李偉文 黃榮明

福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份有限公司 福建龍巖 364028

1 前言

隨著環(huán)衛(wèi)市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，用戶(hù)對(duì)環(huán)衛(wèi)設(shè)備油耗、維護(hù)保養(yǎng)等使用成本的關(guān)注度越來(lái)越高，居民對(duì)清掃車(chē)輛的作業(yè)噪聲影響、排放等要求也越來(lái)越高[1,2]。

目前，城市道路保潔車(chē)輛普遍采用底盤(pán)行駛與上裝工作裝置分別由主發(fā)動(dòng)機(jī)和副發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的形式，主發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)整車(chē)行駛，所需功率大，但清掃保潔類(lèi)車(chē)作業(yè)速度一般在20 km/h以下，以5～15 km/h居多，由于長(zhǎng)期在低轉(zhuǎn)速工況下作業(yè)，因此工作效率低。加上副發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)作，整車(chē)排放和噪音難以得到有效的控制，整車(chē)能耗效率低下，油耗及作業(yè)排放量大[3]。

2 單發(fā)動(dòng)力技術(shù)

單發(fā)動(dòng)力技術(shù)是通過(guò)一個(gè)底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)提供行駛和上裝大功率動(dòng)力需求技術(shù)的研究。由于其在節(jié)能降耗、降低作業(yè)噪聲和整車(chē)排放方面可起到顯著的效果，因此在近年得到快速的發(fā)展。市面上單發(fā)技術(shù)路線根據(jù)提供的第二路大功率動(dòng)力能量形式可簡(jiǎn)單分為機(jī)械式、液壓式和電氣化三種[4,5]。機(jī)械式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單但普遍存在兩組動(dòng)力耦合的問(wèn)題；液壓式可實(shí)現(xiàn)2組動(dòng)力解耦但由于液壓的傳遞效率較低，因此整車(chē)節(jié)油效果較差；而電氣化技術(shù)路線則更便于發(fā)動(dòng)機(jī)及電機(jī)運(yùn)行工況控制，其實(shí)現(xiàn)動(dòng)力解耦及節(jié)油效果普遍優(yōu)于機(jī)械式與液壓式。

三種技術(shù)路線的效率分析計(jì)算情況如下：油電混動(dòng)，ISG電機(jī)95%×控制器AC/DC98%×控制器DC/AC98%×驅(qū)動(dòng)電機(jī)95%+發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域控制5%=92%；液壓驅(qū)動(dòng)，全功率取力器95%×液壓泵85%×液壓馬達(dá)85%+發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域控制5%=74%；機(jī)械驅(qū)動(dòng)，全功率取力器95%×帶傳動(dòng)92%=87%，因此總體效率：油電混動(dòng)＞機(jī)械傳動(dòng)＞液壓驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)效率如表1所示。

表1 傳動(dòng)效率

王鵬[6]研究了現(xiàn)有雙發(fā)動(dòng)機(jī)洗掃車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，分析了客車(chē)等領(lǐng)域的各種形式混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用在洗掃車(chē)上的利弊。根據(jù)原型車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能要求，對(duì)混合動(dòng)力洗掃車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；宗泱[7]提出較為典型的串聯(lián)式油電混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)用。但是，現(xiàn)有研究卻未對(duì)比出不同單發(fā)技術(shù)路線的優(yōu)劣，且未進(jìn)行單發(fā)與傳統(tǒng)雙發(fā)在節(jié)能效果、NVH性能、排放等方面的深入對(duì)比。

本文以某公司的大型洗掃車(chē)為研究對(duì)象，通過(guò)電氣化技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間加裝一個(gè)大功率發(fā)電機(jī)，由發(fā)電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)從而為上裝提供動(dòng)力，底盤(pán)行駛動(dòng)力仍由主發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱提供。此方案既采用單發(fā)動(dòng)機(jī)為整車(chē)提供動(dòng)力，又能夠保證上裝系統(tǒng)具有相對(duì)獨(dú)立穩(wěn)定的動(dòng)力源，使整車(chē)獲得良好的作業(yè)狀態(tài)和使用性能。

