路面清扫车的现代设计_任良成

路面清扫车液压系统的功能是： １） 实现垃圾箱的举升下落， 垃圾箱尾门的启闭、锁紧。 ２） 驱动侧盘刷和水平柱刷的旋转和摆动。 开放吸扫式清扫车在清扫系统工作时， 液压系统一般不需要操纵垃圾箱， 故液压系统 分为两个基本回路： 垃圾箱操作回路和清扫系统液压回路。垃圾箱操作液压回路的液压泵 由底盘变速器取力器驱动， 通过多路手动换向阀， 分别控制一、二级伸缩液压缸实现垃圾 箱的升、降和一个双作用液压缸实现尾门的启闭锁紧。清扫系统液压回路的液压泵由副发 动机驱动， 通过集成到一体的电磁换向阀组， 分别控制一个液压马达和双作用液压缸， 实 现水平柱刷旋转和左右偏摆。采用一梭阀保证柱刷的旋转方向不受左偏或右偏的影响， 以 及侧盘刷的旋转、下落外伸和提升回收， 采用节流阀调整侧盘刷的旋转速度。
图５ 尘粒在垃圾箱中的沉降作用
根据牛顿定律， 垃圾尘粒在流动过程中具有保持其原有运动速度和方向不变的特性。
任良成等： 路面清扫车的现代设计
５７
由于垃圾尘粒密度要远远大于空气密度， 它的惯性也要比空气的惯性大得多。因此， 绝大 多数清扫车在垃圾箱中设置一道或几道障碍板或孔板， 利用尘粒惯性， 使尘粒在与挡板的 碰撞过程中， 改变运动方向和速度大小， 使其从运载空气中分离出来， 达到除尘目的。 ２．３ 湿式喷雾
０～２０
２～１５
转弯半径（ ｍ）
７．１９０
５．８０
整车质量（ ｋｇ）
１５０００
３２６０
ＶＩＫＡ 抽吸式 １．５ ３００ １６０ ９５０×２
１３００～２１００ ４０ ０～１２ ５．６３０ ３５００
表２ 美国施瓦茨（ Ｓｃｈｗａｒｚｅ） Ａ７０００ 型路面清扫车主要技术性能参数
项目
参数
项目
参数
发动机功率（ ｋＷ） 仅用吸盘时的清扫宽度（ ｍｍ）
路面清扫车主要技术性能参数
项目
参数
项目
参数
发动机功率（ ｋＷ） ４７．８ 倾倒高度（ ｍ） １．３
发动机汽缸容积（ Ｌ） １．９ 电压（ Ｖ）
１２
转弯半径（ ｍ）
２．２５ 整车质量（ ｋｇ） ２３００
水箱容积（ Ｌ）
３００ 载重量（ ｋｇ） １７００
表５ 瑞士波雄奥林匹克（ Ｏｌｙｍｐｉｃ） 喷水
式路面清扫车主要技术性能参数
真空吸尘口在纯吸式清扫车中采用较多， 真空泵的运转使吸尘口及其管道形成足够的 真空度， 可以吸起质量达 ５００ ｇ 的块类垃圾。如 Ｒａｖｏ ４０００ 型清扫车可吸入从砖块到树 叶、从罐头盒到玻璃瓶等最大尺寸为 ２５０ ｍｍ 的路面垃圾。这些垃圾通过吸管进入垃圾箱 内并被压缩。高速、耐磨的涡轮风机排风量分别为 ３５０ ｍ３／ｍｉｎ （５ｌ３０ＧＸＳ） 和 ３３５ ｍ３／ｍｉｎ （５１２０ＧＸＳ）。为减少噪音， 风机外壳内壁采用挂胶工艺。 ３．２ 液压系统
第４期 ２００６ 年 １２ 月
水运科学研究 ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＯＮ ＷＡＴＥＲＢＯＲＮＥ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮ
Ｎｏ．４ Ｄｅｃ． ２００６
路面清扫车的现代设计
任良成 张德文
（交通部水运科学研究院 北京 １０００８８）
