论文部分内容阅读
受到地形条件的限制，在进行山区高速公路设计时，所选用的设计指标相比于平原微丘地区会更接近规范的极限值。由于我国六轴货车比功率较低，车辆的平衡速度低于规定的最低容许速度值，且爬坡距离也远小于最大坡长的规定值，在行驶过程中往往会因为爬坡速度远低于小客车，从而造成道路通行能力降低，还会增加刮擦、追尾等事故的发生率，具有一定的安全隐患。本论文依托重庆市交通委员会科学技术项目(SW-2016-263 )和重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN201900722)，通过仿真试验和实车实验相结合，分析车辆爬坡初速度、车速和纵坡坡度、比功率等指标，研究影响车辆爬坡时行驶速度的主要因素，探寻满足我国高速公路货车爬坡速度要求的货车比功率需求。
我国《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2017)规定：低速汽车及拖拉机运输机组的比功率应大于4.0kW/t，除无轨电车、纯电动汽车外的其他机动车的比功率应大于5.0kW/t。实际情况下，比功率为5.0kW/t的六轴货车在3%的坡道上行驶，其平衡速度仅40km/h左右，远低于《公路路线设计规范》规定的最低容许速度60km/h(设计速度120km/h)、55km/h(设计速度100km/h)、50km/h(设计速度80km/h)。目前我国六轴货车的比功率无法满足山区高速公路爬坡的动力性能要求，大货车与小客车之间较大的运行速度差不仅会降低道路的通行效率，还会增加事故风险，导致追尾、刮擦等事故的发生，造成人员伤亡和财产损失。
因此，本文首先调查高速公路货车的行驶状况、市场状况等方面进行，通过对高速公路货车车型、车数、货车行驶量和货物周转量等方面的统计分析，确定六轴货车为我国高速公路主导车型。统计目前不同品牌不同型号六轴货车的动力性能尤其是比功率，对比国外同等类型货车和《公路路线设计规范》(JTGD20-2017)所选取的设计车辆的比功率，分析目前货车存在的问题。
对比国内外最大纵坡坡度和坡长的相关规定，分析我国与发达国家的区别，从国内外纵坡指标的制定依据，尤其是设计车辆比功率，论证我国最大纵坡坡度和坡长的相关规定是否与发达国家存在明显差距，结合前文货车动力性能方面的分析，探究我国货车爬坡难的主要原因。
对货车上坡的运动进行动力学分析，明确货车在上坡行驶过程中所受到的驱动力和阻力来源，分析影响货车上坡行驶速度的主要因素，依此制定实车试验方案与仿真试验方案，并通过对数据的初步分析探究货车的上坡行驶特性，确定货车上坡行驶速度的主要因素，求解车辆行驶的运动方程，从理论的层面阐述车辆上坡速度的影响因素。
根据实车实验和仿真试验得到的车辆的比功率、行驶距离、平衡速度、纵坡坡度、入坡初速度等数据，考虑坡长和不考虑坡长两种情况下货车在上坡行驶中速度始终不低于最低容许速度时车辆所需最低比功率，提出我国高速公路货车比功率安全需求。
我国《机动车运行安全技术条件》(GB7258-2017)规定：低速汽车及拖拉机运输机组的比功率应大于4.0kW/t，除无轨电车、纯电动汽车外的其他机动车的比功率应大于5.0kW/t。实际情况下，比功率为5.0kW/t的六轴货车在3%的坡道上行驶，其平衡速度仅40km/h左右，远低于《公路路线设计规范》规定的最低容许速度60km/h(设计速度120km/h)、55km/h(设计速度100km/h)、50km/h(设计速度80km/h)。目前我国六轴货车的比功率无法满足山区高速公路爬坡的动力性能要求，大货车与小客车之间较大的运行速度差不仅会降低道路的通行效率，还会增加事故风险，导致追尾、刮擦等事故的发生，造成人员伤亡和财产损失。
因此，本文首先调查高速公路货车的行驶状况、市场状况等方面进行，通过对高速公路货车车型、车数、货车行驶量和货物周转量等方面的统计分析，确定六轴货车为我国高速公路主导车型。统计目前不同品牌不同型号六轴货车的动力性能尤其是比功率，对比国外同等类型货车和《公路路线设计规范》(JTGD20-2017)所选取的设计车辆的比功率，分析目前货车存在的问题。
对比国内外最大纵坡坡度和坡长的相关规定，分析我国与发达国家的区别，从国内外纵坡指标的制定依据，尤其是设计车辆比功率，论证我国最大纵坡坡度和坡长的相关规定是否与发达国家存在明显差距，结合前文货车动力性能方面的分析，探究我国货车爬坡难的主要原因。
对货车上坡的运动进行动力学分析，明确货车在上坡行驶过程中所受到的驱动力和阻力来源，分析影响货车上坡行驶速度的主要因素，依此制定实车试验方案与仿真试验方案，并通过对数据的初步分析探究货车的上坡行驶特性，确定货车上坡行驶速度的主要因素，求解车辆行驶的运动方程，从理论的层面阐述车辆上坡速度的影响因素。
根据实车实验和仿真试验得到的车辆的比功率、行驶距离、平衡速度、纵坡坡度、入坡初速度等数据，考虑坡长和不考虑坡长两种情况下货车在上坡行驶中速度始终不低于最低容许速度时车辆所需最低比功率，提出我国高速公路货车比功率安全需求。