2017機(jī)場(chǎng)除雪車技術(shù)研究報(bào)告.doc

2017機(jī)場(chǎng)除雪車技術(shù)研究報(bào)告 嚴(yán)寒的冬季，冰雪給自然帶來(lái)降水，也給人類出行、工作、生活造成不便。生活需求、社會(huì)發(fā)展需求促成了除雪技術(shù)、除雪設(shè)備的研究。對(duì)人或重要裝置有影響的每處積雪都要消除，目前主要存在與道路、機(jī)場(chǎng)、鐵路等關(guān)鍵領(lǐng)域。由于氣候因素影響造成積雪狀態(tài)不同，有些積雪疏松，風(fēng)力就可以輕松吹跑；有些積雪由于融化結(jié)冰與地面結(jié)合牢固，要除去就不是很容易了，因此除冰雪的技術(shù)研究在寒冷的地方深受重視。編寫本報(bào)告的目的是部分展現(xiàn)目前機(jī)場(chǎng)除雪技術(shù)，提出公司除雪設(shè)備主要技術(shù)特征，為公司機(jī)場(chǎng)除雪設(shè)備研發(fā)提供參考。報(bào)告技術(shù)內(nèi)容基于網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人兩年多對(duì)除雪技術(shù)的研究，由于每個(gè)公司技術(shù)壁壘，網(wǎng)上內(nèi)容有滯后和簡(jiǎn)略，本報(bào)告只能是概述，具體的設(shè)計(jì)還要融進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和個(gè)人的設(shè)計(jì)素養(yǎng)與理念。一、除雪技術(shù)概述1. 冰雪類型受天氣變化因素、降雪地域差別因素影響，積雪表現(xiàn)出不同狀態(tài)，主要概括為以下幾種類型：疏松型：高低空氣候寒冷、地面干燥，雪花呈棉花狀態(tài)，形成的雪層比較松軟，由于地面溫度低且干燥，積雪不融化，與地面結(jié)合弱，這類積雪最容易除去。致密型：地面氣候寒冷、地面干燥，高空氣溫不是很低，初始是水滴，水滴在下降過(guò)程中遇到低溫形成固態(tài)，這種方式形成的雪層比較致密、呈顆粒狀，由于地面溫度低且干燥，積雪不融化，與地面結(jié)合弱，這類積雪也容易除去。水雪復(fù)合型：氣溫低于零度不是很多，降水和降雪共同存在，但是雪多不會(huì)很快消融；或者高空氣溫低，地面溫度不是太低，初期降雪有融化。地面積雪呈雪水復(fù)合狀態(tài)，但是與地面結(jié)合弱，這類雪容易除去但不易收集。冰雪復(fù)合型：初期溫度不是很低，降雪后部分融化或又有降雨，接著氣溫驟降，水結(jié)冰；或者積雪消融不徹底，接著發(fā)生降溫，水結(jié)冰；或者前次降雪部分融化又再次降雪且氣溫低，前次雪水結(jié)冰，形成的這類積雪呈冰雪復(fù)合狀態(tài)，由于這種積雪初期有水存在，結(jié)冰后與地面結(jié)合緊密，這類積雪難以除去。依據(jù)降雪強(qiáng)度的不同，積雪分為薄積雪、中等厚度積雪、厚積雪。可以把8厘米厚度以下歸為薄積雪，8厘米厚度至20厘米厚度之間歸為中等厚度積雪，超過(guò)20厘米厚度為厚積雪。2. 各種積雪類型應(yīng)對(duì)策略積雪的類型多樣化、雪層厚度不同形成了很多除雪方法，早期多用人力除雪。現(xiàn)在為提高效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，采用設(shè)備通過(guò)機(jī)械、化學(xué)、熱能、風(fēng)能、波能等方式除雪，效果比較明顯、應(yīng)用比較廣泛的除雪方式主要有如下幾種：2.1 機(jī)械化推雪：在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車輛前端或兩側(cè)安裝推板（雪鏟），車輛推動(dòng)推板推雪，同時(shí)推板與車輛行走方向有一定角度，這樣推板在推進(jìn)過(guò)程中可以把雪積累并向車輛兩側(cè)拋出。推板具有鏟雪、拋雪、自動(dòng)避障功能，保證了路面、井蓋、駕駛員、作業(yè)車的安全。推板采用合理的弧型設(shè)計(jì)，作業(yè)角度可隨時(shí)左右調(diào)節(jié)，最大37度，使積雪在鏟內(nèi)旋轉(zhuǎn)飛出5-10米，達(dá)到良好拋雪效果。除雪推板的裝卸比較方便，不須任何輔助工具單人操作在35分鐘內(nèi)就可完成裝卸，有利于車輛的運(yùn)輸及減小庫(kù)房面積。機(jī)械化推雪適用于中等厚度的除與地面結(jié)合力很強(qiáng)的冰雪復(fù)合型以外的積雪類型。