情况、计算模型以及计算公式准确的进行计算，然后将正常匀速行驶状态下前后轴载荷、加速行驶状态下前后轴载荷以及紧急制动下的前后轴载荷进行对比，并在此基础上发现车辆行驶过程中轴荷变化的具体趋势，只有这样，才能更加准确的对特种车辆轴荷设计进行优化。

其次，根据特种半挂车辆的用途以及行驶路线制定相应轴荷优化方案。例如，对于载重量较大且行驶路线相对较长的特种半挂车辆，在对其进行轴荷优化时，可以通过调整轴荷分配数值来进行优化，具体来说，就是在进行特种车辆设计过程中，在不违背设计规范要求的基础上，可以对半挂车辆上一些部件的位置进行调整，以此来实现轴荷的分配和调整；而对于载重量较小其行驶路线较短的特种半挂车辆，则可以通过调整轴距的方法，来进行轴荷优化。

最后，加强对特种半挂车辆创新的研究力度，相关特种车辆生产单位应加大对于车辆制造新技术研发的投入力度，并以此为基础将一些现代新型的技术应用到特种半挂车辆设计过程中，例如智能化技术，通过对这类新型技术的应用，可以在车辆行驶过程中，在不同状态下自动进行轴荷分配和调整。除此之外，特种半挂车辆生产单位还可以借鉴西方国家一些现阶段的车辆制造以及生产技术，结合我国对于特种半挂车辆的具体要求，不断提升车辆设计和生产的精细化以及安全性水平，并以此为基础不断提升轴荷分配的科学性以及合理性，只有这样，才能真正意义上实现我国特种半挂车辆行驶安全系数的提升。

综上所述，随着近年来半挂车辆的增多，半挂车辆的行驶安全也越来越受到人们的重视。而轴荷作为保证特种半挂车辆行驶安全的重要因素，只有对其轴荷分配特点以及车辆行驶过程中各个轴荷变化情况进行深入的了解，并以此为基础制定相应的策略，才能更好的对特种半挂车辆轴荷进行优化，最终实现特种半挂汽车性能的不断优化。

参考文献：

[1]吴迪，朱大华，裴泽健.基于力矩分配法的多轴汽车轴荷分配的研究[J].中国设备工程，2018（13）：183-184.

[2]张凡.特种半挂车辆的轴荷优化研究[J].科技与创新，2018（10）：37-38.

[3]王向东，李智，吴金才，等.某型检测车质心位置及轴荷计算[J].机电产品开发与创新，2017，30（01）：6-8.

[4]王镇，贾志绚，张喜清.多轴车辆轴荷的分配与影响因素研究[J].太原科技大学学报，2014，35（04）：289-293.