【文章內(nèi)容簡介】 濾器的過濾方式不同，為了防止二次污染，可適當增加過濾器，但 不能采用噴水壓塵，主要目的是防止 在除塵的過程中過濾器堵塞。濕式掃路車采用濕式除塵方式， 安裝有噴水裝置，即掃路車在清掃作業(yè)過程中， 盤刷處裝有霧化噴水裝置通過 噴水壓塵，在吸嘴和垃圾箱處 也 同時采用噴水除塵。由于盤刷處采用了噴水壓塵，因此避免了掃路車在作業(yè)時盤刷處的揚塵現(xiàn)象；在吸嘴和垃圾箱處采用噴霧的形式，截獲捕捉由吸嘴吸入的細小垃圾塵粒，使其在水霧中濕潤、聚結(jié)成更大體積的顆粒，以增大其比重，方便在垃圾箱中沉降。由于采用了濕式除塵方式，垃圾塵粒無須采用其它措施便能在垃圾箱中依靠重力的作用沉降，所以其管路系統(tǒng)相對簡單，通常不會再重復設(shè)置過濾器 ，但這 種掃路車不能有效2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 6 的吸收細小塵埃。 國內(nèi)外掃路車發(fā)展現(xiàn)狀 國外發(fā)展現(xiàn)狀 在工業(yè)相對發(fā)達的國家，在 19世紀末，就有人著手研究道路清掃車， 到 20 世紀 20年代 ，在市場上已經(jīng)出現(xiàn)有大型中型的掃路車 銷售。近年來， 隨著科學技術(shù)水品的提高，國外生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品性能不斷改進、研究，采用各種先進技術(shù)和優(yōu)良的配套元件，制造出多種總體布局合理、具有優(yōu)良險能的各類掃路車。從 1894 年英國發(fā)明第一臺馬拉掃路車算起，掃路車的發(fā)展歷史已超過百年。日本、美國、德國、英國等國家從 20 世紀30 年代開始就形成了掃路車量產(chǎn)。 目前國外先進的掃路車，都在不斷地提高 ，甚至出現(xiàn)了 機、電、液一體化的智能水平。以美國某公司生產(chǎn)的掃路車為例，其功能動作設(shè)計包括了清掃工作中遇到的各種問題，垃圾箱液壓傾倒、盤刷的伸縮、旋轉(zhuǎn)、提升、避障、記憶、警示、自我保護及檢測等。利用計算機、液壓、傳感檢測、信息處理、自動控制和接口等技術(shù)達到機、電、液一體化智能控制的目的。掃路車上使用了溫度、物位、傾角、轉(zhuǎn)速、貨重、液位、避障、壓力、電量等多種傳感器。由傳感器采集掃路車控制所需的各種信息。這些信息被送到中央控制計算機，進行運算、存儲、變換、加工等處理，控制系統(tǒng) 發(fā)出各種命令，執(zhí)行機構(gòu)按照要求實現(xiàn)功能。 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 一種先進的技術(shù)裝備的研制，必然經(jīng)歷一個逐步完善的過程。為了擁有先進的技術(shù)裝備，滿足國內(nèi)市場的需求， 國內(nèi)不少城市從 20世紀 60年代就著手組織科技力量研制掃路車。雖然 到目前，我國研制生產(chǎn)掃路車已有 50 多年的歷史。但相對于國外發(fā)達國家 ， 我國掃路車從技術(shù)水平、 操作性能 、清掃效果等方面都存在一定的差距。目前我國生產(chǎn)掃路車的企業(yè)有 30 余家。從產(chǎn)銷量和技術(shù)實力上看，中聯(lián)重科中標事業(yè)部（原長沙中標實業(yè)有限公司）、煙臺海德專用汽車有限公司和福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份 有限公司等廠家處于行業(yè)的領(lǐng)先地位。