基于SX3317DR404自卸車底盤改裝除雪車的動力性能計算

鄭東利，柯賢志，王超，李鵬，楊艷君

（1.陜西重型汽車有限公司，陜西西安 710200；

2.陜汽新疆汽車有限公司，新疆烏魯木齊 830068）

基于SX3317DR404自卸車底盤改裝除雪車的動力性能計算

鄭東利1，柯賢志2，王超1，李鵬1，楊艷君1

（1.陜西重型汽車有限公司，陜西西安 710200；

2.陜汽新疆汽車有限公司，新疆烏魯木齊 830068）

根據(jù)除雪鏟在整車上的實際布置形式，應(yīng)用一般的機械理論計算方法，建立除雪車工作時除雪鏟的力學(xué)模型，對前置除雪鏟除雪阻力、附著力及除雪功率進行計算，再根據(jù)底盤的配置信息，完成底盤的動力匹配校核。

除雪車; 動力校核; 除雪鏟力學(xué)分析計算

CLC NO.:U462.3+1Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)02-81-03

前言

隨著冬季的到來，全國各地開始出現(xiàn)降雪，對人們的出行造成了影響，尤其是高速公路的積雪直接增加了交通事故的概率，及時做好冬季道路的養(yǎng)護除雪防凍工作，十分必要,刻不容緩。道路積雪隨氣溫和車輛的碾壓狀況不同，造成積雪硬度不同，碾壓后的積雪靠人力清除非常費力，這些都給除雪工作造成了極大困難。為此，我們經(jīng)過調(diào)研決定開發(fā)基于自卸車SX3257DR404底盤的前推式除雪車，主要用于清除自然積雪和壓實積雪。工作時，要求推雪鏟能夠有效壓人積雪中，通過雪鏟的推動，使壓實的積雪破碎并與地面分離。同時雪鏟的切入力又不能太大，否則會破壞地面或者將底盤支起，影響整車車的附著動力，造成打滑。通過分析除雪車的實際使用特點以及開發(fā)的簡易程度，我們決定開

發(fā)前置式除雪車，采用前推式除雪鏟。我們通過建立簡單的整車模型來推雪鏟力學(xué)模型來進行分析計算。

1、底盤配置,整車示意圖

底盤型號：SX3257DR404

發(fā)動機：WP10.366E30帶發(fā)動機取力，功率247Kw

車輪：12.00R20

整車由三部分組成：

底盤，貨箱和撒布機，前推雪鏟。

整車示意圖見圖1和圖2：

2、該除雪車采用前推除雪鏟，通過前推支架與底盤車架連接，貨箱內(nèi)布置后撒布裝置，車輛行進過程中將行進方向的積雪推至車輛右側(cè)，同時后撒布裝置進行融雪劑的撒布。該專用車輛是在自卸車底盤基礎(chǔ)上進行改裝，上裝布置容易，重點在于動力性能方面的計算，由于是現(xiàn)有底盤，為了在不改變現(xiàn)有底盤動力匹配的基礎(chǔ)上，確保整車能夠正常工作，針對動力需求進行計算校核，確保整車能夠正常作業(yè)。

