一種新型瀝青混凝土加熱保溫自卸車車箱的結(jié)構(gòu)

盧文全 雷權(quán)民

摘要：為解決運輸過程中瀝青混凝土溫度下降過快，從而影響道路鋪設(shè)進(jìn)度的問題，介紹了一款瀝青混凝土加熱保溫自卸車箱。該車箱集成了新型材料保溫和尾氣加熱的應(yīng)用，延長了瀝青混凝土熟料的運輸距離，減少了環(huán)境污染，降低了能源消耗，該保溫及加熱技術(shù)也可為N行提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土 保溫材料 尾氣加熱

中圖分類號：U469.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-0226（2018）03-0082-03

1 前言

現(xiàn)代公路，尤其是高速公路幾乎都采用瀝青路面。目前公路鋪路作業(yè)所需的瀝青混凝上熟料來源主要有兩種：一種是鋪路現(xiàn)場由攪拌機制作；另一種是通過攪拌站制作好后，通過普通自卸車運輸?shù)戒伮番F(xiàn)場。鋪路現(xiàn)場擬拌機制作不僅受野外電力條件的限制，而且攪拌量小，效率低：而通過攪拌站制作好瀝青混凝土熟料后，用普通自卸車運輸?shù)戒伮番F(xiàn)場時，瀝青混凝土溫度下降會非?？?，嚴(yán)重影響了道路鋪設(shè)的進(jìn)度。針對高溫瀝青混凝土運輸過程中，容易出現(xiàn)溫度下降過快，運輸半徑狹窄等難題，本文介紹了一種新型瀝青混凝土加熱保溫自卸車的加熱保溫車箱。

2 總體思路

由于鋪路要求瀝青混凝土溫度較高，而瀝青混凝土在運輸過程中容易冷卻凝固，導(dǎo)致無法進(jìn)行鋪路作業(yè)。實驗表明，當(dāng)瀝青混凝土溫度低于130℃時，就不能進(jìn)行鋪路作業(yè)了。因此，在運輸過程中保證瀝青混凝土的溫度非常重要。

為此，筆者主要從兩個方面進(jìn)行研究，一是保溫，主要是確定保溫材料和保溫方式，考慮將高性能復(fù)合保溫材料應(yīng)用到該車箱上，在車箱加強筋內(nèi)外填充保溫材料，形成保溫層，并加設(shè)頂蓋系統(tǒng)，關(guān)閉時頂部密封，使車箱內(nèi)外空氣不能流通，減少熱量散失。二是加熱，主要確定加熱方式，利用發(fā)動機尾氣排出的熱量進(jìn)行加熱，無需消耗新的能源，變廢為寶，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。

3 車箱保溫結(jié)構(gòu)

瀝青混凝土加熱保溫自卸車主要由底盤、加熱保溫車箱、液壓舉升系統(tǒng)以及附屬件等組成。底盤采用成熟的自卸車底盤，但要對底盤排氣管進(jìn)行改制：在原排氣管中段增加一個三通球閥（換向閥門），球閥的一端接對車箱加熱的氣管，另一端接排氣口，通過控制三通球閥來控制尾氣流向。舉升系統(tǒng)及其他附屬件與普通自卸車一樣。本文著重介紹瀝青混凝土加熱保溫自卸車的保溫結(jié)構(gòu)和加熱方式。

3.1 保溫材料

瀝青混凝土加熱保溫自卸車采用了高性能復(fù)合保溫材料——巖棉，如圖2所不。巖棉又稱巖石棉，是礦物棉的一種，其是以天然巖石如玄武巖、輝長巖、白云石、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料，經(jīng)高溫熔化、纖維化而制成的蓬松狀短細(xì)無機質(zhì)纖維。

巖棉的主要性能：

a.絕熱性能：絕熱性能好是巖棉、礦渣棉制品的基本特性，在常溫條件下（25℃左右）它們的熱導(dǎo)率通常在0.03?0.047W/（mK）。

b.阻燃性：巖棉本身屬無機質(zhì)硅酸鹽纖維，不可燃。

c.隔音性能：巖棉具有優(yōu)良的隔音和吸聲性能。

d.經(jīng)濟(jì)性：巖棉可以全部回收再利用，可重復(fù)使用。

e.可操作性強：巖棉容易安裝，特別是在較大的空間里，直接把巖棉鋪設(shè)在整個空間，然后在外面用蒙皮直接鉚接，即可封閉起來，整個操作過程不需要特殊的工具。

f.污染?。河捎趲r棉是成形的固體物，因此在使用安裝過程中對環(huán)境的污染小。

瀝青混凝土加熱保溫自卸車采用了高性能復(fù)合保溫巖棉，以長6.2m、寬2.3m、高1.6m的車箱為例，車箱在不加熱的情況下行駛，用溫度傳感器插入箱體，測得瀝青混凝土溫度平均每小時下降9℃左右，保溫性能較好。

3.2 保溫結(jié)構(gòu)

