一、运输车辆稳定性因素分析
公路大件运输中，运输车辆安全校核，只检验运输车辆的可靠性是不够的，因为其可靠性校核往往是在系统处于稳定的状态下进行的，一旦系统受到偶发因素的影响，失去稳定状态时，就会改变运输车辆的受力和运动状态，引起安全事故。因此，为保证运输车辆工作过程中安全可靠，必须对运输车辆的稳定性进行分析与检验。
运输车辆的稳定性计算包括捆扎方式的稳定性和挂车运行的稳定性两部分。具体的，捆扎稳定性分为捆扎前滑稳定性、前翻稳定性、侧滑稳定性和侧翻稳定性；运行稳定性分为挂车横向稳定性、挂车纵向稳定性、挂车的塌点稳定性及由此引起的局部轴荷增加、液压系统的部分支路或部件的故障而引起的稳定性问题。
汽车列车在紧急制动时会形成很大的惯性力，从而可能会造成货物沿车体平面向前滑动、货物向前倾翻；在车体横向倾斜的情况下，可能造成货物侧向下滑或侧向倾倒。所以当汽车列车运载货物的质量和外廓尺寸都很大时，一般要预先进行捆扎方案设计，以确保货物与车体间捆扎的可靠性。而挂车的抗倾翻性以及抗侧滑性越高，稳 定性越好，挂车的行驶安全和其他性能也随之提高。因此，为了保证运输过程的安全可靠，有必要考虑捆扎方式的稳定性问题。
目前国内外的汽车列车均为液压独立悬挂，靠液压油缸支撑重量，所有液压悬挂分三组串联在一起，因而当道路不平使某一悬挂受力过大时，其他悬挂会迅速平衡受力，使各悬挂受力相等，确保了挂车货台平面的稳定和每个轮胎受力均匀，同时也可以减轻由于道路不平所带来的摆动。挂车平台可在一定的范围内升降，通过横坡时可调 整车体使之水平，通过高空障碍时可降低挂车高度。因此保证液压系统的稳定性对保证运输过程的安全可靠是必不可少的。
挂车的运行稳定性有横向稳定性与纵向稳定性之分。影响其稳定性的内部因素主要是挂车宽度、货物的重心高度和货物重量，在大风条件下，货物的迎风面积也影响其稳定性。影响稳定性的外部因素主要是道路的横坡、纵坡和侧向大风等。因此要综合考虑诸因素，判定在什么样的极限情况下车组会发生横向或纵向失稳。
另外，为了确保运输车辆的稳定性，还要考虑一种情况：由于运输车辆受交食期和运输路程的影响，长途跋涉加之车辆本身的使用限度，挂车液压回路三点支撑中会有若干个支撑点不起作用，即发生塌点，在这种情况下是否能够保持挂车稳定。出现塌点时车 体将会产生严重倾斜，加之路面的横坡或纵坡，此时车组最易发生横向失稳。虽然挂车出厂时一般都采取了特殊的防塌点措施，如防塌点锁止阀，即在液压油路突发泄漏时能 自动关闭相邻油路，但这种意外情况由于后果特别严重，所以仍需加以考虑。
二、捆扎方式的稳定性分析
公路大件运输中，大型物件装在挂车上，在车辆行进的过程中，道路条件、交通状况、外部环境等因素的偶发，会破坏运输车辆及货物原有的平衡。虽然大件运输普遍 车速不高.但货物质量和外廓尺寸都很大，极易出现两种异常情况：其一，当汽车列车 在紧急制动时，形成巨大惯性力，从而可能造成货物沿车体平面向前滑动，货物向前倾 翻和托架向前倾翻；其二，车体在横向倾斜时，可能造成货物侧向下滑和侧向倾倒。因此，为了保证运输过程的安全可靠，必须做好货物的捆扎工作。
1•捆绑加固基本要求
为保证运输过程中，货物始终处于安全的状态，在进行货物捆绑加固设计和实施中，应该满足如下基本要求：
(1) 所有设备必须经过捆绑加固后方可起运。
(2) 捆绑加固必须既要牢固可靠，又要不损伤设备和设备包装物。
(3) 捆绑点或捆绑位置应尽量选择设备吊装点或靠近吊装点位置。
2.捆绑加固措施