國內(nèi)掃路車的技術(shù)主要來源于三方面。一是借鑒國外同類產(chǎn)品的先進技術(shù)，并結(jié)合我國 現(xiàn)有的技術(shù)能力以及我國國情 ，自行開發(fā)的產(chǎn)品。二是直接引進國外技術(shù)的產(chǎn)品。三是從國家科研院所轉(zhuǎn)讓技術(shù)，再在生產(chǎn)中進行改進的產(chǎn)品?？傮w而言，我國目前并沒有專門的道路清掃車技術(shù)研發(fā)中心，沒有專門的自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)。再研發(fā)上投入的資金也相對比較少，因此 使得 我國清掃車 產(chǎn)品在整體技術(shù) 水平比較低 。 特別是 在控制系統(tǒng)、清掃效率和專業(yè)化清掃等方面與國外產(chǎn)品有相當大的差距。國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認識到，隨著外資企業(yè)的不斷進入國內(nèi)市 場，競爭將越來越激烈，產(chǎn)品的技術(shù)水平將成為重中之重 ??2 。國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都在積極引進國內(nèi)外先進技術(shù)與外國公司進行合作，以提高自己的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。在 借鑒 國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)新型路面清掃車以期形成產(chǎn)品多功能化、系列化，并進一步提高產(chǎn)品的清掃效率。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 7 目前主導企業(yè)正加快新產(chǎn)品的開發(fā)步伐，盡快完成原有產(chǎn)品的統(tǒng)型改造，完善產(chǎn)品型譜，實現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場切換，提高市場份額，提升市場形象。同時加大投資，實施技術(shù)改造工程，以形成制造的核心能力，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高 和制造能力的加強。隨著我國不斷加快現(xiàn)代化的進程，綜合經(jīng)濟實力的不斷發(fā)展以及勞動力成本的提高，掃路車的發(fā)展日趨完善。路面、場地保潔采用掃路車作業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 8 2 整車結(jié)構(gòu)布置 整車方案 通過 結(jié)合 國內(nèi)外各類掃路車的設(shè)計理念、運用技術(shù)、使用情況的總結(jié)和分析，并參照國家對環(huán)衛(wèi)車輛的排放要求以及政策法規(guī)，最終確定了基于實用方便、性能可靠為最大設(shè)計要求進行本車的設(shè)計開發(fā)。并基于此確定如下整車方案：底盤選用 NKR77LLLACJAY五十鈴國 四 排放標準底盤；根據(jù)設(shè)計要求配 置副發(fā)動機以驅(qū)動風機和工作裝置；清掃方式采用吸掃結(jié)合、干式除塵方式，并且采用利于小噸位干式除塵功能實施的 “ 中間兩盤刷加吸嘴 加滾刷 ” 的工作裝置布置方式，干式除塵時設(shè)置簾布密封空間防塵裝置降低揚塵。