考慮復雜輪胎力學特性的車輛防側翻關鍵技術研究與應用
2024年06月27日15:56
項目簡介
歐美等發達國家80%以上的液體有害物質是由公路液罐車承擔。近年來我國公路液罐車在公路運輸中也呈現持續增長的趨勢。由于運輸過程中不穩定因素多，美國交通部危險品安全局統計數據顯示，每年的危險品運輸事故在1.6萬到2萬起左右，其中高速公路事故占總事故的85%以上。國內近五年液化氣罐車公路事故統計結果顯示，事故原因88%源于交通事故，其中直接側翻導致的占56%。因此，提高公路用液罐車的主動安全性、降低事故發生率意義重大。
在此背景下，項目組立足于我國具體國情，依托國家自然科學基金項目和江蘇省高校自然科學基金項目重大項目支撐，分別從理論層面、技術層面和推廣層面對特種車輛防側翻關鍵技術進行了系統的研究和分析，主要創新成果如下：
（1）研究了彈性胎體復雜變形規律，定性地分析各向異性剛度條件下接地印跡內總力方向的變化原理，構建了路面-胎面動態附著狀態模型、考慮胎體變形的半經驗輪胎刷子模型以及路面附著狀態判據，建立液罐車內非線性橢圓軌擺等效力學理論以及車-罐側向穩定性模型。
（2）研發了抗側傾液壓平移系統，實現罐車高速轉向時質心偏移的主動糾正操作，提高汽車橫向穩定性；研發側翻安全氣囊系統以及側翻防護系統綜合評價方法。
（3）研究了基于液罐車整體側向動力學理論的截面尺寸設計與優化，有效降低液體晃動對罐體質心偏移的影響；提出一種倒V型防波板，分析防波板的角度和安裝塊數對晃動力的影響。與安裝傳統的橫向擋板和縱向擋板相比，所提出的防波板能夠同時實現液罐車在制動和轉向時的減晃作用。
（4）提出了側向穩定性精細化動力學模型與側翻危險程度評估方法，項目研究成果突破了特種車輛在復雜工況下防側翻控制的高精度、高穩定性、高可靠性等關鍵技術。
本成果研究期間共發表學術論文11篇，SCI收錄6篇，EI收錄3篇，授權發明專利9項。本項目研發的新一代復雜輪胎力學環境下車輛防側翻技術系列產品擁有完全自主知識產權，具有高精度、高穩定性、高可靠性等優點。該產品自2019年開始陸續應用于北汽重型汽車有限公司（原企業名稱為：北汽（常州）汽車有限公司）的十余款新能源大型客車及輕型客車車型，產品性能達到國家技術標準水平，用戶反饋良好。自2020年1月至今累計銷售額逾2.1億元，創造了良好的社會和經濟效益。
經同行專家鑒定，總體技術達國內領先水平。項目組立足于我國具體國情，分別從理論層面、技術層面和推廣層面對車輛防側翻關鍵技術進行了系統的研究和技術推廣應用，本項目研究對于提高車輛行駛安全方面具有重要意義。
獲獎等級：三等獎
完成單位：北汽重型汽車有限公司、江蘇理工學院、常州機電職業技術學院
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