脉冲式融雪剂撒布装置的研发.pdf

CONSTRUCTION MACHINERY AND MANAGEMENT施工机械与管理
文章编号:1000-03X(2016)02-0087-
脉冲式融雪剂撒布装置的研发
霍尚斌
(山西省交通科学研究院,山西太原030006
摘要:针対目前高速公路上的除雪方法效率和效果不尽理想的河题,对融雪剂撒布规律及其撒布
量与融雪速度的关系进行研究,提出融雪剂撒布的优化线型及最佳撒布量,并研发了以非均匀线性
撒布工艺为主要技术特征的脉冲式融雪剂撒布车。试验证明,使用新型除雪车撒布融雪剂的融雪
效果较目前常用的均匀撒布エ艺能提高融雪速度10%~30%。
关键词:道路除雪,融雪剂,非均匀撒布,新型除雪车
中图分类号:U418.32
文献标志码:B
Research and Development of Pulsed Snow-melting Agent Spraying Device
HUO Shang-bin
(Shanxi Transportation Research Institute, Taiyuan 030006, Shanxi, China)
Abstract: Aimed at the disappointing efficiency and effect of snow removing methods applied to
expressways nowadays, the relationship between the distribution law and amount and snow-
melting speed was studied. An optimized curve for the snow-melting agent spraying and optimum
amount were proposed, and a pulsed snow-melting agent spraying device featuring non-uniform
spraying technology was developed. Test result shows the new device improves the snow-melting
speed by 10%-30%
Key words: road snow removal; snow-melting agent; non-uniform spraying; new snow sweeper
0引言
度才是影响融雪效率最主要的因素。
高速公路冬季除雪的方法,主要是在原雪表面1研究内容
或经机械除雪后的残留雪表面上撒布大量的融雪
(1)研究融雪剂撒布规律及其数量与融雪速度
剂,以降低雪的溶点使其由固态变为液态水流出主的关系。通过大量试验找出其基本规律,并进行必
道而达到除雪的目的。但高速公路大量使用的融雪要的优化,从而提出融雪剂撒布的优化线型及最佳
剂会对道路环境(包括植物和道路木身)带来不良影撒布量。
响。虽然用融雪剂除雪并非理想的作业方式,而
(2)根据试验分析的结论完成专用设备的设计
且有不少问题需要解決,但作为一种有效且较为彻和制作,包括载车驱动功率的合理分配及其传动系
底的除雪方式,它仍为国内外高速公路上常用的除统设计;脉冲撒布控制程序编制及信号输出系统研
雪工艺。
发;工作执行装置设计,特别是非均匀撒布系统的设
融雪剂撒布车是一种自动化除雪设备,广泛应计、配套和选择;整车结构设计和制作等。
用于高速公路、城市道路、机场、广场、景区道路的除2エ艺研究
雪作业。目前国内外普遍使用的融雪剂撒布车均以
“撒布均匀”为最主要的技术特点2。但是实践证
脉冲型非均匀撒布工艺实现落雪快速液化的技
明,均匀撒布和融雪效率并没有关系,融雪剂撒布密术前提主要在于下述几点。
收稿日期:2015-08-31
基金项目:山西省交通厂重点科研攻关项日(2014-1-10)
施L机械与管理 CONSTRUCTION MACHINERY AND MANAGEMENT
(1)雪的消融速度与融雪剂在雪中的含量成正
表1主要技术参数
比。因此让撒布的融雪剂在落雪表面形成不均匀
项目
参数
的脉冲形撒布面,并在路拱上段形成脉冲形的多道较
产品型号
JKSBJ-6
浓(融雪剂含量较周固多和集中)的撒布线,从而形成
类现
车载式
相对快速的雪融线,并利用雪融水对路拱下段的落雪
整机功率
10.5hp(主)十6.5kW(辅)
形成冲刷的趋势,以此完成道路的快速除雪。
控制方式
白动控制
(2)在自然状态下,撒布融雪剂融雪的速度比
撒布宽度/m
使用具有一定浓度的液化盐水冲击自然雪要慢。
撒布密度/(g?m-2
20~40
(3)高等级道路路面有2°~5的坡角,这为雪
最大作业速度/(km?h
消融后流向道路外侧提供了必要条件。
料仓容积/m3
6
课题组通过实地融雪试验,找到并验证了最佳
撒布方式
综合线性撒布
脉冲撒布方式及其对应的撒布量,为施工工艺及专
的整体方案提出。研制出脉冲式融雪剂撒布车主要
用设备的设计提供参考。
由动力系统、输送系统、计量检测系统和控制系统组
以高速公路的典型路段为试验对象,由人工模
成,整体系统框图如图2所示,设备结构如图3所示
拟融雪剂在雪地上的脉冲式不均匀撒布,对整个融、
汽油机
发电机组动力系统
除雪过程中不间断观察并记录其除雪效果。
车载
用试验记录的数据绘制出4种撒布形式在不同
科斗皮带烟料中在料间布起输布
时间段内融雪效果的对比,见图1。
変频>}计量检测
露90
画
一均匀撒布
50
点撤布
控制系控制昪面》控制系统
一线性撒布
02ぎ
一关混合线性撒布
?20
图2非均匀撒布设备系统
10
80100
融實时间/min
图1不同撒布方式下的融雪效果对比
输送系统
通过图1可以看出,非均匀撒布方式的融雪
效果优于均匀撒布方式,课题组根据此结论研发
过渡料斗
出以脉冲撒布为主要技术特征的融雪剂撒布车,
小型货车底盘
以线性撒布方式和混合线性撒布方式作为撒布工
输送
动力系统
艺,并通过车速同步撒布量控制方法,解决了融雪
系统
控制系统
剂撒布车难以控制撒布量的问题,实现精确控制
撤布螺旋布料螺旋
撒布量的目的。
图3脉冲式融雪剂撒布车结构
3设备的研发与测试
3,2动力系统
撒布器的动力来源有单独配置的撒布器发动
在前期调研和研究的基础上,课题组经过模拟机、从汽车底盘发动机取力和驱动轮驱动3种方式。
试验对非均匀撒布线型进行了优化,确定了非均匀其中驱动轮驱动是利用汽车驱动轮或另外增加的轮
撒布的工艺和基本参数(表1),由此确定了非均匀胎驱动液压泵提供动力。根据实际情况,本撒布车
撒布装置的研制方案4?。
采用汽油机直连皮带输送机和配置发电机(组)2种动
3.1总体方案
力来源。选取的发电机(组)主动力为10.5hp,