液罐汽车罐内小型抑波板抑波结构试验研究

孔令超 张强 李建明 胡凯淳 王梦怡 于迪

东北林业大学交通学院 黑龙江省哈尔滨市 150036

1 引言

液罐汽车在液体危险品运输中被广泛使用，与此同时，液罐汽车在运输中发生交通安全问题不断增多。特别是在紧急制动、高速弯道行驶或紧急避让过程中，非满载液罐汽车罐内液体发生较大波动[1]，液罐汽车的罐体是一种特殊的容器，它一般体积非常庞大，当罐体制动转向时，在离心力的作用下，罐内液体产生晃动，对罐壁产生冲击载荷，使罐车重心偏移，容易造成车辆侧滑，侧倾从而引发交通事故[2]，近年来国内外学者对液罐罐车中液体晃动的问题做了大量研究。同时研究了瞬时液体冲击工况下车辆侧倾的稳定性问题；研究了不同的充液比，不同形状的小型抑波板，罐体在制动情况下罐体中油液晃动动力学问题，运用仿真软件对罐体内液体的冲击特性进行初步研究[3]，为了保证液罐汽车的运输安全，减少液罐车事故发生概率，如何抑制液体冲击成为本项目的研究目的。

总结：通过对参考文献的查阅，小型抑波板对液罐内液面波动具有抑制作用，汽车制动时液罐液面波动很大，所以对液罐汽车制动时的液面波动的研究显得尤为重要，从而间接提高液罐汽车的行驶稳定性。

2 试验参数

2.1 当罐体充液比为50%时，自由液面面积S=200*100mm2抑波板在自由液面上的覆盖面积为50%，所以设计小型抑波板尺寸及数量如表1所示。

表1

2.3 小车参数如表3所示。

2.4 试验器材如表4所示。

2.5 依据小车的加速度（a）、最高车速和小车尺寸 试验跑道设计如表5所示

a=0.225m/s2最高车速为5.4km/h=1.5m/s 制动减速度=0.32m/s2

加速跑道长度：v2-vo2=2as s=5m

制动跑道长度：v2-vo2=2as s=3.52m

3 试验分组

3.1 罐内液体充液比为50%时，试验分为三组：第一组为对照试验，第二组为加入圆形小型抑波板试验，第三组为加入正三角形抑波板试验，液面晃动情况如图一所示。

3.2 罐内液体充液比为90%时，试验同样分为三组：第一组为对照试验，第二组为加入圆形小型抑波板试验，第三组为加入正三角形抑波板试验，液面晃动情况如图2所示。

表4

表5

4 试验分析

依据试验图像显示，在同一时刻下，无论是在50%充液比还是90%的充液比，加入小型抑波板后，液面晃动明显低于未加入小型抑波板的液面晃动。对于不同形状的小型抑波板，其抑波效果也有显著区别，通过图像对比，我们可以观察到圆形小型抑波板抑波效果优于正三角形。

圆形抑波板抑制效果较好的原因是它的边缘光滑，无凸起部分，抑波板相互撞击后反向运动不剧烈，抑波板整个运动过程分布比较集中，更能发挥抑波板的重力作用，从而降低了液面晃动幅度，所以圆形抑波板抑波效果较好。

图2

正三角形抑波板接触不够紧密而且表面有凸角部分，抑波板相互撞击后反向运动剧烈，分布比较分散，不能充分利用其重力作用，从而液面晃动幅度较大，导致其抑波效果较差。

5 结语

通过比较对加入抑波板和不加入抑波板罐车在制动时罐内液面晃动情况，可以得出如下结论：

（1）与未加入小型抑波板相比较，加入小型抑波板后，制动时罐车罐内液体晃动幅度明显降低。

（2）圆形抑波板对液体晃动的抑制效果优于正三角形抑波板。