车辆工程毕业设计105多功能清雪车总体布置论文(2)

能喷气式除雪车等。

目前，国内除雪车的开发研制工作还主要集中在铲式除雪车和融雪剂散布机这两种除雪车形式，但由于专业的除雪车，因其庞大的体积，降低了操作灵便性和除雪效率，因而选择一款操作灵便、通用化的汽车来改装成一除雪车，来补充专业除雪车的不足。

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.2.1 路面除冰技术的发展历程

在世界范围内，寒冷地区的国家冬季路面上都存在不同程度的积雪结冰。研究路面除冰技术具有十分广泛的重要意义。路面除冰技术的发展经历了人工清除、机械化清除和智能化清除三个阶段。

人工除冰法主要依靠人力用简单的劳动工具来完成路面冰雪的清除。人工除冰是最早期、最原始的除冰方法。虽然人工清除冰雪比较彻底，但是作业时间长、劳动强度大、效率低、耗费大量的人力、物力和时间，作业时影响车辆通行和行车安全。目前，人工除冰法只适用于小范围冰雪的清除或重点路段冰雪的清除。

随着科技水平的不断提高，交通建设的飞速发展，机械化的除冰技术应运而生。目前，常用的机械化除冰技术主要包括化学除冰法、热力除冰法和机械除冰法三种。

（1）化学除冰法

化学除冰法是一种依靠撒布盐类除雪剂来降低冰雪危害的方法。其原理是降低冰雪的冰点。化学除冰法既可以用来清除路面结冰，也可以清除浮雪，是国际上比较常见的一种路面冰雪清除手段。

在一定环境条件下，化学除冰法可以有效的清除道路冰雪，改善道路安全状况，提高道路运输效率。但是化学除冰法的负作用也比较明显，主要体现在：

① 除冰效果受环境温度影响较大，存在反复结冰现象； ② 造成沥青路面脱层，路面大面积破损；

③ 对桥梁的结构存在着腐蚀性，使桥梁结构的耐久性下降；

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④ 腐蚀机动车辆的轮胎及车辆底盘，大大降低其性能和使用寿命； ⑤ 造成路边的土壤盐分增加，土壤板结硬化贫瘠；

⑥造成城市绿地黄化，树木枯死，甚至影响道路附近农作物的生长； ⑦ 造成水体污染，危害动物生命和人类健康。

近年来，虽然无毒性和无腐蚀性的环保型除雪剂，如生物降解型除雪剂等已经问世，对环境和植物的破坏减少了，但是并未彻底根除。因此化学除冰法的应用还是受到了一定的限制。

（2）热力除冰法

热力除冰法利用热能使冰雪融化，消除冰雪危害，分为微波加热、红外线加热、喷气发动机加热等类型；

① 微波加热。利用微波穿透冰雪加热路面，使得贴近路面的冰雪融化，消除了路面和冰雪之间的结合力使二者分离，达到清除目的；

② 红外线加热。使用柴油作为燃料加热红外线加热板，利用其热辐射作用使路面上的冰雪迅速融化；

③ 喷气发动机加热。利用喷气式发动机排出的高温热气流对路面冰雪进行加热使其融化以达到清除目的。

虽然热力除冰法清除冰雪速度快，安全性好但该方法往往耗能较大，费用较高，所以其适用范围也受到很大限制。

（3）机械除雪法

机械除雪法通过机械装置对冰雪直接作用来消除冰雪危害，按其工作原理可以分以下几种形式。

①振动式。振动式主要利用冰雪在振动作用下，小变形可以引发脆性断裂的特点。振动轮在振动马达带动下振动，使其表面的刀具切入、挤压冰雪。振动式的工作效率高，清除冰雪效果比较好，能够有效的避免路面的损坏。但是显而易见，振动式的结构复杂，制造成本高。

②铲剁式。铲剁式模仿人工除冰，利用压实冰雪硬而脆，不耐冲击的物理性质。由多种刀具组成的工作铲在曲轴的带动下上下往复运动，对路面的压实冰雪进行周期性的剁击。铲剁式工作效率较低，容易损伤路面，应用范

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围受到限制。

③推切式。除冰铲是推切式除冰装置常用的结构。铲刃在压力作用下切入冰雪层，在牵引主机推动下清除冰雪。除冰铲结构比较简单，技术比较成熟，工作效率比较高。但是由于工作阻力大，除冰铲清除冰雪的硬度受到很大限制，需要大功率的牵引主机。此外，铲刃的磨损比较严重，对路面有一定的损伤，当路面起伏波动较大时除冰铲的清除效果受到影响。

④碾压式。碾压式利用压实冰雪脆性高，易断裂的特点，通过滚筒上面的组合刀片，依靠自重和主机的协调压力使楔形刀具切入冰雪层。随着切入深度的增加，楔形刀具对冰雪层产生挤压作用，使冰雪层脆性断裂、破碎，并与路面剥离。碾压式结构简单，工作性能更好。

