一种升降顶盖密闭式桶装垃圾车的结构设计

张沐林

广州市环境卫生机械设备厂有限公司 广东广州 510450

1 前言

桶装垃圾车是一种用于收集和运输标准垃圾桶至垃圾终端处理设施的的专用车辆，它有效地扩大了生活垃圾分类处理的前端垃圾收运服务半径，进一步提高终端垃圾处理设施的工作效率，对城市垃圾的快速清理起到至关重要的作用。随着生活垃圾分类处理工作的进一步深化，分类投放所需的垃圾桶逐渐增多，桶装垃圾车的需求量每年将逐步递增, 成为生活垃圾分类处理前端收运不可缺少的车型。

市场上最初出现的桶装垃圾车是栅栏敞开式桶装垃圾车（图1），它采用敞开式货厢形式，侧面为栅栏，没有顶盖，收运的垃圾桶高度大于栅栏高度，垃圾桶显露在外，当垃圾桶盖关闭不严时，垃圾桶内的垃圾在运输过程中可能外溢掉落，造成环境二次污染。

随着对垃圾运输车辆密闭性要求的提高，原有的栅栏敞开式桶装垃圾车已不能满足市场需求，面临淘汰；而市场急需一种全密闭式的桶装垃圾运输车，解决运输过程的垃圾外露和撒漏问题。由此，升降顶盖密闭式桶装垃圾车（图2）应运而生，该车型既便于收集垃圾桶，又具备密闭运输要求，正逐步取代栅栏敞开式桶装垃圾车，成为桶装垃圾收运的主流车型。

图1 栅栏敞开式桶装垃圾车

图2 升降顶盖密闭式桶装垃圾车

2 车型介绍

2.1 总体结构

升降顶盖密闭式桶装垃圾车结构如图3所示，主要由厢体、顶盖、升降顶盖机构、缓冲吸能装置、防污水滴漏装置、清洗装置、汽车尾板、底盘等组成。

图3 升降顶盖密闭式桶装垃圾车结构示意图

该车的厢体与顶盖通过升降顶盖机构铰接在一起，当运行升降顶盖机构，顶盖上升后的厢体内部净高大于1 850 mm，方便作业人员装卸垃圾桶，顶盖下降后与厢体良好接合，成为全密闭厢式结构。操作时，首先汽车尾板下翻，顶盖平行上升，然后通过汽车尾板的上升和下降，带动垃圾桶进行升降，从而实现垃圾桶的装卸，装卸完毕，顶盖平行下降，汽车尾板上翻，从而完成一个完整的塑料垃圾桶收集过程。

2.2 厢体

厢体合理的轻量化设计，能够降低整备质量，提高装载能力，避免出现超载问题，兼顾整体外观简洁美观，是设计时重点考虑的方向。厢体结构大多采用两种方式，一种是侧板整体压制成型，如图4所示；另一种是侧板分板拼装结构，如图5所示。

侧板整体压制成型结构，大多是压制成等腰槽形状，该结构刚性好又减少板料材耗；而侧板分板拼装结构，由于板与板拼装处存在缝隙，结构易变形且容易造成漏水现象，越来越少产品采用该结构。

图4 侧板整体压制成型示意图

图5 侧板分板拼装结构示意图

2.3 顶盖

顶盖整体为拱形结构，采用简单流畅的造型设计，内部采用骨架型式，外表面覆盖一层压制成型的顶板，顶板采用热镀锌钢板提高耐腐蚀能力，延长使用寿命，相比较平面结构，既提高了结构刚性又减少板料材耗，而且顶部不积水，此种结构设计是顶盖实现轻量化设计和提高耐腐蚀能力的首选。

