吳 威，唐志明，鄭明輝

（長(zhǎng)沙普羅科環(huán)境裝備有限責(zé)任公司，長(zhǎng)沙410100）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)城市主干道已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化清掃作業(yè)，一般長(zhǎng)江以南地區(qū)全年都以洗掃車與濕掃車為主，長(zhǎng)江以北地區(qū)春夏秋季以洗掃車、濕掃車為主，冬季以干掃車、吸塵車為主。這種區(qū)分主要是由于北方冬季環(huán)境溫度低于0℃以下，洗掃車與濕掃車的高、低壓水路系統(tǒng)容易凍結(jié)損壞，且灑水作業(yè)易造成地面結(jié)冰導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

干掃車是應(yīng)用于北方干燥氣候環(huán)境下的道路清潔車輛，能在北方冬季的低溫環(huán)境下工作。工作時(shí)采用“掃刷清掃+負(fù)壓抽吸”方式對(duì)地面進(jìn)行清掃，采用負(fù)壓抽吸方式進(jìn)行清掃控塵，采用“重力除塵、慣性除塵、旋風(fēng)除塵、濾筒過(guò)濾”等方式進(jìn)行粉塵處理[1-2]。目前國(guó)內(nèi)北方的環(huán)衛(wèi)作業(yè)部門，基本上在冬季使用干掃車作業(yè)，春夏秋等季節(jié)采用洗掃車或濕掃車作業(yè)。洗掃車是采用“掃刷清掃+低壓水降塵+高壓水沖洗路面+負(fù)壓抽吸”方式對(duì)地面進(jìn)行清掃，采用低壓水流方式進(jìn)行控塵，采用“水霧潤(rùn)濕”方式進(jìn)行粉塵處理[3-4]。濕掃車是在洗掃車的基礎(chǔ)上減去了高壓水路系統(tǒng)。

另一方面，近年來(lái)，國(guó)家倡導(dǎo)在環(huán)衛(wèi)車領(lǐng)域使用無(wú)尾氣排放的純電動(dòng)底盤。如果國(guó)內(nèi)北方的環(huán)衛(wèi)作業(yè)部門使用純電動(dòng)底盤制造的環(huán)衛(wèi)車輛，將造成洗掃車、濕掃車等車輛在冬季的閑置，干掃車與吸塵車在春夏秋季的閑置。電動(dòng)車底盤，在車輛長(zhǎng)期不進(jìn)行使用時(shí)，需要每隔15天對(duì)車輛電池組進(jìn)行放電和充電工作，以防止電池組出現(xiàn)故障[5]。如果按照目前這樣進(jìn)行環(huán)衛(wèi)車輛的配置，就造成了車輛配置上的浪費(fèi)，也提高了車輛維護(hù)保養(yǎng)的難度。

為了解決車輛配置上的季節(jié)性閑置和后續(xù)純電動(dòng)清掃車的維護(hù)保養(yǎng)問(wèn)題，本文提出干濕快速轉(zhuǎn)換的解決方案。

1 設(shè)計(jì)思路及相應(yīng)問(wèn)題點(diǎn)

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的干掃車主要生產(chǎn)廠家中，盈峰環(huán)境于2013年研發(fā)出ZLJ5164TSL型干掃車，通過(guò)對(duì)上裝氣力輸送系統(tǒng)的切換，使得車輛在晴天和雨天都能實(shí)現(xiàn)作業(yè)[6]。該車型由于除塵系統(tǒng)集成在垃圾箱前部，內(nèi)置14個(gè)直徑324 mm的濾筒，采用自動(dòng)化電控除塵系統(tǒng)，整車配置上只有一個(gè)容積為250 L的清水箱，該清水箱用于卸料時(shí)低壓噴水降塵使用。整車無(wú)其他清水箱，導(dǎo)致其無(wú)法進(jìn)行高壓洗掃作業(yè)，僅適用于北方冬季的道路清掃保潔，綜合作業(yè)效果較差，客戶使用反饋一般。

洗掃車是傳統(tǒng)濕式掃路車的發(fā)展，2006年，中聯(lián)重科環(huán)境裝備有限責(zé)任公司在濕掃車的基礎(chǔ)上增加了大容積的清水箱和高壓水路系統(tǒng)，全新開(kāi)發(fā)了ZLJ5160TXS系列洗掃車，該車型主要以高壓水流沖洗路面，能將地面孔隙內(nèi)的粉塵沖洗干凈[7]。效果較濕式掃路車有質(zhì)的飛躍，一直以來(lái)深受客戶所喜，目前在國(guó)內(nèi)大中城市的道路均已有洗掃車清掃作業(yè)。然而，由于我國(guó)北方冬季環(huán)境低于0℃以下，在車輛運(yùn)行和停放期間，都會(huì)因水管結(jié)冰問(wèn)題造成車輛損壞。