整車方案確定的具體設(shè)計參數(shù)如表 1 所示 ： 表 1整車設(shè)計參數(shù) 外形尺寸 5700 1990 2450 總質(zhì)量 6130Kg 額定載質(zhì)量 740kg 整備質(zhì)量 5260kg 接近角 /離去角 24/13 度 前懸 /后懸 1015/1325mm 軸數(shù) 2 軸距 3360mm 前輪距 1504mm 后輪距 1425mm 最高時速 97Km 發(fā)動機功率 96KW 整車系統(tǒng)概況 整車共分為 七 大系統(tǒng)：底盤 系統(tǒng) 、副發(fā)動機系統(tǒng)、 氣路系統(tǒng)、 液壓系統(tǒng)、盤刷總成、副車架總成、車箱 結(jié)構(gòu)總成 。副發(fā)動機是 給草路車各個工作裝置提供動力源 ，其 中，一動力是由離心離合器經(jīng)過皮帶傳遞給風機，完成抽吸作業(yè)，另一動力輸出是由單級齒輪傳動裝置帶動液壓油泵， 通過液壓系統(tǒng)來控制工作裝置 。氣路 系統(tǒng) 由風機、吸嘴、風 管 、集塵 箱、過濾裝置等組成 。 在清掃 作業(yè) 中，液壓系統(tǒng)和氣路系統(tǒng) 都 是由副發(fā)動機帶動 提供動力。 液壓系統(tǒng) 通過 液壓油缸 和 液壓馬達控制盤刷機構(gòu)的升降和盤刷 的旋轉(zhuǎn)清掃動作，同時 還 操縱吸嘴的升降， 滾刷的旋轉(zhuǎn)， 盤刷系統(tǒng) 液壓馬達、螺紋連桿，彈簧連桿等機構(gòu) 動作下旋轉(zhuǎn)清掃、避讓障礙等 。 氣路系統(tǒng)中風機旋轉(zhuǎn) 使集塵箱內(nèi)產(chǎn)生 產(chǎn)生負壓，氣流從吸嘴 吸入 ，垃圾 在垃圾箱沉降室內(nèi) 被收集 起來 。清掃作業(yè)完成后，掃路車到達指定地點，油缸控制垃圾箱后門打開，同時控制垃圾箱 舉升 ，完成垃圾傾倒。至此，在各系統(tǒng)的協(xié)作配合下，掃路車順利完成了清掃任務。 NKR77LLLACJAY 中型清掃車的功能特點 吸掃方式 該款中型清掃車采用“中置兩盤刷 +后置吸嘴 +滾刷 相結(jié)合的吸掃式作業(yè)方式。其2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 9 工 作原理為利用車架底部兩側(cè)裝置的兩個左右正反方向旋轉(zhuǎn)的盤刷將路緣、邊角、護欄下的垃圾輸拋射到車底中間吸入?yún)^(qū)范圍，再依靠強風力風機使車廂產(chǎn)生負壓，并在管路系統(tǒng)中形成的真空度，由貼近地面的吸嘴經(jīng)吸管將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)，從而完成對路面垃圾的清掃和保潔，而后置滾刷的目的就是將吸嘴下方的垃圾再次揚起，增大垃圾的懸浮速度，是垃圾更容易被吸進垃圾箱。吸掃式清掃車具有清掃范圍寬，適應性好，對微細垃圾塵粒的撿拾，輸送效果好等特點。 除塵方式 由于底盤空間的限制，設(shè)計的清掃車除清掃路線和清掃寬度要適中，因此，一般是根據(jù) 路面情況選擇合理的除塵方式，使得清掃車的作業(yè)路線和作業(yè)空間最長，最合理。并且要求在垃圾吸入垃圾箱后，塵粒要可以停留在垃圾箱內(nèi)。該款中型吸掃式清掃車的除塵方式即采用重力除塵和慣性除塵、過濾除塵等相結(jié)合的方案。 重力除塵的原理：是采用截面積的差異來改變流速從而達到減小慣性。由于垃圾箱的截面積比垃圾吸管的截面積大得多，因此當垃圾與空氣的混合氣吸管進入垃圾箱后，氣體流速在垃圾箱內(nèi)將會迅速降低，垃圾塵粒便依靠自身的重力降落到垃圾底部，從而達到收集垃圾的目的。