但由于推板是剛性的，貼近地面容易鏟壞地面以及地面上的標(biāo)線、古力蓋等。2.2 機(jī)械化拋雪在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車輛前端安裝旋轉(zhuǎn)的絞籠，將地面的雪吸起向上有一個(gè)速度，通過(guò)這個(gè)速度或加裝風(fēng)機(jī)提速，在導(dǎo)板的引導(dǎo)下拋向后部車廂或兩側(cè)路邊。這種設(shè)備稱為拋雪機(jī)或揚(yáng)雪機(jī)。拋雪一般適用于雪層超過(guò)20厘米的厚雪，這種除雪方式效率高，在降雪量大的地方應(yīng)用廣泛。2.3 機(jī)械化掃雪在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車輛前端、中部或尾部安裝旋轉(zhuǎn)的掃把，掃把有磙式和盤式兩種形式，分別稱為滾刷和盤刷。旋轉(zhuǎn)的刷苗壓在地面上，向車輛兩側(cè)連續(xù)地掃除積雪，滾刷和盤刷通過(guò)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或副發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。這種方式主要用于雪層中厚度以下積雪的掃除，除雪效率高且不破壞地面。2.4機(jī)械化吹雪在動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車輛前端、中部或尾部安裝風(fēng)力發(fā)生裝置，依靠風(fēng)力作用除雪為吹雪。吹雪有熱吹和冷吹，熱吹一般通過(guò)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱風(fēng)除雪，冷吹一般通過(guò)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓風(fēng)力除雪。熱吹能滿足部分機(jī)場(chǎng)冬季快速除雪的需要，但高速高溫氣流容易燒傷道面灌縫材料，且耗油量大。2.5 化學(xué)除雪通過(guò)向地面均勻布撒化學(xué)物質(zhì)某些鹽類（固態(tài)）、醇類（液態(tài)），降低水的冰點(diǎn)溫度，使雪在低于零度溫度下融化的除雪方式為化學(xué)除雪，融雪劑通過(guò)人工或撒布機(jī)（車）布撒。化學(xué)除雪（撒融雪劑）的方式最經(jīng)濟(jì)、最迅速。但近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)其異議頗多，主要集中在下列負(fù)面影響：一是劣化土質(zhì)（土壤鹽堿化）及破壞植被（綠色植物大量死亡）；二是腐蝕道路、橋梁等路政設(shè)施；三是污染地下水資源；四是腐蝕金屬設(shè)備及機(jī)械，尤其是車輛等。如果不研制出環(huán)保無(wú)污染的融雪劑，這種除雪方式的負(fù)面影響的社會(huì)效益將會(huì)很差。2.6 多功能除雪車鑒于積雪狀態(tài)的多樣化，將多種除雪方式整合一起，形成多功能除雪車。這種專用車根據(jù)需要可在車前加裝推雪板、破冰器、前置滾刷，在前后輪之間加裝中置滾刷配合前推雪板使用，車廂上可裝載撒布器或吹雪風(fēng)機(jī)。另外還有一些破冰機(jī)、“電熱毯”融雪、蓄熱融雪、超聲波融雪等除冰雪方式。二、 國(guó)內(nèi)除雪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀近幾年來(lái)，隨著國(guó)家高等級(jí)公路建設(shè)以及民用機(jī)場(chǎng)建設(shè)，除雪技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)形成了一些專業(yè)化的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，一些大型的工程機(jī)械廠家和汽車生產(chǎn)廠家也開(kāi)始涉足，總的生產(chǎn)企業(yè)大概有十幾家，各廠家通過(guò)仿制國(guó)外優(yōu)秀產(chǎn)品提高技術(shù)進(jìn)步，但整體除雪技術(shù)還與國(guó)際有差距，具體表現(xiàn)在：1. 產(chǎn)品檔次較低，配置簡(jiǎn)單。大多國(guó)內(nèi)產(chǎn)品用于道路除雪，由于用戶的資金限制和中國(guó)的大部地域氣候沒(méi)有處在嚴(yán)寒地帶，積雪厚度和降雪頻率都不是很大，不太需要很多的專用設(shè)備。