王磊，王兴

（1. 运城市质量技术监督检验测试所，山西 运城 044000；2. 中国计量学院，浙江 杭州 310018）

汽车自备防滑用融雪液喷洒装置的设计

王磊1，王兴2

（1. 运城市质量技术监督检验测试所，山西 运城 044000；2. 中国计量学院，浙江 杭州 310018）

“汽车风窗玻璃洗电动涤器”进行适当技术改进，使其“一物两用”，在天气正常情况下用于风窗玻璃洗涤；在下雪天则可用于汽车轮胎辙面喷洒融雪液，防止汽车在雪地行驶途中刹车、起步或爬坡时轮胎瞬间滑移或滑转事故发生。

汽车防滑融雪装置

CLC NO.:U463.9Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)07-08-02

前言

汽车雪地防滑问题概述

下雪天开汽车很危险，主要是路面情况复杂多变，车辆容易打滑，特别是汽车在雪地行驶途中刹车、起步或爬坡时轮胎瞬间滑移或滑转，是导致雪地驾车出现翻车、抛锚、碰撞等交通事故率高的主要原因。

汽车雪地防滑的现有技术

目前，解决汽车在雪地行驶途中防滑的技术措施或方法主要有以下四种。

第一种方法：在汽车轮胎上临时安装防滑链。防滑链有钢链、塑料链等结构形式。该方法优点：可靠、价格便宜、结实耐用。缺点：拆装麻烦、携带不便、途中震动及噪音大、且影响行车速度，特别是对轮胎磨损比较严重。

第二种方法：由道路养护人员临时往雪地上抛洒食盐、氯化钙等化学融雪剂。融雪剂有固体和液体（别名除冰液）两种形态，效果有普通和高效之分。该方法优点：适用大雪后主要交通干线道路防滑处理。缺点：成本高、浪费大、局限性强、环境污染严重。因为，无论机械化还是人工都很难使融雪剂抛洒均匀，路面上该洒的地方往往没洒到，不该洒的地方有时却洒得很多，而化学融雪剂对路面和农田不同程度存在破坏作用。特别是因成本太高，该方法不可能在除交通干线以外的大街小巷及乡村公路等雪地路面实施，无法满足汽车在所有雪地行驶途中防滑需要。

第三种方法：汽车配套电子控制驱动防滑装置（ASR或TRC）。该方法是在普通制动系统上另外增加一套控制系统，通过对制动过程中发动机的输出转矩进行调节与控制，从而使车轮的扭矩达到合适水平并尽可能保持在最佳的滑移率范围内运动。该方法优点：科技含量高，自动控制技术先进，平路防滑效果明显；缺点：生产成本高，仅适用中高档汽车安装；另外，在雪地爬坡、半坡起步、车身负载较轻及轮胎花纹磨损严重等情况下防滑效果不佳。

第四种方法：临时更换雪地轮胎。雪地胎胎面采用了一种特殊的含硅的配方确保轮胎在极低的温度条件下仍特别柔

软从而带来了出色的冰面抓地力。其胎面花纹通常使用交叉Z形刀槽花纹技术，不仅提高雪地／冰面刹车性能、缩短刹车距离而且带来理想的牵引力。与普通轮胎相比，雪地轮胎通过特殊的配方来增大与冰雪路面的摩擦力。它的优点在于提高了冰雪路面的通过性和安全性。雪地轮胎胎面的材质更软，二氧化硅混合物橡胶配方能与光滑冰面接触得更紧密，从而产生比四季轮胎更大的摩擦力，使得车辆在光滑冰面上的操控性和安全性大大提高。当温度低于10℃时，雪地轮胎的表面变得更软，从而获得更好的抓地力。普通轮胎正好相反，越冷越硬。缺点是备胎成本高，更换麻烦，对大多数冬季下雪天数较少的地区不适用，在我国很少地方有使用。

1、概述

1.1 本装置的设计原理

汽车附属电气装置“风窗玻璃电动洗涤器”：一般由洗涤液壶、电动喷射泵、管路和喷嘴组成．电动喷射泵一般装在洗涤液壶内，两个喷嘴安装在发动机罩上。其控制开关和刮水器开关组合在一起，风窗玻璃需要清洗时，打开开关，清洗液便自动喷在风窗玻璃上。本装置的设计原理是巧妙利用汽车“风窗玻璃电动洗涤器”的原理及结构稍加改进，并增加一个三通电动阀、一个开关、一套液体喷嘴及管道。目的是实现“一物两用”，即在下雪天行车，将其原本用于给风窗玻璃喷射洗涤液管路导向给轮胎辙面喷射融雪液，防止轮胎滑移或滑转。

1.2 本装置的设计方案

第一、在下雪天，将汽车通用的“防冻洗涤液”更换为“高效液态融雪液”，该液体一方面可用于下雪天的风窗玻璃洗涤，另一方面也可用于融化汽车道路冰雪。第二、在汽车“风窗玻璃洗涤器”液流管路中串联一个“洗涤/融雪三通电动阀”。该阀通电前，为风窗玻璃洗涤液流管路导通状态；通电后为轮胎辙面融雪液流管路导通状态。第三、在汽车仪表面板上安装一个“自锁机械开关”，其作用为“洗涤/融雪状态转换”。该开关用于控制上述“洗涤/融雪三通电动阀”，闭合其通电，断开其断电。第四、汽车通用的“制动踏板开关”为单联无锁机械开关，改为双联无锁机械开关。通过脚踩“制动踏板”使其开关一联维护原有刹车制动信号电源导通；二联可控制“电动喷射泵”电源导通。第五、“风窗玻璃电动洗涤开关”结构、功能及操作方式不变，手控可使“电动喷射泵”电源导通。第六、将“轮胎辙面喷嘴”固定安装在其轮胎前挡泥板附近，喷嘴方向调整对准轮胎与着地面夹角处，安装数量根据汽车具体轮胎数量而定。这样通过“脚踏开关”及“手控开关”就可实现雪地行车途中刹车、起步及爬坡时同步给轮胎辙面喷洒融雪液之目的，防止其轮胎因雪面光滑产生瞬间滑移或滑转。

