刘福新
石家庄煤矿机械有限责任公司 河北石家庄 051431
1 前言
国家卫生城市创建工作推进对城市道路清扫机械化水平提出了更高要求，而用于城市道路清扫的环卫设备有很多，从功能结构方面主要分为两种：洗扫车和吸尘车，洗扫车主要采用高压冲洗和清扫相结合的方式，属于湿式作业，吸尘车主要采用真空纯吸和脉冲除尘相结合的方式，属于干式作业。由于洗扫车洗扫效率高，作业后可还原路面本色，深受用户喜爱，但在冬季环境温度0℃以下时，洗扫车因水箱、管路中的水结冰，损坏管路、阀门等元件而不能使用，而此时只能用吸尘车代替。所以吸尘车每年主要在冬季使用，其他大部分时间处于闲置状态，造成了资源的极大浪费。因此，需要开发一种集洗扫、吸尘功能于一体的全天候扫路车，解决环卫车辆半闲置问题，满足对城市不同天气、工况的使用需求。
2 市场上几种全天候扫路车状态
2.1 干湿两用扫路车[1]
车辆结构：干湿两用扫路车通过风机对箱体进行真空抽吸，垃圾经过吸嘴进入箱体，经粗过滤装置、旋风除尘装置过滤后的小颗粒粉尘随风机排向两个出口，一是吸嘴，用于吸嘴内部垃圾的反吹收集；二是外置滤筒箱，最终过滤出干净的气体排向外界。该车具有干式、湿式两种作业模式（见图1），干式作业针对冬季，湿式作业针对春、夏、秋季节。
图1 干湿两用扫路车
问题分析：a.干式作业时，尤其是当地面细微轻质垃圾较多时，扫刷搅动地面上细微垃圾会产生较大扬尘，市民反映强烈，虽然在吸嘴和扫盘周围均安装有挡尘裙布，但依然无法满足目前城市PM2.5的控尘要求；b.湿式清扫作业时，由于没有高压水冲洗路面，清扫效率比洗扫车低，很难满足用户的高清洁度清扫要求。
2.2 带保温及尾部烘干装置的洗扫车[2]
车辆结构：在普通洗扫车基础上，将管路、水泵、水阀等部件缠绕伴热带及保温棉等装置，确保零摄氏度时管路不结冰，同时，在车尾安装柴油热风机，在冬季洗扫作业时，通过热风机工作产生的热风吹向洗扫后的地面，以期达到吹干残余水迹、避免路面结冰的效果（见图2）。
图2 尾部烘干装置
问题分析：a.由于伴热带及热风机能力有限，无法彻底解决洗扫过后的残余水迹导致路面结冰的问题；b.热风机采用直燃原理，不仅耗油大，而且尾气不经任何处理排向大气，严重污染环境。
3 新型全天候扫路车研发
笔者以实现扫路车一年四季一车多用为导向，在不弱化洗扫和吸尘功能的前提下，研制出一款集洗扫、吸尘功能于一体的全天候清扫车辆。该车型的研发要实现两个功能，一是在作业时间、洗扫净率等方面不低于单一功能的洗扫车或吸尘车；二是洗扫与吸尘功能的切换要简捷方便。同时，当洗扫作业时，带水的气流不可以串入过滤腔内，避免水分与灰尘粘连在滤筒上，从而影响干式作业时的效果；当吸尘作业时，气流经过重力除尘、碰撞除尘、精滤除尘时风阻不可过高，以免影响吸尘效果和作业油耗，切实做到两种作业模式互不干扰、完美融合。
3.1 整体结构
全天候扫路车是在某品牌二类底盘基础上改装而成，副车架承担底盘与箱体的固定连接，扫盘和吸嘴布置在底盘大梁两侧，动力系统采用单发多级动力传输技术，通过电气自动化控制实现气路、液压、高压水路的有序动作，并可细分为左（洗扫、吸尘、清洗）、右（洗扫、吸尘、清洗）、全（洗扫、吸尘、清洗）9种作业模式，洗扫、吸尘作业模式为一键自动切换，整个切换过程不超20 s。全天候扫路车还安装有低压水路系统，通过底盘取力器驱动低压水泵，可实现对路面的洒水冲洗作业。
图3 新型全天候扫路车整体结构示意图
3.2 作业模式的实现
全天候扫路车是洗扫车和吸尘车的合成体，在底盘、动力系统、液压系统、副车架、扫盘、吸嘴等装置上均实现了共用，垃圾箱采用了双甬道设计技术（见图4），分别设置了洗扫通道和吸尘通道，描述如下：
图4 双甬道示意图
当扫路车为洗扫模式时，翻转密封装置落下，关闭入风口2，推拉密封装置关闭入风口8，推拉密封装置打开入风口10，洗扫通道形成。湿式气流依次通过过滤装置、风口10、惯性除尘腔上腔、入风口7与风机相连；
当扫路车为吸尘模式时，翻转密封装置开启，入风口2打开、推拉密封装置打开入风口8，推拉密封装置关闭入风口10，吸尘通道形成。带尘气流依次通过过滤装置、入风口2、入风口4、惯性除尘腔、脉冲滤筒除尘腔、入风口8、惯性除尘腔上腔、入风口7与风机相连。
当洗扫模式工作时，动力传递见图5，全功率取力器驱动传动装置使风机、高压水泵、液压油泵均工作，风道避开除尘滤筒和脉冲阀，扫盘旋转收集垃圾，高压水路系统的高压喷杆冲洗路面，垃圾和水被吸嘴收入到垃圾箱内（见图6）。
图5 动力传递示意
图6 洗扫模式气路循环工作示意
当吸尘模式工作时，全功率取力器驱动传动装置使风机、液压油泵工作，高压水泵不工作；扫盘旋转收集垃圾，垃圾通过吸嘴进入垃圾箱的吸尘风道，依次经过重力沉降腔、迷宫沉降腔，最后进入装有除尘滤筒和脉冲阀的精细灰尘腔，脉冲阀自动为除尘滤筒进行爆破式除尘，防止滤筒堵塞影响吸尘效果，经过多级过滤最终向外界排出干净气体（见图7）。
图7 吸尘模式气路循环工作示意
4 应用效果
全天候扫路车的研发与应用将会产生如下经济和社会效益：
a.一车两用，实现冬夏全天候、干湿多路况作业，降低用户购车成本；
b.双甬道设计，作业模式一键自动切换，转换时间不超20s，方便快捷；
c.集洗扫、吸尘功能于一体，减少车辆闲置率，避免社会资源浪费；
d.采用单发驱动技术，不仅节能、环保，而且降低了作业噪声以及用户保养费用。
