道路清掃車(chē)介紹及發(fā)展趨勢(shì)分析

劉洋，張珂

（1.陜西汽車(chē)控股集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710200；2.陜西通力專(zhuān)用汽車(chē)有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 722405）

前言

樣路面的污染物大大減少，道路 PM10等揚(yáng)塵污染得到了根治。

道路清掃車(chē)包括掃路車(chē)、洗掃車(chē)、吸塵車(chē)等利用負(fù)壓抽吸作業(yè)的環(huán)衛(wèi)保潔車(chē)輛。從20世紀(jì)80年代末，由建設(shè)部長(zhǎng)沙建設(shè)機(jī)械研究院設(shè)計(jì)出我國(guó)第一臺(tái)吸掃式掃路車(chē)至今，掃路車(chē)已經(jīng)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷史。洗掃車(chē)和吸塵車(chē)，則是掃路車(chē)發(fā)展的另外兩個(gè)技術(shù)領(lǐng)域；洗掃車(chē)是掃路車(chē)和高壓清洗車(chē)結(jié)合，采用高壓水射流除塵加吸污技術(shù)。吸塵車(chē)則剛好相反，它又稱(chēng)干式掃路車(chē)，采用無(wú)水作業(yè)，利用脈沖濾筒除塵技術(shù)。這三種車(chē)型可以相互補(bǔ)充，在灰塵比較小，僅有一些小石子、樹(shù)葉、紙屑、塑料袋等大體積垃圾的路面掃路車(chē)就可以很好的勝任。洗掃車(chē)在灰塵比較大的路面，洗掃效果好；吸塵車(chē)在北方寒冷的冬季及缺水地區(qū)，應(yīng)用廣泛。為了達(dá)到比較好的清洗效果，它們還常常與灑水車(chē)、清洗車(chē)等環(huán)衛(wèi)車(chē)聯(lián)合作業(yè)：吸塵車(chē)先作業(yè)將路面的灰塵清除，隨后灑水車(chē)（清洗車(chē)）利用大流量水將路面附著的頑固垃圾沖起，趕到道路兩側(cè)，掃路車(chē)、洗掃車(chē)再將垃圾和殘余污水回收；這

1 市場(chǎng)銷(xiāo)量情況

目前大中城市主要車(chē)行道機(jī)掃率達(dá)要求達(dá)到 70%以上，重點(diǎn)核心區(qū)域要求在 90%以上，所以道路保潔環(huán)衛(wèi)車(chē)輛市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速。下圖1是近五年掃路車(chē)、洗掃車(chē)、吸塵車(chē)的銷(xiāo)量情況。這幾種車(chē)型都有了較大的增長(zhǎng)，其中洗掃車(chē)增長(zhǎng)最明顯，證明市場(chǎng)對(duì)洗掃車(chē)的認(rèn)知程度很高。

圖1 掃路車(chē)、洗掃車(chē)、吸塵車(chē)五年的銷(xiāo)量情況

2 技術(shù)特點(diǎn)

下面以洗掃車(chē)為例，進(jìn)行清掃車(chē)的技術(shù)特點(diǎn)說(shuō)明，如圖2所示：

圖2 洗掃車(chē)結(jié)構(gòu)圖

洗掃車(chē)工作原理是利用副發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)離心風(fēng)機(jī)，利用風(fēng)機(jī)形成的負(fù)壓，將路面的垃圾通過(guò)吸嘴送入垃圾箱內(nèi)，清掃機(jī)構(gòu)——掃刷則增加了洗掃車(chē)的作業(yè)寬度，將路緣石處的垃圾趕到吸嘴口。同時(shí)副發(fā)動(dòng)機(jī)還驅(qū)動(dòng)高壓水泵，吸嘴兩側(cè)和吸嘴內(nèi)側(cè)的布置有高壓噴桿和噴嘴，噴嘴噴出高壓射流水可以將地面的頑固污漬鏟起，提高了對(duì)路面的清潔效果。如圖3所示：一組高壓噴桿位于吸嘴兩側(cè)，呈V字型，配合掃盤(pán)將吸嘴寬度之外的路面垃圾趕入吸嘴處；另一組噴桿，位于吸嘴后側(cè)，噴嘴形成的一字型水刀，將吸嘴寬度范圍內(nèi)的路面垃圾趕入吸嘴處。洗掃車(chē)高壓射流水對(duì)清洗瀝青路面細(xì)孔內(nèi)的泥沙效果比較吸塵車(chē)和掃路車(chē)更好。

