隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市對環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量要求的不斷提高，各地環(huán)衛(wèi)部門加快了提高城市道路清掃作業(yè)機(jī)械化程度的步伐。為適應(yīng)市場需求，程力專用汽車股份有限公司與知名研發(fā)機(jī)構(gòu)合作研發(fā)，在引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加快了掃路車的自主研發(fā)和生產(chǎn)，推出了一大批各具特色、性能優(yōu)良、符合中國國情的掃路車。隨著機(jī)電液一體化技術(shù)、數(shù)字化信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的大量采用，我國掃路車的設(shè)計和制造水平與發(fā)達(dá)國家的差距在逐步縮小。掃路車的分類國內(nèi)外通常按照清掃作業(yè)方式的不同將掃路車分為３大類。１．純掃式掃路車，該種掃路車一般為“盤掃＋滾掃”結(jié)合式，前置盤掃系統(tǒng)（２個掃盤）用于將車兩側(cè)垃圾掃向中央，后置滾掃系統(tǒng)則將車中央路面上的垃圾清掃起來拋向垃圾箱。盤狀掃刷需加灑水壓塵裝置。純掃式掃路車應(yīng)用得越來越少。２．純吸式掃路車，該種掃路車依靠抽吸系統(tǒng)內(nèi)形成的一定的負(fù)壓，將路面垃圾從吸口處吸入垃圾箱。這種掃路車沒有盤刷或滾刷，所以不需要安裝噴水壓塵裝置。一般為中小型掃路車。３．吸掃式掃路車，該種掃路車一般為“盤掃＋吸盤”結(jié)合式，也有的是“盤掃＋滾掃＋吸盤”結(jié)合式。裝有２個以上的掃盤，有的還裝有滾掃刷，其作用是將路面上的垃圾掃至吸入?yún)^(qū)范圍，再依靠吸入系統(tǒng)的強(qiáng)風(fēng)力風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的較大的負(fù)壓，將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)，從而使清掃效率和質(zhì)量都得到提高。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前在我國掃路車市場中，吸掃式掃路車占有率為９５％以上，所以，下面僅介紹吸掃式掃路車的總體設(shè)計。吸掃式掃路車的總體設(shè)計掃吸式掃路車主要包括汽車底盤、動力系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)傳動系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、清掃作業(yè)裝置、副車架、垃圾箱等。

１．汽車底盤的選用

     我國目前尚無專用的掃路車底盤，掃路車設(shè)計都是選用二類汽車底盤；因此，設(shè)計掃路車時首先就要根據(jù)已定的設(shè)計參數(shù)計算各部件的載荷，再計算總載荷，然后根據(jù)各類底盤的適用性、先進(jìn)性、可靠性、價格、供貨情況等終確定底盤型號。底盤確定后便可進(jìn)行整體布局，確定前、后軸荷的比例關(guān)系，計算車輛空載、滿載時的重心高度。如果重心高度不能滿足要求，再修改載荷分布。這一設(shè)計計算過程往往需要經(jīng)過多次反復(fù)，通過使用一些優(yōu)化設(shè)計軟件完成。

２傳動系統(tǒng)的選擇

     （１）掃路車的傳動系統(tǒng)，按總體設(shè)計與研究，安發(fā)動機(jī)數(shù)量可分為單發(fā)動機(jī)傳動和雙發(fā)動機(jī)傳動２種。使用單臺發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，噪聲低，占用空間位置小，油耗低，但需要采用一種取力器用于解決車輛行駛和清掃工作中的非同步問題，否則當(dāng)車輛拐彎或制動時要保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的技術(shù)難度比較大。由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速瞬時不穩(wěn)定而導(dǎo)致吸力下降，使得垃圾在吸入途中掉落，這是單臺發(fā)動機(jī)傳動必須解決的技術(shù)難題。采用雙臺發(fā)動機(jī)，風(fēng)機(jī)直接由副發(fā)動機(jī)帶動，與車輛行駛系統(tǒng)分開，風(fēng)機(jī)在吸入系統(tǒng)中形成的負(fù)壓可以始終保持不變，因而克服了單臺發(fā)動機(jī)的不足之處；但是，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噪聲高，占用底盤空間大，耗油量高。目前大、中型掃路車采用雙臺發(fā)動機(jī)傳動的比較多，副發(fā)動機(jī)可采用江鈴牌柴油發(fā)動機(jī)或康明斯發(fā)動機(jī)。

    （２）掃路車的傳動系統(tǒng)，按傳動型式可分為完全機(jī)械傳動、完全液壓傳動和機(jī)械液壓傳動３種。機(jī)械液壓傳動方式雖然相對于全液壓傳動復(fù)雜一

