Page 29 - 消防月刊-102年6月號

工作研討
Forum

為車輛的質量（kg），R 為車輛行駛 （一）發生側向翻倒的臨界速率：

的轉彎半徑（m），g 為重力加速度 當行進中車輛轉彎時，承受的側翻
2
（=9.8m/s ）。 力矩大於穩定力矩，則會發生側向翻
倒。車輛側向翻倒現象可分為向內側翻
四、安全行駛速率：
倒與向外側翻倒等兩種，以下分別討論
消防車輛行駛在路上，為確保行車
此兩種現象的臨界速率。
安全，對行車速率要有一定的限制。對
（1）車輛向外側翻倒的臨界速率：
於確定的彎道（即已知轉彎半徑），車
車輛處於將要發生向外側側翻的
輛的安全行駛速率與哪些條件有關呢?
臨界狀態時，以圖2之外側輪（即輪
為便於討論此問題，我們將上頁圖1簡
胎2）與地面接觸點為軸心，由力矩
化為圖2的模型，假設質量為m 的消防
∑
M =
0
平衡條件 ，可知：
車（水箱滿水情況），在傾斜路面（傾 2
斜角為θ）以ν的速度行駛，沿著半徑
為R的彎道轉彎，車輛的受力情況如圖
2所示。

(4)

式中 ，F 為側向風
W
力，C 為側向空氣動力係數，ρ為空
S
氣密度，A 為車輛側向迎風面積（=
2
u
▲ 圖2：消防車在斜坡面行駛受力模型 車長 x 車高）， r 為合成風速，
2
2
2
u =
v +
u
圖中H為車輛重心距水平地面的距 ，ｕ為側向風速，ν為車
r
離；B 為兩輪間的距離；W （＝mg ） 輛行駛速率。
為重力；內外側輪接觸地面所受的作用 當內側輪（即輪胎1）對地面的
力分別為力N 與N ；車輪在地面上的 作用力零時，車輛將發生向外側翻
1
2
摩擦力為ƒ 和ƒ ；F 為作用在消防車輛 倒，因此，令（4）式中 N ≤ 0，則
1
w
2
1
車身的側向風力；車輛因轉彎產生的慣 可得車輛轉彎發生向外側翻倒的行駛
2
mv
性力（或稱離心力）為 ，離 速率為：
F = R
In
心力與車輛轉彎速度的二次方成正比，
隨著轉彎速度的提高，離心力將急劇增
大，為了避免轉彎側滑、側翻的發生， (5)
必須要對轉彎速度加以限制，來減小車 式中 b = B /2 。當不考慮側向風力作
輛轉彎行駛的離心力。以下分別討論載 用於消防車輛時， ρ = 0 ，由（5）式
有水箱之消防車輛行進中發生側向翻倒 化簡得車輛轉彎向外側翻倒的臨界速
與滑動的臨界速率。 率為：

27