全天候掃路車研發與應用

劉福新

石家莊煤礦機械有限責任公司 河北石家莊 051431

1 前言

國家衛生城市創建工作推進對城市道路清掃機械化水平提出了更高要求，而用于城市道路清掃的環衛設備有很多，從功能結構方面主要分為兩種：洗掃車和吸塵車，洗掃車主要采用高壓沖洗和清掃相結合的方式，屬于濕式作業，吸塵車主要采用真空純吸和脈沖除塵相結合的方式，屬于干式作業。由于洗掃車洗掃效率高，作業后可還原路面本色，深受用戶喜愛，但在冬季環境溫度0℃以下時，洗掃車因水箱、管路中的水結冰，損壞管路、閥門等元件而不能使用，而此時只能用吸塵車代替。所以吸塵車每年主要在冬季使用，其他大部分時間處于閑置狀態，造成了資源的極大浪費。因此，需要開發一種集洗掃、吸塵功能于一體的全天候掃路車，解決環衛車輛半閑置問題，滿足對城市不同天氣、工況的使用需求。

2 市場上幾種全天候掃路車狀態

2.1 干濕兩用掃路車[1]

車輛結構：干濕兩用掃路車通過風機對箱體進行真空抽吸，垃圾經過吸嘴進入箱體，經粗過濾裝置、旋風除塵裝置過濾后的小顆粒粉塵隨風機排向兩個出口，一是吸嘴，用于吸嘴內部垃圾的反吹收集；二是外置濾筒箱，最終過濾出干凈的氣體排向外界。該車具有干式、濕式兩種作業模式（見圖1），干式作業針對冬季，濕式作業針對春、夏、秋季節。

圖1 干濕兩用掃路車

問題分析：a.干式作業時，尤其是當地面細微輕質垃圾較多時，掃刷攪動地面上細微垃圾會產生較大揚塵，市民反映強烈，雖然在吸嘴和掃盤周圍均安裝有擋塵裙布，但依然無法滿足目前城市PM2.5的控塵要求；b.濕式清掃作業時，由于沒有高壓水沖洗路面，清掃效率比洗掃車低，很難滿足用戶的高清潔度清掃要求。

2.2 帶保溫及尾部烘干裝置的洗掃車[2]

車輛結構：在普通洗掃車基礎上，將管路、水泵、水閥等部件纏繞伴熱帶及保溫棉等裝置，確保零攝氏度時管路不結冰，同時，在車尾安裝柴油熱風機，在冬季洗掃作業時，通過熱風機工作產生的熱風吹向洗掃后的地面，以期達到吹干殘余水跡、避免路面結冰的效果（見圖2）。

圖2 尾部烘干裝置

問題分析：a.由于伴熱帶及熱風機能力有限，無法徹底解決洗掃過后的殘余水跡導致路面結冰的問題；b.熱風機采用直燃原理，不僅耗油大，而且尾氣不經任何處理排向大氣，嚴重污染環境。

3 新型全天候掃路車研發

筆者以實現掃路車一年四季一車多用為導向，在不弱化洗掃和吸塵功能的前提下，研制出一款集洗掃、吸塵功能于一體的全天候清掃車輛。該車型的研發要實現兩個功能，一是在作業時間、洗掃凈率等方面不低于單一功能的洗掃車或吸塵車；二是洗掃與吸塵功能的切換要簡捷方便。同時，當洗掃作業時，帶水的氣流不可以串入過濾腔內，避免水分與灰塵粘連在濾筒上，從而影響干式作業時的效果；當吸塵作業時，氣流經過重力除塵、碰撞除塵、精濾除塵時風阻不可過高，以免影響吸塵效果和作業油耗，切實做到兩種作業模式互不干擾、完美融合。

3.1 整體結構

全天候掃路車是在某品牌二類底盤基礎上改裝而成，副車架承擔底盤與箱體的固定連接，掃盤和吸嘴布置在底盤大梁兩側，動力系統采用單發多級動力傳輸技術，通過電氣自動化控制實現氣路、液壓、高壓水路的有序動作，并可細分為左（洗掃、吸塵、清洗）、右（洗掃、吸塵、清洗）、全（洗掃、吸塵、清洗）9種作業模式，洗掃、吸塵作業模式為一鍵自動切換，整個切換過程不超20 s。全天候掃路車還安裝有低壓水路系統，通過底盤取力器驅動低壓水泵，可實現對路面的灑水沖洗作業。

圖3 新型全天候掃路車整體結構示意圖

3.2 作業模式的實現

全天候掃路車是洗掃車和吸塵車的合成體，在底盤、動力系統、液壓系統、副車架、掃盤、吸嘴等裝置上均實現了共用，垃圾箱采用了雙甬道設計技術（見圖4），分別設置了洗掃通道和吸塵通道，描述如下：

圖4 雙甬道示意圖

當掃路車為洗掃模式時，翻轉密封裝置落下，關閉入風口2，推拉密封裝置關閉入風口8，推拉密封裝置打開入風口10，洗掃通道形成。濕式氣流依次通過過濾裝置、風口10、慣性除塵腔上腔、入風口7與風機相連；

當掃路車為吸塵模式時，翻轉密封裝置開啟，入風口2打開、推拉密封裝置打開入風口8，推拉密封裝置關閉入風口10，吸塵通道形成。帶塵氣流依次通過過濾裝置、入風口2、入風口4、慣性除塵腔、脈沖濾筒除塵腔、入風口8、慣性除塵腔上腔、入風口7與風機相連。

當洗掃模式工作時，動力傳遞見圖5，全功率取力器驅動傳動裝置使風機、高壓水泵、液壓油泵均工作，風道避開除塵濾筒和脈沖閥，掃盤旋轉收集垃圾，高壓水路系統的高壓噴桿沖洗路面，垃圾和水被吸嘴收入到垃圾箱內（見圖6）。

圖5 動力傳遞示意

圖6 洗掃模式氣路循環工作示意

當吸塵模式工作時，全功率取力器驅動傳動裝置使風機、液壓油泵工作，高壓水泵不工作；掃盤旋轉收集垃圾，垃圾通過吸嘴進入垃圾箱的吸塵風道，依次經過重力沉降腔、迷宮沉降腔，最后進入裝有除塵濾筒和脈沖閥的精細灰塵腔，脈沖閥自動為除塵濾筒進行爆破式除塵，防止濾筒堵塞影響吸塵效果，經過多級過濾最終向外界排出干凈氣體（見圖7）。

圖7 吸塵模式氣路循環工作示意

4 應用效果

全天候掃路車的研發與應用將會產生如下經濟和社會效益：

a.一車兩用，實現冬夏全天候、干濕多路況作業，降低用戶購車成本；

b.雙甬道設計，作業模式一鍵自動切換，轉換時間不超20s，方便快捷；

c.集洗掃、吸塵功能于一體，減少車輛閑置率，避免社會資源浪費；

d.采用單發驅動技術，不僅節能、環保，而且降低了作業噪聲以及用戶保養費用。