李若伟
梁山鑫永成车业有限公司 272613 山东省济宁市
摘要：近年来，我国的车辆工程建设的发展迅速，伴随着汽车工业的快速发展以及高速公路的建设，汽车的制动系统的研发创新预示着人们越来越关注汽车的安全性能，很多车主在进行购车选车时都将汽车安全性能放在考虑的首位。应用ABS系统是效果最好、最有价值的提升汽车安全性的方法。很多西方国家都在大力发展ABS，我国也在前几年修订了制动系统新标准。半挂车在采用ABS防抱死制动系统后，安全制动性能得到了提高，也降低了驾驶员的劳动强度。
关键词：半挂车使用；安全性；车辆结构要求
引言
运输业一直都是国民经济发展过程中较为重要的一个行业，对于运输业而言，在国民经济长效发展的背景下，其也在较大程度上得到飞速的发展。作为现阶段运输业运输大宗商品物流的主要形式，其安全问题一直都倍受关注。在半挂车执行运输操作过程中，其最为常见的一类安全性问题就是车架开裂问题。导致车架开裂问题出现的原因有很多，如何有效预防半挂车车架开裂，然后在此基础上实现我国运输业的可持续发展，也成为了现阶段运输行业关注的一项重点。基于此，本文也就半挂车车架开裂问题及优化设计相关问题进行了分析。
1半挂车车架及其设计概述
1.1半挂车车架结构形式概述
半挂车车架是汽车主要的受力件，是这个半挂车的承载机体，在保证半挂汽车安全作业方面发挥着非常重要的作用。随着现代机械技术、制造技术以及科学技术的不断发展，半挂车车架结构形式也发生着相应改进。简单来说，就是在半挂车设计过程中，对其整体结构进行了重新设计，将边框式设计应用其中，并同时对车架的组成部分进行了整改，比如横梁、纵梁、边梁以及支撑梁等等，这样一来，半挂车车架趋于轻量化，这样对提升车辆形式的灵活性及稳定性有着非常积极的意义。但是，在现代新型半挂车车架结构形式方面，其尺寸和结构并未发生太大的改变，更多的是对其使用材料、纵梁进行了整改，这样对于其结构整体质量的提升产生着非常积极的影响。
1.2半挂车车架开裂类型及其危害概述
在现阶段我国经济发展过程中，大宗商品的运输更多的是以半挂车为主，并且均为新型的半挂车辆。尽管在新型半挂车辆较之传统的半挂车辆具有着更为突出的优势，但是在长期的运输过程中，其也不可避免的存在一些质量问题。很多半挂车司机反映，车架在实际的运输途中往往会出现裂纹，尤其是鹅颈部，这样一来，就会对整个半挂车运输任务的顺利完成产生严重的影响，不仅如此，如果不能及时进行处理，还会对司机及车主的生命财产安全带来严重的威胁。如果半挂车车架开裂成为一种常态，则会对整个交通运输业以及国民经济的发展产生严重的影响。
1.3半挂车车架设计概述
对于半挂车而言，在其车架设计过程中，现阶段通常会用相关的有限元模型对其进行模拟计算和处理。这种有限元模式可以实现对于整个车架结构的模拟操作，例如横梁、纵梁、支撑梁、边梁以等等，并且其可以精确到10mm，这样对于保证车架结构设计及计算精度有着非常积极的作用。此外，有限元模型还可以对钢板弹簧进行模拟操作，通过相关设计软件对车架钢板弹簧进行精密的计算，并根据实际的计算结果对其弹性模量强度进行有效的调整，在实际的设计及生产过程中，还应保证模拟操作中的弹簧刚度与车架钢板弹簧刚度相一致。现阶段我国的半挂车车架通常会使用T7001高强度钢材料为主要结构材料，其弹性模量值为E=2.06E6MPa，泊松比γ=0.29，除了有特殊要求的半挂车车架设计，其他的车架基本都会按照上述参数进行设计和生产。
2转向型半挂车原理
由于我国目前标准尚不明确，无法做出明确且统一的分类，因而业内普遍认为半挂车至少有一轴具体转向能力的半挂车为转向型半挂车。根据半挂车是否存在刚性轴（一般为半挂车前轴）作为转向轴可以将半挂车分为随动转向型半挂车和主动转向型半挂车，其中随动转向型半挂车根据控制方式的不同分为被动式随动转向和主动式随动转向。
半挂车转向的主动力由第五轴提供，主动转向型半挂车的所有车轴均参与到转向的过程中，相应地，随动转向型半挂车只有转向轴参与转向过程，其它轴起到承载作用。