大部分企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品都是附加多功能的，比如在載貨汽車前端加裝推板，后部加裝撒布機(jī)，這種布置對(duì)汽車改動(dòng)少，不影響汽車的運(yùn)輸功能。由于利益驅(qū)動(dòng)，部分企業(yè)開(kāi)始涉足機(jī)場(chǎng)除雪設(shè)備，已經(jīng)開(kāi)始形成較高的技術(shù)研發(fā)能力。融雪方面：我國(guó)上世紀(jì)七十年代開(kāi)始應(yīng)用化學(xué)除雪，主要應(yīng)用氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂或其混合物。因?yàn)閲?guó)家提倡環(huán)保，氯化鈉的應(yīng)用開(kāi)始減少。醇類融雪劑主要依靠進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)也有，因?yàn)閮r(jià)格昂貴，只應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)除冰和跑道除冰。2. 由于企業(yè)研發(fā)投入少和產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間短，產(chǎn)品主要以仿制和技術(shù)引進(jìn)生產(chǎn)為主，自主知識(shí)產(chǎn)品少，應(yīng)該看到由于仿制使國(guó)內(nèi)除雪技術(shù)與國(guó)外水平距離大大縮短。3. 品種繁多，還沒(méi)有形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模式。各個(gè)生產(chǎn)廠家依據(jù)自己的理解進(jìn)行設(shè)計(jì)，專利多樣化但有效的少，產(chǎn)品功能比較單一，綜合實(shí)用性差。國(guó)家級(jí)、行業(yè)級(jí)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有形成體系，僅僅有部分單項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，比如除雪車。三、 國(guó)際除雪技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外的北歐、以及、美國(guó)北部、亞洲的日本北部冬季降雪量大，經(jīng)常因?yàn)榉e雪影響交通，因此對(duì)除雪的研究開(kāi)展的早，不論是單項(xiàng)的除雪裝置還是多功能的設(shè)備已經(jīng)形成比較詳細(xì)的系列。這些國(guó)家因?yàn)槎竞洌笛┝看?，不止是從技術(shù)角度應(yīng)對(duì)冬季除雪，而且將冬季的防雪、除雪列入城市、交通規(guī)劃，列入法規(guī)約束。1. 除雪裝置研究推板：推板的高度、寬度、已經(jīng)成為較為完善的系列，并且有單刃多刃、折疊、前置與側(cè)置、機(jī)械與液壓多種類型；在推雪力的研究方面，不同的雪型、不同的推速、不同的推板角度、不同的傾斜角度、推板圓弧面一些相關(guān)因素的研究比較詳細(xì)。在推板避障方面，有機(jī)械和液壓避障，并且對(duì)避障力、避障高度、避障裝置的研究與設(shè)計(jì)很準(zhǔn)確。滾刷：初期滾刷刷苗采用鋼絲，現(xiàn)在多用工程塑料，國(guó)外設(shè)計(jì)的滾刷，質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、直徑范圍大（小直徑600多，大直徑1200），長(zhǎng)度可達(dá)6.3米。拋雪（揚(yáng)雪）：因?yàn)橐恍┑胤浇笛┝看?，雪層厚（可達(dá)1米），專用拋雪機(jī)有用武之地。揚(yáng)雪機(jī)是對(duì)付厚積雪最有效的設(shè)備，其車前端掛有旋轉(zhuǎn)的絞籠，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率可達(dá)350kw，借助風(fēng)機(jī)可揚(yáng)雪二十幾米遠(yuǎn)。2. 融雪劑的研究：融雪劑主要有無(wú)機(jī)鹽類和有機(jī)醇類鹽類，除雪劑對(duì)植被、鋼鐵設(shè)施、道路有腐蝕，醇類融雪劑太昂貴，并且有反結(jié)冰的現(xiàn)象。