通过应用计算机技术和IT技术,结合具体产品的特殊性能要求,借鉴和同步应用汽车行业,加大汽车电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)在环卫机械产品上的应用比例,将大大提高环卫机械产品的技术含量和加速个性化产品的开发水平和进度。据报道,国外汽车行业的电子产品在整车中的比重已经越来越大,应用的导线长度甚至达到几十公里长,部分车型电子系统部分的价值已经占到整车价格的35%之多[6]。因此开发具有高安全性、高可靠性、寿命长、低排放、适应性强、自动驾驶、遥控、恒温空调、自适应座椅、远程诊断的高技术含量和完全知识产权的ECU产品,对于国内企业降低产品价格,参与国际化的市场竞争,在以后的“微利时代”赢得自己的未来市场无疑具有重大的长远意义。这也使其成为今后环卫机械产品一个新的经济增长点和发展热点。
在应用机电一体化技术方面,通过对影响扫路车能耗和清扫效率的各种因素进行系统分析,在确保清扫效率前提下,使整个扫路车的结构和性能参数有一个优化组合的调整。其中包括发动机与传动系统的控制、功率的合理匹配、最佳作业参数和工作状态的调整等。通过优化制动方式和控制策略,可以实现扫盘自适应控制功能,从而可以实现自动防撞、避让保护功能,有利于提高清扫效率和降低能耗、磨损。对传统上吸扫式的垃圾清扫方式以及扫盘结构形式进行研究和突破,可以有效地提高清扫效率和降低能耗。如在2005年第一期的专用汽车(Commercial Vehicle)杂志上报道了某环境科技开发中心研发的“新型弹拨除尘器”技术,可进一步降低扫路车二次扬尘污染、提高连续作业时间,有效克服目前国内传统使用的吸扫结合式扫路车“盘扫”+湿式除尘装置对水的依赖和二次扬尘污染及其吸力降低之不足。该技术通过选用先进的进口过滤材料和独特的弹拨内循环清灰专利技术,采用正压除尘原理,可加装在各种型式和型号的扫路车上,确保扫路车在长时间连续作业时边扫路边清除过滤器中的灰尘,不影响吸力,过滤后的气体达到排放要求,干、湿作业两可,既节水、节能,又提高了设备的利用率。
三、绿色环保要求生产扫路车技术充分利用节能环保技术和优化设计结构来提高扫路车清扫效率和降低能耗
因为任何能提高吸扫效率的改进和创新,都能自动降低燃油消耗(降低20%),减少对周围环境的污染排放(减少25%)。通过对一些影响吸扫效率和速度以及关系到能耗和整车性能的关键部件进行试验和优化,将有利于提升扫路车产品的整体性能和品质。如通过对吸嘴结构设计的改进、风道的形状和布置进行优化和分析、对风机表面实施耐磨处理,可以大大提高吸扫效率和降低能耗、降低噪声,实现低速、低耗、降噪等性能要求。提升性能、降低能耗和噪声对于工作在清晨和傍晚和生活社区的扫路车而言,无疑具有很重要的意义,这也直接体现了人机性能和绿色环保性能的好坏。
为适应高速公路、机场跑道清扫需要,扫路车在向高速、大扫宽、高可靠性、电子监控和电子调节方向发展,其中最高清扫速度提高已达到30km/h左右。显然,最高清扫速度提高,绝不是单纯提高行车速度,而是在确保清扫效率的前提下,整个扫路车的结构和性能参数都实现了优化组合。通过对扫路车主要部件——清扫系统、风机、风道系统和除尘系统以及零部件的可靠性、耐磨性等进行理论和试验研究,进而开发出高吸扫效率、高可靠性、低能耗、环保性高的新一代扫路车,对于提高我国扫路车产品的自主设计能力及其产品水平、减小我国与世界先进国家的扫路车技术水平差距具有重要的意义。
