隨著我國高速公路的不斷發展，高速公路的貨物運輸地位也越來越凸顯。目前，我國高速公路貨運車輛通行費主要采用計重收費方式結算，動態汽車衡是計重收費系統的主要組成部分，部分司乘人員通過沖榜的方式，即通過控制加速度來減少動態汽車衡的稱重結果，進而減少通行費用，這一現象嚴重威脅了人民生命財產安全。因此，研究加速度對動態汽車衡稱重結果的影響就非常有意義。

為簡化分析，本文主要以兩軸汽車為研究載體，建立汽車通過動態汽車衡時的力學數學模型，并通過理論分析結果和試驗數據的對比，得出加速度對動態汽車衡稱重結果的影響，為動態汽車衡的優化提供依據。

假設動態汽車衡安裝在水平路面上，則汽車行駛通過動態汽車衡時的受力分析圖如圖1所示。

由圖1汽車行駛通過動態汽車衡時的受力分析圖，結合力學原理可知此力學模型滿足力矩平衡。

對汽車的前輪求矩，可得到:

式中:M1—汽車所受外力對汽車前輪的力矩。

由式(1)可得到式(2)成立:

式中:Q1—空氣對汽車的阻力;hq1—空氣阻力距地面的高度;G—汽車重力;h1—汽車重心距地面高度;L1—汽車前輪距重心的水平長度;a1—汽車加速度;g—重力加速度;F2—地面對汽車后輪的支撐力;L—汽車前后輪的輪距。

由式(2)可得到式(3)成立:

對汽車的后輪求矩，可得到:

式中:M2—汽車所受外力對汽車后輪的力矩。

由式(4)可得到式(5)成立:

式中:Q2—空氣對汽車的阻力;hq2—空氣阻力距地面的高度;h2—汽車重心距地面高度;L2—汽車后輪距重心的水平長度;a2—汽車加速度;F1—地面對汽車前輪的支撐力。

式(5)可得到式(6)成立:

如果路面嚴格按照國家檢定規程JJG907-2006處理，[1]則忽略路面的振動因素對動態汽車衡稱重結果的影響，則有下列式子成立:

如果在無風的天氣狀況下，空氣阻力相對較小，汽車短時間內通過動態汽車衡，空氣阻力的變化可以忽略，則有下式成立:

由式(5)～式(9)可得下式成立:

由式(10)可知，加速度的大小對動態汽車衡的稱重結果有比較明顯的影響。一般情況下，司乘人員駕駛汽車通過動態汽車衡時都會先加速，待前輪通過動態汽車衡時后再急踩剎車減速通過汽車衡。通過這種方式駛過動態汽車衡，由于慣性的存在，汽車在加速時重心會后移，汽車減速時重心會前移，則有下式成立:

結合式(10)～式(12)可知，汽車以先加速后減速的方式通過動態汽車衡時對稱重結果影響較大。

本試驗使用約定真值[1,2]為13200kg的兩軸剛性車輛，試驗數據的采集通過兩種方式進行:(1)汽車勻速通過動態汽車衡，采集其稱重結果;(2)汽車以先加速后減速的方式通過動態汽車衡采集其稱重結果。為了保證試驗數據的準確性，本試驗重復10次，得到如表1的試驗數據。

通過表1的稱重數據與汽車的約定真值比較，得出了汽車以兩種方式通過動態汽車衡時，稱重結果的最大誤差如表2所示:

由表2可知，汽車勻速通過動態汽車衡時，汽車的稱重結果與約定真值比較接近，滿足動態汽車衡2級檢定誤差要求;[1]而汽車以先加速后減速的方式通過動態汽車衡時，汽車的稱重結果與約定真值之間的偏差較大，大大偏離動態汽車衡2級檢定誤差要求。[1]這一試驗結果與理論分析的趨勢相吻合。

通過對汽車通過動態汽車衡的理論分析結果與汽車勻速通過動態汽車衡和汽車先加速后減速的方式通過動態汽車衡的兩組稱重數據進行對比，得出先加速后減速的方式對動態汽車衡的稱重結果影響較大，這一研究能為動態汽車衡的優化提供參考。