摘要： 介绍了港口路面清扫车的系统构成， 各个机构的设计要点和设计目标。 摘录了一部分国外技术较先进成熟的路面清扫车的整体技术参数， 为今后港口 清扫车辆的设计提供参考。 关键词： 路面清扫车； 除尘原理； 吸口； 技术性能
４ 国外主要厂家清扫车技术性能指标
国外路面清扫车产品在基本配置、液压系统、气动系统、灰尘分离与供水系统、清扫 宽度， 清扫能力等方面各有特点， 表 １～表 ６ 列出国外部分清扫车的主要技术参数。
表 １ 法国 ＳＭＶ 路面清扫车主要技术性能参数
Fra Baidu bibliotek项目
ＶＥＧＡＥ
ＭＡＹＡ
清扫类型
抽吸式
机械式
废料箱容积（ ｍ３）
参数
清扫宽度（ 最大） （ ｍｍ） 垃圾箱容积（ ｍ３）
２３００ ２．０
发动机功率（ ｋＷ） 工作速度（ ｋｍ／ｈ）
７８ ０．５～１５
水箱容积（ Ｌ）
４２０
最高行驶速度（ ｋｍ／ｈ）
８５
除尘喷口（ 个）
９
５ 结束语
采用喷水压尘、湿式除尘、吸扫结合的现代吸扫式清扫车， 成为国内清扫车设计的主 要潮流， 引进国外先进的吸扫技术与国产汽车底盘配套， 可以极大提高国产清扫机械的技 术性能， 并形成喷水压尘和湿式除尘、清扫和吸扫等清扫车产品系列。
项目
参数
项目
参数
发动机功率（ ｋＷ）
４７．８ 倾倒高度（ ｍ）
１．７
发动机汽缸容积（ Ｌ） １．９ 电压（ Ｖ）
１２
转弯半径（ ｍ）
２．２５ 整车质量（ ｋｇ） １９５０
水箱容积（ Ｌ）
２０００ 载重量（ ｋｇ） ２０５０
表６ 德国慕迪卡（ ＭＵＬＴＩＣＡＲ） 路面清扫车主要技术性能参数
项目
参数
项目
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水运科学研究
２００６ 年第 ４ 期
３．３ 气动系统 路面清扫车的气动系统用以驱动需要作用力比较小的工作装置， 如吸口的开度调节、
侧盘刷的压力调节等。自行式清扫车底盘的气压制动系统为清扫车提供压气源。为实现清 扫作业的集中控制， 所有气动控制元件全部采用电磁阀。清扫车气动系统实现如下功能：
１） 保证底盘制动系统有压力源的优先使用权； ２） 实现侧盘刷和水平柱刷接地压力调节； ３） 实现吸口和水平柱刷的提升和下降； ４） 实现吸口开度和垃圾箱内吸管活门的启闭。 ３．４ 喷水系统 喷水系统是利用水雾对微细尘粒进行预处理， 使其形成具有较大沉降速度的粉尘团， 所以对喷水系统的一般性能要求是： １） 具有足够的压力和流量， 保证喷出水的雾化效果； ２） 喷水量可根据垃圾的多少、粒径的大小以及路面的潮湿状况进行调整； ３） 水的存储量应与台班工作时间内的水量基本匹配。
湿式喷雾输送的主要目的是利用雾化水对微细尘粒进行拦截捕获、收集以及湿尘团的 碰撞凝聚作用， 提高系统除尘效率。由于微细尘粒的悬浮速度低， 虽然易于输送， 但其沉 降速度也低， 难以从输送气流中分离出来。利用湿式喷雾， 在除尘之前的输送过程中， 对 微细尘粒进行预处理， 使其凝成具有较大沉降速度的粉尘团， 可以在不过多增加垃圾箱空 间的基础上， 提高除尘系统对于微细尘粒捕集率， 防止二次污染。
参数 ６
４００×１５００ ７５０ ６５０ ７５０
