卡车刹车鼓温度及差速器油温监控预测系统设计

为防止卡车在长时间刹车后,刹车鼓温度过热或高负载情况下差速器油温过高而发生事故,文章设计一种基于STM32F429和STM32F103单片机协同工作的卡车刹车鼓温度、差速器油温监控与预测系统。该系统以STM32F429单片机为主处理器,利用控制器局域网(controller area network,CAN)总线和以STM32F103为核心的从处理器进行及时数据传输和存储,并融入STemWin系统设计人机交互界面,基于自回归求积移动平均理论建立温度预测模型。仿真结果表明:该系统稳定可靠、预测精准,能有效减少因刹车鼓温度或差速器油温过高而引起的事故。

公路长大下坡试验路段安全坡长设计分析

以某公路长大下坡试验路段为例,在提出此类路段关键控制指标以及交通事故的发生原因后,构建小客车运行速度预测模型和货车制动毂温度预测模型,采用SPSS软件分析刹车轮毂温度的影响因素以及彼此间存在的影响机制,并预测长大下坡路段安全坡长的取值。经过本次研究,为该类特殊路段的设计工作提供参考,严格控制坡长及相关关键参数,提高长大下坡路段的设计水平,保障车辆行驶安全。

鼓式制动器温升计算研究

在考虑道路条件和车辆运行状况的前提下,研究了汽车鼓式制动器的摩擦生热过程、辐射换热过程和对流换热过程,建立了其温升计算的数学模型。在相似理论和量纲分析理论的指导下,进行鼓式制动器对流换热试验,得出了鼓式制动器对流换热的求解公式。试验验证结果表明,采用所建模型计算得到的温升曲线与试验测得的曲线变化趋势基本相同,最大误差约为20%。

基于模型预测控制的混合动力汽车下坡再生制动策略

为了充分回收汽车下坡再生制动能量,并保证蓄电池循环寿命,在对汽车匀速下坡再生制动全局优化控制策略分析的基础上,提出以再生制动能量回收最大和蓄电池温升变化率最小为双目标的混合动力汽车匀速下坡再生制动模型预测控制策略。对不同坡长、不同坡度的匀速下坡工况进行仿真的结果表明:模型预测控制策略在再生制动能量回收率、蓄电池温升和充电速率方面都获得良好的控制效果,且计算效率高,满足实时控制要求。

高原环境连续下坡路段制动鼓温度预测模型

为了研究高原环境连续下坡路段制动鼓温升规律,在世界道路协会已有的制动鼓温度预测模型基础上,通过引入海拔高度修正系数,构建了适合高原环境连续下坡路段制动鼓温度理论模型.利用VBOX 3i作为数据采集设备,以东风天龙半挂牵引车为试验车型,以国道G214青海省境内日月山段(最高海拔约3400 m)和巴颜喀拉山段(最高海拔约4800 m)连续下坡为试验路段,通过在制动片中埋入温度传感器的方式,采集了温度预测模型需要的相关试验数据,如试验路段的坡度、坡长,车辆的运行速度,发动机转速,发动机水箱温度,制动器衬片和环境温度等,利用试验数据求得预测模型需要的滚动摩擦因数、对流换热系数和制动力分配系数,根据预测温度与实测温度的对比,温度预测模型的准确性达到94.7%,验证了模型的准确性.修正后的制动鼓温度预测模型满足了大型货车在不同海拔高度的制动器温度预测需求,为高原地区连续下坡路段避险车道的设置提供理论依据.

