汽車超載車輛動(dòng)態(tài)稱重檢測(cè)系統(tǒng)方案研究

1、科技信息機(jī)械與電子SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第7期汽車超載車輛動(dòng)態(tài)稱重檢測(cè)系統(tǒng)方案研究王清龔長(zhǎng)青(菏澤學(xué)院機(jī)電工程系山東菏澤274015)【摘要】本文介紹了動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的組成，工作原理及其主要功能和應(yīng)用的重要意義?！娟P(guān)鍵詞】檢測(cè)系統(tǒng)；車輛；動(dòng)態(tài)稱重0引言3.2作。近年來，我國(guó)公路建設(shè)步伐不斷加快，公路通車?yán)锍滩粩嘌由?，公路等?jí)不斷提高。根據(jù)國(guó)家“十五”計(jì)劃要求，公路總里程達(dá)到160萬公里，其中高速公路將超過2.5萬公里，公路密度達(dá)到16.7公里百平方公里。但是由于種種原因，我國(guó)公路超載運(yùn)輸現(xiàn)象普遍，甚至發(fā)展到相當(dāng)嚴(yán)重的地步。公路超載已成為公路路

2、面結(jié)構(gòu)損害、交通事故頻發(fā)的一重要因素。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)公路部門每年因超載運(yùn)輸產(chǎn)生的額外道路維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)高達(dá)幾百億元。治理公路超載，除必要的“源頭治理”和宣傳教育外，還必須在關(guān)鍵的路段設(shè)置軸重檢測(cè)設(shè)備，做到科學(xué)管理。目前，國(guó)外較廣泛采用的軸重檢測(cè)設(shè)備是車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)（英文簡(jiǎn)稱WIM系統(tǒng)），國(guó)內(nèi)已有部分廠家開發(fā)和經(jīng)營(yíng)該類設(shè)備，應(yīng)用極少，尚待推廣?？刂朴?jì)算機(jī)一體化的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)性能可靠，能實(shí)現(xiàn)無人值守的不間斷工1車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)-WIM簡(jiǎn)介WIM是Weigh-in-motion的簡(jiǎn)稱，意思是動(dòng)態(tài)稱重，它源于歐美，在歐美地區(qū)，尤其在高速公路上，已有相當(dāng)應(yīng)用。公路車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)以國(guó)際先進(jìn)的WIM

3、（動(dòng)態(tài)稱重）技術(shù)為核心，通過設(shè)置在每個(gè)車道上的稱重感應(yīng)板，在計(jì)算機(jī)的控制下對(duì)正常行駛的車輛進(jìn)行重量檢測(cè)，并按預(yù)先制定的車類分型表，自動(dòng)識(shí)別車型。同時(shí)將重量、速度、車道流量等交通信息上傳至所屬路段的監(jiān)控中心或?qū)ｉT的管理中心。為管理者進(jìn)行交通調(diào)查、交通量預(yù)測(cè)與控制、公路維護(hù)計(jì)劃制定、車輛超限治理等活動(dòng)提供精確而客觀的依據(jù)。高速數(shù)據(jù)采集器采用多通道高速A/D轉(zhuǎn)換，可同時(shí)采集多條車道的數(shù)據(jù)。3.4系統(tǒng)軟件實(shí)施稱重測(cè)速、車輛分型功能。設(shè)置開放式車型分類表，由使用者指定車型分類方式。3.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸3.5.1可提供多種方案的存儲(chǔ)與傳輸方式。3.5.2軟盤（1.44Mb）ZIP(120Mb)等存儲(chǔ)方式。

4、3.5.3RS-232C和RS-485等通訊方式。3.6供電計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用交流市電，同時(shí)提供在線式或后備式UPS電源，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采用蓄電池供電。3.7數(shù)據(jù)分析軟件包為稱重系統(tǒng)配套使用，可按用戶要求實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)查詢和打印報(bào)表等功能。3.34車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的主要功能22.1車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的方案研究工作原理車輛動(dòng)態(tài)稱重是測(cè)量行駛的動(dòng)態(tài)車輛輪胎受力，并計(jì)算相應(yīng)靜態(tài)車輛重量的過程，此動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)主要由傳感器和支持儀表及輪軸判別設(shè)備構(gòu)成，用來測(cè)量在特定地點(diǎn)、特定時(shí)間行駛車輛的輪胎受力，計(jì)算車輛的軸重，正確判別軸數(shù)，輪胎個(gè)數(shù)等有關(guān)參數(shù)，并處理顯示、打印和存儲(chǔ)這些信息，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、不停車計(jì)量

