一種增程式多功能聯合吸污車

趙 強

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一種增程式多功能聯合吸污車

趙 強

（陜西汽車控股集團有限公司，陜西 西安 710200）

針對國內城市地下管網維護保養難、勞動強度大、作業效率低、污染嚴重等問題，設計開發了一款增程式多功能聯合吸污車。介紹了該車的總布置設計，并詳細介紹了增程式新能源底盤、罐體、吸污/高壓疏通/污水循環等作業裝置、液壓系統的設計。該增程式多功能聯合吸污車綠色環保、自動化程度高、持續作業能力強、作業效率高，能有效滿足城市地下管網維護保養需求，是一種環保、經濟、高效的聯合吸污車。

聯合吸污車；增程式新能源底盤；高壓疏通；污水循環；持續作業

1 前言

聯合吸污車，又稱下水道疏通車、聯合疏通車，主要用于城市的地下管網疏通、清洗、檢測、維護等維修保養工作。

隨著城市地下管網的老化越來越嚴重，國內各地時常發生因地下管網堵塞、排水不利等引起的城市積水、內澇、雨水漫灌等事故，嚴重影響城市交通及居民日常生活。

目前，我國多數城市在管道維護和保養方面采用的仍是人工清淘、抓泥車、推桿和轉桿疏通、射水疏通等方式，存在著作業效率低、污染嚴重等問題。部分城市使用單吸車，該類吸污車利用真空吸污的原理進行疏通，疏通效果并不理想，效率低下。為改變這一現狀，筆者設計研發了一款增程式多功能聯合吸污車，其具備污水循環功能，持續作業能力強、自動化程度高，提升了作業效率，降低了人力成本，綠色環保。

2 增程式多功能聯合吸污車的總體設計

2.1 總體布局

增程式多功能聯合吸污車是在增程式新能源汽車底盤的基礎上，加裝集沖洗、疏通、吸污、污水循環利用等多功能于一體的專用設備的專用車輛。其主要由增程式新能源底盤、罐體、后門、作業裝置、液壓系統等組成。

圖1 增程式多功能聯合吸污車總布置圖

2.2 增程式新能源底盤設計

聯合吸污車主要在城市運行，駐車作業，行駛路況基本為城市瀝青或水泥路面，且爬坡度低、車速低，采用增程式驅動方案。如圖2所示，駐車作業時，功率需求大，由發動機直接驅動滿足上裝動力需求。行駛時，上裝脫開不作業，發動機作為底盤增程器，缺電時可帶動ISG電機工作，解決用戶行駛里程焦慮。

圖2 增程式多功能聯合吸污車技術路線圖

2.3 罐體設計

如圖3所示，罐體整體采用圓柱形結構，采用304不銹鋼材料制作，內部由一個隔艙封頭分割為吸污罐和清水罐。吸污罐中設置粗濾裝置，通過液壓油缸啟閉，密封圈密封。吸污罐開有后門，利用液壓油缸和門鎖機構啟閉，完成存儲污物的傾倒，后門最大開啟95°；清水罐開有側門，利用門鎖結構啟閉，用于真空泵的安裝及維護，及內部觀察清理。

圖3 罐體結構示意圖

罐體截面圓直徑1810mm，根據公式（1）計算罐體的計算厚度：

（1）

式中，為罐體計算厚度，mm；為計算壓力，MPa；D為罐體當量直徑，mm；為設計溫度下，罐體材料的許用應力，MPa；為焊接接頭系數。查JB/T 4732得，=0.85。計算可得，計算=0.622mm。

根據公式（2）計算罐體的最小厚度：

式中：1為所用材料的筒體最小厚度，mm；0為按基準鋼設定的筒體最小厚度，mm；m為所用材料的標準抗拉強度下限值，MPa；1為所用材料的斷后伸長率，%。計算可得，1=3.277mm。

罐體設計厚度應取最小厚度和計算厚度較大值，考慮液態污物對罐體的腐蝕，腐蝕裕量取0.5mm。所以，取罐體設計厚度為4mm，滿足設計使用和法規要求。

2.4 作業裝置設計

如圖4所示，作業裝置主要由吸污裝置、高壓疏通裝置、污水循環裝置等組成。根據作業需求、工況的不同，主要分為吸污作業模式、高壓疏通作業模式、污水循環作業模式。

圖4 作業裝置結構示意圖

a.吸污作業模式。該工作模式與單吸車功能一致，主要包括真空吸污和污水反排。如圖5所示，當真空吸污時，真空泵工作，對吸污罐進行抽真空，真空度達標時，自動打開氣控切斷閥，開始吸污作業。污水反排時，真空泵工作，通過四通閥改變氣流方向，對吸污罐加壓，打開后門上的排污口，實現污水反排。

