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。

重型货车长下坡行驶制动器温升模型的研究

针对重型货车长下坡路段行驶安全性问题,对制动器温升模型进行研究。将重型货车坡道行驶制动器温度变化过程分解为制动器升温和降温两个过程分别建模。基于升温和降温模型建立了重型货车长下坡路段行驶制动器温升模型。最后在京昆高速公路上进行了长下坡制动器温升试验,以验证模型的准确性。结果表明:所建立的重型货车长下坡路段行驶制动器温升预测模型的仿真结果与试验数据最大相对误差为7.74%,说明该模型是准确、可行的。

高速公路连续下坡路段货车制动毂温升模型修正研究

为使下坡路段货车制动毂温升模型更加符合货车制动毂温度变化规律,提高连续长大下坡路段的安全性,从而更好地指导连续下坡路线纵断面设计,基于连续下坡路段货车制动毂温升机理,通过对长下坡路段主导车型的行车动力学以及热力学分析,对同济大学制动毂温升模型进行修正,在同济模型以三轴载重货车为主导车型的基础上,采用与规范和实际中更符合的东风六轴铰接列车为主导车型,并在发动机辅助制动工况条件下,利用雅西高速3处连续长大下坡路段对该修正后的模型进行了实车验证。结果表明:修正温升模型得到的温升曲线与实测温升曲线更贴合,且修正模型预测的温度与实测温度间的差异随坡长的增加逐步减小,平均差异为16.5℃,低于修正前模型温度与实测温度的平均差异41.5℃。制动毂在3段下坡的预测温度与实测温度间的平均温差分别为21,12.4,21.4℃,均未超过25℃,且温度变化趋势基本一致,说明修正后的温升预测模型精度更高,货车制动毂温升修正模型能更好地预测连续下坡路段的货车制动毂温升状况。

重型商用车长大下坡行驶能力研究

重型商用车长大下坡行驶过程中,热衰退是引起行车制动器制动效能下降的主要原因.该文就制动器温度阈值内长大下坡行驶能力进行研究,应用能量耗散原理建立重型商用车坡道行驶制动器温升模型,并试验验证了模型的准确性和实用性;基于温升模型采用理论分析和试验数据拟合的方法建立了长大下坡行驶能力模型.以250℃为热衰退阈值,通过模型仿真计算长大下坡行驶能力.研究结果表明,选择合理挡位和车速实施联合制动可以有效提高重型商用车辆长大下坡行驶安全性.

高速公路下坡路段缓坡安全性设计研究

高速公路下坡路段设置缓坡的目的是降低货车行驶的速度,减少制动毂使用,提高连续下坡路段的安全性,现有规范对连续下坡路段缓坡设计指标的规定不够详细,且缺乏不同缓坡最小长度的规定。根据当前货运主导车型的实际情况,选取东风DFL4251A15六轴铰接列车主导车型,对货车在下坡路段的受力状态进行分析,将发动机制动条件下保持货车匀速的下坡坡度作为缓坡临界纵坡,并提出了连续下坡路段货车采取不同制动档位时,不同运行速度对应的缓坡坡度值。根据受力分析结果和制动毂温度降温模型,分别提出了基于货车速度降低特性和制动毂降温特性的缓坡坡长。结果表明:发动机制动时货车保持匀速行驶的缓坡均小于规范规定值;基于货车速度折减特性的缓坡坡长均大于规范中最短坡长的规定值,说明缓坡设计最小坡长应根据缓坡的作用确定。

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。

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。

长大下坡车辆连续制动温升模型研究

公路的长大下坡是事故多发路段,产生事故的原因是多方面的,直接原因是车辆连续制动引发制动器的制动失灵。为提高长大下坡车辆的制动安全性,针对该问题,从长大下坡路段的界定及制动器制动效能"热衰退"的成因出发,对长大下坡车辆连续制动温升模型进行综述,结果表明:制动器制动失灵是多种因素失衡造成的。