5、。2.2基本配置：2.2.1軸重秤體。2.2.2稱重傳感器。輪胎識(shí)別器。2.2.32.2.4汽車收尾識(shí)別器。2.2.5超限檢測(cè)采用XK3196E稱重顯示器；公路計(jì)重收費(fèi)采用XK3196E3稱重顯示器。2.3增強(qiáng)配置：2.3.1顯示大屏幕。2.3.2PC機(jī)，與檢測(cè)儀表相連接。2.3.3微機(jī)管理系統(tǒng)，功能全面，并可根據(jù)用戶需要定制軟件。2.3.4打印機(jī)。2.3.5可選配攝象系統(tǒng)，以便實(shí)時(shí)記錄。本車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)有以下主要功能車輛以10km/h以下速度勻速駛過稱臺(tái)，4.1動(dòng)態(tài)稱重計(jì)量功能即可計(jì)量并顯示各軸重及整車重量。車輛輪胎經(jīng)過輪胎識(shí)別器，輪胎識(shí)別器4.2輪胎個(gè)數(shù)識(shí)別功能輸出信號(hào)送至數(shù)據(jù)采集器，判

6、別車輛各軸輪胎個(gè)數(shù)。主計(jì)算機(jī)根據(jù)收尾器、稱臺(tái)、輪胎識(shí)別系統(tǒng)發(fā)4.3車型判別功能出的信號(hào)判別車型、軸型，如單軸、雙軸、三聯(lián)軸、半掛雙聯(lián)等。該系統(tǒng)主計(jì)算機(jī)將每一稱重車輛的檢測(cè)數(shù)據(jù)4.4數(shù)據(jù)管理功能自動(dòng)存儲(chǔ)（包括車號(hào)、日期、時(shí)間、軸重、總重、軸數(shù)、每軸輪胎數(shù)、是否聯(lián)軸、是否半掛、各軸超限值、總超限值等），并可以根據(jù)指定日期、車號(hào)、序號(hào)等進(jìn)行查詢。計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)時(shí)反映當(dāng)前車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)，外4.5數(shù)據(jù)輸出功能接大屏幕顯示稱重結(jié)果，外接打印機(jī)打印檢測(cè)單。5系統(tǒng)應(yīng)用的意義3車輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)一般組成的要求3.1稱重感應(yīng)板3.1.1高強(qiáng)合金鋼基，耐疲勞抗過載。3.1.2測(cè)重精度高，靜載測(cè)重精度可達(dá)千分之五。3.1.

7、3全密封防護(hù)，完全野外安裝，全天候工作。3.1.4薄板式安裝結(jié)構(gòu)，地表面安裝，施工量小。3.1.5安裝方式靈活，既可做成永久方式安裝，也可做成可拆卸的鑲嵌式安裝。采用公路自動(dòng)稱重系統(tǒng)對(duì)車輛的速度、車型、載重等信息進(jìn)行檢測(cè)具有以下意義與價(jià)值。5.1解決了判別軸與輪胎組合所形成的軸載質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)難題。切實(shí)做到了嚴(yán)肅執(zhí)法，讓超重運(yùn)輸車輛的車主心服口服，減少不必要的摩擦；5.2提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；5.3避免了隨意罰款、卸載等違法行為，有利于管理隊(duì)伍自身建設(shè)；5.4加強(qiáng)對(duì)超重車輛的管理，保障公路安全暢通，為管理規(guī)范化提供了可靠保證；5.5延長(zhǎng)公路使用壽命，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著；5.6可實(shí)現(xiàn)公路計(jì)重