3 電氣化單發(fā)洗掃車(chē)系統(tǒng)與工作原理

3.1 洗掃車(chē)概況

市面上絕大部份洗掃車(chē)屬于吸掃式，即通過(guò)離心抽吸風(fēng)機(jī)將垃圾箱抽至真空負(fù)壓，采用氣力輸送的形式將路面清掃歸攏后的垃圾利用高速流動(dòng)的氣流和負(fù)壓將垃圾隨車(chē)帶走。而洗掃車(chē)還配備有高、低壓水路系統(tǒng)，可在清掃道路的同時(shí)清洗路面。

從上裝功率（能量）消耗的角度分析，消耗能量的部件主要有離心風(fēng)機(jī)，其功率占總功耗的75%；高壓水泵，用于洗掃作業(yè)時(shí)沖洗地面，功率占總功耗的15%；液壓泵用于帶動(dòng)清掃裝置旋轉(zhuǎn)和卸垃圾時(shí)后門(mén)開(kāi)啟與箱體舉升，功率占總功耗的5%。

3.2 電氣化單發(fā)洗掃車(chē)動(dòng)力原理

由于突出解決的問(wèn)題在動(dòng)力部分，因此上裝等作業(yè)部分未做大的設(shè)計(jì)變動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)從底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出第二路大功率動(dòng)力，電氣化單發(fā)系統(tǒng)構(gòu)架如下：如圖1、2所示通過(guò)ECM（汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊）控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)連接MG發(fā)電機(jī)，MG發(fā)電機(jī)連接變速箱，從而給環(huán)衛(wèi)車(chē)行駛與發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。PE控制器控制輸出至電氣化附件如驅(qū)動(dòng)電機(jī)等的電流大小，以此實(shí)現(xiàn)各個(gè)總成的單獨(dú)控制。同時(shí)，PE控制器會(huì)反饋信息至ECM，保證上裝正常工作的同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)處在一個(gè)相對(duì)經(jīng)濟(jì)的區(qū)間工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖1 單發(fā)電氣化系統(tǒng)構(gòu)架

圖2 動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剖視圖

為確保動(dòng)力解耦及不影響正常的行駛動(dòng)力鏈，電氣化單發(fā)的動(dòng)力輸出系統(tǒng)方案為在底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間串聯(lián)大功率發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)上的動(dòng)力軸同時(shí)作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和行駛動(dòng)力輸出軸，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)動(dòng)力軸的前端傳動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)的動(dòng)力軸后端通過(guò)相互配合的飛輪和離合器與變速箱的輸入軸傳動(dòng)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分動(dòng)力通過(guò)變速箱直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛，另一部分輸出電能驅(qū)動(dòng)上裝作業(yè)系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 單發(fā)電氣化系統(tǒng)構(gòu)架

將發(fā)電機(jī)串聯(lián)至發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間，發(fā)電機(jī)后段設(shè)置飛輪盤(pán)再連接常規(guī)的離合器盤(pán)以維持原有最為成熟的動(dòng)力鏈布置形式，此布置形式同時(shí)申請(qǐng)了實(shí)用新型專(zhuān)利（已授權(quán)）和發(fā)明專(zhuān)利。

除上述發(fā)動(dòng)機(jī)部分電氣化一分二路大功率動(dòng)力外，其發(fā)電機(jī)輸出的為三相交流電，其電壓隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)而波動(dòng)，最高可達(dá)720 V。而帶動(dòng)風(fēng)機(jī)和高壓水泵作業(yè)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸入電壓需求為380 V交流電，因此采取的穩(wěn)壓方案為在發(fā)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間設(shè)置2個(gè)電機(jī)控制器將交流電先轉(zhuǎn)化成560 V穩(wěn)定直流電，再逆變成380 V穩(wěn)壓交流電。發(fā)電機(jī)控制器布置在靠近發(fā)電機(jī)的位置，同樣驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器布置靠近驅(qū)動(dòng)電機(jī)，中間較長(zhǎng)距離的高壓電傳輸則用直流電更加安全。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)皮帶傳輸驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、高壓水泵、液壓泵，高壓水泵與傳動(dòng)軸通過(guò)氣動(dòng)離合器控制結(jié)合分離，液壓泵為上裝的箱體舉升、清掃馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)、后門(mén)開(kāi)啟和吸盤(pán)的升降等提供動(dòng)力。

