随着我国高速公路的不断发展，高速公路的货物运输地位也越来越凸显。目前，我国高速公路货运车辆通行费主要采用计重收费方式结算，动态汽车衡是计重收费系统的主要组成部分，部分司乘人员通过冲榜的方式，即通过控制加速度来减少动态汽车衡的称重结果，进而减少通行费用，这一现象严重威胁了人民生命财产安全。因此，研究加速度对动态汽车衡称重结果的影响就非常有意义。

为简化分析，本文主要以两轴汽车为研究载体，建立汽车通过动态汽车衡时的力学数学模型，并通过理论分析结果和试验数据的对比，得出加速度对动态汽车衡称重结果的影响，为动态汽车衡的优化提供依据。

假设动态汽车衡安装在水平路面上，则汽车行驶通过动态汽车衡时的受力分析图如图1所示。

由图1汽车行驶通过动态汽车衡时的受力分析图，结合力学原理可知此力学模型满足力矩平衡。

对汽车的前轮求矩，可得到:

式中:M1—汽车所受外力对汽车前轮的力矩。

由式(1)可得到式(2)成立:

式中:Q1—空气对汽车的阻力;hq1—空气阻力距地面的高度;G—汽车重力;h1—汽车重心距地面高度;L1—汽车前轮距重心的水平长度;a1—汽车加速度;g—重力加速度;F2—地面对汽车后轮的支撑力;L—汽车前后轮的轮距。

由式(2)可得到式(3)成立:

对汽车的后轮求矩，可得到:

式中:M2—汽车所受外力对汽车后轮的力矩。

由式(4)可得到式(5)成立:

式中:Q2—空气对汽车的阻力;hq2—空气阻力距地面的高度;h2—汽车重心距地面高度;L2—汽车后轮距重心的水平长度;a2—汽车加速度;F1—地面对汽车前轮的支撑力。

式(5)可得到式(6)成立:

如果路面严格按照国家检定规程JJG907-2006处理，[1]则忽略路面的振动因素对动态汽车衡称重结果的影响，则有下列式子成立:

如果在无风的天气状况下，空气阻力相对较小，汽车短时间内通过动态汽车衡，空气阻力的变化可以忽略，则有下式成立:

由式(5)～式(9)可得下式成立:

由式(10)可知，加速度的大小对动态汽车衡的称重结果有比较明显的影响。一般情况下，司乘人员驾驶汽车通过动态汽车衡时都会先加速，待前轮通过动态汽车衡时后再急踩刹车减速通过汽车衡。通过这种方式驶过动态汽车衡，由于惯性的存在，汽车在加速时重心会后移，汽车减速时重心会前移，则有下式成立:

结合式(10)～式(12)可知，汽车以先加速后减速的方式通过动态汽车衡时对称重结果影响较大。

本试验使用约定真值[1,2]为13200kg的两轴刚性车辆，试验数据的采集通过两种方式进行:(1)汽车匀速通过动态汽车衡，采集其称重结果;(2)汽车以先加速后减速的方式通过动态汽车衡采集其称重结果。为了保证试验数据的准确性，本试验重复10次，得到如表1的试验数据。

通过表1的称重数据与汽车的约定真值比较，得出了汽车以两种方式通过动态汽车衡时，称重结果的最大误差如表2所示:

由表2可知，汽车匀速通过动态汽车衡时，汽车的称重结果与约定真值比较接近，满足动态汽车衡2级检定误差要求;[1]而汽车以先加速后减速的方式通过动态汽车衡时，汽车的称重结果与约定真值之间的偏差较大，大大偏离动态汽车衡2级检定误差要求。[1]这一试验结果与理论分析的趋势相吻合。

通过对汽车通过动态汽车衡的理论分析结果与汽车匀速通过动态汽车衡和汽车先加速后减速的方式通过动态汽车衡的两组称重数据进行对比，得出先加速后减速的方式对动态汽车衡的称重结果影响较大，这一研究能为动态汽车衡的优化提供参考。