些，但價格較便宜，而且在目前某些國產(chǎn)液壓元件質(zhì)量不穩(wěn)定的情況下，其故障發(fā)生率較少，較適合國情。若采用完全液壓傳動方式，主要液壓元件和電控元件采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口件，性能較好，也可靠，但成本就會高出很多。

３．清掃裝置的設(shè)計

    （１）清掃裝置的設(shè)計型式可以有很多種。大、中型掃路車可以在汽車中間位置的下方設(shè)置４個盤掃刷，吸口位于后掃刷稍后的中間位置。這種結(jié)

構(gòu)吸管短且直，垃圾很容易被吸入垃圾箱內(nèi)，清掃時可以讓外邊的２個盤掃刷負(fù)責(zé)外圍清掃，里面的２個盤掃刷負(fù)責(zé)內(nèi)圍清掃并將垃圾引進(jìn)吸入?yún)^(qū)

范圍。這種設(shè)計優(yōu)點是，清掃寬度大、前懸短，吸管更換和吸嘴調(diào)整方便，轉(zhuǎn)場運輸時整車通過性較好。大型掃路車可以采用２個盤掃刷（位于汽車下方中間位置）和１個滾掃刷（位于汽車下方后部）。后者與前面２個盤掃成一定的夾角。吸口位于盤掃與滾掃之間偏右位置。滾刷不僅可以清掃地面，而且可以用來堵截前盤掃因離心力作用被拋出吸入?yún)^(qū)的垃圾。

    （２）掃盤系統(tǒng)側(cè)掃裝置用來實現(xiàn)側(cè)掃臂的擺出和收回?，F(xiàn)在主流設(shè)計使用干濕兩用掃路車，采用自鎖式液壓缸，可確保側(cè)掃的擺出和收回動作，實現(xiàn)液控操縱機(jī)械鎖止，并且具有緩沖避障功能，以保證行車安全。側(cè)掃由液壓馬達(dá)驅(qū)動，可改變掃盤的接地壓力，以便根據(jù)地面不同的臟污情況用不同的壓力清掃，在達(dá)到佳清掃效果的同時盡量使掃刷的磨損程度小。該款設(shè)計裝置具有遇障自動避讓保護(hù)功能和自動復(fù)位功能。掃盤遇到障礙物后自動回縮，越過障礙物后自動復(fù)位，該功能有效地解決了清掃裝置易碰損的問題。

    （３）設(shè)計清掃裝置的另一個不可忽視的問題是掃刷絲的選擇。掃絲的材質(zhì)、形狀、裁制技術(shù)等都會影響清掃效果。掃刷是否耐磨對掃路車的使用成本影響很大。采用普通鋼絲作材料容易打彎、早期折斷，且疲勞強(qiáng)度低。塑料絲、尼龍絲剛性不夠。比較理想的材質(zhì)結(jié)構(gòu)是外包尼龍、內(nèi)夾彈性模數(shù)值較高的彈簧鋼絲，掃絲斷面形狀為矩形。因為矩形斷面的慣性矩抗彎剛度好。所以裁制掃毛時應(yīng)使矩形斷面的長軸沿掃地的橫向裁制，使其慣性矩值更大。

    （４）清掃作業(yè)系統(tǒng)應(yīng)盡量采用機(jī)電液自動控制技術(shù)，具有自檢診斷功能，掃刷轉(zhuǎn)速、接地壓力、內(nèi)外擺動等可動態(tài)無級調(diào)節(jié)，以滿足不同的路面、

作業(yè)環(huán)境、污染程度、物料對象等作業(yè)工況的需求。

４．吸塵盤的設(shè)計

    吸塵盤結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性對掃路車的性能和清掃效率有著十分重要的影響。如果風(fēng)機(jī)的設(shè)計或選型與吸塵盤、垃圾箱匹配，則吸塵盤的結(jié)構(gòu)型式與安裝將對吸塵效率的提高起主導(dǎo)作用。

    （１）純真空抽吸式吸塵盤。這種吸塵盤的工作原理是：當(dāng)風(fēng)機(jī)高速運轉(zhuǎn)時，在吸塵盤空間內(nèi)形成一定的真空度（負(fù)壓），將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)。其缺點是吸塵盤底面與地面之間的距離必須很?。ㄒ话銥椋怠保?ｍｍ），否則揚塵多，對吸力影響也很大。

    （２）吹吸式吸塵盤。這種吸塵盤的工作原理是：利用正風(fēng)壓（即風(fēng)機(jī)出風(fēng)口）的風(fēng)量反吹入吸塵盤來壓制吸塵過程中的揚塵飛起。采用這種吸盤必須通過嚴(yán)密的空氣動力學(xué)計算，理論上應(yīng)使吸氣量等于吹氣量。實際上應(yīng)使吸氣量＞吹氣量，否則封不住揚塵，甚至?xí)斐蓳P塵大于純真空抽吸式吸盤裝置。

