不平路面传感器是什么 卡车驱动桥中的差速锁究竟有多大的作用？它是如何起作用的？

卡车驱动桥中的差速锁究竟有多大的作用？它是如何起作用的？

在现在的重型载货汽车上，普遍采用6×4或8×4这两种驱动型式。6×4就是汽车共有三个车桥、6个车轮，其中的前桥是支撑转向桥，两个后桥是驱动桥；8×4就是汽车共有四个车桥、8个车轮，其中的两个前桥是支撑转向桥，两个后桥是驱动桥，我们俗称的“前四后八”就是指这种车型。

那么这两个驱动桥又是如何相连并驱动汽车行驶的呢？我们来看一下动力的传递路线：发动机的动力输出后，通过离合器传递给变速器；变速器将这个动力按照汽车行驶的需求降速增扭后，再通过传动轴传递到驱动桥；在驱动桥内部动力经主减速器再一次降速增扭，并将动力传递方向改变90°；然后通过差速器传递给两侧的半轴，最后由半轴带动车轮转动，从而达到驱动汽车行驶的目的。有些车型还有轮边减速器，以进一步降速增扭，提高汽车的驱动力。

由于它有两个驱动桥，为了使两个驱动桥均衡的工作，以及避免各驱动轮驱动力不一致而导致的打滑、过载等现象，必须让驱动力均衡的分布在两个驱动桥上；另外，由于路况不会是绝对平直的，所以两个驱动桥在行驶中不可避免的会出现各车轮转速不一致的现象。因此，这两个驱动桥采用了一种叫做“贯通式”的连接方式：在中桥上设有一个桥间差速器，从传动轴传递过来的动力首先由它承接，然后由它分别分配给中桥和后桥，中桥的主减速器通过一对圆柱齿轮与桥间差速器相连，后桥的主减速器通过贯通轴和后桥传动轴与桥间差速器相连。

这样，在这两个驱动桥中一共有三个差速器：一个桥间差速器（安装在中桥内主减速器上方），两个轮间差速器（分别安装在两个驱动桥中）。这三个差速器，可以允许汽车在转弯时各车轮以不同的转速旋转，也允许中桥和后桥以不同的转速旋转，以适应汽车在凸凹不平的路面上的行驶需求。

但是，由于差速器具有扭矩等量分配的特性，所以这四个驱动车轮只要有一个打滑空转，比如说某一个车轮陷在泥坑中，或者在冰面上，或者某个车轮的半轴断了，或者后桥传动轴断了，汽车就无法行驶了。为了避免这种情况的发生，工程师们就在驱动桥的 每一个差速器上都上安装了差速锁，当车轮打滑空转时，就把差速器锁死，让整个后桥结合成一个刚性的整体，四个车轮同步旋转，只要有一个车轮有附着力，汽车就可以继续行驶，避免野外抛锚的危险。

这三个差速锁分别叫做桥间差速锁、中桥差速锁和后桥差速锁，它们都是牙嵌式强制锁止式差速锁，都是用气压驱动。当打开仪表盘上的差速锁翘板开关时，电磁阀通电打开，使压缩空气进入到差速锁控制气缸，推动活塞运动，带动拨叉上的滑动结合套与差速器壳体上的固定结合套相啮合，从而将差速器锁死，两端的半轴刚性结合在一起。同时差速锁控制气缸上的位置传感器接通，将结合信号传送到仪表盘并使亮锁桥灯闪烁，以提醒驾驶员注意。当驾驶员关闭差速锁翘板开关时，电磁阀断电关闭压缩空气通路，并将差速锁控制气缸与大气联通，差速锁控制气缸中的压缩空气从电磁阀中排出，然后滑动结合套在弹簧作用下回位，差速锁脱开，差速器重新恢复差速作用，仪表盘上的锁桥灯也停止闪烁。