車箱總成主要由底板總成、側(cè)板總成、后板總成、前板總成以及頂蓋系統(tǒng)組裝而成，如圖3所示。

底板總成如圖4所示，由縱梁、橫梁和底板焊接而成，所有縱梁、前中后三個貫通橫梁內(nèi)部沒有填充保溫巖棉，作為尾氣加熱通道，由普通自卸車底板上根據(jù)汽車底盤大梁寬度布置的兩主縱梁和主縱梁兩側(cè)，均布布置的副縱梁構(gòu)成。在橫梁內(nèi)外空隙填充有保溫巖棉，在保溫巖棉外面蒙上蒙板，用鉚釘固定在縱橫梁上，由于底板填滿了保溫巖棉，因此這種底板總成具有相當(dāng)好的保溫效果。在車箱底板前端設(shè)有進(jìn)氣口，通過進(jìn)氣裝置與底盤排煙口連接，尾端設(shè)有出氣口，進(jìn)入車箱的高溫氣體釋放大部分熱量后，經(jīng)出氣口排出。

側(cè)板總成如圖5所示，由立柱、橫梁、豎筋、側(cè)板焊接而成，在立柱和橫梁、豎筋內(nèi)外空隙填充有保溫巖棉，在保溫巖棉外面蒙上蒙板，用鉚釘固定在立柱和橫梁上。

后板總成如圖6所示，由豎筋、橫筋和后板焊接而成，在豎筋和橫筋內(nèi)外空隙填充有保溫巖棉，在保溫巖棉外面蒙上蒙板，用鉚釘固定在豎筋和橫筋上。

前板總成如圖7所示，由豎筋、橫筋和前板焊接而成，在豎筋和橫筋內(nèi)外空隙填充有保溫巖棉，在保溫巖棉外面蒙上蒙板，用鉚釘固定在豎筋和橫筋上。

頂蓋系統(tǒng)由頂蓋裝置和驅(qū)動機構(gòu)兩部分組成，驅(qū)動機構(gòu)通過液力傳動為頂蓋裝置提供動力。頂蓋裝置由左右兩部分組成，每部分又由保溫頂蓋和擋板兩部件組成，兩部件之間通過鉸鏈連接。由頂蓋、提升臂、車箱側(cè)板和隨動臂組成四連桿機構(gòu)，車箱側(cè)板固定，驅(qū)動機構(gòu)向提升臂提供轉(zhuǎn)矩，使提升臂旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動四連桿機構(gòu)運動，從而實現(xiàn)頂蓋開閉。頂蓋四連桿機構(gòu)如圖8所示。

驅(qū)動機構(gòu)如圖9所示，主要由動力單元、液壓油缸、鏈條、鏈輪、轉(zhuǎn)軸、平衡閥及管路等組成。頂蓋系統(tǒng)共有4只油缸，左右各兩只，兩端油缸活塞桿分別與鏈條兩端相連，油缸伸縮帶動鏈條移動，鏈條移動帶動鏈輪轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)軸帶動頂蓋系統(tǒng)的提升臂轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動頂蓋開閉。

4 加熱方式

汽車發(fā)動機排出的尾氣溫度一般在500℃以上，如果直接排放掉，既浪費能源，又污染環(huán)境，可以充分利用尾氣對車箱進(jìn)行加熱。

尾氣加熱系統(tǒng)主要由進(jìn)氣裝置、換向閥門以及加熱通道等組成。進(jìn)氣裝置通過進(jìn)氣接頭與車箱進(jìn)氣口相連，進(jìn)氣接頭設(shè)有彈性裝置，車箱進(jìn)氣口是一個錐形的喇叭口，保證車箱放下時與車箱進(jìn)氣口密封連接，使尾氣全部通入車箱加熱，車箱舉升時，進(jìn)氣接頭與車箱進(jìn)氣口脫開。換向閥門為氣動換向閥，安裝在進(jìn)氣管道上，當(dāng)不需要加熱時，可將開關(guān)切換到外排氣，尾氣就不進(jìn)車箱了，直接排出去，此時就與普通車輛排氣方式相同。

尾氣經(jīng)過車箱后，將熱量傳遞給車箱，進(jìn)而通過車箱傳遞給瀝青混凝土，為瀝青混凝土補充熱量。利用發(fā)動機尾氣加熱，用溫度傳感器插入箱體，測得瀝青混凝土溫度每小時可上升4℃左右。尾氣走向如圖10所示。

通過保溫裝置保溫，瀝青混凝土每小時下降9℃左右，再通過尾氣加熱，瀝青混凝土每小時又能升高4℃左右，兩者疊加，瀝青混凝土每小時僅下降5℃左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通自卸車運輸?shù)恼闱嗷炷撩啃r下降45℃。

5 結(jié)語

瀝青混凝土加熱保溫自卸車保溫效果明顯，大幅增加了瀝青混凝土熟料的運輸距離，減少了環(huán)境污染，降低了能源消耗，值得廣大同行參考借鑒。