    （３）重點控制掃路車在作業(yè)時的二次揚塵污染。目前多采用可隨路面自動找平的全浮動式吸塵盤，再配合濕式灑水除塵。吸口內(nèi)的噴水嘴噴出水

霧，來壓制灰塵的揚起。其風(fēng)路采用循環(huán)風(fēng)道設(shè)計，避免了塵埃隨風(fēng)逸出箱外，減少了揚塵。另外還配備降塵箱以及多級水浴結(jié)構(gòu)，徹底解決了二次污染問題。

５．污水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計

      國內(nèi)很多掃路車都沒有采用污水循環(huán)系統(tǒng)。北方地區(qū)，地面有積雪或積雪融化的水；南方地區(qū)，雨水多，地面潮濕。掃路車在清掃過程中將噴灑地面的壓塵水和地面上的積水都吸入垃圾箱，這樣經(jīng)過一段時間的清掃后，垃圾箱內(nèi)積水增多，勢必影響垃圾箱的裝載能力。采用污水循環(huán)系統(tǒng)后就可以將這些污水過濾回用，這不僅有利于提高垃圾箱的裝載量，而且可以將這些污水用于重新使用壓塵，這是提高掃路車性能的有效措施。采用這種系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題是濾網(wǎng)的設(shè)計，必須使濾網(wǎng)在工作過程中不會被堵塞，因此，我們采用了特殊濾孔結(jié)構(gòu)設(shè)計，該結(jié)構(gòu)不會引起濾網(wǎng)堵塞。

６．自控系統(tǒng)的設(shè)計

     自控系統(tǒng)包括液壓自控和電器自控。液壓自控能否達(dá)到預(yù)期效果，關(guān)鍵在于液壓原理圖的設(shè)計，應(yīng)該保證各油路在工作過程中不會互相干擾，所

選擇的液壓元件質(zhì)量要好，并應(yīng)保證啟動靈活，不易泄漏。由于液壓元件故障率比較高，為了提高互換性，必須注意選用標(biāo)準(zhǔn)化液壓元件。電氣自控方面，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)盡量使設(shè)計線路簡單，標(biāo)志清晰明確，而且要安裝在駕駛員方便操作和容易看見的位置，這對減少掃路車的故障將起到極大的作用。在條件許可情況下應(yīng)盡量采用程序控制系統(tǒng)。目前國內(nèi)絕大多數(shù)掃路車的垃圾箱的頂升傾翻、垃圾箱后門的開關(guān)、掃盤掃臂的擺出／收回和旋轉(zhuǎn)、吸塵盤的升降等操作都采用了液壓傳動，實現(xiàn)了機(jī)、電、液集中控制?？刂崎_關(guān)操作面板集中安裝在駕駛室內(nèi)，所有電控操作均可在配有冷暖空調(diào)的駕駛室內(nèi)完成。

７．?dāng)?shù)字化信息系統(tǒng)的設(shè)計

      隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，近幾年來，掃路車的數(shù)字化操控創(chuàng)新設(shè)計開始出現(xiàn)，它代表了未來環(huán)衛(wèi)車輛現(xiàn)代化的一種發(fā)展趨勢，即環(huán)衛(wèi)車輛作業(yè)機(jī)械化、管理信息化、控制智能化、信息網(wǎng)絡(luò)化。采用高科技、數(shù)字化的掃路車的駕駛室內(nèi)，裝有清掃作業(yè)質(zhì)量監(jiān)控和運行狀態(tài)自動跟蹤視頻監(jiān)測裝置，還裝有數(shù)據(jù)信息采集和運行工況智能分析、運行故障自動檢測診斷、各種數(shù)據(jù)信息儲存和實時傳送裝置等，為確保作業(yè)車輛優(yōu)質(zhì)高效運行，加強(qiáng)科學(xué)管理和質(zhì)量監(jiān)控，提供了先進(jìn)、可靠的硬件技術(shù)保證。

     通過以上分析可以看出，掃路車的整體設(shè)計和制造過程是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，所涉及的工程領(lǐng)域十分廣泛，特別是隨著新材料、新技術(shù)、新工藝、新裝備的不斷涌現(xiàn)和應(yīng)用，掃路車產(chǎn)品的功能越來越先進(jìn)，集現(xiàn)代高科技技術(shù)于一身的現(xiàn)代環(huán)衛(wèi)設(shè)備必定會越來越多

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