研究綜述摘要：本文對城市小型道路清潔機械進行研究。城市小型清潔機械是美化都市、提高城市文明、創(chuàng)造良好生活環(huán)境的必要設備。通過介紹國內(nèi)外多種城市清潔機械的特點、發(fā)展及工作原理，闡述了小型清掃設備靈活的機動性、工作的高效性、操作的人性化設計，并以國內(nèi)外清潔設備運用的現(xiàn)狀為根據(jù)，提出了小型清掃設備的未來發(fā)展趨勢。關鍵詞：清潔機械，發(fā)展趨勢，方便，靈活。City small road cleaning machinery designAbstract： Summary on cleaning vehicle of various forms of different as the starting point, separately elaborated the domestic and foreign sweeper development status, trend, form. The sweeper is one of the necessary equipment high pavement maintenance. Based on the domestic and international road sweeper of comment, emphatically explains the sweeper working way classification. Finally introduced the present domestic cleaning cars generally work principle. 【11】Key words: Cleaning machinery, development trend, convenient, flexible. 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市對環(huán)境衛(wèi)生質量要求的不斷提高，各地環(huán)衛(wèi)部門也在不斷提高城市道路清掃作業(yè)機械化的程度。我國清掃車行業(yè)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，產(chǎn)品從單一的純掃式發(fā)展到目前的多種型式；但目前我國清掃車的水平與國外發(fā)達國家相比，還存在一定的差距，特別是在產(chǎn)品的可靠性方面。為盡快提高我國清掃車的水平，縮小與發(fā)達國家清掃車水平的差距，滿足對路面清掃作業(yè)的要求，清掃車生產(chǎn)企業(yè)應選擇一個合適的掃路車研究方向。 【3】 隨著社會的發(fā)展、進步，清掃設備已不再滿足于單純意義上的吸塵車；而是從多功能、環(huán)保、經(jīng)濟等方面提出更多的要求，來滿足市場的各種需求。為適應市場需求，近年來，國內(nèi)眾多環(huán)衛(wèi)車輛研發(fā)機構、生產(chǎn)廠家在引進、消化、吸收國外先進技術的基礎上，加快了清掃車的自主研發(fā)和生產(chǎn)，推出了一大批各具特色、性能優(yōu)良的清掃車。隨著機電液一體化技術、數(shù)字化信息技術和自動控制技術的大量采用，我國清掃車的設計和制造水平與發(fā)達國家的差距在逐步縮小?！?】1 我國道路清掃車的發(fā)展目前，我國道路清掃車多數(shù)由汽車底盤改裝。這種道路清掃車轉場速度快，適合于大面積、遠距離清掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結合部、高速公路路面的清掃作業(yè)。 【8】 不少道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)也開發(fā)了專用底盤的中小型全液壓道路清掃車，以滿足市場的需求。我國道路清掃車的發(fā)展大致分一下三個階段：①上個世紀五十年代，天津市環(huán)衛(wèi)設備廠研制出純掃式道路清掃車，揭開了我國研發(fā)道路清掃車的序幕。