發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器通過(guò)水冷系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，系統(tǒng)控制器檢測(cè)各項(xiàng)執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)作，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩情況、是否有故障信息等。電能交直流通過(guò)控制器轉(zhuǎn)換效率高于95%，相比傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)損耗能耗低，系統(tǒng)控制器的各項(xiàng)參數(shù)控制更加精確。

3.3 功率的確定

功率的確定對(duì)上述系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)的選型包括其馬力的大小甚至外特性的標(biāo)定、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率需求提供基礎(chǔ)，功耗匹配是設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)。首先了解現(xiàn)有上裝各部件在各種工況下的功率（扭矩）情況，其方法是在現(xiàn)有采用副發(fā)動(dòng)機(jī)的雙發(fā)車(chē)輛通過(guò) C AN總線采集各個(gè)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)的凈輸出功率（扭矩）情況。計(jì)算如下。

3.3.1 系統(tǒng)總需求功率

系統(tǒng)總需求功率公式為：

分別在標(biāo)準(zhǔn)工況作業(yè)狀態(tài)和強(qiáng)力清掃狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)副發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別在1 650 r/min和1 850 r/min工況下通過(guò)CAN總線讀取副發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。系統(tǒng)輸出功率即包含抽吸風(fēng)機(jī)、高壓水泵、液壓齒輪泵全部負(fù)載的功率需求情況如下。

在全洗掃作業(yè)即抽吸風(fēng)機(jī)、高壓水泵、液壓泵同時(shí)作業(yè)，副發(fā)轉(zhuǎn)速1 650 r/min情況下，實(shí)測(cè)扭矩248 N m，反算功率W=248×1650÷9550=42.85 kW。全洗掃工況功率測(cè)算如表2所示。

表2 全洗掃工況功率測(cè)算

用同樣的公式算法計(jì)算風(fēng)機(jī)的輸入功率，即將高壓水泵、液壓齒輪泵的輸入斷開(kāi)，副發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩則為風(fēng)機(jī)輸入扭矩，風(fēng)機(jī)功率測(cè)算如表3所示。

表3 風(fēng)機(jī)功率測(cè)算

液壓齒輪泵功率測(cè)算如表4所示。

表4 液壓齒輪泵功率測(cè)算

進(jìn)一步驗(yàn)證以上功耗分布滿足實(shí)際作業(yè)需求，進(jìn)行測(cè)試樣車(chē)以在相應(yīng)測(cè)試工況下進(jìn)行作業(yè)潔凈率試驗(yàn)，如表5所示。

從上述測(cè)試數(shù)據(jù)及驗(yàn)證結(jié)果可得出，按強(qiáng)力作業(yè)效果情況下核算系統(tǒng)最大功率需求為55 kW，即電氣化系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)）需滿足該功率需求。

表5 測(cè)試樣機(jī)潔凈率試驗(yàn)數(shù)據(jù)

各主要零部件的選型取最大功率進(jìn)行計(jì)算，即上裝最高功率消耗為55 kW，即：P電≥P風(fēng)max+P水max。由于洗掃車(chē)運(yùn)行工況穩(wěn)定，因此無(wú)需預(yù)留一定比例的富余上裝功率，上裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率選型按額定轉(zhuǎn)速下功率達(dá)60 kW以上即可。為了滿足設(shè)計(jì)通用性，風(fēng)機(jī)、高壓水泵等皮帶輪和皮帶可借用現(xiàn)有型號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速取1 900 r/min，驅(qū)動(dòng)電機(jī)選取300 Nm即可。發(fā)電機(jī)考慮到清掃作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間在低轉(zhuǎn)速區(qū)間、能耗轉(zhuǎn)換效率和備選供應(yīng)商通用性選型，選取精進(jìn)電動(dòng)1 000 N m電機(jī)。