这三个差速锁的功能是非常强大的。比如汽车驶入泥泞路而造成某一桥单边车轮打滑时，此时只需要踩下离合器按下轮间差速锁开关，挂上轮间差速锁；或者汽车的某一桥左、右车轮同时打滑，而另一桥却不动，此时只需要踩下离合器按下桥间差速锁开关，挂上桥间差速锁，汽车就可以从泥泞路况中开出来了。如果汽车的某一个半轴折断了，或者后桥传动轴断了，此时只要把桥间差速锁挂上，汽车就可以继续行驶。

需要注意的是：当这三个差速锁都挂上以后，汽车的四个驱动轮是锁止在一起的，没有了差速作用，此时的汽车如果要拐弯，这四个车轮就必然有在地面拖滑的现象，驱动桥中也会发出“咔咔”的异响，如果驱动力过大甚至有打坏差速器的危险。所以，在挂入差速锁后尽量不要转弯，当汽车驶出故障路面后也要立即停车将差速锁摘除。在挂差速锁时原则上先挂桥间、后挂轮间，先挂差速锁，后挂档。挂差速锁时必须先将车停下然后再挂，不得在车速高于5公里/小时的情况下挂合差速锁，否则将损坏差速器。

在实践中，桥间差速器的故障率是最高的。由于它安装在中桥内主减速器的上方，润滑方式为强制润滑，如果驱动桥内齿轮油不足，或者润滑油泵故障，或者润滑油质量不佳，很容易发生由于润滑不良导致差速器齿轮烧蚀的故障，严重时甚至会导致差速器齿轮损坏、驱动轴折断等故障。如果汽车挂档后不能行驶，但是传动轴却飞速转动，这种情况一般就是桥间差速器出现故障了。故障的维修也比较简单，只要把差速器分解更换损坏的零部件就可以了。

路面平整度检测方法是什么

随着我国公路等级的不断提高，高等级公路网络的日益完善，如何对路面质量进行检测评定，是当前一个十分重要的课题。在路面诸多检查项目评定指标中，平整度占评定项目总分数的15%～20%，足见其重要地位。

1　平整度检测评定指标

路面平整度的检测输出指数比较多，有些*地区使用的检测指标，比如：澳大利亚的ＮＡＡＳＲＡ指数，法国的ＡＰＬ指数，加拿大的ＰＳＩ指数，也有世界性组织*上较为通用的*平整度ＩＲＩ。也有相关行业如：汽车设计研究行业评价路面的ＰＳＤ指数等。而在我国，常用的还有三米直尺量测的较 大间隙ｈ及标准偏差σ。下面就我国常用的几种指标及*平整度指数ＩＲＩ进行简单介绍：

1.1 三米直尺量测的较 大间隙ｈ

三米直尺是由硬木或铝合金等材料制成，底面平直，长3ｍ。在测试前将三米直尺放在车道一侧车轮轮迹（距车道线80～100ｃｍ）上，对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置，然后用粉笔在路面上作好标记。测试时，目测三米直尺底面与路面之间的较 大间隙位置，用有高度标线的塞尺塞进间隙处，量测较 大间隙的高度ｈ（ｍｍ），要求准确至0.2ｍｍ。按《公路工程质量检验评定标准》（ＪＴＪ071-94）的规定，每200ｍ测试两处，每处要求连续10尺，然后计算10个较 大间隙的平均值、不合格尺数及合格率。这种测试方法由于全部由人工操作，因此人为因素大、精度低、测试效率低，只适用于在建道路施工过程进行质量控制，不适于高等级公路竣工验收和日后运行中进行检测评定。

1.2 标准差σ

标准差σ是指八轮平整度仪测试输出的平整度数据。八轮平整度仪是以3ｍ长桁架铰接对分小梁为基准，中间机架可伸缩或折叠，前后各有四个行车轮，前后两组轮的轴间距离为3ｍ。在机架中间有一个能起落的测定轮，测定轮上装有位移传感器和距离传感器，测定时以仪器着地的八个轮为相对基准面，沿路面某一纵向位置以一定间隔量（如桁架每移动25ｃｍ）采集测试轮的单向垂直位移数值，再用数理统计的方法来计算100ｍ中所有数据（若间隔为25ｃｍ，则100ｍ有400个数据）的方差，此方差即我们通常所说的标准偏差σ。