②八十年代，天津市環(huán)衛(wèi)設備廠生產(chǎn)了大量的純吸式道路清掃車，但只用于少數(shù)大城市和新建的高速公路。 【7】 城市建設高速發(fā)展，城市路面的人工清掃已難以滿足日益增長的城市道路的需要。純吸式道路清掃車正是在這個恰當?shù)臅r代推出的最適宜的產(chǎn)品。③二十世紀末期至今，是我國道路清掃車發(fā)展最快的階段。道路清掃車的使用從大中城市擴展到小城市，不少企業(yè)、居民小區(qū)也采用道路清掃車進行路面清掃。隨著生產(chǎn)廠家的不斷研發(fā)以及國內(nèi)市場的不斷增大，使得道路清掃車技術飛速發(fā)展。在我國，道路清掃車生產(chǎn)企業(yè)已發(fā)展到數(shù)十家，生產(chǎn)的道路清掃車囊括了所有道路清掃車的類型，道路清掃車規(guī)格多達數(shù)十種。吸掃式道路清掃車應運而生，各種類型和各種規(guī)格的吸掃式道路清掃車不斷涌現(xiàn)。 【3】2 我國道路清掃車的發(fā)展、研究方向 根據(jù)我國道路清掃車市場的需求。要提高我國道路清掃車的水平，必須要首先確定其發(fā)展方向，研究開發(fā)出性能先進、可靠性高、符合我國國情的道路清掃車。在我國，由于道路清掃車發(fā)展時間較短，使用數(shù)量較少，研究開發(fā)人員有限，又沒有專門的研究機構對其進行研究，所以缺少對道路清掃車主要部件的研究。為了提高吸掃式和純吸式道路清掃車設計的能力，必須對其主要部件——清掃系統(tǒng)、風機、風道系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)以及零部件的耐磨性等進行試驗研究，以提高道路清掃車設計的理論水平，為設計提供理論依據(jù)。3 國內(nèi)外各具特色的清掃設備 清掃機械越來越受重機路面清掃車就是其中之一。當代大量的高新技術被用于清掃車的設計和制造。路面清掃車在國外已有幾十年的使用歷史。根據(jù)其工作形式可分為真空吸掃式與刷式兩大類型。真空吸掃式是利用負壓收集垃圾；刷式是用圓柱刷盤劂將垃圾梟中到皮帶機上。然后進到垃圾箱中，或直接拋入垃圾料斗里。根據(jù)垃圾排出的方法。清掃車還可分為料斗前翻式料斗后翻式和舉斗后翻式等。①緊湊型清掃車緊湊型掃路車的特點主要表現(xiàn)在它的內(nèi)部總裝結構，以節(jié)省為主題。將其內(nèi)部的源動部件、傳動部件和最終執(zhí)行工作部件緊湊設計；這樣做在節(jié)省了空間的同時也大大降低了動力在傳動中的了流失。 【4】 1966 年，意大利的 RAVO 掃路車公司就發(fā)明了緊湊型掃路車如圖 3-1 。清掃車最先使用的是通用底盤，就是先將圖 3-1 RAVO 緊湊型掃路車 圖 3-2 通用底盤掃路車汽車的模型制造出來，再這輛汽車的底盤上進行改裝，最終制造出清掃車。如圖 3-2，使用通用底盤改裝掃路車圖會受到一定限制,這樣的掃路車不能最大限度發(fā)揮它的清掃作業(yè)能力，許多清掃裝置的設計主要是配合汽車底盤是形態(tài)位置，而不完全是為了配合路面狀況設計的。因此國外許多著名掃路車生產(chǎn)商都在大力研發(fā)全液壓掃路車專用底盤，這種專用底盤更適合掃路車的實際工作狀況。 【4】②“吸塵器 ”式的機掃車。這類車利用了吸塵器的工作方式，將其與小型簡易車結合起來，吸塵器體積的擴大，加之非人工的動力源， “吸塵器”變成了小型的道路清潔車。動力是人工動力的 3~5 倍，吸掃能力也較之小型吸塵器增強了 3~5 倍。如圖 3-2，這輛清 圖 3-2 摩托化清掃車掃設備實現(xiàn)了“摩托化” ， 此車的特點在于它將古老的清潔車簡便化，動力提升的同時又利用了摩托車的靈活、方便、易操作等優(yōu)點。 【5】 大大減輕了環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度。③袖珍多路段清掃機如圖 3-3，這輛單人操作的清掃車非常適合清掃“背街小巷” ，因為它車身小操作簡便，速度適中，在危險性，靈活性方面做到了接近完美，所以它使用與窄小，人多，的小巷、步行街等。同時在每輛車上都配有掃把，這一點值得國內(nèi)學習。 