基于可靠度理论的高海拔连续下坡线形指标研究

为了解决在高海拔地区进行连续下坡路段线形设计时,其技术可行性与经济合理性之间的矛盾,从货车下坡过程中轮毂制动热衰退的安全影响出发,基于可靠度理论对高海拔连续下坡路段线形指标进行了研究。招募7名经验丰富的货车驾驶人,选用东风4轴货车作为试验车型,分别在西藏的拉萨-林芝路段和昌都-邦达机场路段进行了货车的轮毂温升试验,记录了货车轮毂温度变化数据。利用小波理论对实测数据进行了降噪处理,通过数据分析将温升模型定义为适应于高等级公路与低等级公路的分段模型,结合降噪后的数据对国内较为经典的两个轮毂温升模型进行了修正。通过对比分析确定了适应于不同等级公路及制动方式的最优温升模型,修正后的模型R^(2)均大于0.8,有较强的解释性。以此温升模型为基础,构建了相应的连续下坡可靠度模型。以260℃为极限温度,结合货车载重及行驶速度的分布参数,分别计算了高等级公路与低等级公路不同坡度坡长指标组合的可靠度,以85%与95%作为不同等级公路的安全可靠度阈值,计算得到了高海拔连续下坡的坡度坡长组合。结果表明:现行设计规范中连续下坡设计指标偏保守;基于可靠度理论得到的下坡指标可为设计人员在高海拔连续下坡进行线形设计提供合理的理论依据。

基于有限元法的重卡轮毂轴承单元温度场分析

以重卡轮毂轴承单元为研究对象,确定温度场分析的边界条件,建立重卡轮毂轴承单元与制动鼓的传热模型,利用Ansys Workbench有限元软件对重卡轮毂轴承单元进行温度场分析,得到重卡轮毂轴承在不同径向载荷和转速工况下的温度分布特征以及紧急制动、重复制动、持续制动3种工况下制动鼓对重卡轮毂轴承最高温度的影响。结果表明,重卡轮毂轴承最高温度随轴承径向载荷、转速的增大而升高,且转速的影响更为显著;3种制动工况都会对重卡轮毂轴承温度产生一定影响,但重复制动与持续制动工况对制动鼓与重卡轮毂轴承的最高温度影响显著。

关于公路避险车道设置位置调整范围的探讨

文章基于确定公路避险车道位置的常用方法,介绍了一种改进的定量判定避险车道位置方法:刹车片温升模型,同时探讨了在确定避险车道位置调整范围时,除了考虑常规因素外还需考虑平曲线安全性、车距安全性和极限车速安全性,并给出了相应计算方法。

基于PIARC制动升温模型的避险车道选址方法研究

基于PIARC制动升温模型,结合国内外研究成果和工程实际,在道路工程长大下坡的避险车道选址中,对避险车道设置的必要性、位置、间距和数量进行研究。结果表明:避险车道应依据PIARC温升曲线,再结合地形条件、《公路避险车道设计细则》(征求意见稿)的相关建议确定位置、间距和数量。

基于数值计算的制动电阻元件表面传热系数研究

在传统制动电阻设计中,获得电阻元件表面传热系数主要依靠设计经验或者定型产品的温升试验数据,并没有定量的计算方法。为了准确计算制动电阻运行过程中的瞬态温度变化情况,验证制动电阻设计方案的可行性,利用数值计算方法对制动电阻元件表面传热系数进行了研究,以稳态条件下求出的表面传热系数为基础,建立了电阻元件的瞬态温升计算模型,并综合分析了导热和辐射换热对电阻元件温度的影响。通过与制动电阻产品温升试验数据的对比,验证了该瞬态温升计算模型的准确性,为制动电阻工作温度的模拟提供了简便高效的方法。

