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整車(chē)式與軸重式動(dòng)態(tài)地磅的基本概念和試驗(yàn)方法 |
針對(duì)整車(chē)稱(chēng)量方式和部分稱(chēng)量方式的動(dòng)態(tài)地磅的基本概念的異同進(jìn)行探討,分析差異產(chǎn)生原因和對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法的運(yùn)用,對(duì)國(guó)內(nèi)該類(lèi)自動(dòng)衡器的檢測(cè)提出參考意見(jiàn).
動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)態(tài)地磅）廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)高速公路計(jì)重收費(fèi)和超限超載檢測(cè)站治理超載，是國(guó)家依法重點(diǎn)管理的計(jì)量器具之一。該類(lèi)自動(dòng)衡器按稱(chēng)量方式分為整車(chē)稱(chēng)量和部分稱(chēng)量?jī)纱箢?lèi)，也就是我們常說(shuō)的整車(chē)式和軸重式。根據(jù)國(guó)際建議Ｒ１34-１-２00６（Ｅ）和ＪＪＧ９07—２00６《動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器》國(guó)家檢定規(guī)程的規(guī)定，這兩類(lèi)自動(dòng)衡器檢定方法是不盡相同的，本文將就這兩類(lèi)自動(dòng)衡器檢定方法的異同進(jìn)行討論。
一、兩種稱(chēng)重方式的定義不同
整車(chē)稱(chēng)量是承載器支撐一輛車(chē)輛的整體進(jìn)行稱(chēng)量得到車(chē)輛總質(zhì)量的稱(chēng)量方式，如圖１所示，前后兩側(cè)為引道，斜線(xiàn)框?yàn)閯?dòng)態(tài)地磅的承載器，能夠同時(shí)支撐車(chē)輛的整體。部分稱(chēng)量是在同一承載器上對(duì)一整輛車(chē)進(jìn)行兩次或兩次以上的稱(chēng)量，稱(chēng)量后可將每部分（如軸載荷）稱(chēng)量結(jié)果相加，得到車(chē)輛總質(zhì)量的稱(chēng)量方式，如圖２所示，承載器只能同時(shí)支撐車(chē)輛的一個(gè)軸。
整車(chē)稱(chēng)量的承載器的寬度和長(zhǎng)度要能同時(shí)支撐車(chē)輛的整體，即現(xiàn)在常用的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅。部分稱(chēng)量的承載器只需能夠同時(shí)承載車(chē)輛的一部分即可，通過(guò)依次累加車(chē)輛的幾個(gè)部分的質(zhì)量計(jì)算得到車(chē)輛總質(zhì)量。如何劃分車(chē)輛為幾個(gè)部分進(jìn)行依次稱(chēng)量。目前常見(jiàn)的劃分方式是單軸依次稱(chēng)量、單軸和軸組依次稱(chēng)量?jī)煞N方式，即常見(jiàn)的軸重式動(dòng)態(tài)地磅。
無(wú)論是整車(chē)稱(chēng)量還是部分稱(chēng)量都以得到車(chē)輛總質(zhì)量為最終目標(biāo)，在某些適用的情況下，部分稱(chēng)量可以同時(shí)得到車(chē)輛軸和軸組的質(zhì)量，但是只得到軸和軸組的質(zhì)量是沒(méi)有任何意義的，軸的質(zhì)量是隨著每一次動(dòng)態(tài)稱(chēng)量而變化的，很難復(fù)現(xiàn)。只有車(chē)輛總質(zhì)量是恒定不變的（短時(shí)間內(nèi)，燃油損失忽略不計(jì)），可以準(zhǔn)確溯源。
二、試驗(yàn)方法不同
1.控制衡器的選擇
當(dāng)需要對(duì)動(dòng)態(tài)地磅進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，首先要做的就是通過(guò)控制衡器的稱(chēng)量得到參考車(chē)輛的約定真值，控制衡器必須為非自動(dòng)衡器或者具有非自動(dòng)衡器的功能并滿(mǎn)足相關(guān)的計(jì)量要求。控制衡器可以分為集成控制衡器和分離控制衡器，集成控制衡器即使用被測(cè)動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡作為控制衡器。整車(chē)稱(chēng)量和部分稱(chēng)量在集成控制衡器的選擇上有所不同。
（1）稱(chēng)量方式的動(dòng)態(tài)地磅可做集成控制衡器