【2】 圖 3-3 袖珍多靈活式掃路車該 設 備 也 可 進 行 進 一 步 的 改 進 ， 將 存 儲 垃 圾 的 垃 圾 箱 與 操 作 駕 駛 室 換 位 ；使 操 作 者 獲 得 更 大 的 視 野 范 圍 ， 便 于 操 作 清 掃 。④人性化道路清掃機人性化設計主要體現(xiàn)在人機工程學的運用，根據(jù)人的心理，生理，所處工作環(huán)境的需求設計出最適宜的工作條件。例如適當?shù)淖胃叨?，踏板的位置，方向盤高度以及傾角的大小。盡可能的減少駕駛員的勞動強度。 圖 3-4 johnstonC200 系列車控制器 由于掃路車是在人群密集的城市作業(yè)，過于復雜的操作會讓駕駛員容易疲勞，甚至容易造成事故。比如，減少操作員為找按鈕而左顧右盼的麻煩，如圖3-4，意大利生產(chǎn)的 johnstonC200 系列車將控制器都放置在伸手可及的地方。⑤環(huán)保型掃路車由于清掃車長期在城市和人口密集的地方工作, 所以各個國家都對掃路車制定了相對較高的排放標準掃路，車越清潔環(huán)保,就越有市場競爭力。在使新能源的專用汽車中, 掃路車走在了前面。其大致有壓縮天然氣掃路車、空氣循環(huán)掃路車、燃料電池掃路車。4 通 用 清 掃 車 的 結 構 、 工 作 原 理 及 其 主 要 性 能 參 數(shù)4.1 清 掃 車 的 結 構 及 其 工 作 原 理①純 掃 式 小 型 清 掃 車純 掃 式 小 型 清 掃 車 清 掃 原 理 如 圖 5-1 所 示 。 掃 刷 固 定 在 清 掃 輥 上 ， 工作 時 清 掃 輥 在 動 力 帶 動 下 轉 動 , 清 掃 刷 將 垃 圾 掃 起 并 推 動 垃 圾 沿 撮 土 板 上 升 , 最 后 進 入 垃 圾 箱 。 這 種 清 掃 部 件 的 缺 點 是 ： 工 作 時 地 面 上 的 垃 圾 要 頂 起 撮 土板 , 使 撮 土 板 與 地 面 形 成 縫 隙 , 垃 圾 在 地 面 摩 擦 力 的 作 用 下 穿 過 該 縫 隙 才 能進 入 垃 圾 清 掃 區(qū) 被 掃 刷 掃 起 。 當 地 面 有 體 積 較 大 的 垃 圾 ， 如 石 塊 、 紙 團時 , 撮 土 板 或 擁 著 它 們 向 前 行 進 ， 加 大 清 掃 車 的 前 進 阻 力 ； 或 被 它 們 頂起 ， 造 成 清 掃 輥 卡 死 。圖 5-1 純掃式小型 清掃車原理示意圖 圖 5-2 小型清掃車結構布局清掃小車結構如圖 5-2 所示，主要由清掃器總成、撮土板、垃圾箱、主電機、主動皮帶輪、被動皮帶輪、護罩和邊掃總成等組成。這種清掃車優(yōu)勢在于他將裝置的垃圾箱后置到了清掃車的后面，這樣在工人操作清掃車清潔路面時能開闊視野，掌握并控制好清掃車的運行路線和工作前進速度，大大提高了清掃車的工作效率。②盤刷裝置該設備的主要工作部件是位于車體下方地盤的盤刷裝置。盤刷裝置擔負著清掃和收集路肩或護欄附近垃圾的任務，盤刷裝置結構圖如圖 5-3 所示，它由盤刷支架、觸地壓力調整機構、伸縮油缸、傾角調整機構、馬達和盤刷等組成，可使盤刷實現(xiàn)外伸下放浮動旋轉和回收提升緊鎖。盤刷在工作中遇到障礙物能繞其支架銷軸旋轉實現(xiàn)自動避讓功能；傾角調整機構使盤刷工作時向外向前傾斜，以保證盤刷足夠的清掃寬度和正確的拋塵方向。觸地壓力調整機構可調整盤刷工作時的觸地壓力，保證盤刷因磨損或在不平路面工作時觸地壓力均合適，可減少刷毛磨損量。 【8】1.盤刷支架 2.觸地壓力調整機構 3.伸縮油缸4.傾角調整機構 5.馬達 6.盤刷圖 5-3 盤刷裝置結構圖③傳動系統(tǒng)清掃車傳動系統(tǒng)包括主發(fā)動機傳動系統(tǒng)和副發(fā)動機傳動系統(tǒng)，其傳動關系如圖 5-4 所示。由于主發(fā)動機取力器處的空間限制，齒輪泵由灑水泵輸出軸驅動。副發(fā)動機采用電磁離合器傳遞動力，便于電控系統(tǒng)控制。根據(jù)風機、雙聯(lián)泵和高壓水泵功率確定副發(fā)動機功率為 110KW，額定轉速為 2200r/min。 