道路清扫车介绍及发展趋势分析

刘洋，张珂

（1.陕西汽车控股集团有限公司，陕西 西安 710200；2.陕西通力专用汽车有限责任公司，陕西 宝鸡 722405）

前言

样路面的污染物大大减少，道路 PM10等扬尘污染得到了根治。

道路清扫车包括扫路车、洗扫车、吸尘车等利用负压抽吸作业的环卫保洁车辆。从20世纪80年代末，由建设部长沙建设机械研究院设计出我国第一台吸扫式扫路车至今，扫路车已经经历了30多年的发展历史。洗扫车和吸尘车，则是扫路车发展的另外两个技术领域；洗扫车是扫路车和高压清洗车结合，采用高压水射流除尘加吸污技术。吸尘车则刚好相反，它又称干式扫路车，采用无水作业，利用脉冲滤筒除尘技术。这三种车型可以相互补充，在灰尘比较小，仅有一些小石子、树叶、纸屑、塑料袋等大体积垃圾的路面扫路车就可以很好的胜任。洗扫车在灰尘比较大的路面，洗扫效果好；吸尘车在北方寒冷的冬季及缺水地区，应用广泛。为了达到比较好的清洗效果，它们还常常与洒水车、清洗车等环卫车联合作业：吸尘车先作业将路面的灰尘清除，随后洒水车（清洗车）利用大流量水将路面附着的顽固垃圾冲起，赶到道路两侧，扫路车、洗扫车再将垃圾和残余污水回收；这

1 市场销量情况

目前大中城市主要车行道机扫率达要求达到 70%以上，重点核心区域要求在 90%以上，所以道路保洁环卫车辆市场增长迅速。下图1是近五年扫路车、洗扫车、吸尘车的销量情况。这几种车型都有了较大的增长，其中洗扫车增长最明显，证明市场对洗扫车的认知程度很高。

图1 扫路车、洗扫车、吸尘车五年的销量情况

2 技术特点

下面以洗扫车为例，进行清扫车的技术特点说明，如图2所示：

图2 洗扫车结构图

洗扫车工作原理是利用副发动机驱动离心风机，利用风机形成的负压，将路面的垃圾通过吸嘴送入垃圾箱内，清扫机构——扫刷则增加了洗扫车的作业宽度，将路缘石处的垃圾赶到吸嘴口。同时副发动机还驱动高压水泵，吸嘴两侧和吸嘴内侧的布置有高压喷杆和喷嘴，喷嘴喷出高压射流水可以将地面的顽固污渍铲起，提高了对路面的清洁效果。如图3所示：一组高压喷杆位于吸嘴两侧，呈V字型，配合扫盘将吸嘴宽度之外的路面垃圾赶入吸嘴处；另一组喷杆，位于吸嘴后侧，喷嘴形成的一字型水刀，将吸嘴宽度范围内的路面垃圾赶入吸嘴处。洗扫车高压射流水对清洗沥青路面细孔内的泥沙效果比较吸尘车和扫路车更好。

图3 洗扫车高压水射流技术的工作示意图

3 技术新特点

3.1 污水循环利用技术

图4 污水循环系统

洗扫车需要消耗大量的水资源，如何实现垃圾箱内回收的污水循环利用，这是国内许多企业正在研究的课题，它的原理是将污水箱内的污水，经过几级过滤系统过滤后产生的清水又流入清水箱，下图4是某厂家的污水循环系统。污水箱内的污水经过门上的粗滤滤网过滤后，进入两侧的过滤膜组件箱体内，离心泵将污水从过滤膜外抽吸入过滤膜内，过滤后的清水被离心泵注入清水箱实现循环使用。但是，由于在洗扫车作业时，需要快速的污水循环过滤，污水内的垃圾颗粒缺少沉淀的时间，并且中空超滤膜的过滤精度＜1μm，如果防堵塞系统做的不好，这样很容易造成过滤系统的堵塞，导致污水循环系统失效。