根据货物的性质和加固条件，大型物件可分为无外包装（裸装）、有包装和无吊耳等多种形式，各种货物的捆绑条件将对捆绑加固方案的设计和操作产生决定性影响，必须选择正确的捆绑加固方案。
裸装设备的捆绑与加固捆绑以及加固措施是运行安全的重要环节之一，必须认真对待。为便于驾驶员在实际工作中的操作，按表4-4所示5级标准执行，对于结构特殊大件设备，可适当提高捆绑级别。
无吊耳设备，捆绑绳索应选择牢固和可靠的位置。对一时难以确定合理捆绑位置或结构特殊的设备，应该科学制订捆绑方案并校核。
有包装设备的捆绑加固采取钢丝绳围捆方式。板条箱上部边角部位使用包角防护。钢质包装与车板货台间用木板条或胶皮隔垫，避免相互间发生直接接触。
3. 捆绑加固稳定性的校核
通过上述捆绑加固设计和措施的应用，在一切捆绑索具和加固装置可靠的前提下，要能保证货物在运输过程中不出现滑动和倾翻，因此，在货物捆绑和加固稳定性校核时，除了对捆绑加固方案和措施进行检查外，还有必要对索具和加固装置进行定量化的可靠性校核，即按照材料力学的方法，分析其静态、动态受力，校核索具和加固装置的强度、刚度和稳定性）。
三、液压系统稳定性分析
现代超重型挂车均为液压独立悬挂，靠液压油缸支撑重量。所有液压悬挂分3组串联在一起，当道路不平使某一悬挂受力过大时，由于液压串通，其他悬挂会迅速平衡受力，使各悬挂受力相等，确保了挂车货台平面的稳定和每个轮胎受力均匀，同时也可以减轻由于道路不平所带来的摆动。挂车平台可在一定的范围内升降，通过横坡时可调整车体使之水平，通过高空障碍时可降低挂车高度。
液压系统稳定性涉及两个方面：一是挂车液压系统的稳定性；二是液压系统支撑的挂车保持货物的稳定性。前者主要考虑挂车液压系统最大工作压力的限制，后者则必须考虑支点形式及货物稳定性，下面介绍这一稳定性的分析。
1.三点支撑结构
挂车的稳定性有横向稳定性与纵向稳定性之分。挂车为了均匀分配各悬挂载荷和保证承载面的稳定可靠，悬挂油路分别串联成三个回路，称为三点支撑。平板车三点支撑是将所有悬挂液压缸编在三条独立的液压回路里，每一回路承受一个支点的重量。在大型物件捆绑和加固设计中，应根据具体使用情况，本着各组压力平均的原则，使平板车形成稳定的三点支撑。
三点支撑一般分前三角形和后三角形两种。前三角形为前一点后两点。后三角 形为后一点前两点。
三点支撑的选择原则如下：
(1) 货物重心与平板车中心重合的情况下，将所有悬挂缸平均分为三组，每组缸数
尽量均等。
(2) 货物重心偏后，货物后部外形尺寸较大或运输关键点在上坡行驶时对后部横 向稳定性要求较高时，后边应选择两点，前边选择一点，即前三角形支撑。
(3) 货物重心偏前，货物前部外形尺寸较大或运输关键点在下坡行驶时，尤其下坡 弯道对前部横向稳定性要求较高时，前边选择两点后边选择一点，即后三角形支撑。
(4) 当使用转盘或桥式梁运输方式时，前后两平板车的支点应相反。如前车选择前三角形支撑，后车选择后三角形支撑;如前车选择后三角形支撑;后车选择前三角形支撑。
2.稳定性分析
根据力学系统稳定理论，大型物件与挂车液压系统应该处于利于稳定的状态，即运输的外界条件作用下，如果车货重心的重力铅垂线与稳定面的交点落在稳定三角形之内则挂车是稳定的。当载荷重心的重力铅垂线经过稳定三角形的中心时，挂车具有最大的稳定性；相反，如果车货重心的重力铅垂线与稳定面交点落于稳定三角形之外时，挂车就会造成倾覆失稳。另外，虽然重心铅垂线在稳定三角形以内，但由于重力作用的偏移使某个液压回路和轮胎超载，使该点破坏下沉，引起新的倾斜角度，最后同样会导致车辆倾覆。
