(長(zhǎng)安大學(xué) 陜西 西安 710000)

單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車(chē)傳動(dòng)方式的可行性分析

陳沉

(長(zhǎng)安大學(xué)陜西西安710000)

一、引言

隨著國(guó)家節(jié)能減排的政策出臺(tái)，人們對(duì)采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)的老式清掃車(chē)不再滿足。傳統(tǒng)雙發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案以底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行駛系統(tǒng)，副發(fā)動(dòng)機(jī)則為工作裝置提供動(dòng)力。其主要弊端有整車(chē)油耗較高、尾氣排放量大、主副發(fā)動(dòng)機(jī)共振導(dǎo)致噪音大等。

清掃車(chē)的主要工況一般分為兩種：一種是在清掃作業(yè)時(shí)行走機(jī)構(gòu)和工作裝置共同運(yùn)轉(zhuǎn)；另一種是在轉(zhuǎn)運(yùn)狀態(tài)下行走機(jī)構(gòu)獨(dú)自運(yùn)轉(zhuǎn)，工作裝置不工作。采用傳統(tǒng)雙發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方式的清掃車(chē)在進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)由于整車(chē)低速行駛，主發(fā)動(dòng)機(jī)存在功率浪費(fèi)的情況，即俗稱(chēng)“大馬拉小車(chē)”的情況。而轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，主發(fā)動(dòng)機(jī)全功率輸出，副發(fā)動(dòng)機(jī)又進(jìn)入到閑置狀態(tài)。

底盤(pán)行駛與工作裝置在不同工況下功率消耗對(duì)比

二、取消副發(fā)動(dòng)機(jī)的可行性分析

圖1

圖1為某發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線，表示在特定的轉(zhuǎn)速和扭矩下，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗率達(dá)到最低點(diǎn)(此發(fā)動(dòng)機(jī)最低油耗率為206)，越偏離這個(gè)范圍發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗率就越大。而清掃車(chē)兩種工況的行駛速度差別很大，清掃作業(yè)的最大行駛速度一般只有15km/h(一般為3～15km/h)，而轉(zhuǎn)場(chǎng)速度一般要達(dá)到60km/h以上。在這種情況下，底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)為了滿足轉(zhuǎn)場(chǎng)速度，一般要選擇大馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，而在清掃作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩嚴(yán)重偏離最低油耗點(diǎn)，這就造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，且最高可浪費(fèi)50%以上，隨之燃油的不能完全燃燒就產(chǎn)生了大量的尾氣排放。而新型的單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車(chē)所有能源只來(lái)自于底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)，清掃作業(yè)時(shí)較低的行駛速度所需要的功率加上工作裝置消耗的功率基本和整車(chē)轉(zhuǎn)場(chǎng)所消耗的功率基本一致。

三、單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車(chē)整車(chē)基本性能要求

項(xiàng)目指標(biāo)清掃方式吸掃結(jié)合+真空負(fù)壓除塵清掃裝置雙立掃+主吸嘴+前置吸嘴底盤(pán)類(lèi)型國(guó)Ⅴ通用汽車(chē)底盤(pán)清掃作業(yè)速度(km/h)3～15清掃寬度(m)≥3．2最大清掃能力(m2/h)48000清掃效率(%)≥92最大吸入粒度(mm)120垃圾箱最大卸料傾角(°)45垃圾箱有效容積(m3)9水箱有效容積(m3)4最大轉(zhuǎn)場(chǎng)速度(km/h)100最大爬坡度(°)6

四、一種新型高效的傳動(dòng)方案

圖2

如圖2所示，工作裝置采用機(jī)械傳動(dòng)，行走采用機(jī)械-液壓復(fù)合傳動(dòng)。整車(chē)在清掃作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪通過(guò)全功率取力器將動(dòng)力傳遞給分動(dòng)箱，再由分動(dòng)箱合理分配到各個(gè)機(jī)構(gòu)。其中一部分動(dòng)力通過(guò)行走變量泵傳遞給行走馬達(dá)，以行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)底盤(pán)后橋的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速行駛功能。而在轉(zhuǎn)場(chǎng)工況下，分動(dòng)箱直接將全部動(dòng)力傳遞給底盤(pán)驅(qū)動(dòng)橋，此時(shí)整車(chē)和正常車(chē)輛的行駛系統(tǒng)一致，實(shí)現(xiàn)高速行駛。

五、總結(jié)

從理論技術(shù)層面分析雙發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車(chē)油耗大、尾氣排放量大的根本原因，并提供單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車(chē)基本性能要求和一種新式可行的傳動(dòng)方案，為清掃車(chē)在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供參考。

指導(dǎo)老師：宋永剛

[1]徐寧.吸掃式掃路車(chē)的總體設(shè)計(jì)與研究[J].北京:商用汽車(chē)雜志,2006(06):83-84

[2]何挺繼等.筑路機(jī)械手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,1998

[3]李橋,陳珍.影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的因素分析[J].南方農(nóng)機(jī),2015(05)

Feasibilityanalysisofdrivingmodeofsingleenginesweeper

從發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有曲線入手，在理論層面分析清掃車(chē)取消副發(fā)動(dòng)機(jī)的可行性，并提供一種新型的傳動(dòng)方案。

清掃車(chē)；單發(fā)動(dòng)機(jī)；新型傳動(dòng)方案

Starting from the engine's universal curve,the feasibility of cleaning the vehicle to cancel the auxiliary engine is analyzed on the theoretical level,and a new transmission scheme is provided.

Sweeper;single engine;new transmission scheme

陳沉(1992-)，男，漢族，遼寧撫順人，在讀碩士，長(zhǎng)安大學(xué)，研究方向機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。

指導(dǎo)老師：宋永剛(1958-)，男，工學(xué)碩士學(xué)位，長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院機(jī)械電子工程系教授，碩士生導(dǎo)師。