3.2 单发动机技术

在城市作业的清扫车两个发动机的排放对环境的影响是显而易见的，为响应国家节能减排的号召许多厂家开始逐步研发单发洗扫车，技术路线分为液压技术、机械传动、油电混合动力等路线。其中机械传动结构简单，整车成本低，节油明显，但是存在低速起步时，在发动机升转速的过程中，无法保证上装功率需求，导致有几米的路段可能扫不干净的问题。液压技术优点是底盘实现低速下的无级变速行驶，底盘发动机始终保持合适的定运转，保证上装的功率需求，缺点是整车成本较高，另外液压系统的作业效率较低，整车油耗的节能不明显。油电混合动力技术是利用底盘发动机驱动并联的发电机组，为上装的电机提供电力驱动上装。图 5、图6分别是底盘的发电机组和驱动上装风机等的电机。

图5 底盘发动机后面并联的发电机组

图6 驱动上装风机等的电机

3.3 无刷水洗技术

该技术的主要创新点就是用旋转高压水力清洗装置替代了传统扫刷，进行洗扫作业。它的优点是：无刷作业，因为毛刷的磨损较快，每年每台车更换毛刷需要消耗数千元。如图7图8所示。

图7 水刷总成

图8 旋转喷嘴总成

3.4 全天候洗扫车的热风烘干技术

在北方冬季，洗扫车在气温零度以下时就不能正常用水作业，低温容易导致洗扫车水管路的水泵、球阀、管件及接头等零部件冻裂损坏，并且洗扫作业后路面剩余的积水易结冰，带来路面行驶车辆、行人的安全问题。如果洗扫车无水作业，又会造成扬尘二次污染；所以环卫车辆季节性问题成为制约行业发展的技术瓶颈，于是一些企业便开发了能够在—10℃以上气温环境下作业的全天候洗扫车，比如某企业采用“中置两盘扫+中置双吸口宽吸嘴+中置边吸+后置烘干装置”组合结构形式，集“洗、扫、吸、烘 ”四位一体的作业模式。如图9所示：

图9 全天候洗扫车

3.5 新能源技术

目前新能源的环卫车在北京、郑州、上海等地区已经实现批量采购，纯电动的洗扫车、扫路车、吸尘车都已经实现了小批量使用。电池厂家目前主要有宁德时代、力神、比亚迪等，电池主要是磷酸铁锂为主和少量三元锂电池。目前主要企业电池组的能量密度已经能够达到120-140Wh/kg以上。随着国家对电池的能量密度要求越来越高，未来三元锂电池，凭借其能量密度高且高充电效率、耐低温等特性，将会是新能源环卫车的主流配置。

图10 纯电动洗扫车

4 未来发展趋势分析

4.1 智能驾驶技术

该车型上路后利用智能识别系统、智能操作系统，可以实现无人驾驶作业，能够自动识别路面的垃圾、避让行人、车辆、障碍物等。目前国内一些主流厂家正在进行相关技术的研究工作，也有一些厂家的试验样车进入路试阶段，但是要真正实现智能驾驶，未来的路还很长。

4.2 车载智能网联技术

利用车载智能网联技术，通过大数据采集分析，远程监控清扫车辆的实时状态，比如作业车速、实时油耗、水箱容积以及路面作业后的洁净度等数据。

4.3 新能源技术

目前锂电池的回收问题依然没有有效解决；同时电动车充电的来源是城市电网，火力发电在我国依然是主要来源，这实际上只是转移了污染源。燃料电池未来前景广阔，比如氢、甲烷、乙醇等燃料电池因为污染少，能量转换高，可靠性较高等优点，未来在环卫车上具有广泛的应用。

4.4 洁净度高、高效作业

很多城市对路面的洁净度要求已经越来越高，在“以克论净”的要求下，对清扫车辆的作业洁净度要求更高，能够适应各种复杂的路面污染情况；同时，环卫车目前普遍都是低速作业，作业效率低且容易造成城市道路拥堵；所以能够快速作业，且路面洁净度高，这是未来要研究的方向。

4.5 作业机器人

作业机器人代替传统车辆，可以在人行道、广场、大型室内场馆以及机动车辆无法驶入的区域内作业。