另外，在垃圾箱中設(shè)置隔板，因為垃圾塵粒的慣性要比空氣的慣性大 得多，這樣當塵粒與擋板發(fā)生碰撞后，便會使其改變速度大小和運動方向，從而與輸送氣流分離開來，達到除塵的目的。另外，該清掃車除塵系統(tǒng)中還以鐵鏈簾網(wǎng)和鐵絲濾網(wǎng)方式作為輔助 ??3 。 底盤 目前國內(nèi)的道路清掃車不沒有采用專用的底盤而是大多采用二類底盤改制而成。本設(shè)計的中型清掃車選用 NKR77LLLACJAY五十鈴國 四 排放標準底盤 ，車輛行走部分直接由底盤發(fā)動機的驅(qū)動，因而不需要對行走部分做設(shè)計制造。選用 NKR77LLLACJAY五十鈴國四 排放標準底盤 ，底盤上的發(fā) 動機可以確保清掃車有較高的行駛速度，其可以給車輛上一一些非參與清掃作業(yè)的系統(tǒng)提供能量，同時，發(fā)動機的功率充沛，可以將清掃的垃圾迅速轉(zhuǎn)移的優(yōu)點。為了克服車輛行走換擋或一些狀況而切換動力，導致各個清掃作業(yè)系統(tǒng)的停止工作的狀況，本設(shè)計在 NKR77LLLACJAY五十鈴國 四 排放標準底盤 的基礎(chǔ)上增設(shè)一臺輔助柴油副發(fā)動機。所有清掃作業(yè)系統(tǒng)都將由這臺服發(fā)動機來提供動力。采用雙發(fā)動機驅(qū)動形式的優(yōu)點：克服了單發(fā)動機傳動方式的不足，能夠確保清掃車使用性能的需要，另外，行走系統(tǒng)和工作裝置在動力上各自獨立，行走速度和行走操作不會對 工作裝置的作業(yè)效果產(chǎn)生影響。 傳動形式 由于清掃車有兩臺發(fā)動機，使得清掃車的行走機構(gòu)的動力傳動和清掃作業(yè)機構(gòu)的動力傳動互不影響，而是相互獨立，其中工作裝置的傳動系統(tǒng)主要包括副發(fā)動機、風機及2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 10 液壓系統(tǒng)三大核心部分，其傳動形式原理圖如圖 3： 圖 3 清掃車的傳動形式 如圖所示：車輛的行駛有底盤發(fā)動機來提供動力，不參與工作裝置的驅(qū)動；而風機和液壓系統(tǒng)通常由副發(fā)動機通過離合器和變速裝置來驅(qū)動。在傳動路線中，變速裝置由皮帶輪，采用皮帶傳動。盤刷以及后置滾刷的旋轉(zhuǎn)和擺動、吸口的擺動 、尾門的開閉以及垃圾箱的傾倒動作都是通過液壓系統(tǒng)來完成的，其中，盤刷和滾刷的旋轉(zhuǎn)是靠液壓泵帶動液壓馬達來驅(qū)動的，而盤刷和吸嘴的擺動以及尾門開啟、垃圾箱的傾倒則是由液壓油缸來驅(qū)動。 清掃裝置 清掃裝置是在車底盤前后輪的中間適當位置安裝兩個盤刷，刷毛由合成塑料來制作。在清掃的過程中，刷毛觸地滾動塑料刷毛，相對于鋼絲它對地面的傷害較小，雖然耐磨性不好，其彈性好，而且剛度適中，可以提高垃圾塵粒的拋射速度，同時也提高盤刷的工作能力。當盤刷處于作業(yè)狀態(tài)時，其應該外伸而且下落，并且與路面保持浮動接觸。當在非作業(yè) 狀態(tài)時，盤刷由液壓系統(tǒng)控制收回到一定的高度，這樣可以減小車輛寬度和刷毛的磨損。綜上分析，盤刷的動作機構(gòu)設(shè)計時必須能其實現(xiàn)外伸、下放、浮動和回收提升鎖緊的復合動作。盤刷的升降和伸縮由液壓缸加連桿機構(gòu)控制，另外還可以機械式控制刷毛的接地壓力，使清掃車保持最佳清掃效果的同時盡量使刷毛的磨損程度最小。采用后置式吸嘴，其位于盤刷稍后、底盤車架兩縱梁之間 ??4 。