基于空载模型的电梯安全钳制动力分析

以渐进式电梯安全钳为例,建立了电梯上行、下行的功率与速度、额定载荷的函数关系,设计了空载工况下电梯安全钳制动力模型。搭建了安全钳制动检验台,分析了安全钳材料的弹性模量、制动速度、摩擦系数与制动性能的关系以及制动过程中安全钳的温升情况。结果显示,安全钳制动过程中温度不断升高,其弹性模量逐渐变小,安全钳易发生变形;安全钳摩擦系数会因温度升高而增大,增大到一定程度后随温度升高而减小;相比强制风冷散热,循环水冷的散热效果更好,能满足电梯安全钳持续运行要求。

山区高速公路长大下坡避险车道选址研究

阐述了重型货车行驶在长大下坡路段的制动失效机理以及美国开发的坡度严重度分级系统原理(GSRS),提出应用GSRS模型原理对避险车道进行规划选址研究。使用纵向加速度模拟汽车在纵坡路段上沿路线方向行驶的运动行为,求得重型货车在长大下坡段的运行速度,根据制动器温升模型计算得制动器的温升曲线,即可确定避险车道的规划选址位置,并依托贵州仁赤高速公路进行了实例计算。

基于温升模型计算长大下坡

随着山区公路建设越来越多,长大下坡的安全问题也越来越严重,而目前规范中缺少针对长大下坡的规定和有效的计算模型。利用世界道路协会提供的《道路安全手册》中的计算模型对某公路的连续下坡路段制动片温度进行分析,模拟计算出不同类型车辆制动片的温度分布曲线,以供同行参考。

山区高速公路长大下坡路段缓坡设计指标

为了明确中国山区高速公路长下坡缓坡设计指标,在汽车动力学理论的基础上,以六轴铰接列车为主要研究对象,剖析其以发动机辅助刹车方式长下坡时的货车加速特征与制动毂散热特征。首先,建立力学平衡方程,构建挡位-速度-临界坡度模型,求解不同速度和挡位条件下的缓坡临界坡度值。然后,进一步考虑中国高速公路设计控制条件与货车行驶特性,以12挡和11挡时对应的临界坡度作为高速公路缓坡设计控制指标,提出连续下坡缓坡设计指标与方法;最后,以进入缓坡速度70 km/h为例,对比基于降速及降温特性得到的缓坡坡长指标,并结合西南某山区高速公路进行方案设计优化及优化效果分析。研究结果表明:连续长下坡路段之间设置缓和坡段有助于制动毂降温,恢复货车制动性能;基于速度特性得出了速度折减值10和20 km/h不同缓坡坡度下的缓坡坡长值;基于降温特性求解的缓坡坡长以制动毂失效温度260℃为最不利条件,并得出了不同运行速度及温度折减值;基于降速特性得到的缓坡坡长值对纵坡设计具有指导意义,而基于降温特性得到的缓坡坡长值相对较大,不宜作为设计参考但可作评价研究,并整理得到连续长下坡缓坡设计-评价流程,以西南山区某高速公路为实例分析发现,对缓和纵坡的坡度与坡长合理取值能有效改善制动毂温度,提升连续长下坡路段车辆的行驶安全性。

山区公路长下坡路段货车鼓式制动器温升规律数值分析

结合龙岩典型长下坡事故黑点路段,建立鼓式制动器温升规律有限元热分析模型,对货车鼓式制动器在紧急和持续制动工况下的温升规律和具体路段下重复制动货车鼓式制动器的温升规律进行了深入分析,并进行了实车试验验证.研究结果表明:车辆载重、车辆运行速度、道路坡度、制动鼓比热容是影响制动鼓温升规律的主要因素;实车制动行为与驾驶员心理、车辆运行速度及道路线形条件有密切关系,只有结合具体路段车辆运行状况及制动方式才能相对准确地进行模拟分析实际制动鼓的温升规律;基于运行速度的长下坡路段制动鼓重复制动温升规律模拟是一种可参考使用的方法.

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。