本文采用一種新的整車布置方案，設(shè)計(jì)將干掃車除塵箱系統(tǒng)從現(xiàn)有的垃圾箱部件中獨(dú)立出來(lái)，集成設(shè)計(jì)為一個(gè)可移動(dòng)拆分的部件，并設(shè)計(jì)了一個(gè)清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)。該方案在冬季時(shí)安裝除塵箱系統(tǒng)，車輛采用干掃作業(yè)模式；在春夏秋季，將除塵箱系統(tǒng)整體移除，安裝清清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)，車輛采用洗掃作業(yè)模式。

2 解決方案及實(shí)施方案

2.1 干掃車模式

在冬季作業(yè)時(shí)，車輛為干掃車作業(yè)模式，干掃車作業(yè)采用“掃刷清掃+負(fù)壓抽吸”，能將道路上的泥沙粉塵等進(jìn)行有效清理。其中，除塵系統(tǒng)是整車的除塵核心，通過(guò)采用褶皺式濾筒將含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)清潔干凈的排放。圖1所示為干掃車模式布置方案，整車由底盤部分與上裝部分，上裝部分由清掃機(jī)構(gòu)、吸嘴、副發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、垃圾箱、除塵系統(tǒng)等組成。在采用干式車模式布置方案時(shí)，將車輛在平坦地面上停放好，車輛剎車熄火，打開(kāi)頂部的除塵箱蓋，將除塵箱系統(tǒng)（濾筒、脈沖閥、儲(chǔ)氣罐）通過(guò)吊裝方式整體布置在除塵系統(tǒng)布置倉(cāng)內(nèi)，按照原理圖，采用快接方式將除塵箱系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)的氣路系統(tǒng)的氣管和控制脈沖閥的電路與上裝部分相連接。經(jīng)過(guò)測(cè)試各個(gè)脈沖閥與氣路系統(tǒng)均安裝到位后，將除塵箱蓋螺栓擰緊，從而將除塵箱系統(tǒng)整體密封安裝。此時(shí)，車輛進(jìn)入干掃模式，垃圾經(jīng)過(guò)清掃機(jī)構(gòu)清掃收集后，經(jīng)過(guò)吸嘴部件吸取到垃圾箱內(nèi)，含塵空氣進(jìn)入除塵系統(tǒng)布置倉(cāng)，經(jīng)過(guò)除塵箱系統(tǒng)處理后排放大氣。整體方案無(wú)清水降塵，采用褶皺式濾筒過(guò)濾除塵，適合北方冬季不能進(jìn)行灑水降塵的作業(yè)環(huán)境。

圖1 冬季作業(yè)的干掃車模式布置方案

圖2 所示為除塵箱系統(tǒng)[8-9]，箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)布置有儲(chǔ)氣罐、脈沖閥、濾筒，箱體結(jié)構(gòu)中部布置有進(jìn)氣口，箱體結(jié)構(gòu)上部布置有出氣口。粉塵空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入除塵箱，除塵箱內(nèi)布置有濾筒，含塵空氣在經(jīng)過(guò)濾筒時(shí)，粉塵被過(guò)濾在濾筒的外側(cè)，過(guò)濾后的潔凈空氣通過(guò)出氣口進(jìn)入風(fēng)機(jī)并排放大氣。儲(chǔ)氣罐內(nèi)儲(chǔ)存有高壓氣體，通過(guò)電控閥釋放至脈沖閥內(nèi)，形成高壓脈沖氣流，強(qiáng)力震動(dòng)濾筒，將濾筒外側(cè)的粉塵震落，從而實(shí)現(xiàn)濾筒清潔效率的恢復(fù)。

圖2 除塵箱系統(tǒng)俯視圖與側(cè)視圖

2.2 洗掃車模式或濕掃車模式

在春夏秋季作業(yè)時(shí)，干掃車需更改為洗掃車或濕掃車作業(yè)模式，如圖3所示。洗掃車或濕掃車模式：將車輛在平坦地面上停放好，車輛剎車熄火，打開(kāi)頂部的除塵箱蓋，將原有的干掃模式下的氣路、電路等快接接頭松下，將原有的除塵箱系統(tǒng)采用吊裝方式整體移除，并將清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)整體吊裝安裝到除塵系統(tǒng)布置倉(cāng)內(nèi)，將相應(yīng)的水、氣、電控等管路采用快接接頭連接到整車上。經(jīng)過(guò)測(cè)試各個(gè)脈沖閥與氣路系統(tǒng)均安裝到位后，將除塵箱蓋螺栓擰緊，從而將清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)密封安裝。

圖3 春夏秋季作業(yè)時(shí)的濕掃車作業(yè)模式布置方案

圖4 所示為清水箱集成系統(tǒng)，由多個(gè)塑料清水箱安裝在一個(gè)整體框架內(nèi)的上部，清水箱的進(jìn)水口在頂部或者側(cè)面布置相應(yīng)的加水球閥[10-11]。框架的下部安裝有出水接頭，出水接頭后面安裝有水濾器，后面再安裝由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的高壓水泵，高壓水泵為清掃車的高壓水路提供高壓水流。此清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)適用于洗掃車或濕掃車模式。