【8】圖 5-4 傳動關系圖4.2 滾筒式小型清掃車如圖 5-4 所示的東風-145 型掃路車，其行走、轉向和工作裝置分別由三個電動機提供動力，其中行走電機通過齒輪有級減速帶動車體的行走，轉向電機帶動轉向機構驅動前輪轉向，工作電機輸出動力分成兩條路線，一路經(jīng)過減速機構和曲柄滑塊結構驅動拖地機構作往復運動，而另一路則經(jīng)過帶傳動后，通過直齒圓錐齒輪換向，以驅動掃地機構作水平旋轉運動，輕松實現(xiàn)產(chǎn)品掃及拖地功能。產(chǎn)品運用汽車換檔原理，設計了兩個滑移軸套以控制滑移軸套與齒輪嚙合或斷開，實現(xiàn)掃地與拖地間的獨立或配合動作。 【1】 1.驅動電機 2.減速裝置 3.車輪 4.工作電機 5.減速裝置 6.滑套裝置7.偏心輪 8.軸 9.飛輪 10.連桿 11.拖把頭 12.滑套裝置 13.軸14.皮帶輪 15.皮帶 16.皮帶輪 17.掃把頭 18.錐齒輪組 19.轉向電機20.轉向裝置 21.連桿 22.支架 23.滾筒圖 5-5 清掃車機械結構原理圖4.2.1 行走驅動系統(tǒng)驅動電機（1）經(jīng)過減速裝置（2）減速后帶動車輪（3）轉動，實現(xiàn)車體的行走。由電機正反轉來控制車體的前進與后退。4.2.2 拖地系統(tǒng)拖地系統(tǒng)由工作電機（4）驅動，當滑套裝置（6）嚙合時，減速裝置（5）中的齒輪與軸（8）連接起來，運動傳到軸上，從而帶動飛輪（9）的轉動，拖把頭通過連桿與飛輪連接起來，利用曲柄滑塊原理實現(xiàn)拖把的往復運動。當滑套裝置（6）分開時，減速裝置（5）中的齒輪與軸斷開，齒輪空轉，實現(xiàn)拖把運動停止。4.2.3 掃地系統(tǒng)掃地系統(tǒng)由工作電機（4）驅動，當滑套裝置（12）嚙合時，減速裝置（5）中的齒輪與軸（13）連接起來，把運動傳到軸上，從而帶動皮帶輪（14、16）的轉動，帶動錐齒輪組（18）轉動實現(xiàn)掃盤水平向內(nèi)轉動，將路面垃圾掃攏至中部。當滑套裝置（12）分開時，減速裝置（5）中的齒輪與軸（13）斷開，齒輪空轉實現(xiàn)掃盤停止運動。此類清掃車的優(yōu)點在于靈活，可用于多種路段作業(yè)，在工作時不需要警車開道，路面上的行駛車輛只需簡單讓行即可。而且速度在低速的情況下可盡最大限度的將路面清掃整潔。而當我們在這樣窄小的路段用“吸塵器”式清掃車時，由于這樣的接到多為步行街，居民生活小巷，可能由于路面垃圾較多造成“吸塵器的吸管”堵塞，使得清掃機不能正常工作。用普通掃盤式的清掃機就可避免這種情況。 【1】4.3 清掃車的性能參數(shù)清掃車的性能主要體現(xiàn)在清掃寬度、清掃速度、清掃效率以及最大吸入顆粒等。①清掃寬度。清掃車在進行清除和收集路面垃圾塵土等污物時，在整個標定的清掃速度范圍內(nèi)一次作業(yè)能連續(xù)穩(wěn)定達到的最大有效作業(yè)面寬度②清掃速度。清掃車按規(guī)定的傾灑寬度進行作業(yè)時，傾掃效率均都能達到產(chǎn)品技術規(guī)定的行駛速度范圍值。③清掃效率。清掃車在 JB/T 7304 規(guī)定的實驗條件下，所測得的被清除的路面垃圾塵土等污物的重量與作業(yè)前路面垃圾塵土等污物的重量之比，以百分比表示。④最大吸入粒度。在 JB/T 7304 規(guī)定的實驗條件下，純吸式或吸掃式路面清掃車所測得的吸入垃圾容器內(nèi)體積最大顆粒的當量直徑值。即被測定的最大顆粒折算成體積相當?shù)膱A球的直徑值。規(guī)定測量的顆粒為密度 1.5~2g/cm3的沙石或磚塊。 【10】5 清掃設備的發(fā)展趨勢①多功能化。清掃保潔車輛的多功能化是必然規(guī)律，一機多能使車輛在一次行駛中完成多種作業(yè)功能，一方面節(jié)約用車單位的運營成本，另一方面可提升作業(yè)質量。目前中聯(lián)重科環(huán)衛(wèi)機械分公司開發(fā)出的高壓清洗車( 噴霧降塵、噴灑空氣消毒劑、高空作業(yè)、護欄清洗、綠化澆灌，以及清洗路標、廣告牌等多種附加功能) 與洗掃車( 清掃、清洗、污水回收于一體，且一次行駛同步完成，俗稱“三合一”車輛) 。②模塊化。