2.4 升降顶盖机构

升降顶盖机构是本产品中承上启下的重要装置，其采用四连杆平行机构，主要由主动臂、随动臂、连杆、销轴、油缸等部分组成。如图6所示。

图6 升降顶盖机构示意图

厢体的两侧与顶盖的两侧之间各安装有主动臂和随动臂，主动臂和随动臂设计成曲尺状弯臂形状。主动臂和随动臂的前端均铰接在顶盖上，主动臂和随动臂的末端铰接在厢体上，并且主动臂的末端通过连杆连接在一起，当油缸推动连杆旋转，主动臂则绕着厢体上的固定销轴旋转，带动随动臂将顶盖升起或降落，而且顶盖的升降过程中一直保持平行状态，实现顶盖开启或关闭功能，从而达到操作人员能够直立进入车厢，方便进行垃圾桶的装卸作业。

2.5 防污水滴漏装置

防污水滴漏装置包括：污水阀、排水孔、排水板、污水引流槽、管道和污水收集箱，如图7所示。厢体底部采用前低后高的倾斜设计，便于污水集中在厢体前部，厢体前部设有污水阀，可在停车时把污水排放；厢体前中位设有排水孔，后部设排水板和污水引流槽，通过管道把厢体的污水导流到污水收集箱，污水收集箱底部也设有污水阀，可在停车时把污水排放，防止收运过程中的污水滴漏现象。

图7 防污水滴漏装置示意图

2.6 缓冲吸能装置

在顶盖打开时，由于冲击力的作用会造成车辆晃动，存在不安全的现象，因此，在升降顶盖机构前侧设计了缓冲吸能装置，消除顶盖打开时冲击力造成车辆晃动的现象。另外，在车厢与顶盖之间增设缓冲胶垫，防止升降顶盖机构下降时对车厢的撞击，有效消除两者产生的噪声。

2.7 清洗装置

清洗装置包括水箱、水泵、清洗水枪、控制系统。清洗装置在收运作业结束后对厢体内残留垃圾和防污水滴漏装置进行清洗。

3 设计注意事项

设计升降顶盖密闭式桶装垃圾车时，有以下细节需要特别注意。

3.1 总体布置的设计

该车用于装载垃圾桶，装载的桶数决定了车辆的装载能力和运输效率，在设计时，必须按照桶的规格尺寸和车辆的允许布置空间，注意充分利用允许的最大后悬尺寸，合理设计车厢的内部尺寸和装载桶数。

3.2 厢体和顶盖的设计

厢体和顶盖在上装结构所占的比重较大，在满足坚固耐用的的前提下如何合理的轻量化设计，降低整车的生产成本，是在设计过程中需要关注的重点之一。考虑到在收运垃圾桶的过程中，经常会出现摩擦和碰撞现象，厢体内部采用骨架型式，内增设防撞栏，预防垃圾桶碰撞造成厢体变形，顶盖整体采用拱形结构，两者的外壁板设计成整体压制成型的等腰槽结构，提高结构刚性且减少板材的厚度，以达到轻轻量化设计的目的。

3.3 升降顶盖机构

升降顶盖机构中在设计时，应该控制油缸的合理运动速度，必要时进行节流控制，避免顶盖升降过快造成冲击力过大。同时，由于低转速运动，该机构的旋转部件采用无油润滑轴承，使之具有摩擦系数小、耐磨、抗腐蚀性好和无油润滑的特点，解决普通轴套和轴之间配合需要经常加油润滑的问题，方便维护。

3.4 防污水滴漏的实现

由于垃圾在运载过程中会产生污水，必须设置防污水滴漏装置，以免污水滴漏污染环境。污水收集箱的底部采用前低后高的倾斜设计，污水阀的密封性能必须可靠，排污口径大，方便清洗箱内的沉积物。

4 结语

升降顶盖密闭式桶装垃圾车在装载垃圾桶时，顶盖和尾板均能升降，方便垃圾桶的装卸，降低操作人员的劳动强度，提高了工作效率；在行车过程中，顶盖、车厢及汽车尾板形成密闭的空间，防止行车过程中物品外溢掉落，污染环境，正逐步取代栅栏敞开式桶装垃圾车，成为生活垃圾分类中桶装垃圾运输的主流车型。其中升降顶盖机构也可用于类似需要平行升起或降落功能的其他设备上，具有广泛的应用前景。