重载货车坡道行驶制动鼓温升模型研究

针对重载货车在长大下坡路段行驶事故频发的问题,基于升温和降温两个过程,采用理论建模和试验研究相结合的方法,建立了持续制动装置和行车制动器联合作用时的重载货车坡道行驶制动鼓温升模型,对重载货车长大下坡行驶温升特性进行研究,计算车辆行驶时的制动鼓温度,预测制动鼓效能失效位置,从而确定设置控速设施的位置。

长大下坡路段重型车辆刹车毂温度模型研究

山区公路由于地形的限制存在较多的长大纵坡,山区公路交通事故资料显示,一半以上的交通事故发生在长大下坡路段,重型车辆在长大下坡路段刹车毂温度过高致使制动失灵是事故的主要原因。综合考虑车辆载重、车速、坡长、坡度等因素,设计刹车毂温度现场试验,应用统计学的理论建立刹车毂温度回归模型,预测的刹车毂温度值可为长大下坡路段避险车道位置的选定提供依据。

基于辅助制动长大下坡路段鼓式制动器温升预测模型

建立辅助制动条件下长大下坡路段刹车鼓温度预测模型,为避险车道的设置提供理论依据。以国道108线青海省境内翻越日月山段长大下坡为研究对象,利用Racelogic VBOX iii设备,采集16组东风天龙半挂牵引车行车速度数据,通过非线性回归分析方法,建立辅助制动条件下刹车鼓温度与坡度、坡长、速度和初始温度的预测模型。结果表明,在辅助制动条件下,大货车刹车鼓温度不仅与坡度、坡长和初始温度有关,而且与车速也有很大关系,同时,与非辅助制动条件相比,辅助制动条件下的刹车鼓温度梯度(单位坡长制动鼓的温度变化)约减小24.7%。

高原机场飞机制动器热力学研究

飞机机轮制动器主要起着减速、刹车和驻车的作用。高原机场温度高密度低,飞机气动性能下降,着陆真空速大,机轮制动器的工作条件苛刻。针对制动器副热衰退问题,利用ANSYS Workbench仿真平台,建立飞机制动器有限元模型,进行热-结构耦合分析,并进行试验验证。利用仿真数据,通过极差分析法,发现影响飞机制动器温升速率的主次顺序为:制动盘摩擦系数、机轮角速度、刹车压力。建立散点矩阵图,发现各参数对制动器温升速率均有显著影响,且参数之间存在交叉影响。通过多元线性回归方程建立制动器温升预测模型,并验证其相关性,对提高飞机运行保障能力具有实际意义。

商用车鼓式制动器热衰退性能台架试验研究

介绍了应用制动器惯性试验台架,模拟东风某重型商用车鼓式制动器长下坡持续制动过程;分析了在上述工况下载荷、车速以及制动距离对鼓式制动器温度上升的影响。利用试验数据,通过统计学多元线性回归分析的方法分别建立了制动温升与载荷、车速和制动距离的预测模型。结果表明:商用车鼓式制动器的热衰退性能与车速、载荷、制动距离有很大关系。预测的温升模型为实车制动路试以及整车制动系统的匹配提供参考。

基于ANFIS模型的盘式制动器制动最高温度预测

本文介绍了一种盘式制动器制动最高温度预测方法。基于自适应神经模糊推理系统的原理给出了预测模型建模的流程,采用非线性函数对影响ANFIS模型预测结果的影响因素进行了探究,指出了各个影响因素对预测结果的影响。基于上述理论基础,建立了盘式制动器制动最高温度预测模型,通过优化影响预测精度的参数,搭建了用于制动器最高温度预测的系统。预测结果表明:该系统可以很好的对不同结构尺寸的盘式制动器制动最高温度进行预测。

高速公路长大下坡路段安全设计与评价方法

统计了长大下坡路段交通事故的时空分布与车型分布,分析了试验路段道路条件与交通事故成因。采用断面观测法测定长大下坡路段小客车运行速度,建立了小客车运行速度预测模型。采用DHS-130XL红外观测仪测量车辆制动毂温度,建立了货车制动毂温度预测模型。对长大下坡定义进行了界定,确定了长大下坡路段合理平均纵坡指标值及对应坡长值,提出了长大下坡安全设计与评价程序。分析结果表明:在长大下坡路段,小客车与货车交通事故的主要原因分别是超速及刹车失灵;对小客车可采用运行速度作为安全评价指标,而对货车可采用坡长与制动毂温度;建议安全坡长、一般安全坡长、极限最大坡长对应的制动毂温度分别为200℃、220℃、260℃;采取安全改善措施后,试验路段交通事故减少42.3%,伤亡事故减少76.2%,改善措施有效。