國(guó)外融雪劑的研究與生產(chǎn)已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化，研制環(huán)保、價(jià)廉、配比量少的融雪液是國(guó)內(nèi)外除雪專家研究的主攻方向。3. 主要生產(chǎn)廠商重點(diǎn)產(chǎn)品介紹除雪產(chǎn)業(yè)是一個(gè)比較大的工程機(jī)械行業(yè)分支，國(guó)際上著名的廠商有德國(guó)施密特、美國(guó)豪士卡、美國(guó)雪挪拉、瑞士波雄等。由于技術(shù)的交流，各個(gè)廠商都擁有完整的產(chǎn)品體系，但是因?yàn)榘l(fā)展過(guò)程、市場(chǎng)及研發(fā)重點(diǎn)差異產(chǎn)品具有各自特色和優(yōu)勢(shì)，波雄優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在推板，施密特優(yōu)勢(shì)在機(jī)場(chǎng)多功能車JETBROOM（波雄也有JETBROOM）系列除雪車，美國(guó)Sno-way產(chǎn)品在公路和街道除雪設(shè)備方面更具特色，豪士卡則在機(jī)場(chǎng)大型除雪車方面有優(yōu)勢(shì)。3.1 波雄瑞士馬賽波雄馬特蘭機(jī)械制造有限公司是總部設(shè)在瑞士的全球性機(jī)場(chǎng)設(shè)備供應(yīng)商，其產(chǎn)品專注于除雪和路面清潔，jet-broom系列用于跑道、滑道、停機(jī)坪除雪。還生產(chǎn)多功能跑道除冰液撒布車和用于重要地帶的固定噴灑技術(shù)和用于清掃市中心街道和停車場(chǎng)的小型車輛，其推板設(shè)計(jì)成為國(guó)內(nèi)廠商樣板參照。3.2 雪挪拉美國(guó)Sno-way國(guó)際有限公司位于美國(guó)維斯康辛州，是國(guó)際上著名的清雪機(jī)械制造商，技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量高性能好，暢銷全球多個(gè)國(guó)家，國(guó)內(nèi)東風(fēng)汽車已經(jīng)與其展開(kāi)了技術(shù)合作，市場(chǎng)定位于公路街道除雪，主要生產(chǎn)多功能推板和撒布車。3.3 豪士卡豪士卡重車集團(tuán)是世界上領(lǐng)先的特種車輛制造商和經(jīng)銷商，其產(chǎn)品涉足于許多重要的商業(yè)市場(chǎng)，其中包括：救火和緊急救援、水泥攪拌、垃圾搬運(yùn)和升降設(shè)備，機(jī)場(chǎng)地面設(shè)備主要集中在消防車，目前有1600多輛機(jī)場(chǎng)救援和消防車服務(wù)于全球各地，機(jī)場(chǎng)除雪車作為一個(gè)分項(xiàng)產(chǎn)量沒(méi)有消防車大，但是技術(shù)含量高，曾經(jīng)取得北京首都機(jī)場(chǎng)的除雪項(xiàng)目招標(biāo)。主要產(chǎn)品：a. 推板（見(jiàn)表1）：表1 豪士卡推板OTC14FlaredOTC16FlaredOTC18FlaredOTC20FlaredOTC22FlaredOTC24FlaredPlough height left and right (mm)左右板高163017001700178018501930Snow plough height, middle (mm)中間板高127012701270127012701270Length of cutting edge (mm)推刀長(zhǎng)度427048805450610067007300Clearing width at 32 (mm)32時(shí)推雪寬度362041404620517056806190Approximate weight(kg)重量179019282064220023502486b. 揚(yáng)雪車型號(hào)：H2718B底盤發(fā)動(dòng)機(jī)：卡特C-13，380HP,艾力遜4000變速箱。揚(yáng)雪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)：卡特C-15，525HPc. H系列多功能機(jī)場(chǎng)除雪車。豪士卡H系列除雪車適用于機(jī)場(chǎng)跑道及跑道周圍通道的積雪清除，采用豪士卡自己設(shè)計(jì)的HT2723底盤，前面可以懸掛各式吹雪機(jī)、推板和滾刷，該車駕駛室的設(shè)計(jì)突出了駕駛員安全性、車輛操縱性能和舒適度。