液罐汽車罐內小型抑波板抑波結構試驗研究

孔令超 張強 李建明 胡凱淳 王夢怡 于迪

東北林業大學交通學院 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液體發生較大波動[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，當罐體制動轉向時，在離心力的作用下，罐內液體產生晃動，對罐壁產生沖擊載荷，使罐車重心偏移，容易造成車輛側滑，側傾從而引發交通事故[2]，近年來國內外學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傾的穩定性問題；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問題，運用仿真軟件對罐體內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，減少液罐車事故發生概率，如何抑制液體沖擊成為本項目的研究目的。

總結：通過對參考文獻的查閱，小型抑波板對液罐內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定性。

2 試驗參數

2.1 當罐體充液比為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%，所以設計小型抑波板尺寸及數量如表1所示。

表1

2.3 小車參數如表3所示。

2.4 試驗器材如表4所示。

2.5 依據小車的加速度（a）、最高車速和小車尺寸 試驗跑道設計如表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，導致其抑波效果較差。

5 結語

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液面晃動情況，可以得出如下結論：

（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于正三角形抑波板。