基于SX3317DR404自卸车底盘改装除雪车的动力性能计算

郑东利，柯贤志，王超，李鹏，杨艳君

（1.陕西重型汽车有限公司，陕西西安 710200；

2.陕汽新疆汽车有限公司，新疆乌鲁木齐 830068）

基于SX3317DR404自卸车底盘改装除雪车的动力性能计算

郑东利1，柯贤志2，王超1，李鹏1，杨艳君1

（1.陕西重型汽车有限公司，陕西西安 710200；

2.陕汽新疆汽车有限公司，新疆乌鲁木齐 830068）

根据除雪铲在整车上的实际布置形式，应用一般的机械理论计算方法，建立除雪车工作时除雪铲的力学模型，对前置除雪铲除雪阻力、附着力及除雪功率进行计算，再根据底盘的配置信息，完成底盘的动力匹配校核。

除雪车; 动力校核; 除雪铲力学分析计算

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

前言

随着冬季的到来，全国各地开始出现降雪，对人们的出行造成了影响，尤其是高速公路的积雪直接增加了交通事故的概率，及时做好冬季道路的养护除雪防冻工作，十分必要,刻不容缓。道路积雪随气温和车辆的碾压状况不同，造成积雪硬度不同，碾压后的积雪靠人力清除非常费力，这些都给除雪工作造成了极大困难。为此，我们经过调研决定开发基于自卸车SX3257DR404底盘的前推式除雪车，主要用于清除自然积雪和压实积雪。工作时，要求推雪铲能够有效压人积雪中，通过雪铲的推动，使压实的积雪破碎并与地面分离。同时雪铲的切入力又不能太大，否则会破坏地面或者将底盘支起，影响整车车的附着动力，造成打滑。通过分析除雪车的实际使用特点以及开发的简易程度，我们决定开

发前置式除雪车，采用前推式除雪铲。我们通过建立简单的整车模型来推雪铲力学模型来进行分析计算。

1、底盘配置,整车示意图

底盘型号：SX3257DR404

发动机：WP10.366E30带发动机取力，功率247Kw

车轮：12.00R20

整车由三部分组成：

底盘，货箱和撒布机，前推雪铲。

整车示意图见图1和图2：

2、该除雪车采用前推除雪铲，通过前推支架与底盘车架连接，货箱内布置后撒布装置，车辆行进过程中将行进方向的积雪推至车辆右侧，同时后撒布装置进行融雪剂的撒布。该专用车辆是在自卸车底盘基础上进行改装，上装布置容易，重点在于动力性能方面的计算，由于是现有底盘，为了在不改变现有底盘动力匹配的基础上，确保整车能够正常工作，针对动力需求进行计算校核，确保整车能够正常作业。

3、发动机提供的动力主要用来驱使底盘，撒布机，前推雪铲同时工作，针对以上部分进行功率需求计算。

3.1 除雪铲的力学模型及相关计算

前置除雪铲在进行除雪作业时受到的总阻力称为除雪阻力。除雪阻力包括作业时推雪铲所受到的雪阻力与车辆行走阻力两部分(图3)。

除雪铲所受的雪阻力Fp：

式中：

Ff——雪铲刃与路面的摩擦阻力；

Fc——路面积雪的切削阻力；

Fa——积雪沿铲面抛出时雪对铲的阻力；

3.2 除雪车行进方向的行驶阻力Fm

Fa——空气阻力；

Fr——滚动阻力；

Fi——上坡阻力；

Fb——加速阻力；

实际计算时侧向空气阻力，曲线行驶时的转弯阻力等，这些对整车动力的影响很小，可以忽略不计。

3.3 除雪阻力、附着力和除雪功率的计算

车辆牵引力Ft是指在发动机驱动车辆前进时，地面作用在车轮并沿行驶方向的总推力：

为了使除雪车能够正常作业，其最大牵引力必须大于或等于外部阻力之和，即Ftmax≥Fkmax。

式中：

Fsχ——行进方向的除雪阻力；

v——行驶速度；

μ——传动效率。

4、理论计算

4.1 前置除雪铲功率计算

4.1.1 计算条件

除雪宽：3．6m；

除雪深度：0.1m；（压实状态）

除雪断面积S：3．6×O．1=O．36m2

积雪密度ρ：100kg/ m3

行进速度v：50km/ h=13.9m/ s

车辆总质量W：15000kg（包括上装和雪铲）

行进角θ：30°

空气阻力系数μa：0．00275

刃口与路面摩擦系数μf：0.1（上装厂提供）

滚动阻力系数μr：0.045

轮胎与路面附着系数μ：0.3

车辆正面投影面积A：15m2（包括除雪铲）

动力传动效率η：0.9

铲体质量Wp:1500kg

4.1.2 计算步骤

4.1.2.1 铲体除雪阻力计算

4.1.2.2 行走阻力计算

式中W1为整车总重再加上司机和副驾驶员重量，司机和副驾驶员重量按200kg计算；

工作时匀速行驶，加速阻力为0；

按照水平路面计算，坡度为0，坡道阻力为0；

4.1.2.3 除雪车工作时的阻力计算：

4.1.2.4 附着力计算4.1.2.5 除雪功率计算

考虑到整车还具有后撒布功能，需要从发动机进行取力，需要消耗一部分发动机功率，后撒布机额定功率大概在25Kw，所以该车在除雪作业时所需总功率为220Kw。

我们所选的发动机额定功率为250Kw大于除雪车工作时所需的总功率220Kw，满足使用要求，除雪车可以正常作业。

结论：在SX3257DR404底盘基础上改装的该种除雪车易于改装，在冬天除雪作业时，仅需在货箱内加装撒布设备，前端加装推雪装置，就可以满足一般城市道路的除雪作业需求，其余时间拆除推雪铲和撒布设备又可以作为城市工程车辆进行使用，该底盘采用247Kw发动机可以满足改装除雪车时动力需求。

[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计，高等教育出版社，2001.6.

[2] 徐东明，刘莉莉《.除雪车的设计计算》,专用汽车，2001.4.

[3] 余志生，汽车理论，机械工业出版社，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

郑东利，就职于陕西重型汽车有限公司。