關(guān)于載重汽車［超載限制］的設(shè)計(jì)與研究

一、設(shè)計(jì)目的

我們經(jīng)常在各類新聞媒體上看到因車禍而導(dǎo)致的家破人亡的慘劇。車禍的發(fā)生，相當(dāng)一部分與汽車超載有關(guān)。但是，在利潤的誘惑面前，司機(jī)或貨主往往無視超載的危險(xiǎn)和相關(guān)規(guī)定，千方百計(jì)地超載，這就給交通安全帶來了很大的隱患。

本設(shè)計(jì)的主要目的就是使貨車超載的時(shí)候，其發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)或者自動(dòng)熄火，從根本上將超載現(xiàn)象消除。

二、設(shè)計(jì)方案

對(duì)載重汽車超載的限制是通過切斷發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞電源來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)由超載限制系統(tǒng)和行進(jìn)間保障系統(tǒng)兩部分組成，如下圖所示：

在該圖中，超載限制系統(tǒng)和行進(jìn)間保障系統(tǒng)都相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)的作用(如圖所示K1和K2)。當(dāng)貨車的裝載量在安全范圍內(nèi)時(shí)，K1始終閉合，當(dāng)貨車超載的時(shí)候，K1自動(dòng)斷開；開關(guān)K2只有在貨車前進(jìn)的時(shí)候才能夠自動(dòng)閉合，貨車停止前進(jìn)的時(shí)候，無論發(fā)動(dòng)機(jī)是否啟動(dòng)，它始終都處于斷開狀態(tài)。所以只要貨車超載，發(fā)動(dòng)機(jī)都不能夠啟動(dòng)，即使超載前已經(jīng)啟動(dòng)了的也會(huì)自動(dòng)熄火。

三、超載限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)中的主體部分。具體設(shè)計(jì)圖如下；

我們知道，在貨車底部兩側(cè)各有一個(gè)減震用的主鋼板和附鋼板，整個(gè)車廂的重力都作用在主鋼板上。當(dāng)車廂的載重量增加的時(shí)候，作用在主鋼板上的壓力也隨之增加，主鋼板發(fā)生的形變也越明顯；當(dāng)主鋼板的形變達(dá)到某一個(gè)規(guī)定的值的時(shí)候，車廂就要對(duì)附鋼板產(chǎn)生壓力，附鋼板也要發(fā)生形變。

這里設(shè)計(jì)的超載限制系統(tǒng)的頂部與附鋼板連接，下端固定在主鋼板上的某處。當(dāng)附鋼板因受到壓力而發(fā)生形變的時(shí)候，它同時(shí)也向下系統(tǒng)的絕緣頂部，從而使得動(dòng)觸片向下滑動(dòng)。當(dāng)車廂載重量在安全容許范圍內(nèi)的時(shí)候，附鋼板不會(huì)發(fā)生形變，動(dòng)觸片始終與靜觸片接觸，貨車能夠正常啟動(dòng)；當(dāng)車廂載重量超過一定的限度，即附鋼板發(fā)生的形變超過了規(guī)定值的時(shí)候，動(dòng)觸片會(huì)下滑直到與靜觸片脫離，從而切斷了火花塞電源，發(fā)動(dòng)機(jī)因此無法啟動(dòng)或自動(dòng)熄火。

四、行進(jìn)間保障系統(tǒng)

當(dāng)貨車在道路上行駛的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)槁窙r的原因發(fā)生上下顛簸。而這種顛簸可能使車廂對(duì)附鋼板有一定的沖力作用，使得附鋼板發(fā)生短時(shí)間的形變過大，造成發(fā)動(dòng)機(jī)意外的熄火。這顯然給正常的行車帶來了不必要的麻煩，也給行車帶來了不安全因素。行進(jìn)間保障系統(tǒng)就是基于這個(gè)考慮上而設(shè)計(jì)的。具體設(shè)計(jì)方案如下圖所示：

設(shè)計(jì)的主體部分相當(dāng)于一個(gè)離心裝置。最中間是一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)軸，在內(nèi)軸上有兩個(gè)對(duì)稱的連接臂。連接臂與內(nèi)軸之間由鉸鏈連接，在連接臂的下端固定有質(zhì)量較大的重球，連接臂上有一個(gè)鉸鏈與一根輕質(zhì)拉桿連接。輕質(zhì)拉桿也通過一個(gè)鉸鏈與一個(gè)可滑動(dòng)的套筒連接。當(dāng)內(nèi)軸隨著齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，連接臂、重球、輕質(zhì)拉桿和套筒都要跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在可滑動(dòng)套筒下面有一個(gè)可滑動(dòng)墊圈，它能夠沿內(nèi)軸方向上下滑動(dòng)，但是由于墊圈導(dǎo)引桿的作用，它不能夠隨套筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)。可滑動(dòng)墊圈右邊固定有一個(gè)金屬動(dòng)觸片，它的下面是一個(gè)不隨內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的彈簧。另外，在絕緣底座上還固定有一個(gè)金屬彈片，它能夠使動(dòng)觸片和靜觸片之間的接觸緊密。靜觸片和動(dòng)觸片上各有一個(gè)接線柱。

通過傳動(dòng)齒輪使可旋轉(zhuǎn)內(nèi)軸與貨車傳動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)車輪沒有轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，由于重球的作用，輕質(zhì)拉桿將可滑動(dòng)套筒壓下，從而使動(dòng)觸片與靜觸片脫離接觸，相當(dāng)于前面所說的K2斷開；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，內(nèi)軸也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離心作用，輕質(zhì)拉桿對(duì)可滑動(dòng)套筒的壓力減小，在彈簧的作用下，活動(dòng)墊圈被向上推動(dòng)從而使動(dòng)觸片和靜觸片接觸，相當(dāng)于開關(guān)K2閉合。所以只要車輪還在轉(zhuǎn)動(dòng)，即車還在前進(jìn)的時(shí)候，開關(guān)K2都能夠很好的閉合。這時(shí)候，無論是開關(guān)K1有沒有因?yàn)槁窙r的影響而發(fā)生短時(shí)間的斷開，火花塞都能夠正常點(diǎn)火(相當(dāng)于開關(guān)K1被短路了)，貨車能夠正常的運(yùn)行。

五、結(jié)束語

從理論分析和筆者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，該設(shè)計(jì)完全合理可行。但是，對(duì)于不同載重量的載重貨車，該系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)該有相應(yīng)的差別。并且，如果司機(jī)自己改接火花塞電源線，跳過該系統(tǒng)的限制，那么所有的設(shè)計(jì)就都無法發(fā)揮它本來的作用。所以，建議交通管理部門采取必要的措施，防止上述現(xiàn)象的發(fā)生。

本設(shè)計(jì)除了用于貨車超載的限制以外，還可以應(yīng)用于其它領(lǐng)域。比如在軍事上，如果將稍加改進(jìn)的超載限制系統(tǒng)安裝在高爆地雷上，那么這種地雷就可以專門對(duì)付敵方重型活動(dòng)裝備，如坦克、重型裝甲車等等。