三合一机场除雪车的底盘难题 如何突破?

发布时间:2025-07-04 09:51 信息来源:专用汽车SPV 编辑:管理员 审核:管理员 浏览:21

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从20世纪70年代国外冷吹复合式除雪车的诞生,到中国自主研发的三合一除雪车突破技术封锁,除雪装备的技术革命始终围绕“效率”展开。历经三次迭代,国外设备通过模块化集成实现“破雪-扫雪-清场”全流程优化,而中国则从引进到创新,用三十年时间走出了一条“引进-消化-超越”的国产化之路。

如今,一款专为机场场景打造的新型底盘技术,正以创新挑战国外技术代差。

01它让除雪效率系统性提升

国外冷吹复合式除雪车的研究始于20世纪70-80年代,历经三次重大技术迭代,其代表性装备为三合一除雪车。该设备通过集成多种作业模块,实现了除雪效率的系统性提升。

我国自90年代中期开始借鉴国外复合式除雪技术,率先引进三合一机场除雪车。该设备核心架构包括:基础系统,即专用底盘、动力总成、液压系统及电控系统;作业模块,推雪(破除厚雪层)、辊雪(清扫残雪)、吹雪(终末清场)三大模块协同作业,形成了“破雪-扫雪-清场” 的完整流程,显著提升除雪效率。

02专用底盘技术的瓶颈

由于专用底盘技术的瓶颈,国内早期面临着高昂进口成本与自主研发基础薄弱的双重困境。2010年左右,中国重汽推出采用高位分动箱结构的专用除雪车底盘,填补了国内空白,成为了国产三合一除雪车改装的主流平台。此后,其他公司也相继推出过类似产品,推进了国产化的进程。

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采用高位分动箱结构的除雪车底盘

尽管技术不断迭代升级,但国产除雪车仍普遍存在传动轴夹角过大、质心偏高以及转弯半径较大等结构性问题,整车性能受到较大影响,上述缺陷使得国产大型除雪车始终与国外技术存在明显代差,核心技术突破仍需持续攻关。

03新型专用底盘的解决方案

为更好地适应机场除雪作业需求、解决现有装备缺陷,本文专为国内三合一机场除雪车作业场景深度研发,提出了一种新型专用底盘解决方案。该底盘主要由行驶系统、传动系统、车架、转向系统、制动系统和其他专用装置等组成,并针对各个系统的技术难点进行逐一突破。

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底盘组成示意图

1.行驶系统。

考虑到温度因素,行走动力系统的设计需考虑低温、高负载条件下转速对应的功率扭矩输出问题,该车设计主要有如下步骤(详细计算和优化过程详见《专用汽车》2025年第6期,下同):行驶发动机选型,地面附着力校核(地面能够提供的摩擦附着力需大于行进阻力,保证行驶时车辆不会打滑),动力确定,以及发动机选型。

在燃油供给系统方面,除雪车的行驶与作业发动机均从主油箱取油,在作业速度40km/h、积雪厚度0.3m、三种作业模块同时工作,且行驶与作业发动机都全功率输出的极限工况下,百公里油耗约为300L。本方案设计了对称式双油箱系统:两个300L油箱分别沿车架纵梁布置于驾驶室后方,通过底部联通管实现动态油量平衡。质量分布更均匀,油箱与发动机之间的管路较短,有利于保障持续稳定供油。

2.传动系统。

传动系统主要由行驶变速箱、前后分动箱、传动轴及前后车桥构成。本系统采用前后双分动箱与多级传动的组合,优化了传动轴夹角,以确保动力传输平稳性。

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底盘传动系统

简单来说,该车动力源匹配行驶与作业的发动机,配备循环水冷和燃油加热系统,确保在各种气候条件下的适应性。底盘采用前置发动机与自动变速箱作为行走动力,结构更紧凑、操作更方便。

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底盘传动轴夹角

3.车架。

车架将底盘主要总成和部件连接成刚性整体,承受发动机、传动系统以及除雪装置等所有簧上质量产生的载荷和力矩。本方案选用BS700材质、12mm厚度的高强度热轧钢板单层梁结构如下图,以减轻车架重量,简化制作工艺,有效提升结构安全性与装配便利性。

该车车架创新处在于采用轻量化的C型单层“几”字纵梁结构,车架中部上拱设计不仅为作业装置提供了稳定的挂载基础和充足的安装空间,还降低了整车质心高度,从而提高了行驶稳定性。

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底架大梁截面:普通双层梁结构梁(左),除雪车专用底盘纵梁截面(右)

4.转向系统。

本方案采用前、后桥独立转向设计,前后车桥均配备了带轮边减速的转向驱动桥和油气悬挂系统,实现全轮转向功能,显著减小了转弯半径。

该车具备两种转向模式:低速工况下,前后轮反向偏转,可有效减小转弯半径,从而显著提升车辆机动性、缩短调头时间并增加作业摆角;中高速工况下,前后轮同向偏转,能有效减小离心力,进而降低侧翻风险,提升操纵稳定性。

5.制动系统。

选用鼓式制动器,其摩擦面位于制动鼓内部,可有效避免泥浆和除冰剂侵蚀。制动能量取自发动机空气压缩机,经干燥处理后进入四回路阀,四回路阀分别联通三个储气罐以及外用气源。其中,1号和2号储气罐作为行车制动的储能器,提供双重保障。驻车制动为断气式储能弹簧助力制动,由3号储气罐单独供气。系统配备ABS防抱死装置,在紧急制动时可维持车辆稳定与方向可控,最大限度利用路面附着力以缩短制动距离。制动系统管路如下图所示。

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制动系统管路图

6.车轮选型。

轮胎选用具有优良防滑抓地性能、耐低温的全钢丝子午线无内胎载重型雪地胎。胎面胶可在低温下保持一定柔软度,全深槽块状花纹在防滑同时具备一定自洁能力,更适合雪泥地行驶。

综上所述,这款专用底盘基于机场除雪的实际作业需求,尝试通过结构布局与系统设计的优化,对除雪车的综合性能提升进行了探索性实践。目前已经通过实践运用,或可为机场冬季清雪作业提供一种新思路与备选方案。未来,我们期待通过持续的技术验证与迭代改进,进一步深化该技术的实际应用效能,为解决机场除雪领域现存的技术难题贡献更多可能。