４０００ １２０００
项目 风机进口真空度（ ｋＰａ） 水箱容量（ Ｌ） 辅助发动机功率（ ｋＷ） 清扫速度（ ｋｍ／ｈ） 吸引口直径（ ｍｍ） 运载货车总质量（ ｋｇ）
参数 － ０．９ １２００ ６０ ０～２０ ２５０
１５０００
表 ４ 瑞士波雄奥林匹克（ Ｏｌｙｍｐｉｃ） 吸扫式
３ 清扫车的主要构成
３．１ 吸口及其结构 开放吸扫式清扫车吸口（ 见图６） 借助于高速气流
吸入垃圾尘粒。气流以约 ５０ ｍ／ｓ 的速度进入吸口， 产生吸力； 扫刷的转动使灰尘离开地面。为改善除 尘效果， 需在吸口内对含尘气流中的垃圾尘粒进行 预处理， 即在吸口内进行水雾喷淋。在吸口内设置
图６ 开放吸扫式清扫车的吸口 ２～８ 个喷嘴， 喷嘴数量以水雾覆盖吸管断面为原则。 由于吸口相对于路面的距离对拾取垃圾的效果影响很大， 因此吸口应自动保持最佳离地间 隙。最小离地间隙由可调整的拖轮保证， 吸口提升汽缸处于浮动状态， 使吸口可随路面的 高低而起伏， 同时借助于橡胶或塑料吸管的弹性阻尼作用将吸口压在路面上， 防止吸口拖 轮受路面冲击时向上跳起， 使空气尽可能多地从吸口围裙与路面的小间隙通过， 以增加空 气流速， 增强清扫能力。吸口具有临时增大前沿开度的能力， 允许大粒径物块进入。
虑清器， 第三级采用布织物虑清器、具有木屑湿润油的过虑室。
２．１ 重力沉降除尘
图 ５ 所示为一般清扫车的垃圾箱结构。
含尘气流从 Ａ 口进入， 经过垃圾箱空腔，
通过分离孔板， 进入排气道， 从 Ｂ 口排出。
尘粒进入垃圾箱后， 因垃圾箱的截面远大
于吸管截面积， 带尘气流速度降低， 尘粒
在重力作用下降落。 ２．２ 惯性除尘
６
１．２５
水箱容积（ Ｌ）
１２５０
３００×２
吸筒直径（ ｍｍ）
２５０
边刷及前刷直径（ ｍｍ） ７５０
８００×２
主清扫刷（ ｍｍ）
直径 ４００， 长度 １５００ 废料收集刷： 直径 ４７５， 长度 １７００
清扫宽度（ ｍｍ）
２３１０～３３００
２２００
行驶速度（ ｋｍ／ｈ）
８０
７０
清扫速度（ ｋｍ／ｈ）
图１ 开放吸扫式清扫车
图２ 开放吸扫式清扫车的气流路线
１．２ 循环吸扫式清扫车
循环吸扫式清扫车 （ 见图 ３） 与开放吸扫式清扫车差别在于没有水平柱刷和向上通入
大气的出气口。循环吸扫式清扫机的正下方不是水平柱刷， 而是一个与底盘宽度尺寸基本
收稿日期： ２００６－ １１－ １３
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水运科学研究
２００６ 年第 ４ 期
８６ ２２８６
侧扫直径（ ｍｍ） 废料斗容积（ ｍ３）
１１１８ ６．４２
吸盘和一个侧扫的清扫宽度（ ｍｍ）
２８９６ 废料斗倒空角度（ °）
５３
吸盘和两个侧扫的清扫宽度（ ｍｍ）
３５０５ 废料斗斗底角度（°）
３
清扫头长度（ ｍｍ）
２２８６ 液压泵输出流量（ Ｌ／ｍｉｎ）
６８
清扫头压力管径（ ｍｍ）
３５５．６ 液压系统最大压力（ ＭＰａ）
１７．２
清扫头吸管径（ ｍｍ）
３５５．６ 液压箱容积（ Ｌ）
９４
清扫头面积（ ｃｍ２）
２０９０３
任良成等： 路面清扫车的现代设计
