电热除冰雪救援车系统和电气设计方案

电热除冰雪救援车系统和电气设计方案

全球变暖，气候异常，加剧了冰雪对人类社会的危害，此类报道屡见不鲜。常见的危害包括：

1）市内路面交通障碍 由于路面被冰雪覆盖，车行困难，打滑易引发刹车不灵、方向盘失控，常常发生车辆刮擦碰撞，甚至人员伤亡事故。司机在冰雪道路开车自然要大大放慢车速，致使市内交通拥堵更加严重。

2）高速公路瘫痪 冰雪天气造成高速公路封闭，严重影响了物流运输，物流不畅必然危及各行各业的正常生产和运营，特别是煤炭、石油等能源物资的运输中断会形成严重威胁，甚至造成受灾地区的社会危机。同时，大量旅客滞留客站，给交通部门和社会形成巨大压力。

3）撒盐除冰雪的诸多弊端 目前，国内高速公路的冰雪去除，依然在使用老旧的撒盐手段。这种办法存在的主要问题是盐水渗透路面，对道路有盐化、板化、脆化作用，对路面强度有极大的破坏作用，将造成缩短道路使用寿命、抬高公路维护运营成本的恶果。此外，还有浪费大量食盐和对环境有一定影响的弊端。

4）机场关闭和航班延误 每年冬季都会看到许多国内外的机场因冰雪覆盖跑道、飞机不能起飞而不得不关闭机场的报道。航班延误造成大量旅客滞留机场，行程的紊乱使旅客烦躁不安和抱怨连连，也给航空公司造成极大的压力和经济损失。

5）电力线路的崩溃和供电中断 持续的冰雪寒冷天气，输电线路往往因积雪挂冰而不堪重负，线路被扯断、电力塔杆倒塌，致使供电中断、不仅严重危及社会生产的正常进行，还影响到人民生活的正常保证和社会安定，后果是较为严重的。

6）冻害危及人身安全 对于野外或露天工作人员，受到冰雪天气的直接冻害威胁更为严重。曾有报道，西北某地4人驾车途中，冰雪路面使汽车趴窝，车上食物饮水弹尽粮绝，路面冰雪遏阻了救援人员的步伐，最终4人被活活冻死。

救援手段严重落后的现状

纵观冰雪灾害发生时的新闻媒介报道，可见数十年来，人们抗击冰雪灾害的手段没有多大变化，依然是铁锨敲、扫帚扫、木板推的人力作业。劳动强度大、作业效率低、进展缓慢、效果不理想。迄今，缺少现代化、机械化、自动化的除冰雪专业设备。这种状况，极不适应社会发展和人类生活的需要。它反映了政府有关部门和某些行业主管部门的某种漠视的态度和不求创新变革及积极进取的陈旧精神面貌。改变救援手段落后，关注和支持发展新型机械化、自动化救援设备，应当是该提到救灾委和相关民政、科技、发改委等及其他行业主管部门的议事日程上来的时候了。

本文论述的电热除冰雪救援车是一种致力于改变救援手段落后的可行方案。希望能一石激起千层浪花来，对改变年年冰雪成灾，年年喊痛，年复一年救援手段无与时俱进表现的陈旧面貌格局有所促进。

除冰雪救援车的结构和系统设计

利用电热技术将路面的冰雪融化掉、甚至蒸发掉是除冰雪救援车的基本工作原理。这种救援车辆由行走部分、电热部分、吹雪部分、电控部分和其他机械部分组成。其实，本质上就是一种特种改装车辆。行走部分和一般改装车辆基本相同，用于完成车辆的位置移动；电热部分是将电能高效地转换为足够的热能，用于完成融化冰雪的任务；吹雪部分用以完成路面未成冰积雪的清理；电控部分主要是对电热转换和使用及量测和吹雪操作实施控制；其他机械部分包括实现操纵电热辊的举起和落下等功能要求和其他附加功能要求。