圖5 吸污作業模式示意圖

圖6 高壓疏通作業模式示意圖

b.高壓疏通作業模式。該模式下，疏通作業的水源主要由清水罐提供。上裝液壓泵站驅動高壓水泵，為系統提供高壓水，高壓水通過清洗噴頭后反向噴射，疏通清洗下水管道。同時，通過不同清洗噴頭的更換，還可實現堵塞物切屑疏通、視頻檢測、損傷探測等。

c.污水循環作業模式。如圖7所示，該模式下，上裝液壓泵站同時驅動真空泵、高壓水泵及污水循環裝置，吸污、高壓疏通、污水循環同時作業。吸污裝置將下水道內的液態污物吸入吸污罐內，罐內的污水經過污水循環裝置多層過濾凈化后，直接供給高壓疏通裝置進行下水道疏通作業，連續工作能力達10h以上，可以滿足全天作業不加水。

圖7 污水循環作業模式示意圖

2.6 液壓系統設計

a.整車主要有以下幾個液壓模塊組成。

上裝動力單元模塊。上裝動力單元主要包括高壓水泵、真空泵及污水泵，全部采用液壓驅動，實現吸污、高壓疏通、污水循環同時作業，如圖8所示。

圖8 上裝動力單元液壓原理圖

圖9 作業輔助模塊液壓原理圖

b.作業輔助模塊。車輛駐車作業時，通過控制卷盤擺角馬達、吸污管伸縮油缸，使吸污管、高壓疏通裝置進入下水管道內。通過控制軟管卷盤馬達的正反轉，實現高壓疏通裝置的前進和收回，如圖9所示。

c.卸料模塊。后門鎖止油缸將后門打開，后門油缸將后門舉起，罐體升降油缸將罐體升起，將液態污物傾倒出罐體，如圖10所示。

圖10 卸料模塊液壓原理圖

3 安全性計算

車輛滿載行駛不側翻，需滿足公式（3）要求：

B/(2×hg滿)＞（3）

式中，B為汽車輪距，mm；hg滿為滿載質心高度，mm；ψ為汽車行駛路面附著系數，一般路面取0.7。則抗側翻閾值B/(2×hg滿)=0.712＞0.7。由于車輛空載質心高度低于滿載質心高度，抗側翻閾值更大，車輛空載行駛不會發生側翻。

4 結語

該增程式多功能聯合吸污車采用增程式新能源底盤，純電模式行駛，駐車發動機驅動作業，有效滿足城市行駛走走停停路況，以及駐車作業大功率需求；同時具備吸污、高壓疏通、污水循環、污水反排等多種功能于一體，操作簡單，極大提升了車輛的持續作業能力，能夠有效解決城市地下管網老化、維修保養難的問題。

[1] 汽車理論/余志生主編.第4版.北京:機械工業出版社,2006.5.

[2] 徐達,蔣崇賢.專用汽車結構與設計[M].北京:北京理工大學出版社,1998.

A Multifunctional Joint Pollution Absorber

Zhao Qiang

( Shaanxi Automobile Holding Group Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

In view of the problems of difficult maintenance, heavy labor intensity, low efficiency and serious pollution of urban underground pipeline network in China, a multi-functional combined suction truck with increasing program new energy chassis was designed and developed. This paper introduces the general layout design of the truck, and introduces in detail the design of the increasing program new energy chassis, tank, suction/high pressure dredging/sewage circulation and operating devices and hydraulic system. The increasing program multi-functional combined suction truck has the advantages of green environment protection, high degree of automation, strong continuous operation ability and high operation efficiency. It is an environmental protection, economic and efficient combined sewage suction truck.

combined sewage suction truck; increasing program new energy chassis; high pressure dredge; sewage circulation; continuous operation

U462

A

1671-7988(2018)21-181-03

U462

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1671-7988(2018)21-181-03

趙強，就職于陜西汽車控股集團有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.21.061