风机转速的确定,直接影响到最大吸入粒度、最高清扫速度、吸尘嘴尺寸、副发功率、立刷和卧刷尺寸等其它主参数的选取。而风机转速的选取必须考虑振动、噪声、寿命三个重要的因素。风机噪声是扫路车噪声的主要组成部分。目前国内有的风机采用塑料叶轮、机壳,改进叶片角度和形状,多层隔音等,在降低噪声方面取得了较好效果。国外高效、低噪、散热好的专用风机已成功应用于扫路车上,促进了扫路车性能的快速提升。不少厂商为了维修保养方便,已经注意到在选取发动机功率及机型时,与底盘发动机保持一致。虽然匹配不一定理想,有待进一步优化配置,但为用户提供方便,无疑是一个好举措。
吸嘴是扫路车的一个重要的专用工作装置,它是将前方扫刷扫进车辆中部的垃圾由地面输送到垃圾箱体内的一种垃圾导向输送装置。吸嘴结构性能的好坏将直接影响到扫路车的吸扫效果,直至系统功率的配比、损耗以及扫路车的能耗和噪声的高低。扫路车结构不同,吸嘴的结构形式也不同, 而垃圾吸入的效果则有赖于吸嘴的结构设计。根据QC/T51-93扫路车性能技术条件,吸扫式扫路车清扫效率应≥90%,吸扫式扫路车的最大吸入粒度应不小于15mm。按吸嘴的结构形式的不同可划分为单吸式、反吹式、扫帚式、舌块式等四种。其中单吸式比较简单,工作时全靠风机的吸力将垃圾经此口吸进垃圾箱。整个装置由波纹管、吸风口、滚轮、橡胶或尼龙板组成。单吸式吸风口纯粹靠风力吸垃圾,尽管存在吸力不大的不足,但由于结构简单、设计方便仍被广泛采用。反吹式是在单吸式吸嘴的背后加装了一个反吹管,其风源来自于风机的出风口。该装置设计关键是将反吹管直径作变径处理,直径低于进风管85%,反吹管风口宽度控制在15~20mm范围内。此种结构在进口的德国法恩公司的扫路车上使用过。扫帚式吸嘴的关键是在传统单吸式的背面安装了一个微形扫帚。但对微形扫帚的两轴承座的同心度要求很高。而舌块式则是在传统吸吸嘴的腔内加一个橡胶皮舌块或铁质舌块。橡胶皮舌块靠自身硬度弯曲在腔内,起到增加吸风口吸力而达到吸净垃圾的作用。此种装置经试验可以吸起半块砖头和Φ10×40的螺栓。可见,设计者可以结合具体的扫路车结构和不同性能指标要求,对吸嘴结构形式进行设计和试验优化,从而有效降低能耗和提高垃圾吸入效率。国内某扫路车生产厂家针对传统吸嘴机构只能上下跳动而无法前后左右方向无法摆动,无法使吸嘴体与高低不平地面保持恒定间隙和高度密封而造成吸力下降的缺点,通过增设铰接机构,直接由油缸的伸缩来控制吸嘴升降,这样使吸嘴始终与高低不平的路面保持平行,降低了对地面撞击的噪音,提高了吸嘴的耐用性。在吸嘴尾部加装卧式圆形扫刷,有效解决了传统吸嘴须提高风机转速才能吸扫干净之不足。通过吸嘴尾部和车架之间加装有悬挂拉簧,降低滚轮摩擦力,减轻胶轮的磨损及损坏,大大提高了滚轮的使用寿命。该新型吸嘴结构能适应各种不同的道路条件,提高整车的使用性能和经济效益。但该新型吸嘴存在结构复杂、维护较为困难之不足。吸嘴尺寸固然很重要,但吸要使灰尘在回路中悬浮起来,运行阻力最小,在吸嘴口无任何外溢,能紧紧卷起紧贴在路面上的垃圾,达到较高的吸尘效率,尘回路的布置亦很关键。因此应该对吸嘴结构形式、风道形状和结构及其布置进行分析与优化、吸扫过程动力学进行分析和优化,从而进一步提高真空吸扫系统的吸扫效率,降低整车能耗。