3.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)功率（型號(hào)）的確定

該項(xiàng)目選取的平臺(tái)為總質(zhì)量18 t的某品牌底盤(pán)配置ISD210 50或ISD270 50動(dòng)力，該底盤(pán)公告內(nèi)可選的以上2組動(dòng)力在物理硬件上相同，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定上差別。針對(duì)以上2款發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性進(jìn)行動(dòng)力性分析，其外特性曲線如圖4、5所示。

圖4 ISD210 50外特性曲線

圖5 ISD270 50外特性曲線

考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車(chē)速的線形關(guān)系，洗掃車(chē)作業(yè)狀態(tài)均處于5～15 km的低速狀態(tài)，即發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間，因此發(fā)動(dòng)機(jī)選擇在低轉(zhuǎn)速區(qū)間扭矩相對(duì)較大的類(lèi)型。而ISD270 50的外特性曲線可明顯地觀察到當(dāng)轉(zhuǎn)速在1 100～1 700 r/min時(shí)，其扭矩達(dá)到最大趨于平穩(wěn)，其動(dòng)力性能可很好地滿足該方案需求。

3.3.3 低壓24 V系統(tǒng)的功率

低壓24 V系統(tǒng)的功率也需重新核算，由于增加了水冷系統(tǒng)的循環(huán)驅(qū)動(dòng)直流水泵、散熱風(fēng)扇、系統(tǒng)控制器和電機(jī)控制器等低壓耗電元件，該底盤(pán)標(biāo)配采用2組12V蓄電池并聯(lián)為整車(chē)提供24 V用電，發(fā)動(dòng)機(jī)自帶75 A直流發(fā)電機(jī)。若直流發(fā)電機(jī)發(fā)電功率小于系統(tǒng)最大低壓耗電功率，則持續(xù)作業(yè)有造成饋電的風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)最大低壓24 V耗電情況為夜間作業(yè)時(shí)，開(kāi)啟底盤(pán)大燈、上裝作業(yè)長(zhǎng)排警示燈、音樂(lè)喇叭、冷卻直流水泵、散熱風(fēng)扇和液壓控制的電池閥等，總計(jì)641 W。因此由于增加了冷卻水泵和散熱風(fēng)散的持續(xù)作業(yè)耗電元件，需加大發(fā)動(dòng)機(jī)自帶的直流發(fā)電機(jī)，目前該款發(fā)動(dòng)機(jī)可選配件中可增加至110A型。

3.4 控制方案概況

該電氣化路線單發(fā)洗掃車(chē)的控制方案是發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)將能量傳遞給發(fā)電機(jī)，利用AC/DC控制器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電逆變成電壓恒定的直流電，直流電再經(jīng)DC/AC控制器逆變?yōu)殡妷汉愣ǖ慕涣麟姾罂刂齐姍C(jī)的運(yùn)行。上裝控制器通過(guò)CAN總線將轉(zhuǎn)速需要指令發(fā)送給AC/DC及DC/AC控制器，AC/DC及DC/AC控制器根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速需求轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)功率扭矩需求，利用發(fā)電機(jī)的外特性控制發(fā)電機(jī)的扭矩，最終實(shí)現(xiàn)電機(jī)、風(fēng)機(jī)的定轉(zhuǎn)速控制而不受底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速擋位等的影響。

發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器由軸連接，并位于它們之間，發(fā)電機(jī)工作與否不會(huì)影響到車(chē)輛的正常行駛，解決了由斷軸取力方案帶來(lái)的車(chē)輛不好掛擋位等問(wèn)題。發(fā)電機(jī)與AC/DC控制器間采用高壓三相線連接，AC/DC控制器與D C/A C控制器間采用直流高壓線傳輸連接，DC/AC控制器與電機(jī)間采用高壓三相線連接，電機(jī)通過(guò)輸出裝置連接帶動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪泵等負(fù)載。