1.3 *平整度指数ＩＲＩ

为了检测路面平整度，世界各国研制出许多相关的仪器设备，如美国、加拿大的四分之一车，英国的标准颠簸累积仪，法国的纵断面分析仪，澳大利亚的平整度数据采集系统等。这些设备在当时的使用情况都不错，但因彼此之间未建立定量关系，其检测到的数据无法对比。因此，为了客观定量分析路面平整度，世界银行在七十年代末八十年代初组织了世界有关专家及各国测定平整度的主要仪器，在巴西利亚进行研究试验，较 后在1986年提出了*平整度粗糙指数ＩＲＩ概念。

ＩＲＩ的定义是：模拟标准车在80ｋｍ/ｈ速度条件下，车身悬架的总位移（单位为ｍ）与行驶距离（单位为ｋｍ）之此，同时发表了采用精密水准仪测得路面一定间隔（如每25ｃｍ或50ｃｍ）的高程，计算ＩＲＩ的算式和计算程序， 的真实纵断面情况表征为*平整度指数ＩＲＩ，从而把过去世界各国不同的平整度仪测试结果指标统一到ＩＲＩ来，*平整度指数ＩＲＩ是世行组织召集世界各国专家学者，考虑了公路路面的长波模型、短波模型、台阶模型以及专家模型等向世界各国推荐的。所以从技术上比较多方面 、合理。这对世界路面平整度测量是一个重大的贡献，目前ＩＲＩ已发展成各国平整度的通用指标，包括现在起首进的采用激光技术的平整度检测设备均可直接输出ＩＲＩ的指标数值。

2　新检评标准中平整度的相关问题

鉴于国内十余年来路面平整度仪器设备的研究开发和应用发展情况，颠簸累积仪已从广泛用于现有路网路面平整度测定，发展成为可完全满足新建路面竣工验收需要的检测手段，故新检评标准采用较级别高 的自动或半自动化检测设备，不再单指连续平整度仪（即八轮平整度仪），并引入了*通用的*平整指数ＩＲＩ。

2.1 采用ＩＲＩ作为路面平整度的检测和评定指标的必要性

为了客观准确效率高 地检测和评定路面平整度，平整度指数的设置要具有合理性。我国过去使用较多的仪器有三米直尺和连续式平整度仪等，这些仪器受长度和速度的限制，难以反映较高车速下路面较长波长的颠簸和起伏。另外连续式平整度仪在使用中还存在测试效率低、速度慢、机械配置庞大而笨重、测定精度差、再现性差等问题。因此，为提高平整度测试的*度及与*通用指标保持一致，有必要在规范中采用*平整度指数ＩＲＩ作为路面平整度的检测和评定指标。

2.2 新标准ＩＲＩ界限值界定

我国从“七五”开始，在路面管理系统中采用ＩＲＩ作为路面平整度指标，已实际使用了十余年，测得了数万公里的沥青路面的ＩＲＩ值，为干线公路路面评价、养护决策提供了重要的基础数据。同时，交通部公路科学研究所曾多次在北京、上海、南京、长春、太原等地对*平整度指数ＩＲＩ与平整度标准差σ进行了大量的对比试验，全部试验结果表明二者之间具有良好的相关关系：σ=0.5926ＩＲＩ+0.013，相关系数ｒ=0.9875.为了便于应用，一般取σ=0.6ＩＲＩ。

3　平整度检测设备介绍

因为路面平整度的检测比较重要，各国相继研制了各种各样的平整度检测设备及评价方法，目前主要的有多轮式平整度仪、响应式平整度仪、手推式断面仪、激光断面仪、超声波断面仪等等，这里就激光断面仪作简单介绍：

