一种新型沥青混凝土加热保温自卸车车箱的结构

卢文全 雷权民

摘要：为解决运输过程中沥青混凝土温度下降过快，从而影响道路铺设进度的问题，介绍了一款沥青混凝土加热保温自卸车箱。该车箱集成了新型材料保温和尾气加热的应用，延长了沥青混凝土熟料的运输距离，减少了环境污染，降低了能源消耗，该保温及加热技术也可为N行提供参考。

关键词：沥青混凝土 保温材料 尾气加热

中图分类号：U469.4 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2018）03-0082-03

1 前言

现代公路，尤其是高速公路几乎都采用沥青路面。目前公路铺路作业所需的沥青混凝上熟料来源主要有两种：一种是铺路现场由搅拌机制作；另一种是通过搅拌站制作好后，通过普通自卸车运输到铺路现场。铺路现场拟拌机制作不仅受野外电力条件的限制，而且搅拌量小，效率低：而通过搅拌站制作好沥青混凝土熟料后，用普通自卸车运输到铺路现场时，沥青混凝土温度下降会非常快，严重影响了道路铺设的进度。针对高温沥青混凝土运输过程中，容易出现温度下降过快，运输半径狹窄等难题，本文介绍了一种新型沥青混凝土加热保温自卸车的加热保温车箱。

2 总体思路

由于铺路要求沥青混凝土温度较高，而沥青混凝土在运输过程中容易冷却凝固，导致无法进行铺路作业。实验表明，当沥青混凝土温度低于130℃时，就不能进行铺路作业了。因此，在运输过程中保证沥青混凝土的温度非常重要。

为此，笔者主要从两个方面进行研究，一是保温，主要是确定保温材料和保温方式，考虑将高性能复合保温材料应用到该车箱上，在车箱加强筋内外填充保温材料，形成保温层，并加设顶盖系统，关闭时顶部密封，使车箱内外空气不能流通，减少热量散失。二是加热，主要确定加热方式，利用发动机尾气排出的热量进行加热，无需消耗新的能源，变废为宝，既经济又环保。

3 车箱保温结构

沥青混凝土加热保温自卸车主要由底盘、加热保温车箱、液压举升系统以及附属件等组成。底盘采用成熟的自卸车底盘，但要对底盘排气管进行改制：在原排气管中段增加一个三通球阀（换向阀门），球阀的一端接对车箱加热的气管，另一端接排气口，通过控制三通球阀来控制尾气流向。举升系统及其他附属件与普通自卸车一样。本文着重介绍沥青混凝土加热保温自卸车的保温结构和加热方式。

3.1 保温材料

沥青混凝土加热保温自卸车采用了高性能复合保温材料——岩棉，如图2所不。岩棉又称岩石棉，是矿物棉的一种，其是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石、铝矾土等为主要原料，经高温熔化、纤维化而制成的蓬松状短细无机质纤维。

岩棉的主要性能：

a.绝热性能：绝热性能好是岩棉、矿渣棉制品的基本特性，在常温条件下（25℃左右）它们的热导率通常在0.03?0.047W/（mK）。

b.阻燃性：岩棉本身属无机质硅酸盐纤维，不可燃。

c.隔音性能：岩棉具有优良的隔音和吸声性能。

d.经济性：岩棉可以全部回收再利用，可重复使用。

e.可操作性强：岩棉容易安装，特别是在较大的空间里，直接把岩棉铺设在整个空间，然后在外面用蒙皮直接铆接，即可封闭起来，整个操作过程不需要特殊的工具。

f.污染小：由于岩棉是成形的固体物，因此在使用安装过程中对环境的污染小。

沥青混凝土加热保温自卸车采用了高性能复合保温岩棉，以长6.2m、宽2.3m、高1.6m的车箱为例，车箱在不加热的情况下行驶，用温度传感器插入箱体，测得沥青混凝土温度平均每小时下降9℃左右，保温性能较好。