圖3 洗掃車(chē)高壓水射流技術(shù)的工作示意圖

3 技術(shù)新特點(diǎn)

3.1 污水循環(huán)利用技術(shù)

圖4 污水循環(huán)系統(tǒng)

洗掃車(chē)需要消耗大量的水資源，如何實(shí)現(xiàn)垃圾箱內(nèi)回收的污水循環(huán)利用，這是國(guó)內(nèi)許多企業(yè)正在研究的課題，它的原理是將污水箱內(nèi)的污水，經(jīng)過(guò)幾級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)過(guò)濾后產(chǎn)生的清水又流入清水箱，下圖4是某廠家的污水循環(huán)系統(tǒng)。污水箱內(nèi)的污水經(jīng)過(guò)門(mén)上的粗濾濾網(wǎng)過(guò)濾后，進(jìn)入兩側(cè)的過(guò)濾膜組件箱體內(nèi)，離心泵將污水從過(guò)濾膜外抽吸入過(guò)濾膜內(nèi)，過(guò)濾后的清水被離心泵注入清水箱實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。但是，由于在洗掃車(chē)作業(yè)時(shí)，需要快速的污水循環(huán)過(guò)濾，污水內(nèi)的垃圾顆粒缺少沉淀的時(shí)間，并且中空超濾膜的過(guò)濾精度＜1μm，如果防堵塞系統(tǒng)做的不好，這樣很容易造成過(guò)濾系統(tǒng)的堵塞，導(dǎo)致污水循環(huán)系統(tǒng)失效。

3.2 單發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

在城市作業(yè)的清掃車(chē)兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放對(duì)環(huán)境的影響是顯而易見(jiàn)的，為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召許多廠家開(kāi)始逐步研發(fā)單發(fā)洗掃車(chē)，技術(shù)路線(xiàn)分為液壓技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)、油電混合動(dòng)力等路線(xiàn)。其中機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整車(chē)成本低，節(jié)油明顯，但是存在低速起步時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)升轉(zhuǎn)速的過(guò)程中，無(wú)法保證上裝功率需求，導(dǎo)致有幾米的路段可能掃不干凈的問(wèn)題。液壓技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是底盤(pán)實(shí)現(xiàn)低速下的無(wú)級(jí)變速行駛，底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)始終保持合適的定運(yùn)轉(zhuǎn)，保證上裝的功率需求，缺點(diǎn)是整車(chē)成本較高，另外液壓系統(tǒng)的作業(yè)效率較低，整車(chē)油耗的節(jié)能不明顯。油電混合動(dòng)力技術(shù)是利用底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的發(fā)電機(jī)組，為上裝的電機(jī)提供電力驅(qū)動(dòng)上裝。圖 5、圖6分別是底盤(pán)的發(fā)電機(jī)組和驅(qū)動(dòng)上裝風(fēng)機(jī)等的電機(jī)。

圖5 底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)后面并聯(lián)的發(fā)電機(jī)組

圖6 驅(qū)動(dòng)上裝風(fēng)機(jī)等的電機(jī)

3.3 無(wú)刷水洗技術(shù)

該技術(shù)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)就是用旋轉(zhuǎn)高壓水力清洗裝置替代了傳統(tǒng)掃刷，進(jìn)行洗掃作業(yè)。它的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)刷作業(yè)，因?yàn)槊⒌哪p較快，每年每臺(tái)車(chē)更換毛刷需要消耗數(shù)千元。如圖7圖8所示。

圖7 水刷總成

圖8 旋轉(zhuǎn)噴嘴總成

3.4 全天候洗掃車(chē)的熱風(fēng)烘干技術(shù)