吸嘴的主要功能是借助垃圾箱的負壓，產(chǎn)生于高速氣流有效地吸入垃圾塵粒。由于吸嘴的結(jié)構(gòu)短，而且直，在負壓的作用下垃圾 很容易被吸入垃圾箱內(nèi)。掃盤的直徑大，而且能伸出車外所以清掃寬度較大。前懸短，使得吸嘴的調(diào)整和吸管的更換方便。另外，吸嘴相對于路面的距離主發(fā)動機 變速器 驅(qū)動車輛行駛 副發(fā)動機 離合器 驅(qū)動風機 管路系統(tǒng) 液壓泵 液壓馬達 液壓缸 盤刷和滾刷轉(zhuǎn)動 垃圾箱傾倒 盤刷和吸嘴擺動 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 11 對拾取垃圾的效果影響很大，因此，吸嘴在正常作業(yè)狀態(tài)下，應能自動保持最佳離地間隙，離地問隙的調(diào)整由可調(diào)整的拖輪保證，并使吸口可隨路面的高低而起伏。吸嘴后面連接有臥式掃刷，主要功用是把吸嘴下方的垃圾再次揚起，降低塵粒的懸浮速度，使垃圾更容易吸到集塵箱。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 12 3 NKR77LLLACJAY 中型清掃車盤刷結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù) 盤 刷的性能要求 為了使盤刷能夠自動適應各種路面狀況，使得路面清掃更加干凈，并且能在遇到緊急情況（如：前方障礙、碰到護欄等）時具有自動避讓功能，并能在最短的時間內(nèi)恢復工作狀態(tài)，盤刷機械必須滿足如下一些性能要求： 盤刷處于清掃作業(yè)狀態(tài)時，應該可以外伸而且下落，與路面保持一定的間隙浮動接觸。在非工作狀態(tài)時，盤刷必須回收并且提升離開路面至一定高度，目的是為了減小車輛寬度和刷的磨損。因此，盤刷的動作機構(gòu)必須可以實現(xiàn)外伸下放浮動和回收提升且鎖緊的復合動作。 當盤刷處于下放外伸浮動工作狀態(tài)，在行進清掃作業(yè)過 程中，由于駕駛原因或路面設(shè)計的原因，有可能與前方的道路固定設(shè)施如護欄枉芏、路緣石等發(fā)生碰撞。為了防止盤刷與道路設(shè)施之間的剛性撞擊而損壞，所以盤刷必需具有緩和碰撞、避讓障礙和自動恢復的功能。 盤刷處于工作狀態(tài)時，盤刷旋轉(zhuǎn)接地的處必須保證拋塵指向車子中間，同時還要保證作業(yè)狀態(tài)時具有足夠大的清掃區(qū)域和最大清掃寬度。若盤刷的整個圓周平面水平接觸地面旋轉(zhuǎn)，垃圾塵粒就會沿盤刷四周的圓周切線方向拋射，這樣垃圾不僅不能拋到車子中間指定的位置，反而會造成了垃圾灰塵到處飛揚擴散即二次污染。盤刷水平接觸地面，會使整個 盤刷的刷毛同時與路面接觸旋轉(zhuǎn)，加快了刷毛的磨損，縮短了刷毛的使用壽命。為了使塵粒實現(xiàn)定向拋射到指定的區(qū)域，防止產(chǎn)生二次污染，應調(diào)節(jié)盤刷使得前方外側(cè)中心角為一定角度的局部區(qū)域接地。盤刷工作時，只有部分毛刷接地將垃圾拋射到吸風口指定的區(qū)域，其它部位的刷毛不接觸地面，因此也不會不擾動路面，所以在清掃車的持續(xù)作業(yè)過程中，對于一根具體的刷毛來說，只是周期性的間歇參與工作，在很大程度上減小了刷毛的磨損。盤刷的觸地點位置還必須考慮其接地寬度區(qū)域足夠大。這樣才能保證足夠的清掃寬度。為了使清掃車能將在工作區(qū)域內(nèi)的垃圾清掃干凈 ，盤刷接地區(qū)域應與吸塵口或滾刷的工作區(qū)域有一定量重合，這樣設(shè)計可以有效的提高工作效率。通過查資料，盤刷接地中心角一般取 ? =120o 。