圖4 清水箱集成系統(tǒng)

2.3 工作部件的更換

干掃車的吸嘴部件與洗掃車、濕掃車的吸嘴部件存在差異，主要是高壓水路噴嘴和低壓水路噴嘴的區(qū)別，為方便客戶使用，采用整體更換的方式進(jìn)行。吸嘴部件更換方法：（1）將原有干式掃路車吸嘴部件拆下，將洗掃車吸嘴（帶高壓噴水桿）安裝好；（2）連接相應(yīng)的高壓水路、氣路。

圖5 所示為兩種車型的吸嘴部件的俯視圖，其中，洗掃車吸嘴部件比干掃車吸嘴部件多了高壓水路清洗路面的功能，高壓水路由側(cè)噴桿組件和中噴桿組件組成，使用高壓水流對(duì)地面進(jìn)行高壓沖洗[12]。另外，洗掃車吸嘴部件比干掃車吸嘴部件多了低壓水流潤(rùn)滑功能，能將低壓水流噴射到吸管內(nèi)腔，潤(rùn)濕含塵空氣，起到了降塵的作用。更換吸嘴部件后，需將清水箱集成系統(tǒng)中的高壓水泵的出水口采用軟管連接到側(cè)噴桿組件和中噴桿組件。

圖5 掃路車與洗掃車吸嘴

在具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)該遵循以下幾點(diǎn)：

（1）在車輛方案總布置時(shí)進(jìn)行合理選型和布置，設(shè)置合理的清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)和除塵箱系統(tǒng)，并將電控系統(tǒng)設(shè)置為可以通用狀態(tài)，將氣路、水路、液壓管路等需更換位置設(shè)置為快拆快接狀態(tài)[13]；

（2）在客戶購(gòu)車后，對(duì)客戶進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)，務(wù)必將車輛功能進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，使其熟悉更換清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)和除塵箱系統(tǒng)的各項(xiàng)工作；

（3）在冬季時(shí)，需妥善保管拆卸下來(lái)的清水箱集成系統(tǒng)和洗掃車吸嘴部件，防止出現(xiàn)物件丟失和水管凍裂等情況。在春夏秋季時(shí)，需妥善保管拆卸下來(lái)的除塵箱系統(tǒng)和干掃車吸嘴部件，防止出現(xiàn)物件丟失和動(dòng)物啃食造成的損壞。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的方案能方便快捷地將干掃車由干掃模式更改為洗掃或濕掃模式，一方面在春夏秋季節(jié)的清掃效果能得到有效提高，另一方面也能滿足北方道路保潔過(guò)程中不同季節(jié)的作業(yè)要求。目前國(guó)內(nèi)的18 t級(jí)的干掃車價(jià)格約55萬(wàn)元，18 t級(jí)濕掃車價(jià)格約為50萬(wàn)元，18 t級(jí)洗掃車價(jià)格約為60萬(wàn)元，本方案通過(guò)結(jié)構(gòu)快速更換，減少了道路保潔部門的環(huán)衛(wèi)車輛的重復(fù)性資源配置，增加了干掃車的使用頻率，免去了不同季節(jié)相關(guān)車輛的閑置，降低了整體運(yùn)營(yíng)成本。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，將除塵箱（包括儲(chǔ)氣罐、脈沖閥、濾筒等）和清水箱（包括清水箱、水濾器、液壓馬達(dá)、高壓水泵）各自進(jìn)行集成處理，合理利用車輛上的有限空間，采用整體模塊化安裝方式也保證了安裝的方便性。

在技術(shù)合理性方面，除塵箱在干掃車上的布置空間一般在4.5~6 m3的空間，通過(guò)將該空間內(nèi)的集成式除塵箱系統(tǒng)移除，更換為清水箱與高壓水路集成系統(tǒng)，能保證清水的容積在4.5～6 m3之間，通過(guò)計(jì)算能滿足洗掃車正常作業(yè)1～1.5 h的水量需求，這樣車輛在采用洗掃車作業(yè)模式的作業(yè)時(shí)間能滿足客戶需求。

在技術(shù)發(fā)展層面上，干掃車的除塵系統(tǒng)核心部件為濾筒，褶皺式濾筒使用過(guò)程需嚴(yán)格防水，如被水打濕將失去作用。較以前的“干濕兩用型干掃車”，本方案通過(guò)將除塵箱系統(tǒng)的移除，保證了車輛采用洗掃或濕掃模式在進(jìn)行濕式作業(yè)時(shí)，不會(huì)將除塵系統(tǒng)進(jìn)行損壞，從而規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)。