3.动态条件下的稳定性校核
大件运输过程中，除了要考虑货物的放置、捆绑和加固等静态受力情况及影响，还必须考虑挂车宽度、货物的重心高度、货物重量、迎风面积、道路的横坡和纵坡、侧向大风等动态多变因素对运输车辆稳定性的影响，这些因素可归结于公路的坡度、轮胎变形和制动力等发挥作用，对挂车货物受力体系在纵向和横向两个方向产生显著影响，当其影响超过临界条件时，将引起挂车失去稳定性。
当运输车辆上坡行驶时，如坡道角达到或超过车辆所能克服的最大爬坡角度，则车辆的前轮就可能离开地面（前轮与地面之间的作用力为零），而产生纵向倾覆（俗称翻车），造成运输车辆纵向失去稳定性。
(1)横向稳定性。挂车货载重心很高，通过坡度较大的横坡时，后面两个支撑点一 高一低，导致载货重心偏移，此时要尽量使车辆保持平衡，可调节左右支撑点高度，使低侧支点升高或将高侧支点降低，这称为横坡校正。在负荷状态下，各个支撑点要依次升高或降低50〜60mm，直至达到所需要的高度。
为避免调节过程中出现车辆倾覆的危险，不能同时调整一个以上的支撑点。挂车的载荷三点支撑使挂车具 有较好的平衡性。
①对汽车列车车速的限制及对其自身结构的要求。为了保证行车的安全，汽车转弯时一般应降低车 速，同时公路的弯道外侧比内侧高一些，这样的措施都可以减少汽车侧翻与侧滑的危险，所以可以把挂车的 稳定性模型建立在如下条件上：横坡且转弯的情况。
一般认为侧翻比侧滑更危险，为避免侧翻应从汽车 结构上保证侧滑发生在侧翻之前发生。对于全挂车，可以对牵引车和挂车分别加以验算。由于轮距受车宽的制约，所以为避免侧翻，为保证货物重心的铅垂线在稳定三角形之内，要求装载货物重心不能过高，也不能偏向车一侧，转向时严禁高速急转弯。
② 横坡对横向稳定性的影响。拱形路面或设置有超高的公路急弯处和某些临时道路，均有一定的横坡。我国公路标准规定弯道处最大允许横坡为6%。道路横坡将引起车体横向倾斜，是影响横向稳定性的主要因素。
③ 纵坡对横向稳定性的影响。当汽车列车在纵坡路面上行驶时，重心铅垂线与稳
定面的交点P将沿着纵向线前后移动，横向稳定线Q0：；的长度将 发生变化，即车组的横向稳定性发生变化。对于悬挂少许偏斜在前、两点在后的挂车，上坡时P点后移，变长，稳定性增加；下坡时，Oi变短，稳定性
下降。
④重心位置对横向稳定性的影响。根据前面捆扎稳定性的分析，车组失稳时是以货物、车体作为一个整体沿稳定面进行的。因此，稳定计算中的重心位置，也即计算重心应该是挂车、货物及托架整体的重心位置。
重心高度是影响运行稳定性的最主要的内在因素，高度越大，稳定性越差。从式也可看出，在货物重心高度不变的情况下，受挂车、托架质量的影响，货物越轻，计算重心高度越小。因此，在货物重心高度相同的情况下，运送重量轻的货物比运送重量重的货物的稳定性好。
⑤ 轮胎变形对横向稳定性的影响。当挂车受到横坡、横向力的影响，由于重心作用线的偏移，使挂车两侧轮胎所受的负荷不同，根据轮胎的弹性性质，轮胎的变形也不同。
⑥转动惯量对横向稳定性的影响。当挂车以一定速度进人变化较大的横坡路面时，挂车将以一定的角速度倾斜，当倾斜到静力平衡状态时，受转动惯量的影响，车体将继续倾斜一定的角度，称为惯性角度。货物转动惯量越大，惯性角度也越大。一般情况车体可反弹使惯性角度最后消失，但当车体的静倾斜角与惯性角之和超过稳定角时，就将发生侧翻。
由上式可知，对超高或超宽且重量很大的货物，大部分质量分布离倾斜轴较远，其相对于挂车倾斜轴线的转动惯量亦很大，因此受到的影响也很大。