3.1 激光断面仪

激光断面仪是与激光测距仪为基础，把激光测距仪固定在车体上，测试时激光测距仪始终监测距路面高度，由于车体受路面平整度的影响，激光测距仪测出的距离并不能直接反映路面平整度，为此技术人员在车体上加装了加速度传感器，并对该加速度计输出的加速度信号进行积分处理。一次积分输出速度信号、二次积分输出位移信号，这样就量化了车体受路面平整度影响产生的位移，用该信号同激光测距仪测出的信号进行互差，~车体的震动位移采集到真实的路面断面值。目前，澳大利亚ＡＲＲＢ公司研制的五激光断面仪（简称5ＬＰ），该仪器测试速度为20-120ｋｍ/ｈ，拥有检测速度快、效率高、测试精度高等优点。该仪器五个激光探头装在测试车前的激光横杠上，当测试车每移动约50ｍｍ，仪器就对其每条轮迹线和中线进行纵向路面形状的测量，并将数据在事后处理成为*平整度指数ＩＲＩ值，同时计算输出该车道的平整度值。因此，5ＬＰ对于高等级公路的检测不仅快效果率高 ，而且能准确反映路面每个车道、每个位置的平整度真实情况，为高等级公路的施工、竣工验收、养护管理提供了科学依据。

4 应用五激光断面仪检测路面平整度应注意的问题

（1） 路面清洁度对数据的影响。在路面检测中，道路的表面清洁度对数据有着一定的影响。例如道路表面有树叶等垃圾或杂物，当测试车行驶经过时，测试结果就有可能反映的是树叶表面的平整度值，而无法测得路面的真实数据。

（2） 为确保测试结果的*性，在测试过程中，应使测试车始终保持匀速状态。根据五激光断面仪的标定结果分析，该仪器在50～80ｋｍ的时速下数据更*，所以在检测中，应维持正在测试的车道的畅通，减小车速的影响。

（3） 当检测长坡路段时，应注意上下坡时数据的稳定性。对于五激光断面仪，下坡测得的平整度值一般略大于上坡测试的结果。为此，检测人员应掌握这个规律，以便在实际测试中的数据更为准确可靠。

（4） 测试车在不同的载重下对数据也存在一定影响，主要由于不同的载重会影响轮胎的气压等原因，造成测试车横梁高度的变化，产生数据偏差。这就要求保证测试时车辆的荷载，一般仅由驾驶员和操作手两人为宜。

（5） 在雨天或路面潮湿有水的情况下，不能进行检测。以五激光断面仪为例，当路面有水时，激光发射到地面后会产生散射，因此测得的数据就不准确。其它各类仪器也普遍存在这个问题。

（6） 在测试过程中，应合理的将测试距离进行分段，根据主管部门或施工单位等的要求，可以按标段、不同管辖路段及公桩等进行分段，以便在检测报告中更好地反映出结果，满足受检部门的需要。

5　平整度检测技术的发展趋势

公路是我们业内人的事业，同时又是全社会的公益福利。我国高等级公路起步较晚。但建设速度之快，在本世纪初，骨架路网络基本形成。因此，不单要对施工过程质量控制进行检测，对交工验收质量评定检测，而且要对公路的长期服务进行检测评定。我国已开展的路面管理系统（ＣＰＭＳ）就是一种科学的养护管理系统，ＣＰＭＳ系统内较 基础的数据就是平整度指标。正在进行开发研究的ＧＩＳ系统正是下一步公路信息向全社会开放与服务的前期研究。由此可见公路路面检测的重要性。从检测设备来看，由于使用条件与使用目的的不同，所以使用的设备也不尽相同，三米直尺、五米直尺、水平仪等传统的检测方法在施工过程中仍然有一定的作用，例如对路面面层以下各结构层的检测，方法简便易行，对业主、监理、施工单位来说，均不失为一种较好的方法。但近年来由于各种车载效率高 检测设备拥有测试精度等级高，人为因素少，不用中断交通等优点，这种方法正在为各省市的质监部门所采用，高等级公路的平整度检测事业也正朝着*、快速、效率高 的方向发展。

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