最早挂车尾部偏移问题的提出在1988年密西根大学的一项研究中，在此之后，很多科研机构和公司都进行了深入的研究。理论研究方面，1989年，Hata等人提出刚性主动转向系统的概念，并设计验证了一个控制器，试验结果表明对半挂车进行控制可以有效减少占道;2008年，Odhams提出一个旨在提高转向安全性的挂车主动转向系统，并与2011年进行试验验证系统行之有效;2018年剑桥大学deSaxe等人利用最新的虚拟场景建模与现实场景耦合技术，将半挂车车尾轨迹偏差降低到1米以下。在应用方面以ZF，Neoplan，MAN，BPW，Volvo，Kassbohrer等公司均有成熟的转向型半挂车技术。
3ABS系统测试、故障诊断与应用
3.1安装ABS系统可通过简单方法测试是否有故障
1）对防抱死系统的相关部件进行检查，同时对其连接件、电缆线的安装情况和传输情况进行检测，防止系统内部出现干涉型接触，导致系统运行不正常。如果检查部件没问题就将系统开启，同时启动汽车，此时ABS系统会控制显示灯进行正常显示。2）发动汽车，将汽车的车速提高到10km/h，此时系统会控制警示灯熄灭，如果警示灯正常熄灭就代表系统工作正常。3）如果汽车在运行时警示灯再次亮起，就代表系统运行不正常，司机需要立即排除故障。
3.2ABS系统的应用
虽然半挂车上加装了防抱死系统，可以在一定程度上减少司机的疲劳程度，同时提高汽车的制动效率，但是还是有几项需要司机注意。1）紧急制动时不须点制动。半挂车在装上防抱死制动系统后驾驶员只需要踏上制动踏板，防抱死系统就会将车轮运动状态保持在最好的状态。2）半挂车安装防抱死制动系统会改变整车制动性能。然而，如果遇到积雪路面，车轮与地面的摩擦系数过小，防抱死制动系统会让半挂车的制动距离更长一些。为了方向稳定性，仍应该使用防抱死制动系统。3）当防抱死制动系统发生故障时，系统警示灯会闪烁，系统会停止工作。此时应该小心驾驶，因为这里没有防抱死制动，只有常规系统。
3.3ABS系统的维护
1）防抱死系统的ECU应多加防护。ECU就是电控处理单元，防抱死系统中电控处理单元的重要性很高，所以在进行ECU的设计时，需要综合考虑防水、防撞击、防高压电机的情况，如果在系统运行时电控单元由于电压过高而短路，整个系统就会随之损坏。2）半挂车的防抱死系统通过主车的动力来驱动，所以就需要与之相匹配的接头，一般使用的接头需要符合ISO7638标准。此外，半挂车的蓄电池和防抱死系统的距离较远，所以经常出现接头松动的现象，所以就需要标准接头来防止出现松动，要保证防抱死系统的运行情况良好，就需要配备标准电源，还必须使用制动灯电源。这个制动灯电源就相当于备用电源。如果蓄电池发生故障，防抱死系统就会自动将电源切换自制动灯电源。3）传感器线束的布置程序是技术经常出现错误的地方，ECU的输入信号的来源是车轮转速，其信号传输的形态为电信号。所以为了能够提高信号的输入质量，就需要保证电线不要缠绕固定，如果所使用的铜芯线没有屏蔽层，那么交变电流通过时，可能形成磁场干扰，容易形成信号嗓音，正常信号源受到干扰，导致电控单元ECU受到影响。4）压缩空气的质量会受到粉尘、湿气等道路环境因素的影响。当空气管道被阻，那么防抱死系统内整套需要紧密控制的阀体将不能正常工作。所以压缩空气管路、储气筒需要经常清理，也要做好传感器的清洁工作，避免因为结垢太多而影响信号源的输入。
结语
综上所述，半挂车作为我国长途运输过程中运用大宗商品的重要运输工具，在我国交通运输业发展过程中发挥着非常重要的作用。但是在其实际的运输作业过程中，半挂车车架开裂是其中尤为突出的一项安全问题，一旦出现车架断裂，将会给整个运输安全带来严重的影响。只有在实际的半挂车设计过程中做好相应的设计工作，并采取相应的措施对设计方案进行优化，才能更好地解决半挂车车架开裂问题，实现我国运输业的长效发展。
参考文献
[1]于林涛.半挂车车架开裂问题及优化设计探讨[J].现代制造技术与装备，2018（10）：77+79.
[2]柯龙燕，白光建，沈磊，等.半挂车车架开裂问题分析及优化设计[J].轻型汽车技术，2015（Z3）：11-15.