(長安大學(xué) 陜西 西安 710000)

單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車傳動(dòng)方式的可行性分析

陳沉

(長安大學(xué)陜西西安710000)

一、引言

隨著國家節(jié)能減排的政策出臺(tái)，人們對(duì)采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)的老式清掃車不再滿足。傳統(tǒng)雙發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案以底盤發(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)方式的清掃車在進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)由于整車低速行駛，主發(fā)動(dòng)機(jī)存在功率浪費(fèi)的情況，即俗稱“大馬拉小車”的情況。而轉(zhuǎn)場時(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)場速度一般要達(dá)到60km/h以上。在這種情況下，底盤發(fā)動(dòng)機(jī)為了滿足轉(zhuǎn)場速度，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)清掃車所有能源只來自于底盤發(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轉(zhuǎn)場所消耗的功率基本一致。

三、單發(fā)動(dòng)機(jī)清掃車整車基本性能要求

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+前置吸嘴底盤類型國Ⅴ通用汽車底盤清掃作業(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)。整車在清掃作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪通過全功率取力器將動(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)底盤后橋的方式實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速行駛功能。而在轉(zhuǎn)場工況下，分動(dòng)箱直接將全部動(dòng)力傳遞給底盤驅(qū)動(dòng)橋，此時(shí)整車和正常車輛的行駛系統(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)清掃車基本性能要求和一種新式可行的傳動(dòng)方案，為清掃車在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供參考。

指導(dǎo)老師：宋永剛

[1]徐寧.吸掃式掃路車的總體設(shè)計(jì)與研究[J].北京:商用汽車雜志,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)萬有曲線入手，在理論層面分析清掃車取消副發(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；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。