JJG907-2006中很多條款都對(duì)動(dòng)態(tài)地磅用作靜態(tài)稱(chēng)量時(shí)提出了相應(yīng)的要求和試驗(yàn)方法。4.１靜態(tài)稱(chēng)量：具有靜態(tài)稱(chēng)量模式的動(dòng)態(tài)車(chē)輛衡，在用于靜態(tài)稱(chēng)量時(shí)應(yīng)符合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程ＪＪＧ555—１９９６《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》的相關(guān)要求。6.2.4作為非自動(dòng)衡器使用：當(dāng)具有整車(chē)稱(chēng)重功能動(dòng)態(tài)地磅作為非自動(dòng)衡器使用時(shí)，就必須符合JJG555-1996檢定規(guī)程的要求，并在顯示和操作方式上適合于非自動(dòng)衡器的操作模式；6.4集成控制衡器：當(dāng)被測(cè)動(dòng)態(tài)車(chē)輛衡用來(lái)作為控制衡器，確定車(chē)輛質(zhì)量或車(chē)輛靜態(tài)軸的約定真值時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足下列６.4.１至６.4.4的要求，并且符合本規(guī)程８.１.８.3的要求；８.１.９集成控制衡器的靜態(tài)稱(chēng)量試驗(yàn)：８.１.９.１被測(cè)的動(dòng)態(tài)車(chē)輛衡用來(lái)做通過(guò)整車(chē)靜態(tài)方式確定車(chē)輛質(zhì)量約定真值的衡器，應(yīng)按本規(guī)程Ｂ.5.２的要求進(jìn)行測(cè)試。８.１.９.２被測(cè)的動(dòng)態(tài)車(chē)輛衡用來(lái)作為確定雙軸車(chē)輛靜態(tài)單軸的衡器，應(yīng)按本規(guī)程Ｂ.5.3的要求進(jìn)行測(cè)試。
通過(guò)分析ＪＪＧ９07—２00６以上條款，并對(duì)應(yīng)兩種動(dòng)態(tài)地磅的稱(chēng)量原理和秤臺(tái)結(jié)構(gòu)的不同，可以明確只有整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅才有可能完全滿(mǎn)足ＪＪＧ555—１９９６檢定規(guī)程的要求，并且整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅的靜態(tài)模式的主要作用是作為集成控制衡器確定車(chē)輛總質(zhì)量和雙軸剛性車(chē)輛軸載荷的約定真值。
（2）部分稱(chēng)重方式的動(dòng)態(tài)地磅不能作為集成控制衡器的使用
該種方式的動(dòng)態(tài)地磅的稱(chēng)量原理和秤臺(tái)結(jié)構(gòu)決定了其不可能作為非自動(dòng)衡器使用時(shí)稱(chēng)量出車(chē)輛總質(zhì)量，不能完全符合ＪＪＧ555—１９９６檢定規(guī)程中偏載試驗(yàn)的要求，也就不能作為控制衡器使用來(lái)確定車(chē)輛總質(zhì)量和雙軸剛性車(chē)輛的軸載荷約定真值。ＪＪＧ９07—２00６中８.２.２.１0條款：雙軸車(chē)輛靜態(tài)單軸載荷的確定中的ｅ）條款明確規(guī)定通過(guò)整車(chē)靜態(tài)稱(chēng)重方式獲得參考車(chē)輛總質(zhì)量的約定真值。
JJG907-2006中靜態(tài)試驗(yàn)允差要求應(yīng)該是針對(duì)型式評(píng)價(jià)中影響因子試驗(yàn)和干擾試驗(yàn)的要求。
因此部分稱(chēng)量方式的動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡不需要做靜態(tài)試驗(yàn)，整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅也是在需要其作為集成控制衡器使用時(shí)才做靜態(tài)試驗(yàn)。這一點(diǎn)必須讓檢定人員和使用方清楚，否則很容易造成檢定人員對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)檢定，使用方提出靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)的招標(biāo)要求。
2.試驗(yàn)項(xiàng)目的不同
整車(chē)式?jīng)]有軸和軸組載荷準(zhǔn)確度等級(jí)要求，因此沒(méi)有軸和軸組對(duì)應(yīng)的檢測(cè)項(xiàng)目的要求，下面重點(diǎn)討論部分稱(chēng)量方式的動(dòng)態(tài)地磅的有關(guān)軸和軸組檢測(cè)的要求。單軸載荷不是軸組載荷中的部分軸載荷。
（1）軸載荷約定真值的特殊性
首先要正確理解軸載荷約定真值的內(nèi)在含義和其特殊性。軸載荷真值是一個(gè)不斷變化、無(wú)法復(fù)現(xiàn)的約定值。動(dòng)態(tài)稱(chēng)量過(guò)程中的軸或軸組載荷的真值是變化的，根據(jù)承載器前后車(chē)道水平度的不同、車(chē)輛通過(guò)速度和方式（加減速、偏軸等）的不同，車(chē)載貨物的重心移動(dòng)的不同，各個(gè)輪軸之間的質(zhì)量傳遞隨著每一次車(chē)輛的通行都不相同，并且不可復(fù)現(xiàn)，很難確定一組恒定的值來(lái)作為參考車(chē)輛的動(dòng)態(tài)稱(chēng)量過(guò)程中的軸或軸組載荷的真值。
表１和表２是２0１4年８月份在Ｇ２高速某收費(fèi)站的某廠(chǎng)家的動(dòng)態(tài)軸重衡測(cè)試數(shù)據(jù)，該廠(chǎng)家的兩個(gè)動(dòng)態(tài)軸重衡產(chǎn)品（分別記為１＃和２＃）安裝在收費(fèi)站的相鄰兩個(gè)車(chē)道，兩個(gè)車(chē)道的承載器前后的路面水平度基本一致，兩個(gè)車(chē)道的測(cè)試間隔不超過(guò)２ｍｉｎ，位置均為中央，試驗(yàn)參考車(chē)輛為同一輛五軸鉸接掛車(chē)，
車(chē)速均為5km/h.