盤刷傾斜角，即盤刷與地面的夾角取 3 ~6oo?? ??5 盤刷刷毛應具有良好的彈性和適中的剛度。當盤刷下放，刷毛與路面相接觸后，由于盤刷自重和外加力作用刷毛會產(chǎn)生變形彎曲，對路面產(chǎn) 生一定壓力，用以清掃垃圾。當刷毛隨刷盤轉(zhuǎn)至接地區(qū)域內(nèi)側(cè)時，由于盤刷的前傾角度、刷毛變形量呈非線性加速減小，在離開路面時，彈性力完全釋放，刷毛加速回彈，該能量可直接傳遞給垃圾塵粒使其加速拋向內(nèi)側(cè) ??6 。由于刷毛彈性而產(chǎn)生的回彈效應，可大大提高垃圾塵粒的拋射速度和距離，有效的提高清掃效率。如果刷毛在作業(yè)過程中發(fā)生塑性變形，失去彈性，則刷2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 13 毛在不接觸地面時，不會產(chǎn)生回彈，就不能將彈性勢能轉(zhuǎn)化為垃圾塵粒的動能，從而降低拋射速度，也導致了清掃效率的降低。剛度適中的刷毛可使 刷毛在離開路面時釋放出大小適當?shù)膹椥粤ψ饔迷诶鴫m粒上使其獲得理想的速度。另外，對于設(shè)定的盤刷結(jié)構(gòu)重量和外加力，剛度適中的刷毛可產(chǎn)生適當?shù)淖冃?，能獲得理想的接地面積。 毛接地點絕對速度的大小和方向是影響盤刷清掃性能的重要因素，絕對速度的大小將影響到垃圾塵粒在盤刷刷毛轉(zhuǎn)動的作用下所獲得的拋塵速度和被拋射的距離，絕對速度的方向?qū)Q定垃圾塵粒被拋射的方向。如果清掃車的行駛速度和方向，刷盤的接地中心角都不變。由圖 4可見，盤刷轉(zhuǎn)速不同時，刷毛接地點相對于路面的絕對運動速度和方向的變化情況。圖 4（ a)中清 掃車的行進速度為牽連速度 v ，盤刷分別以轉(zhuǎn)速 w 和 2w 旋轉(zhuǎn)時，刷毛的接地點的線速度為相對速度 s 和2s 。假設(shè)知盤刷接地中心角 ?， 固定不變。由圖4（ b)知，當盤刷以轉(zhuǎn)速 w 旋轉(zhuǎn)時，刷毛接地點的絕對速度的大小 w 和方向 ? 分別如下： 圖 4掃盤的運動分析 (其中 o,=90??? ） 2 2 22 2 2222 c osc osc os2 2 c oss v svv s v sv s v sv?????? ?? ? ?? ? ????? 由圖 4（ b）知，當盤刷以 2w 旋轉(zhuǎn)時，刷毛接地點的絕對速度大小 ?， 和方向 ?， 分別如下： 2222 2 2 2, 2 2, 22, 2 2,2 2 2 2= 4 s 4 c os 2( 2 2 c os )24 2 c osc os2 443 2 c os2 c os c osc os c os4 4 c os 2 c osvv sv s svv s v sv s v sv c sw s svv s v ss v sv s v sv? ? ????? ?????????? ? ? ? ?? ? ?????? ? ???? ? ?? ? ? ?， 可見， ?， ? ,?， ? ,說明在清掃車作業(yè)行駛速度不變的情況下，通過提高盤刷的轉(zhuǎn)速 ?可以有效的提高刷毛接地點的絕對速度，也可以改 變刷毛邊沿的合成速度方向，使絕對速度的內(nèi)傾角度 ? 增大，二者的變化趨勢一致。絕對速度的大小，將影響到垃圾在刷毛作用下所獲得的速度及被拋射的距離，而速度的方向決定垃圾被拋射的方向。當拋射速2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 14 度 ? 較小而且拋射內(nèi)傾角 ?