在北方冬季，洗掃車(chē)在氣溫零度以下時(shí)就不能正常用水作業(yè)，低溫容易導(dǎo)致洗掃車(chē)水管路的水泵、球閥、管件及接頭等零部件凍裂損壞，并且洗掃作業(yè)后路面剩余的積水易結(jié)冰，帶來(lái)路面行駛車(chē)輛、行人的安全問(wèn)題。如果洗掃車(chē)無(wú)水作業(yè)，又會(huì)造成揚(yáng)塵二次污染；所以環(huán)衛(wèi)車(chē)輛季節(jié)性問(wèn)題成為制約行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，于是一些企業(yè)便開(kāi)發(fā)了能夠在—10℃以上氣溫環(huán)境下作業(yè)的全天候洗掃車(chē)，比如某企業(yè)采用“中置兩盤(pán)掃+中置雙吸口寬吸嘴+中置邊吸+后置烘干裝置”組合結(jié)構(gòu)形式，集“洗、掃、吸、烘 ”四位一體的作業(yè)模式。如圖9所示：

圖9 全天候洗掃車(chē)

3.5 新能源技術(shù)

目前新能源的環(huán)衛(wèi)車(chē)在北京、鄭州、上海等地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量采購(gòu)，純電動(dòng)的洗掃車(chē)、掃路車(chē)、吸塵車(chē)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小批量使用。電池廠家目前主要有寧德時(shí)代、力神、比亞迪等，電池主要是磷酸鐵鋰為主和少量三元鋰電池。目前主要企業(yè)電池組的能量密度已經(jīng)能夠達(dá)到120-140Wh/kg以上。隨著國(guó)家對(duì)電池的能量密度要求越來(lái)越高，未來(lái)三元鋰電池，憑借其能量密度高且高充電效率、耐低溫等特性，將會(huì)是新能源環(huán)衛(wèi)車(chē)的主流配置。

圖10 純電動(dòng)洗掃車(chē)

4 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析

4.1 智能駕駛技術(shù)

該車(chē)型上路后利用智能識(shí)別系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛作業(yè)，能夠自動(dòng)識(shí)別路面的垃圾、避讓行人、車(chē)輛、障礙物等。目前國(guó)內(nèi)一些主流廠家正在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究工作，也有一些廠家的試驗(yàn)樣車(chē)進(jìn)入路試階段，但是要真正實(shí)現(xiàn)智能駕駛，未來(lái)的路還很長(zhǎng)。

4.2 車(chē)載智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)

利用車(chē)載智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)采集分析，遠(yuǎn)程監(jiān)控清掃車(chē)輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)，比如作業(yè)車(chē)速、實(shí)時(shí)油耗、水箱容積以及路面作業(yè)后的潔凈度等數(shù)據(jù)。

4.3 新能源技術(shù)

目前鋰電池的回收問(wèn)題依然沒(méi)有有效解決；同時(shí)電動(dòng)車(chē)充電的來(lái)源是城市電網(wǎng)，火力發(fā)電在我國(guó)依然是主要來(lái)源，這實(shí)際上只是轉(zhuǎn)移了污染源。燃料電池未來(lái)前景廣闊，比如氫、甲烷、乙醇等燃料電池因?yàn)槲廴旧?，能量轉(zhuǎn)換高，可靠性較高等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)在環(huán)衛(wèi)車(chē)上具有廣泛的應(yīng)用。

4.4 潔凈度高、高效作業(yè)

很多城市對(duì)路面的潔凈度要求已經(jīng)越來(lái)越高，在“以克論凈”的要求下，對(duì)清掃車(chē)輛的作業(yè)潔凈度要求更高，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的路面污染情況；同時(shí)，環(huán)衛(wèi)車(chē)目前普遍都是低速作業(yè)，作業(yè)效率低且容易造成城市道路擁堵；所以能夠快速作業(yè)，且路面潔凈度高，這是未來(lái)要研究的方向。

4.5 作業(yè)機(jī)器人

作業(yè)機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)車(chē)輛，可以在人行道、廣場(chǎng)、大型室內(nèi)場(chǎng)館以及機(jī)動(dòng)車(chē)輛無(wú)法駛?cè)氲膮^(qū)域內(nèi)作業(yè)。