4 安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于電氣化系統(tǒng)涉及高壓電氣系統(tǒng)，因此安全防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是核心之一。該系統(tǒng)的最高電壓可達(dá)720 V，結(jié)合現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)車(chē)輛的安全防護(hù)構(gòu)架，該系統(tǒng)相對(duì)純電動(dòng)車(chē)具有大容量動(dòng)力電池的特點(diǎn)是無(wú)常電，僅需將發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行便無(wú)高壓電源。因此相對(duì)純電動(dòng)元器件設(shè)置開(kāi)蓋斷電保護(hù)，電氣化單發(fā)系統(tǒng)在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)僅需將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火即可。除了系統(tǒng)各部件電壓顯示，故障提示外，設(shè)置有絕緣監(jiān)測(cè)、熔斷保護(hù)功能。安全防護(hù)措施選擇如表6所示。

表6 安全防護(hù)措施選擇

5 電氣化單發(fā)動(dòng)機(jī)洗掃車(chē)的效果

5.1 節(jié)油效果

根據(jù)能量守恒原理，車(chē)輛作業(yè)時(shí)并未減少底盤(pán)行駛和上裝作業(yè)的功耗，因此理論上所取得的節(jié)油一方面是由于減少了副發(fā)動(dòng)機(jī)本身運(yùn)行的功率損耗，另外是底盤(pán)主發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在相對(duì)更加節(jié)油的區(qū)間工況。其原理是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其自身用于潤(rùn)滑、散熱、熱效率等損耗在3～5 kW之間，而輸出同樣的功率，不同轉(zhuǎn)速其比油耗值也有所不同。再結(jié)合高壓電氣傳輸?shù)男矢?，因此理論上各作業(yè)工況不同可節(jié)油15%～25%。

通過(guò)筆者單發(fā)洗掃車(chē)與普通雙發(fā)環(huán)衛(wèi)車(chē)輛進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，所選取的對(duì)比車(chē)輛區(qū)別僅在上裝的動(dòng)力系統(tǒng)，其他作業(yè)裝置相同。由于油耗與路面工況如摩擦系數(shù)、平整度、天氣（氣溫和是否下雨等）、甚至所經(jīng)過(guò)的紅綠燈情況等均有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。因此所采用的試驗(yàn)對(duì)比方法則為“背靠背”式作業(yè)對(duì)比，即試驗(yàn)車(chē)輛在相同時(shí)間，相同路段前后背靠背挨著以設(shè)定的模式進(jìn)行作業(yè)對(duì)比。所消耗的燃油則直接利用稱(chēng)重法作為第一參考數(shù)據(jù)，CAN總線讀取的油耗值作為第二參考數(shù)據(jù)，對(duì)比相同車(chē)速及作業(yè)模式的幾組數(shù)據(jù)。作業(yè)路段選龍巖市新羅區(qū)開(kāi)發(fā)區(qū)龍工路至龍騰路，包含有坡度路段、紅綠燈、減速帶等是較為典型的接近實(shí)際綜合作業(yè)城市路段。計(jì)算原始數(shù)據(jù)得出電氣化路線單發(fā)洗掃車(chē)可節(jié)油20%以上，與理論分析一致。測(cè)試數(shù)據(jù)如表7所示。

5.2 排放效果

項(xiàng)目實(shí)施階段，底盤(pán)執(zhí)行的為國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)，副發(fā)動(dòng)機(jī)執(zhí)行的為非道路國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)。因此對(duì)比電氣化單發(fā)洗掃車(chē)與雙發(fā)動(dòng)機(jī)洗掃車(chē)的排放標(biāo)準(zhǔn)。首先，作業(yè)相同的時(shí)間工況減少了15%～25%的燃油消耗，其排放便相應(yīng)減少了15%～25%；其次，原上裝國(guó)Ⅲ排放的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗排放均通過(guò)底盤(pán)國(guó)Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)及其后處理系統(tǒng)，因此通過(guò)對(duì)比非道路國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)與道路國(guó)Ⅴ排放值的計(jì)算便可得出電氣化單發(fā)洗掃車(chē)整車(chē)的尾氣排放減少情況。

表7 車(chē)輛油耗對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)