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表３ 法国维佳（ ＶＥＧＡ） ＳＭ６１００ 型路面清扫车主要技术性能参数
项目 垃圾箱容积（ ｍ３） 主路刷直径×长度（ ｍｍ） 侧路刷直径（ ｍｍ） 固定第三刷直径（ ｍｍ） 平衡第三刷直径（ ｍｍ） 最大清扫宽度（ ｍｍ） 鼓风机排量（ ｍ３／ｈ）
开放吸扫式清扫车在工作时， 首先选择左侧或右侧作业方式， 将相应的侧盘刷和水平 柱刷按作业方式要求置于工作状态， 侧盘刷和水平柱刷在清扫车行进过程中配合作业， 将 垃圾横向抛射至吸口前方， 形成一条垃圾带。当吸口经过垃圾带时， 将垃圾尘粒吸入吸 管， 输送到垃圾箱内。垃圾尘粒在进入吸口经过垃圾箱的过程中， 要经历几次除尘处理， 将垃圾尘粒阻留在垃圾箱内， 除尘后的载体空气从出风口排出 （ 见图 ２） 。
参考文献
１．３ 磁力清扫车
各种固体垃圾中往往含有大量金属， 如果这些金属不被分选出来， 不但妨碍垃圾的进
一步处理， 还会造成资源的浪费。各种金属分选设备能够有效地从大量垃圾中分选出铁、
铝、铜等金属。对于含铁金属的分选， 是利用清扫车前部的电磁梁使路面的金属磁化， 然
后利用后部安装的磁性元件将金属垃圾吸入。这种清扫车较多运用于矿石输送码头。
２ 路面清扫车除尘原理
吸扫式清扫车由于受通用汽车底盘的限制， 除尘路线和空间都不可能很长很大， 因此
提高除尘效率、防止二次污染的唯一途径是在允许的最长路径和最大空间内， 合理地组合
多种除尘方式， 并且设法在输送过程中采取有效措施， 促使微细尘粒凝并与加密， 尽量缩
小垃圾尘粒的粒径和密度分布范围， 使其尽可能趋于一致， 以便除尘系统的设计参数具有
相当的宽吸口， 取代开放吸扫式清扫车下部的一个水平柱刷和两个较窄的吸口。 宽吸口中不仅有向上吸取垃圾尘粒的吸管， 还有向下吹气的吹管。空气作为载体由吸
管进入， 将路面上的垃圾尘粒送进垃圾箱， 经除尘分离后重新送回吹管吹出， 形成空气的 循环流动 （ 见图 ４） 。
图３ 循环吸扫式清扫车
图４ 循环吸扫式清扫车的气流路线
１ 典型的路面清扫车形式
１．１ 开放吸扫式清扫车 绝大多数开放吸扫式清扫车 （ 见图 １） 由自行底盘、副发动机、风机、垃圾箱、水
箱、侧盘刷、水平柱刷、吸口及排风口等组成。 副发动机、风机位于底盘驾驶室后方， 一般通过液力耦合器或干式摩擦离合器连接。
体积最大的垃圾箱位于底盘中后部， 其后部与车架铰接， 前部或下部有一翻倾液压缸， 铰 接在垃圾箱和车架之间。水箱可与垃圾箱做成一体， 位于垃圾箱下部， 或作为一个独立部 件固定于垃圾箱下方或其它位置。侧盘刷固定在车架中部两侧。水平柱刷位于车架下方， 可以向左或右偏转一定角度， 以配合左侧盘刷或右侧盘刷工作。吸口位于侧盘刷与水平柱 刷的稍后位置。
较高的针对性和准确性。
现代大型清扫车的除尘系统， 大多采用重力沉降除尘与惯性力除尘组合方案， 且基本
上都以在气力输送过程中对含尘气流进行湿式喷雾作为重要的辅助手段， 对垃圾尘粒进行
预处理， 以便于除尘系统的捕、集分离， 提高除尘效率。因此， 空气净化装置通常做成两
级或三级。一般把沉淀室作为空气净化的第一级， 第二级采用布织物虑清器、水雾幕、麻