陳歡
1、引言
隨著新型城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的持續(xù)推進(jìn),公路里程的日益增加,在滿足人民日益增長(zhǎng)的快捷出行需求的同時(shí),路面修建和使用過(guò)程中的清掃工作強(qiáng)度也越來(lái)越大。傳統(tǒng)的人工清掃存在作業(yè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全隱患高等諸多弊端,因此加快新型道路清掃車的研發(fā),實(shí)現(xiàn)城市環(huán)衛(wèi)工作機(jī)械化、智能化已成為現(xiàn)代化城市建設(shè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。
目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用的清掃車主要是通過(guò)汽車底盤改裝,采用主、副發(fā)動(dòng)機(jī)的布置形式。主發(fā)動(dòng)機(jī)就是汽車底盤自帶的發(fā)動(dòng)機(jī),用來(lái)驅(qū)動(dòng)清掃車的行駛;副發(fā)動(dòng)機(jī)為額外選配,用來(lái)驅(qū)動(dòng)作業(yè)系統(tǒng)工作。由于加裝了副發(fā)動(dòng)機(jī),還必須配置發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)附件及控制裝置,增加了制造成本。同時(shí)工作噪聲增大,油耗高,造成使用成本上升。另外,市場(chǎng)現(xiàn)有車型選有的副發(fā)動(dòng)機(jī)均為國(guó)Ⅲ(國(guó)家第三階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn))或更低排放標(biāo)準(zhǔn)的型號(hào)。然而,隨著大氣污染的加重和國(guó)人環(huán)保意識(shí)的提高,國(guó)家必將逐步提高汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。
因此,隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高,作為副發(fā)使用的國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)必將制約現(xiàn)有絕大部分清掃車型的發(fā)展與推廣。如果單純采取提高副發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的舉措,又勢(shì)必會(huì)增加成本,造成不必要的浪費(fèi)。因此,單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車的研制與推廣便成了道路清掃車發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2、單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車現(xiàn)狀
道路清掃車自誕生以來(lái)已經(jīng)歷了一百一十余年的發(fā)展變革,我國(guó)開(kāi)始研制清掃車也已有近六十年的歷史。國(guó)際上知名的掃路車生產(chǎn)企業(yè)如英國(guó)JOHNSTON公司、美國(guó)ELGIN公司等所生產(chǎn)的清掃車由于作業(yè)性能好,工作可靠性高,已得到全球許多用戶的認(rèn)可,其產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界各地。我國(guó)的優(yōu)秀企業(yè)生產(chǎn)的清掃車也已漸漸嶄露頭角,其性能也已基本能滿足國(guó)內(nèi)道路清掃的需要。
對(duì)于單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車而言,單發(fā)動(dòng)機(jī)配置由于比雙發(fā)動(dòng)機(jī)配置少了一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),這就要求用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)既要負(fù)責(zé)底盤行走,又要給工作裝置提供動(dòng)力。這種配置的形成方式有兩種,一種是與專用底盤對(duì)應(yīng)的單發(fā)動(dòng)機(jī)全液壓驅(qū)動(dòng)形式,另一種是通過(guò)在底盤改裝中引入液壓系統(tǒng)而形成的液壓、機(jī)械并存的驅(qū)動(dòng)形式。前一種驅(qū)動(dòng)形式在國(guó)外的許多機(jī)型中已經(jīng)得到成功應(yīng)用,它是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)液壓泵,再由每個(gè)液壓泵單獨(dú)為行走系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、掃刷等工作裝置提供動(dòng)力,其傳動(dòng)路線如下圖1所示。該種傳動(dòng)形式中所使用的液壓元器件大都選用國(guó)際知名品牌以保證其產(chǎn)品性能及可靠性,因此整車造價(jià)偏高。也正因?yàn)槿绱?,這種全液壓驅(qū)動(dòng)形式的技術(shù)路線在引入我國(guó)時(shí)遇到了價(jià)格壁壘。
第二種驅(qū)動(dòng)形式是國(guó)外全液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)路線的基礎(chǔ)之上,結(jié)合本國(guó)國(guó)情和市場(chǎng)需求創(chuàng)造性開(kāi)發(fā)的液壓、機(jī)械并存的技術(shù)路線。但這種技術(shù)路線由于縱跨機(jī)械、液壓、電控等不同領(lǐng)域,系統(tǒng)集成度要求較高,尚有許多技術(shù)難點(diǎn)仍未攻破,所以目前基本都還處于研發(fā)試制階段。其中研發(fā)力量比較傾向的一種形式是在底盤行走系統(tǒng)中引入液壓傳動(dòng),工作裝置的運(yùn)行依然采用機(jī)械傳動(dòng),這樣就解決了底盤行走低速、變速,工作裝置高速、恒速的矛盾需求。
還有一類動(dòng)力方案為電動(dòng)配置方案,它是采用蓄電池作為動(dòng)力源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)力執(zhí)行元件。類似于內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源時(shí)分為單發(fā)動(dòng)機(jī)和雙發(fā)動(dòng)機(jī)配置形式,蓄電池作為動(dòng)力源時(shí)也分為純電動(dòng)式和電動(dòng)底盤式兩種配置形式。純電動(dòng)式就是蓄電池所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)不僅要為底盤行走提供動(dòng)力,還要為工作裝置的運(yùn)行提供動(dòng)力。由于這種配置形式對(duì)蓄電池電量的消耗較快,所以目前只有一些小型掃路機(jī)采用此種配置形式。如煙臺(tái)海德專用汽車有限公司生產(chǎn)的CHDSHZ16B型純電動(dòng)掃路機(jī),其采用鋰電池作為整機(jī)動(dòng)力源,重量輕、壽命長(zhǎng),一次充電可連續(xù)作業(yè)8小時(shí)以上。電動(dòng)底盤式就是只有底盤運(yùn)行依靠電動(dòng),工作裝置的動(dòng)力仍來(lái)自于單獨(dú)配置的副發(fā)動(dòng)機(jī)。如福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份有限公司生產(chǎn)的FLM5070TSLEV型純電動(dòng)掃路車,該車型的底盤以磷酸鐵鋰電池為動(dòng)力源,驅(qū)動(dòng)電機(jī)為一款永磁同步電機(jī),以此來(lái)驅(qū)動(dòng)底盤行走,但它的工作裝置運(yùn)行還需要外加一臺(tái)副發(fā)動(dòng)機(jī)。
3、單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車發(fā)展趨勢(shì)
結(jié)合以上對(duì)單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車分析和論述,我們不難看出單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車的是朝著節(jié)能環(huán)保和提高清掃效率的方向不斷發(fā)展的。
具體而言,節(jié)能環(huán)保是在單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上,通過(guò)自動(dòng)作業(yè)、能量回收和巡航技術(shù)的更新和發(fā)展來(lái)提高整車的傳動(dòng)效率,降低整車功率損耗,減少相應(yīng)的燃油損耗,將排放控制在合理水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的保護(hù)。
清掃效率的提高包含兩個(gè)方面的內(nèi)容:一方面是提高車輛在普通路面作業(yè)過(guò)程中的清掃效率,保證市政路面清掃作業(yè)的覆蓋范圍;另一方面是提高車輛在較高速度行駛時(shí)對(duì)高速公路清掃效率,破除高速清掃車的技術(shù)壁壘,顛覆傳統(tǒng)清掃設(shè)備的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)高速行駛的清掃效率高效化。
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