机械除冰易于实现一机多用，不使用化学药剂，无污染，能够很好的保护环境和植被，公路两侧的农田或者绿化带内是天然的堆放场所，还利于春季土壤保墒，所以它在国内应用最为广泛。

随着人们对路面除冰技术研究的不断深入，出现了一类更为先进的除冰技术--智能化除冰技术。智能化除冰技术着眼于借助路面的某些特殊功能阻止路面积雪形成或者融冰除冰，目前主要包括自应力弹性路面技术、导电铺面融冰技术、太阳能—土壤蓄热融冰雪技术。

自应力弹性路面技术利用弹性材料局部变形能力较强的特性，通过在路面铺装材料内掺入一定量的橡胶颗粒，改变路面的变形特性。路面在外载荷作用下产生的自应力从而有效地抑制路面积雪结冰。

导电铺面融冰雪技术是指在普通沥青或者混凝土中添加聚合物类、炭类或金属类导电组分材料，使之具有良好导电性能。冬季将电能转变为热能使路面温度升高，冰雪自动融化，从而保障交通畅通和行车安全。

太阳能—土壤蓄热融冰技术是指在道路中铺设太阳能采集系统，在地下土壤中设置能量储存系统，将太阳能收集并储存。降雪时将能量提取至路面，提高路面的温度融化冰雪

1.2.2 国外路面除冰设备的研究现状

国外降雪频繁的国家都很重视清雪机的研制和使用，机械清雪技术较为先进，已经进入专业化的时代，产品在技术、工艺和性能上都较为成熟。目

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前，国外针对路面积雪结冰的清除技术还是以撒布除雪剂为主，设备既有综合式的多功能专用除雪车，也有以工程车辆底盘为主机的一机多用型清雪车。国外清雪除冰设备主要生产厂家有瑞士BOSCHUNG公司、丹麦的EPOKE公司、德国的DAIMLER-BENZ、VOLKSWAGLN公司、英国的SCHMIDT公司、美国的S&S、BOBSCHUNG公司、日本和俄罗斯的生产厂家更是不胜枚举。

瑞士BOSCHUNG公司的智能移动式撒布机，如图1-1中（a）所示。该机存放除雪剂的料斗容积可达12立方米，除雪剂的撒布量连续可调，撒布宽度与撒布剂量自动同步，并配有自动装卸装置。

日本冬季降雪频繁、其清雪机械的技术水平处于世界领先地位。 清雪卡车、清雪推土机、清雪平地铲、防冻剂撒布车等清雪机械设备在日本普遍应用。防冻剂撒布车通过喷洒防冻剂来防止路面积雪碾压冻结，撒布性能和行驶速度的协调性较好，是保证道路安全的重要工具。高速压雪清除机如图1-1中（b）所示，采用4300mm宽清雪铲，根据压实积雪的性状，开发了振动式和压力信号综合自动化监测系统，有效地控制清雪铲的推力和角度，极大的提高了清雪作业能力。CE520NN型清雪卡车是日产柴油工业株式会社生产的大型多功能清雪车，可以通过配置刮雪刀清除压实冰雪。刮雪刀安装在车辆前后轮中间，高度有500mm和670mm两种。清雪卡车的主机采用10档位变速箱，变速操作容易在清除压实雪，车辆反复前进、后退、变速时，车辆的舒适性、操作性、安全性有很大提高。

图1-1国外路面除雪设备

1.2.3 国内路面除冰设备的研究现状

我国清雪技术的研发起步较晚，始于20世纪80年代后期，相关研究单

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位主要集中在东北、西北、华北地区，先后有几十种型号的清雪车研制成功。几年来一些厂家参照国外先进技术，研发出适合我国清雪作业急需的梨板式和转子式清雪车以及拖式撒盐车等车型，但与世界先进国家清雪车发展相比，产品数量及性能差距较大，远不能满足道路清雪需求。目前，国内主要的清雪设备有沈阳路泰达除雪机械生产的H2800型击振破冰清雪机、H1900型破冰清雪机，如图1-2中（a）（b）所示；北京银海除雪机械有限公司生产的HM16-TTR加热王，如图1-2中（c）所示；雪狼除雪机械生产的雪狼CXL-2清雪机，如图1-2中（d）所示；哈尔滨林业机械研究所研制的CBX-216综合破冰清雪机；徐州装载机厂生产的公路养护用轮式震动除冰车。

（a）H2800型击振破冰清雪机 （b）H1900型破冰清雪机

（c）HM16-TTR加热王 （d）雪狼CXL-2清雪机

图1-2 国内道路除雪设备

经过二十多年来的探索和研究，我国的路面除冰技术和设备取得了和大的进步，但是从总体上看来，我国对路面除冰设备的研发和生产尚处于起步

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