1.3 本装置的设计构图

本装置的结构设计如示意图1。图1中的1为汽车通用元件“风窗玻璃电动洗涤器”, 本设计将其兼做“融雪液喷洒装置”, 因属洗涤/融雪共用，在此统称：“喷液壶”；图中2为本装置添加元件：“洗涤/融雪三通电动阀”, 该阀通电后电动阀打开，液流由AB进B处, 即轮胎辙面喷射管路导通，断电后，电动阀靠自身的弹簧复位，电动阀关闭，液流由AB进A出，即风窗玻璃喷射管路导通；图中8为汽车通用元件：“风窗玻璃电动洗涤喷嘴”；图中9为本装置增加元件：“轮胎辙面融雪喷嘴”（具体数量根据汽车轮胎多少而定）；图中7为本装置增加元件：“洗涤/融雪转换开关”，开关闭合进入轮胎辙面融雪状态，断开进入风窗玻璃洗涤状态；图中5为本装置增加元件：“融雪状态指示灯”，灯亮进入轮胎辙面融雪状态，灯灭进入风窗玻璃洗涤状态；图中6为汽车通用元件：“蓄电瓶”；图中4为汽车通用元件：“脚踏制动控制信号指示开关”，本装置将其兼做“轮胎辙面融雪脚控开关”，因属刹车/融雪共用，在此统称“脚踏开关”；图中3为汽车通用元件：“风窗玻璃洗涤控制开关”，本装置将其兼做“轮胎辙面融雪手控开关”，因属洗涤/融雪共用，在此统称为：“手控开关”。

示意图中的虚线为液流管道，虚线箭头为液流方向；图中的实线为电源线路。另外，如果原有的“汽车风窗玻璃电动洗涤器”安装空间条件允许的话，最好将原有的洗涤壶更换成容积更大一些的盛液壶，以备融雪液用量较风窗玻璃洗涤液用量大的缘故，也可另配套一个容积较大的附属盛液壶与原有的汽车风窗玻璃洗涤壶用软管串联在一起使用。

2、本装置的使用方式

首先，冬天把汽车普遍采用的

“防冻洗涤液”简称“玻璃水”，更换成目前市场上技术比较成熟专用于道路喷洒的“液态高效融雪液”，该液在冬季可兼作“融雪/洗涤”两用；

其次，雪地行车时先把“洗涤/融雪转换开关”闭合。此时“融雪指示灯亮”，同时“三通电动阀”通电动作，把原本用于风窗玻璃洗涤的液流管路闭合，而用于轮胎辙面融雪的液流管路打开；

刹车：雪地行驶途中停车，司机脚踩“制动踏板”时，“脚控开关”同步闭合，则“电动喷射泵”通电工作，并迅速向轮胎辙面喷洒融雪液，及时融化其覆盖面冰雪，瞬时增加其路面止动摩擦力，防止轮胎因雪面光滑而产生滑移或滑转。

起步：雪地行驶途中起步，先用脚踩“制动踏板”，然后松开再“挂挡/加油门”。此过程，“脚控开关”先闭合，使“电动喷射泵”通电工作，迅速向轮胎辙面喷洒融雪液，及时融化其覆盖面冰雪，瞬时增加其路面驱动摩擦力，防止其轮胎因雪面光滑而产生的滑移或滑转。

爬坡：雪地行驶途中爬坡，须把“手控开关”闭合，此时“电动喷射泵”通电工作，使爬坡时一边行进一边向轮胎辙面喷洒融雪液，及时增加雪地爬坡时路面行走摩擦力，防止其轮胎因雪面光滑而产生滑移或滑转。

3、结束语

本装置的设计效果是：汽车在雪地行驶途中刹车、起步或爬坡等安全瞬间，能及时给轮胎将要碾压或刚碾压过的辙面上冰雪喷洒融雪液促其被迅速融化。一方面相对人工大面积抛洒融雪液而言减少了融雪液使用量，节能降耗明显，且降低了环境污染；另一方面防滑效果明显，增强了雪地行车安全系数；再一方面生产、安装及操作使用都很简单，成本相对电子控制驱动防滑装置（ASR或TRC）非常低廉，适用于所有类型机动车安装并减轻了因携带和安装笨重防滑链及临时更换雪地轮胎的不便。当然，本装置与防滑链及电子控制驱动防滑装置（ASR或TRC）配合使用，雪地行车更安全可靠。

Self-provided antiskid with de-icing fluid spraying device design in the car

Wang Lei1, Wang Xing2
(1.Yuncheng Testing Institute of Quality and Technical Supervision, Shanxi Yuncheng 044000；
2. China institute of metrology, Zhejiang Hangzhou 310018 )

"Auto wind window washer" appropriate technology improvement, make its "dual-use" thing, the weather is usually used for wind window washing; Car tires quotes in the snow, it can be used for the surface spraying de-icing fluid, prevent the automobile braking, start, or climbing a hill in the snow driving tire slip or sliding accident.

Automobile anti-skid de-icing device

U463.9

A

1671-7988(2014)07-08-02

王磊，高级工程师，就职于运城市质量技术监督检验测