设计开发概述

1. 结构系统和电气设计框图

在下面的框图中，略去了行走部分的控制内容，该部分内容和一般汽车的控制要求是一样的。

图中电热辊是关键部件，它有双重作用，一是完成将电能转换为热能，将辊体表面升温至100℃以上，二是通过辊体表面与路面积雪的接触将热量传递给冰雪实现冰雪的融化和蒸发。电热辊使用特殊材料制造，其主要特性包括具有耐高压（1500V）、耐磨损、强度高和电热转换效率高等特点。电热辊可直接接受交流220V或交流380V的馈电而发热，工作时，电热辊压在冰雪路面上，在车辆推动下滚动行走的同时，将路面冰雪融化和蒸发去除掉。电热辊的内表面涂以晶体覆膜，用以隔热保温。

由于电热辊处于滚动行走状态，其馈电线路自然要同步滚动，而电源线是固定不动的，于是，中间就必然存在一个线路转换环节，本产品技术方案采用滑环方式予以实现。

交流电源的设计本方案设置了两套可相互切换的电源，当救援车的工作区域位于周边地带有房屋建筑时，可直接从建筑物处获取交流电源，在电缆线轴上存有一定长度的线缆。当在线缆长度不敷使用的区域工作时，则可使用车载发电机自行发电解决。利用转换开关可方便地实现两套电源的自由转换。这是有利于环保的一种考虑本技术方案中的电热辊，通过操纵电动或液压支架（或机械手）可轻松地将其放落地面或举至空中。电热辊脱离地面后，车辆可以选择较高的速度行驶，此功能用于在较好的路面路况条件下，实现快速行驶以到达救援目标地以及救援完成后可快速撤出救援现场，实现救援效率高的目的。

吹雪机构是电热除冰雪救援车的组成部分，它实质上就是一个强力吹风系统，用其产生的高气压、大风量的规则形状的风力可将路面的积雪吹到道路的一侧，为后续对积雪做进一步的处理提供条件。此功能适用于雪大雪急的大雪暴雪天气下、路面尚未形成严重冰冻的情况，可轻松快速地开辟出较好行驶路况的道路来。同时，被吹到道路一侧的积雪可用装载车和卡车方便快速地运走。吹雪机构和电热辊机构的有效配合使用，不仅增加了除冰雪救援车的使用灵活性和对天气变化的适应性，而且大大提高了除冰雪的工作效率和降低了电耗，有利于节省资源消耗。

在救援车的驾驶室后面，除设置有上述的电柜、发电机组和电缆轴外，还有空间可以利用，本方案考虑了设置储水淋浴房或蒸饭房等附加设备，目的是实现“平战结合，一车多用”，将紧急情况的除冰雪救援和平时不救援也可可产生其他功用结合起来，这在边缘地区、军事用途、缺水地区、野外作业等特殊环境将会发挥特殊的宝贵的作用。相信这部分设计理念和功能会受到市场和用户的欢迎。

2. 技术指标和参数

● 除冰雪电热辊宽度 1200mm

● 除冰雪行走速度10-20km/h

● 吹雪行走速度10-30km/h

● 驰援和撤离现场最大速度 80km/h

● 电热辊表面温度 ≥100℃

● 电热辊工作寿命 ≥800km

● 发电机组功率 10-20kw

● 储水箱容量 2立方米

● 一次蒸饭量 50-100盒

结束语

1. 除冰雪救援车的特点

● 设计新颖，自动化程度高；

● 响应快速及时，工作效率高；

● 平战结合，一车多用；

● 有利环保，不损伤路面，节省大量路面养护费用。

2. 除冰雪救援车的社会贡献

● 为我国工程车辆系列增添了一个新品种，填补了一项产品空白；

● 为人类应对冰雪恶劣天气提供了一种新手段；

● 解除人力除冰雪的繁重体力劳动；

● 有效保持道路的安全畅通，大幅降低交通和伤亡事故发生，降低因运输受阻引发的城市紧急情况的发生，有利于保障构建和谐社会；

● 机场、港口、高速公路、车站、城市主干道将是优先的受益者，可避免或大幅降低相关产业的受害损失；

● 在军用和民用方面都可发挥无可替代、不言而喻的潜在作用；

● 产品具有出口的市场和前景。

3. 希望本文能引起政府有关部门和具有投资眼光的企业家的关注，共同为产品创新和回报社会贡献力量。