表8 單發(fā)和雙發(fā)污染物排放對(duì)比

綜合計(jì)算單發(fā)洗掃車(chē)整車(chē)排放降低50%以上，其中PM（顆粒物）排放降低80%以上，響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的政策。以車(chē)輛最為典型的2組工況即強(qiáng)力洗掃作業(yè)和保潔模式洗掃作業(yè)的燃油消耗進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)如表8所示。

5.3 作業(yè)噪聲降低與保養(yǎng)簡(jiǎn)潔

減少了副發(fā)動(dòng)機(jī)，使得作業(yè)噪聲有了明顯的降低，通過(guò)按照嚴(yán)格的噪聲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，其7.5 m作業(yè)噪聲相比雙發(fā)洗掃車(chē)降低3 db以上。

減少了副發(fā)動(dòng)機(jī)，亦減少了副發(fā)日常的保養(yǎng)工作，如減少了機(jī)油、機(jī)油濾清的更換、空濾的清潔與更換等。另外由于電氣化智能水平的提升，系統(tǒng)及其零部件出現(xiàn)故障可通過(guò)控制器的解析在顯示屏上準(zhǔn)確顯示故障情況。

6 可靠性驗(yàn)證

為確保電氣化路線單發(fā)環(huán)衛(wèi)車(chē)在設(shè)計(jì)的使用壽命內(nèi)能夠保持良好的工作性能，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行了可靠性檢測(cè)。研發(fā)樣車(chē)在某公司進(jìn)行實(shí)際的清掃保潔車(chē)隊(duì)進(jìn)行高強(qiáng)度的使用作業(yè)，來(lái)確定車(chē)輛是否達(dá)到在研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造中預(yù)期的性能指標(biāo)，從而對(duì)產(chǎn)品整體進(jìn)行評(píng)估，以確定產(chǎn)品可靠性。

另外，該項(xiàng)目在驗(yàn)收階段還進(jìn)行了汽車(chē)行業(yè)典型的“三高”試驗(yàn)即高溫、高寒、高海拔試驗(yàn)，主要驗(yàn)證動(dòng)力系統(tǒng)在高溫環(huán)境下的熱平衡情況是否滿足，高寒環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火是否正常，高海拔空氣較為稀薄工況動(dòng)力是否充足及風(fēng)機(jī)的氣力抽吸是否滿足清掃作業(yè)需求。如圖6、7所示。

圖6 高海拔（拉薩）試驗(yàn)照片

圖7 冷庫(kù)冷啟動(dòng)試驗(yàn)

7 總結(jié)與市場(chǎng)反饋

7.1 總結(jié)

通過(guò)對(duì)清掃保潔車(chē)的單發(fā)技術(shù)探究，在前期機(jī)械、液壓、電氣化三大類(lèi)的技術(shù)路線與方案對(duì)比論證分別得出其優(yōu)劣對(duì)比。電氣化單發(fā)清掃保潔車(chē)批量投入使用后，節(jié)油效果良好、能夠有效降低作業(yè)噪聲、減少維護(hù)保養(yǎng)成本，給環(huán)衛(wèi)保潔車(chē)帶來(lái)一次革新。

7.2 市場(chǎng)反饋及優(yōu)化

a.節(jié)油效果，根據(jù)各使用單位的走訪調(diào)研，車(chē)隊(duì)管理者長(zhǎng)期加油費(fèi)用的對(duì)比，其節(jié)油效果相對(duì)傳統(tǒng)雙發(fā)洗掃車(chē)約20%；

b.在批量投入市場(chǎng)后的一次回訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，車(chē)輛在作業(yè)過(guò)程中遇紅綠燈等待時(shí)，持續(xù)原地噴水洗掃作業(yè)帶來(lái)巨大浪費(fèi)。后開(kāi)發(fā)上裝系統(tǒng)紅綠燈自動(dòng)啟停功能，即當(dāng)感應(yīng)到車(chē)速為0后延時(shí)3 s自動(dòng)執(zhí)行將噴水閥門(mén)關(guān)閉，降低風(fēng)機(jī)作業(yè)轉(zhuǎn)速。該功能的開(kāi)發(fā)獲得用戶(hù)的一致好評(píng)。