１＃動(dòng)態(tài)軸重衡型號(hào)規(guī)格：最大秤量為30ｔ，最小秤量為500ｋｇ，分度值為50ｋｇ，四承載器；整車(chē)總質(zhì)量準(zhǔn)確度為２級(jí)，單軸或軸組載荷準(zhǔn)確度為Ｃ級(jí)。
２＃動(dòng)態(tài)軸重衡型號(hào)規(guī)格：最大秤量為30ｔ，最小秤量為500ｋｇ，分度值為50ｋｇ，雙承載器；整車(chē)總質(zhì)量準(zhǔn)確度為２級(jí)，單軸或軸組載荷準(zhǔn)確度為Ｄ級(jí)。
由表3可見(jiàn)，在車(chē)輛總質(zhì)量真值不變的情況下兩個(gè)產(chǎn)品確定的軸載荷約定真值并不相同，甚至差距很大，如果用２＃產(chǎn)品確定的軸１的約定真值去評(píng)價(jià)１＃產(chǎn)品軸１的檢測(cè)值，就會(huì)出現(xiàn)超出允差的情況；軸3和軸5的約定真值的差值更是達(dá)到了-９２６ｋｇ和９１９ｋｇ，差值占約定真值的比例達(dá)到了14%。
（2）軸或軸組載荷約定真值的溯源方法
確定軸或軸組載荷約定真值的過(guò)程也就是溯源的過(guò)程，現(xiàn)行的國(guó)際建議和國(guó)家檢定規(guī)程、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用的方法是以常規(guī)速度勻速?gòu)某休d器中間通過(guò)１0次（雙軸剛性車(chē)輛除外），取得的平均值乘以修正系數(shù)后得到的軸或軸組載荷的值約定為真值，該約定真值適用于該測(cè)試車(chē)道的參考車(chē)輛，也就是說(shuō)每個(gè)車(chē)道應(yīng)用此方法單獨(dú)確定本車(chē)道參考車(chē)輛的軸或軸組載荷約定真值。從修正系數(shù)的計(jì)
車(chē)輛總質(zhì)量的平均值）中可以看出該約定真值要溯源至車(chē)輛總質(zhì)量，因?yàn)橹挥姓?chē)總質(zhì)量的值是不受車(chē)道水平度、車(chē)輛通行速度等因素的影響而恒定不變的（短期試驗(yàn)期間內(nèi)，長(zhǎng)期當(dāng)然要考慮油耗等因素的影響），是可以通過(guò)靜態(tài)控制衡器來(lái)確定的，而靜態(tài)控制衡器是能夠溯源至標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量值的。
（3）軸組載荷的意義
由表3可見(jiàn)，五軸鉸接掛車(chē)后面三軸組成的軸組約定真值差值只有-3１，只占整車(chē)總質(zhì)量的0.0８％，也就是說(shuō)前面兩個(gè)單軸和后面的三聯(lián)軸組發(fā)生的質(zhì)量傳遞不到0.１％，那么是否可以這樣認(rèn)為：車(chē)輛行駛中軸之間的質(zhì)量傳遞大部分發(fā)生在距離相近的輪軸特別是同一個(gè)軸組之間的輪軸中，單軸和軸組之間基本不會(huì)發(fā)生質(zhì)量傳遞，因此具有軸組的參考車(chē)輛應(yīng)對(duì)應(yīng)確定軸組的約定真值，再將其軸組拆分為單個(gè)輪軸來(lái)檢測(cè)反而是不準(zhǔn)確的。雙軸剛性車(chē)輛因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)輪軸而且間距較大，可以認(rèn)為不會(huì)發(fā)生質(zhì)量傳遞，因此雙軸剛性車(chē)輛用靜態(tài)稱(chēng)量的方法直接獲取軸載荷約定真值。
三、結(jié)束語(yǔ)
整車(chē)稱(chēng)重和部分稱(chēng)重代表了目前國(guó)內(nèi)在用的動(dòng)態(tài)地磅的各個(gè)種類(lèi)產(chǎn)品，本文探討了這兩種稱(chēng)重方式的區(qū)別，希望能對(duì)國(guó)內(nèi)該類(lèi)自動(dòng)衡器的檢測(cè)起到一定的借鑒作用，同時(shí)也歡迎同行對(duì)文中的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行批評(píng)指正。
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