3.2 保温结构

车箱总成主要由底板总成、侧板总成、后板总成、前板总成以及顶盖系统组装而成，如图3所示。

底板总成如图4所示，由纵梁、横梁和底板焊接而成，所有纵梁、前中后三个贯通横梁内部没有填充保温岩棉，作为尾气加热通道，由普通自卸车底板上根据汽车底盘大梁宽度布置的两主纵梁和主纵梁两侧，均布布置的副纵梁构成。在横梁内外空隙填充有保温岩棉，在保温岩棉外面蒙上蒙板，用铆钉固定在纵横梁上，由于底板填满了保温岩棉，因此这种底板总成具有相当好的保温效果。在车箱底板前端设有进气口，通过进气装置与底盘排烟口连接，尾端设有出氣口，进入车箱的高温气体释放大部分热量后，经出气口排出。

侧板总成如图5所示，由立柱、横梁、竖筋、侧板焊接而成，在立柱和横梁、竖筋内外空隙填充有保温岩棉，在保温岩棉外面蒙上蒙板，用铆钉固定在立柱和横梁上。

后板总成如图6所示，由竖筋、横筋和后板焊接而成，在竖筋和横筋内外空隙填充有保温岩棉，在保温岩棉外面蒙上蒙板，用铆钉固定在竖筋和横筋上。

前板总成如图7所示，由竖筋、横筋和前板焊接而成，在竖筋和横筋内外空隙填充有保温岩棉，在保温岩棉外面蒙上蒙板，用铆钉固定在竖筋和横筋上。

顶盖系统由顶盖装置和驱动机构两部分组成，驱动机构通过液力传动为顶盖装置提供动力。顶盖装置由左右两部分组成，每部分又由保温顶盖和挡板两部件组成，两部件之间通过铰链连接。由顶盖、提升臂、车箱侧板和随动臂组成四连杆机构，车箱侧板固定，驱动机构向提升臂提供转矩，使提升臂旋转，驱动四连杆机构运动，从而实现顶盖开闭。顶盖四连杆机构如图8所示。

驱动机构如图9所示，主要由动力单元、液压油缸、链条、链轮、转轴、平衡阀及管路等组成。顶盖系统共有4只油缸，左右各两只，两端油缸活塞杆分别与链条两端相连，油缸伸缩带动链条移动，链条移动带动链轮转动，通过转轴带动顶盖系统的提升臂转动，从而驱动顶盖开闭。

4 加热方式

汽车发动机排出的尾气温度一般在500℃以上，如果直接排放掉，既浪费能源，又污染环境，可以充分利用尾气对车箱进行加热。

尾气加热系统主要由进气装置、换向阀门以及加热通道等组成。进气装置通过进气接头与车箱进气口相连，进气接头设有弹性装置，车箱进气口是一个锥形的喇叭口，保证车箱放下时与车箱进气口密封连接，使尾气全部通入车箱加热，车箱举升时，进气接头与车箱进气口脱开。换向阀门为气动换向阀，安装在进气管道上，当不需要加热时，可将开关切换到外排气，尾气就不进车箱了，直接排出去，此时就与普通车辆排气方式相同。

尾气经过车箱后，将热量传递给车箱，进而通过车箱传递给沥青混凝土，为沥青混凝土补充热量。利用发动机尾气加热，用温度传感器插入箱体，测得沥青混凝土温度每小时可上升4℃左右。尾气走向如图10所示。

通过保温装置保温，沥青混凝土每小时下降9℃左右，再通过尾气加热，沥青混凝土每小时又能升高4℃左右，两者叠加，沥青混凝土每小时仅下降5℃左右，远远低于普通自卸车运输的浙青混凝土每小时下降45℃。

5 结语

沥青混凝土加热保温自卸车保温效果明显，大幅增加了沥青混凝土熟料的运输距离，减少了环境污染，降低了能源消耗，值得广大同行参考借鉴。