公路长大下坡路段货车制动毂温升模型研究综述

为明确重载大货车制动毂温升模型的适用性及应用现状,对国内外货车制动毂温升模型研究进行了梳理。概述大货车制动毂温升机理,依据建模方法将现有制动毂温升模型分为理论分析模型、软件仿真模型和实测回归模型,重点论述3种模型的研究进展,分别从建模方法、建模主导车型和辅助制动措施等3个方面对模型研究现状进行分析评述。选取京昆(北京-昆明)高速公路雅安至西昌段3处长大纵坡作为试验路段,进行载重货车下坡试验,获取货车相关实测数据,绘制典型模型温升曲线和实测温升曲线,采用SPSS软件对其相关性及误差进行对比,分析各模型适用性。研究结果表明:理论分析模型能更好反映实际行车条件下货车制动毂的温升态势,同时目前温升模型仍具有较大的研究与改善空间;今后应以半挂铰接货车为主导车型,进一步考虑平曲线、平纵组合、驾驶人制动行为特性及气候环境对制动毂温升的影响,并结合多种辅助制动方式深入研究其下坡制动特性和温升机理,进而构建人-车-路-环境耦合作用下的温升模型。未来可将温升模型深入应用于长大纵坡组合设计控制与优化、下坡通行管理和下坡安全风险评级等方面,以缓解中国高速公路长大下坡车路协同矛盾,全面提升长大下坡路段的交通安全水平。

基于货车刹车毂温升模型的高速公路长纵下坡缓坡设置

应用PIARC刹车毂温升模型,研究了高速公路长纵下坡路段按设置缓坡和单一坡度展线两种方式下,货车到达坡底时刹车毂的温度、刹车毂温度达到200℃和260℃时离坡顶的距离3项刹车毂温度特征数据,通过对比分析得到两种展线方式下货车刹车毂升温速度特性、刹车毂升温与车辆总重规律关系和不同货车运行速度条件下刹车毂升温特性。经研究发现,单一坡度方式下货车到达坡底的刹车毂温度相较设置缓坡方式温度更低,其升温速度与下坡距离呈线性相关关系。货车运行速度相等时,随着车辆重量的增加,两种方式下货车到达坡底时刹车毂温差逐渐缩小。重量一致时,随着运行速度的变化,温度差变化不大;同时发现货车刹车毂温度达到200℃和260℃时距坡顶距离的变化规律与纵坡长度有关,得到纵坡坡长15km、20km两个界线点,当坡长小于临界坡长时,采用单一坡度展线比设置缓坡时距离坡顶的距离大,升温速度相对慢,超过临界坡长之后采用设置缓坡展线优于单一坡度展线形式。

鼓式制动器疲劳寿命预测

鼓式制动器是重型商用车的关键安全部件,研究其疲劳寿命预测方法具有重要的工程意义。制动鼓的开裂是鼓式制动器失效的主要形式。该文首先建立并验证了鼓式制动器温度-应力顺序耦合的有限元模型,并获取了加速疲劳工况下制动鼓的动态应力曲线;然后拟合了高温状态下内表面材料的应力应变关系,代入动应力曲线作为疲劳载荷,使用Manson-Coffin-Basquin模型计算得到内表面各点的失效寿命;最后借助加速疲劳试验结果验证了鼓式制动器的疲劳寿命预测方法。该方法分析了制动器在实际工作过程中的热机载荷波动,考虑了制动鼓材料高温状态性能下降的影响,能够满足工程中制动器失效行为预测的使用需要,可为后续的优化设计奠定基础。