8、收費(fèi)。6小結(jié)隨著公路建設(shè)基金來源和“誰建設(shè)，誰受益”政策的落實(shí)，特別是高速公路實(shí)行“建、管分開”和公司化經(jīng)營(yíng)，高速公路成為管理公司的財(cái)產(chǎn)和利潤(rùn)來源，很自然地，管理者工作重心會(huì)從建設(shè)轉(zhuǎn)移到如何增加通行費(fèi)用和降低道路的維修保養(yǎng)成本上來。屆時(shí)，車（下轉(zhuǎn)第87頁(yè)）85科技信息機(jī)械與電子SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2010年第7期汽車冰堵故障診斷分析與排除方法（1.江西藍(lán)天學(xué)院江西南昌卜永麗1魏海燕2330098；2.江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院江西南昌330098）【摘要】冰堵是汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中常見的故障現(xiàn)象，要有效排除制冷系統(tǒng)冰堵故障，就要分析它形成的原因，故障發(fā)生后

9、的現(xiàn)象，然后再利用有效的方法進(jìn)行診斷排除?！娟P(guān)鍵詞】汽車空調(diào)；制冷系統(tǒng)；冰堵故障1冰堵故障發(fā)生的原因目前R-134a已成為汽車空調(diào)系統(tǒng)中普遍使用的制冷劑。與R-134a相配用的潤(rùn)滑油即冷凍機(jī)油，代號(hào)為PAG。制冷劑和冷凍機(jī)油是互溶的，所以在空調(diào)制冷系統(tǒng)工作的過程中會(huì)有一部分的潤(rùn)滑油“遷移”性地循環(huán)于蒸發(fā)器和冷凝器中，并參與換熱和流動(dòng),因此制冷劑是油-制冷劑的混合物。制冷劑和冷凍機(jī)油都不溶于水，當(dāng)系統(tǒng)中有水分進(jìn)入其中時(shí)，流動(dòng)到系統(tǒng)中狹窄的的地方，就會(huì)滯留在那里，如果遇冷后結(jié)冰，就使制冷系統(tǒng)管道堵塞，阻止了系統(tǒng)中制冷劑的循環(huán)流動(dòng)，也就形成了冰堵。成了噴霧狀的制冷劑（小液滴制冷劑），這種噴霧狀的制冷

10、劑到達(dá)蒸發(fā)器后，可迅速的氣化吸收車內(nèi)空氣的熱量。所以膨脹閥的閥孔很小，又稱針閥，在針閥處制冷劑的溫度又驟然降冷，水分很容易結(jié)冰，水分在針閥處結(jié)成很多小顆粒的冰粒，當(dāng)冰粒凝結(jié)到一定程度時(shí)，便阻塞了節(jié)流通道，形成了冰堵。當(dāng)液態(tài)制冷劑中水分較少時(shí)，會(huì)產(chǎn)生輕微的冰堵故障。而在水分較多時(shí)，會(huì)將膨脹閥節(jié)流孔全部堵死。3制冷系統(tǒng)冰堵故障分析與排除2冰堵故障發(fā)生的部位分析汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液器、膨脹閥（或孔管）、蒸發(fā)器等組成，制冷系統(tǒng)的工作循環(huán)可以分為以下四個(gè)階段：21壓縮過程壓縮機(jī)工作時(shí)，從蒸發(fā)器出口的低壓回路吸入低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后成為高溫高壓的氣體，然后經(jīng)高壓管送入

11、冷凝器中冷卻。22冷凝過程從壓縮機(jī)出來進(jìn)入冷凝器的高溫高壓氣體，在冷卻風(fēng)扇的冷卻下，高溫高壓的制冷劑通過冷凝器散熱放出大量的熱量，制冷劑由高壓氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橹袦馗邏阂后w。23膨脹過程中溫高壓液體制冷劑進(jìn)入膨脹閥后。由于膨脹閥的閥孔很小，即進(jìn)口空間小，出口空間大，因此起到了節(jié)流作用，制冷劑從膨脹閥出來后體積變大、壓力降低、溫度降低。變成低溫低壓的液態(tài)制冷劑（噴霧狀）。24蒸發(fā)過程由膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器的是液態(tài)霧狀制冷劑，在蒸發(fā)器里由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)，吸收蒸發(fā)器周圍的熱量，是周圍空氣變成冷空氣，后被鼓風(fēng)機(jī)吹入車內(nèi)，使車內(nèi)溫度降低。因此冰堵在空調(diào)制冷系統(tǒng)中只能在膨脹裝置這一部位發(fā)生，即膨脹閥節(jié)流孔處。膨