⑦侧向风对横向稳定性的影响。当运输货物的侧面积较大且遇及较大的侧向风时，要考虑到风对稳定性的影响；一般情况下可不考虑风的影响。
对稳定性的好坏进行如下评价：
① 允许道路横坡大于8%时，稳定性好。一般道路横坡不会超过8%。
② 允许道路横坡大于5%、小于8%时，稳定性较差。
③ 允许道路横坡小于5%时，稳定性极差，须更换车型。
(2)纵向稳定性。引起挂车纵向失稳的主要因素是道路纵坡、轮胎变形、制动力等。纵向倾翻是指汽车上坡或下坡时绕后轴或前轴的倾翻，当汽车在硬路面上以较低 车速等速上坡时，惯性阻力和加速阻力为零，空气阻力与滚动阻力忽略不计•随着坡度的增大，前部轮胎的垂直反作用力减小，后部轮胎的垂直反作用力增大，当前轮的反作用力为零时，汽车将发生纵向倾翻。由于挂车的纵向稳定线很长，一般来说，在纵坡上重心铅垂线与稳定面的交线落在三角形底边或顶角以外，形成车辆纵向倾翻失稳的情况极少发生，而大多数发生的是后两点轮胎超载失稳。
3. 在实际应用中，纵向稳定性分析的主要内容是轮胎超载失稳时的纵坡校核。
轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比，称为轮胎负荷系数。大多数汽车的轮胎负荷系数取为〇. 9〜1. 0,以免超载。挂车装双胎时，比单胎使用时的负荷可增加10%〜15%。挂车一般采用每轴线上4只或8只轮胎，因此它的额定负荷可大大超过单胎时的额定负荷，只要满载时轮胎负荷不超过这个值，轮胎便不会超载失稳。但在实际的运行中，由于路面有不同程度的纵向、横向坡度，某一部分轮胎的负荷可能 会大幅度地增加导致轮胎超载失稳。比如在纵坡路面，车组上坡时，随着后轮的垂直反作用力增加，前轮反作用力减小，后部的轮胎负荷就会增加，前部轮胎负荷就会减小，造成轮胎超载失稳。
4. 塌点稳定性
在介绍塌点稳定性前，首先了解下汽车列车液压系统的构造，现代重型多轴线挂车均为液压独立悬挂，靠液压油缸支撑重量，所有液压悬挂分3组串联在一起，当道路不平使某一悬挂受力过大时，由于液压串通，其他悬挂会迅速平衡受力，使各悬挂受力相等，确保了挂车货台平面的稳定和每个轮胎受力均匀，同时也可以减轻由于道路不平所带来的摆动，挂车平台可在一定的范围内升降，通过横坡时可调整车体使之水平，通过高空障碍时亦可降低挂车高度。
为了确保运输车辆的稳定性，还有一种情况必须考虑，挂车装载后如发生液压支撑回路软管破裂，所在的压力回路就会失去支撑作用，挂车下塌倾斜，称为塌点。在每个悬挂上都有防塌点的安全阀装置，当挂车液压回路三点支撑中有支撑点不起作用时，正常情况下能够保持挂车的稳定，一旦出现塌点后安全阀失效，车体将会产生严重倾斜，一般情况下，塌点所产生的车体倾斜角为最大可能的车体倾斜角，加之路面的横坡或纵坡，此时车组最易发生横向失稳，当计算塌点的稳定性不够时，应确保每个悬挂上所设的防塌点安全阀动作可靠，或采取降低运行高度，增加机械限位支撑等方法加以保障。
挂车出现塌点的问题很复杂，一般对塌点后的倾斜角的测算都是根据液压缸的行程和稳定三角形的形状来测算，通常取车板可升降高度的一半来计算塌点后的下沉量，即默认发生塌点时的车辆高度为推荐行驶高度，在校核塌点稳定性时采用了车板可调节髙度的全部作为某一点塌点后的下沉量，即稳定三角形在塌点时的倾角加倍，再结合塌点处轮胎在急剧压缩和超载的条件下极易发生爆裂和塌点发生在坡道（横坡）上等可能因素，以及塌点发生的恶劣后果“倾覆”，在采取倾角加倍的基础上仍考虑了 1.25的安全系数，此外，关于塌点下沉，也可用挂车液压系统的机械限位来进行校核计算。