產(chǎn)品多元化和個性化的市場需求不斷增長，要求生產(chǎn)廠家通過模塊化組合設計快速生產(chǎn)出多種類型和規(guī)格的系列化產(chǎn)品，以滿足不同的用戶、地區(qū)、作業(yè)環(huán)境以及特殊的應用場合的需求。③節(jié)能環(huán)?；?。目前的清掃車尾氣污染和噪音污染相對來說都較大。隨著國家對環(huán)保要求越來越高．人們的環(huán)保意識普遍增強。 【5】 現(xiàn)有清掃車將很難適應需要。因此開發(fā)環(huán)保型路面清掃車勢在必行?？梢妵鴥?nèi)路面清掃車生產(chǎn)企業(yè)只有調整好產(chǎn)品的研發(fā)方向，順應市場的需求和國家的政策，才能在未來的市場競爭中搶占先機。 【3】 在節(jié)能降耗方面，任何能提高吸掃效率的改進和創(chuàng)新，都能自動降低燃油消耗( 可降低 20%)，減少對周圍環(huán)境的污染排放( 可減少 25%)。在污水污染方面，重點是控制車輛在作業(yè)中的滴漏現(xiàn)象；在揚塵污染方面，重點是控制車輛在作業(yè)時的二次揚塵污染；在噪聲污染方面，重點是控制液壓系統(tǒng)、機構撞擊、發(fā)動機等機械噪聲；在廢氣污染方面，重點是控制發(fā)動機廢氣排放和車輛作業(yè)中異味氣體的散發(fā)。④人性化。清掃保潔車輛的人性化是體現(xiàn)現(xiàn)代社會文明以人為本的理念。在操作人員工作環(huán)境方面，將以提高駕駛操作的舒適性，減輕作業(yè)人員的勞動強度為發(fā)展目標。在作業(yè)中對周圍環(huán)境和人員的影響方面，將以改變長期以來車輛外形和作業(yè)的粗放形象為目標，通過對車輛外形和性能的改進，消除或減輕視覺污染，避免或減少作業(yè)時對周圍環(huán)境和人員的影響，使車輛與作業(yè)環(huán)境相協(xié)調。⑤數(shù)字化。以數(shù)字化裝備理念對傳統(tǒng)清掃保潔車輛進行技術改造和創(chuàng)新，是現(xiàn)代化發(fā)展的一種創(chuàng)新理念。通過信息化技術的應用，使其發(fā)展成為具有作業(yè)機械化、管理信息化、控制智能化、信息網(wǎng)絡化等特點的現(xiàn)代化車輛。數(shù)字化裝備的清掃保潔車輛具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、檢測診斷、信息儲存、實時傳送等功能，滿足信息采集傳送、運行狀態(tài)跟蹤、作業(yè)質量監(jiān)控、作業(yè)車輛調度、運行工況分析、故障檢測診斷等方面的要求，為提高作業(yè)運行效率和質量，加強科學決策和監(jiān)管，提供先進、可靠的技術支撐。結論從全世界范圍來看，雖然中小型吸掃結合式道路清掃車的開發(fā)從二十世紀九十年代初就已經(jīng)開始。但是，由于當時條件的限制，國產(chǎn)配套件不能滿足產(chǎn)品的需要，加上道路清掃車開發(fā)水平較低，所以開發(fā)出的中小型吸掃結合式道路清掃車不能滿足市場的要求。到二十世紀九十年代未，國產(chǎn)中小型吸掃結合式道路清掃車才真正意義上地進入了市場。但是，由于我國目前道路清掃車用戶主要為城市環(huán)衛(wèi)部門和公路部門，且路面垃圾成分復雜，包括生活垃圾、建筑垃圾，加之部分道路狀況也較差，所以多采用汽車底盤改裝的道路清掃車。對于我所處的烏魯木齊市而言，大型的清掃車隨處可見，這將我們的河灘路段，外環(huán)路，友好路，南湖等大而寬的路段清掃的干凈利落。然而這也是問題所在，除去這些大而寬的路段以外烏魯木齊市更多更復雜的路段是一些步行街，小巷子，而這些街道現(xiàn)在基本都是靠清潔工人人工清掃，在效率，方便程度上遠遠不及清掃車，所以這些狹窄的路面更需要清掃車。為適應市場發(fā)展的需要，對中小型吸掃結合式道路清掃車的研究工作已成為必要。這就需要設計一種簡便、靈活、小體積的清掃車來完成城市中較狹窄街道的快速、高效的清潔工作。參考文獻[1]賴杰民，純掃式掃路車的技術改進廈實用效果，[J]．筑路機械與施工機械化，2009，16(4) 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