3、發(fā)動機提供的動力主要用來驅(qū)使底盤，撒布機，前推雪鏟同時工作，針對以上部分進行功率需求計算。

3.1 除雪鏟的力學(xué)模型及相關(guān)計算

前置除雪鏟在進行除雪作業(yè)時受到的總阻力稱為除雪阻力。除雪阻力包括作業(yè)時推雪鏟所受到的雪阻力與車輛行走阻力兩部分(圖3)。

除雪鏟所受的雪阻力Fp：

式中：

Ff——雪鏟刃與路面的摩擦阻力；

Fc——路面積雪的切削阻力；

Fa——積雪沿鏟面拋出時雪對鏟的阻力；

3.2 除雪車行進方向的行駛阻力Fm

Fa——空氣阻力；

Fr——滾動阻力；

Fi——上坡阻力；

Fb——加速阻力；

實際計算時側(cè)向空氣阻力，曲線行駛時的轉(zhuǎn)彎阻力等，這些對整車動力的影響很小，可以忽略不計。

3.3 除雪阻力、附著力和除雪功率的計算

車輛牽引力Ft是指在發(fā)動機驅(qū)動車輛前進時，地面作用在車輪并沿行駛方向的總推力：

為了使除雪車能夠正常作業(yè)，其最大牽引力必須大于或等于外部阻力之和，即Ftmax≥Fkmax。

式中：

Fsχ——行進方向的除雪阻力；

v——行駛速度；

μ——傳動效率。

4、理論計算

4.1 前置除雪鏟功率計算

4.1.1 計算條件

除雪寬：3．6m；

除雪深度：0.1m；（壓實狀態(tài)）

除雪斷面積S：3．6×O．1=O．36m2

積雪密度ρ：100kg/ m3

行進速度v：50km/ h=13.9m/ s

車輛總質(zhì)量W：15000kg（包括上裝和雪鏟）

行進角θ：30°

空氣阻力系數(shù)μa：0．00275

刃口與路面摩擦系數(shù)μf：0.1（上裝廠提供）

滾動阻力系數(shù)μr：0.045

輪胎與路面附著系數(shù)μ：0.3

車輛正面投影面積A：15m2（包括除雪鏟）

動力傳動效率η：0.9

鏟體質(zhì)量Wp:1500kg

4.1.2 計算步驟

4.1.2.1 鏟體除雪阻力計算

4.1.2.2 行走阻力計算

式中W1為整車總重再加上司機和副駕駛員重量，司機和副駕駛員重量按200kg計算；

工作時勻速行駛，加速阻力為0；

按照水平路面計算，坡度為0，坡道阻力為0；

4.1.2.3 除雪車工作時的阻力計算：

4.1.2.4 附著力計算4.1.2.5 除雪功率計算

考慮到整車還具有后撒布功能，需要從發(fā)動機進行取力，需要消耗一部分發(fā)動機功率，后撒布機額定功率大概在25Kw，所以該車在除雪作業(yè)時所需總功率為220Kw。

我們所選的發(fā)動機額定功率為250Kw大于除雪車工作時所需的總功率220Kw，滿足使用要求，除雪車可以正常作業(yè)。

結(jié)論：在SX3257DR404底盤基礎(chǔ)上改裝的該種除雪車易于改裝，在冬天除雪作業(yè)時，僅需在貨箱內(nèi)加裝撒布設(shè)備，前端加裝推雪裝置，就可以滿足一般城市道路的除雪作業(yè)需求，其余時間拆除推雪鏟和撒布設(shè)備又可以作為城市工程車輛進行使用，該底盤采用247Kw發(fā)動機可以滿足改裝除雪車時動力需求。

[1] 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計，高等教育出版社，2001.6.

[2] 徐東明，劉莉莉《.除雪車的設(shè)計計算》,專用汽車，2001.4.

[3] 余志生，汽車理論，機械工業(yè)出版社，2006.5.

Calculation is based onthe dynamic performanceSX3317DR404 snowdump truckchassis modifiedcars

Zheng Dongli1, Ke Xianzhi2, Wang Chao1, Li Peng1, Yang Yanjun1
（1.ShaanxiHeavy-Duty TruckCo., Ltd.，Shaanxi Xi'an 710200;
2.Shaanxi XinjiangAutomobile Automobile Co., Ltd. Xinjiang Urumqi 830068）

According to the actual layout of snow shovel on the complete vehicle，with the application of general mechanical calculating method，to establish the mechanical model of snow shovel while the snow-fighting vehicle is working. Through the calculation of resistance to snow-sweeping, adhesive force and snow-sweeping power of front snow shovel, and the layout of chassis, the power matching correction of chassis has been finished.

snow-fighting vehicle; power correction; snow shovel; mechanical analysis & calculation

U462.3+1

A

1671-7988(2014)02-81-03

鄭東利，就職于陜西重型汽車有限公司。