主要構(gòu)成及系列設(shè)置與施密特TJS系列半掛拖車式差不多，主要區(qū)別在外觀細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面。3.4施密特施密特集團(tuán)是全球知名的制造商，在路面清理，除冰除雪以及道路清掃等專用機(jī)械和特種車輛的制造處于世界領(lǐng)先。除雪系列產(chǎn)品包括各種推板、各種切雪吹雪機(jī)（拋雪機(jī)）、各種撒布車、除雪車，國(guó)內(nèi)中型機(jī)場(chǎng)有產(chǎn)品應(yīng)用。施密特系列掃路車成為多個(gè)廠商的設(shè)計(jì)參照，比如中聯(lián)參照設(shè)計(jì)的全液壓小型掃路車體現(xiàn)了其技術(shù)特色，當(dāng)然全液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)因?yàn)椴槐憔S修，在應(yīng)用方面不如汽車底盤受歡迎。表2施密特推板MS 48.1MS 56.1MS 64.1MS 72.1Plough height left and right (mm)左右板高1420142014201420Snow plough height, middle (mm)中間板高1320132013201320Length of cutting edge (mm)推刀長(zhǎng)度4800560064007200Clearing width at 32 (mm)32時(shí)推雪寬度4070475054306100Approximate weight (kg)重量1660184019802150施密特機(jī)場(chǎng)除雪車系列分三個(gè)型號(hào)：TJS420、TJS560、TJS630分別除雪寬度4200mm、5600mm、6300mm。以TJS420詳述如下：a. TJS 420拖車式除雪車設(shè)計(jì)用于機(jī)場(chǎng)通道和跑道，具備中等范圍除雪寬度，高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度和良好的操縱性能。b. TJS 420由三部分組成，牽引車、支撐結(jié)構(gòu)、尾車，四輪驅(qū)動(dòng)的牽引車前端安裝MS 56.1推板，連接裝置在結(jié)構(gòu)框架的前端與牽引車連接。兩種連接系統(tǒng)使之具有兩種不同版本半拖車和拖車。4200mm寬的、液壓驅(qū)動(dòng)滾刷安裝在結(jié)構(gòu)框架下面。由于旋轉(zhuǎn)滾刷位置在車輛縱向固定，僅僅2分鐘即可改變操縱位置。吹風(fēng)機(jī)安裝在尾車上?？梢詥为?dú)使用或與揚(yáng)雪機(jī)結(jié)合。后橋采用隨動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保證高操縱靈活性。滾刷懸浮與清除表面有關(guān)而不受車輛在地面上的波動(dòng)影響。高壓氣流能夠達(dá)到530 m3/min，并且有兩種動(dòng)力設(shè)置。c. TJS 420機(jī)場(chǎng)除雪有三過(guò)程，首先推板將雪推向路邊，接著旋轉(zhuǎn)的滾刷清掃剩余的冰雪，清除寬度3560mm，最后液壓風(fēng)機(jī)提供125 m/s的風(fēng)力吹過(guò)清掃面。高壓風(fēng)將殘存的雪吹向側(cè)邊。TJS 420可以以最大60 km/h的速度除雪。表3 TJS 420機(jī)場(chǎng)除雪車主要參數(shù)TJS 420Engine（發(fā)動(dòng)機(jī)）MB Typ OM 501 LAPower（功率）260kW bei 1800U/minCross brush length (mm)（橫刷寬度）4200Brush angle/width（滾刷角度/寬度）32 / 3560mm, 36 / 3400mmAir volume (m/s)（空氣流量）8,8Speed (m/s)（空氣流速）up to 125Air flow direction（吹雪方向）left or right左或右四、 機(jī)場(chǎng)除雪車工作特點(diǎn)1. 機(jī)場(chǎng)除雪車特點(diǎn)由于機(jī)場(chǎng)是一個(gè)高效、精密、嚴(yán)格的特種工作場(chǎng)地，因此機(jī)場(chǎng)除雪具有獨(dú)自特點(diǎn)：a. 要求除雪效率高，最快要求在幾十分鐘內(nèi)完成十平方公里的除雪任務(wù)。因此機(jī)場(chǎng)