孔令超 張強 李建明 胡凱淳 王夢怡 于迪

東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院 黑龍江省哈爾濱市 150036

1 引言

液罐汽車在液體危險品運輸中被廣泛使用，與此同時，液罐汽車在運輸中發(fā)生交通安全問題不斷增多。特別是在緊急制動、高速彎道行駛或緊急避讓過程中，非滿載液罐汽車罐內(nèi)液體發(fā)生較大波動[1]，液罐汽車的罐體是一種特殊的容器，它一般體積非常龐大，當(dāng)罐體制動轉(zhuǎn)向時，在離心力的作用下，罐內(nèi)液體產(chǎn)生晃動，對罐壁產(chǎn)生沖擊載荷，使罐車重心偏移，容易造成車輛側(cè)滑，側(cè)傾從而引發(fā)交通事故[2]，近年來國內(nèi)外學(xué)者對液罐罐車中液體晃動的問題做了大量研究。同時研究了瞬時液體沖擊工況下車輛側(cè)傾的穩(wěn)定性問題；研究了不同的充液比，不同形狀的小型抑波板，罐體在制動情況下罐體中油液晃動動力學(xué)問題，運用仿真軟件對罐體內(nèi)液體的沖擊特性進行初步研究[3]，為了保證液罐汽車的運輸安全，減少液罐車事故發(fā)生概率，如何抑制液體沖擊成為本項目的研究目的。

總結(jié)：通過對參考文獻的查閱，小型抑波板對液罐內(nèi)液面波動具有抑制作用，汽車制動時液罐液面波動很大，所以對液罐汽車制動時的液面波動的研究顯得尤為重要，從而間接提高液罐汽車的行駛穩(wěn)定性。

2 試驗參數(shù)

2.1 當(dāng)罐體充液比為50%時，自由液面面積S=200*100mm2抑波板在自由液面上的覆蓋面積為50%，所以設(shè)計小型抑波板尺寸及數(shù)量如表1所示。

表1

2.3 小車參數(shù)如表3所示。

2.4 試驗器材如表4所示。

2.5 依據(jù)小車的加速度（a）、最高車速和小車尺寸 試驗跑道設(shè)計如表5所示

a=0.225m/s2最高車速為5.4km/h=1.5m/s 制動減速度=0.32m/s2

加速跑道長度：v2-vo2=2as s=5m

制動跑道長度：v2-vo2=2as s=3.52m

3 試驗分組

3.1 罐內(nèi)液體充液比為50%時，試驗分為三組：第一組為對照試驗，第二組為加入圓形小型抑波板試驗，第三組為加入正三角形抑波板試驗，液面晃動情況如圖一所示。

3.2 罐內(nèi)液體充液比為90%時，試驗同樣分為三組：第一組為對照試驗，第二組為加入圓形小型抑波板試驗，第三組為加入正三角形抑波板試驗，液面晃動情況如圖2所示。

表4

表5

4 試驗分析

依據(jù)試驗圖像顯示，在同一時刻下，無論是在50%充液比還是90%的充液比，加入小型抑波板后，液面晃動明顯低于未加入小型抑波板的液面晃動。對于不同形狀的小型抑波板，其抑波效果也有顯著區(qū)別，通過圖像對比，我們可以觀察到圓形小型抑波板抑波效果優(yōu)于正三角形。

圓形抑波板抑制效果較好的原因是它的邊緣光滑，無凸起部分，抑波板相互撞擊后反向運動不劇烈，抑波板整個運動過程分布比較集中，更能發(fā)揮抑波板的重力作用，從而降低了液面晃動幅度，所以圓形抑波板抑波效果較好。

圖2

正三角形抑波板接觸不夠緊密而且表面有凸角部分，抑波板相互撞擊后反向運動劇烈，分布比較分散，不能充分利用其重力作用，從而液面晃動幅度較大，導(dǎo)致其抑波效果較差。

5 結(jié)語

通過比較對加入抑波板和不加入抑波板罐車在制動時罐內(nèi)液面晃動情況，可以得出如下結(jié)論：

（1）與未加入小型抑波板相比較，加入小型抑波板后，制動時罐車罐內(nèi)液體晃動幅度明顯降低。

（2）圓形抑波板對液體晃動的抑制效果優(yōu)于正三角形抑波板。