12、脹閥安裝在空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器人口處，它把從冷凝器過來的高壓液體制冷劑轉(zhuǎn)化成噴霧狀的低壓液體制冷劑，輸送到蒸發(fā)器里面。汽車空調(diào)的熱負(fù)荷隨室外氣溫、濕度、汽車內(nèi)的乘員人數(shù)、壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速變化而變化。為了最大限度的發(fā)揮汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的能力，就必須要不斷的調(diào)整制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷流量，膨脹閥的其中一個(gè)重要的作用就是起著調(diào)節(jié)制冷劑流量的作用。膨脹閥的另外一個(gè)重要作用就是降壓，使中溫高壓制冷機(jī)從狹小的閥孔流入后體積迅速膨脹變大，使其壓力和溫度隨之迅速降低，形當(dāng)空調(diào)制冷系統(tǒng)發(fā)生冰堵后，制冷效果就會(huì)變差，并且制冷也會(huì)斷斷續(xù)續(xù)的。膨脹閥和蒸發(fā)器上的白霜全部融化，制冷量大幅度下降，直至不能制冷。制冷系統(tǒng)高壓部分和低壓

13、部分的壓力將都會(huì)低于正常值，這時(shí)，用專用儀表進(jìn)行檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)低壓一側(cè)的壓力很低，可達(dá)到80-93.3kPa的真空度。這是因?yàn)樗衷谂蛎涢y的閥口處結(jié)冰后，膨脹閥發(fā)生冰堵，制冷量就會(huì)下降，系統(tǒng)得溫度就升高，閥口的冰就隨溫度的升高自己溶化，系統(tǒng)又能正常工作，制冷量隨之上升，這時(shí)膨脹閥處的溫度又會(huì)降低，水分在閥口處又會(huì)重新結(jié)冰形成冰堵故障。導(dǎo)致制冷也會(huì)斷斷續(xù)續(xù)的。如果要排除冰堵故障，就要排除系統(tǒng)中多余的水分，制冷系統(tǒng)進(jìn)人水分都是由于操作不規(guī)范造成的：拆裝檢修系統(tǒng)的時(shí)候，沒有及時(shí)封口，抽真空不徹底，加入系統(tǒng)中的制冷劑和冷凍機(jī)油本身就不夠純凈，含有水分。汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中都配置了儲(chǔ)液干燥器，

14、可以除去系統(tǒng)中多余的水分，但如果混入制冷系統(tǒng)中的水分過量，就會(huì)發(fā)生冰堵故障。排除汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中的冰堵故障可以用如下方法：首先排出系統(tǒng)內(nèi)的制冷劑；檢查制冷系統(tǒng)有沒有存在泄漏之處，并補(bǔ)漏迅速拆掉制冷系統(tǒng)舊的儲(chǔ)液干燥器更換新的儲(chǔ)液干燥器；利用冷媒加注回收機(jī)反復(fù)抽幾次真空，排出系統(tǒng)內(nèi)的水汽。最后利用冷媒加注回收機(jī)加入新的制冷劑和冷凍機(jī)油。膨脹閥冰堵與臟堵在現(xiàn)象上有時(shí)很相似，要區(qū)分這兩種故障，可以用小棉球蘸上酒精，點(diǎn)燃后烤熱膨脹閥閥體，如果膨脹閥受熱后堵塞現(xiàn)象消失了則為冰堵，如果受熱后堵塞現(xiàn)象仍然存在則為臟堵?？啤緟⒖嘉墨I(xiàn)】1楊月海汽車空調(diào)系統(tǒng)冰堵的判斷與排除J.汽車運(yùn)用，2003,(9).2趙新民淺談空調(diào)系統(tǒng)中的膨脹閥J汽車與配件，1998,(29).3錢偉亮汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中的膨脹閥的故障與排除J使用與維修，2004,(6).4張興群，袁秀玲，黃東PAG潤(rùn)滑油對(duì)R134a汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)性能影響的研究J潤(rùn)滑與密封，2005,(7).責(zé)任編輯：王靜（上接第85頁(yè)）輛動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)一定會(huì)有廣泛的用武之地?？啤緟⒖嘉墨I(xiàn)】1劉迎春，葉湘濱，編著.傳感器原理設(shè)計(jì)與應(yīng)用.第四版.長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2002.2黃長(zhǎng)藝，嚴(yán)