郭佳鵬 李溫鋒 李鵬 文藝 李春

摘 要：主機(jī)廠基于客戶需求及環(huán)衛(wèi)車全運(yùn)行工況進(jìn)行分析，開展“底盤+上裝”一體化設(shè)計(jì)，可打造特色環(huán)衛(wèi)車底盤及整車產(chǎn)品，有助于提升研發(fā)效率和質(zhì)量，形成有效合力。基于VPM可異地在線協(xié)同設(shè)計(jì)，可真正實(shí)現(xiàn)整車一體化正向開發(fā)。

關(guān)鍵詞：客戶需求;運(yùn)行工況;一體化設(shè)計(jì);協(xié)同設(shè)計(jì);正向開發(fā)

中圖分類號(hào)：U469.6+91? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）13-65-03

An Integrated Design of the Chassis and Working Devices of Sanitation

Vehicle Based on VPM

Guo Jiapeng， Li Wenfeng， Li Peng， Wen Yi， Li Chun

（ Technical Center of Shaanxi Automobile Holding Group Co.， Ltd.， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract： The automobile factories analyse based on customer demand and sanitation vehicle operating conditions， develop “chassis+working devices” integrated design， they can create special sanitation products of chassis and vehicle， help to improve R & D efficiency and quality， forming effective forces. Based on VPM remote online collaborative design， can truly realize the vehicle integration forward development.

Keywords： Customer demand; Operating conditions; Integrated design; Collaborative design; Forward development

CLC NO.： U469.6+91? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）13-65-03

引言

環(huán)衛(wèi)車主要分為路面保潔、垃圾收運(yùn)兩大類，產(chǎn)品種類包含洗掃車、清洗車、灑水車、壓縮垃圾車、車廂可卸式垃圾車、噴霧抑塵車等。環(huán)衛(wèi)車整車開發(fā)涉及多個(gè)公司或部門業(yè)務(wù)間的合作，業(yè)務(wù)流程長(zhǎng)，信息共享困難，很難形成有效合力。以往環(huán)衛(wèi)廠家開發(fā)整車多為從主機(jī)廠采購底盤進(jìn)行改裝，但環(huán)衛(wèi)車大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常規(guī)載貨車底盤適應(yīng)性不好。

為充分發(fā)揮底盤資源優(yōu)勢(shì)，主機(jī)廠基于客戶需求及環(huán)衛(wèi)車全運(yùn)行工況進(jìn)行分析，開展“底盤+上裝”整車一體化設(shè)計(jì)，打造特色環(huán)衛(wèi)車底盤及整車產(chǎn)品，將有助于提升研發(fā)效率和質(zhì)量，形成有效合力，提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)時(shí)基于同平臺(tái)VPM，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)異地在線協(xié)同設(shè)計(jì)，建立一體化DMU產(chǎn)品數(shù)據(jù)審核及驗(yàn)證，真正實(shí)現(xiàn)整車一體化正向開發(fā)。

1 環(huán)衛(wèi)車需求分析

隨著環(huán)衛(wèi)行業(yè)發(fā)展，目前面臨以下態(tài)勢(shì)：1）汽車行業(yè)排放法規(guī)加嚴(yán)，市政環(huán)衛(wèi)車首當(dāng)其沖，國六環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品迅速補(bǔ)齊才能助推市場(chǎng)突破;2）副發(fā)動(dòng)機(jī)四階段排放要求倒逼產(chǎn)品技術(shù)快速升級(jí)，單發(fā)路面保潔類產(chǎn)品技術(shù)、成本優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯;3）政策助推新能源環(huán)衛(wèi)車發(fā)展，布局國六車型的同時(shí)，還需考慮開發(fā)適應(yīng)市場(chǎng)需求的新能源環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品;4）治超加速了車輛標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，環(huán)衛(wèi)車設(shè)計(jì)輕量化成為必然選擇。通過解讀排放升級(jí)、新能源推廣、嚴(yán)格治超、垃圾分類等國家方針政策，環(huán)衛(wèi)車整車設(shè)計(jì)生產(chǎn)應(yīng)從源頭正確導(dǎo)向，引領(lǐng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)衛(wèi)車市場(chǎng)為典型的集團(tuán)客戶招標(biāo)采購為主。針對(duì)政府或者環(huán)衛(wèi)服務(wù)的集團(tuán)用戶分層較為明顯，一二線城市、大中型PPP客戶、三線以下城市、環(huán)保私營客戶對(duì)產(chǎn)品核心功能需求一致，但由于業(yè)務(wù)模式及資金來源差異，對(duì)產(chǎn)品的附加需求有不同，預(yù)計(jì)未來環(huán)衛(wèi)行業(yè)以市場(chǎng)化PPP為主導(dǎo)。采購及管理單位購買環(huán)衛(wèi)車時(shí)，主要會(huì)考慮車輛的品牌、功能、性能、價(jià)格、外觀、服務(wù)、可靠性、操作方便性、招標(biāo)一致性等。

一線環(huán)衛(wèi)車駕乘司機(jī)對(duì)環(huán)衛(wèi)車使用情況需求則見表1：

2 環(huán)衛(wèi)車運(yùn)行工況分析

系列環(huán)衛(wèi)車中，有兩個(gè)典型車型可作為環(huán)衛(wèi)工況分析的代表，即路面保潔的洗掃車、垃圾收運(yùn)的后裝式壓縮垃圾車。我們以銷量占比最大的18t級(jí)車型進(jìn)行分析。

洗掃車的每天基本工況包括加水出車工況、清掃作業(yè)工況（多次）、轉(zhuǎn)場(chǎng)排污加水工況（多次）、返回卸料工況四個(gè)工況階段，總結(jié)各工況如表2所示：

后裝壓縮垃圾車的基本工況包括垃圾收集工況、半載運(yùn)輸工況、滿載轉(zhuǎn)運(yùn)工況、卸料工況和空載返回工況五個(gè)工況階段?？偨Y(jié)各工況如表3所示：

3 底盤上裝一體化設(shè)計(jì)分析

根據(jù)環(huán)衛(wèi)車用戶需求及作業(yè)工況進(jìn)行整車一體化設(shè)計(jì)，底盤設(shè)計(jì)需滿足上裝作業(yè)要求，以18噸級(jí)別環(huán)衛(wèi)車為例，從以下方面分析：

1）上裝取力要求

灑水車、清洗車、洗掃車低壓水泵通過變速箱取力，停車、行車均可取力，匹配變速器后總速比最好處于1-1.2范圍，法蘭式空擋取力為宜，掛倒擋不可改變?nèi)×ζ餍颉Ｈ×ζ鬏敵鲛D(zhuǎn)速1450rpm時(shí)，功率30kW左右。后排氣時(shí)，取力器與排氣異側(cè)。

單發(fā)洗掃車（清洗車）發(fā)動(dòng)機(jī)全功率取力要求不受離合影響，隨發(fā)動(dòng)機(jī)工作，速比1.0左右，通過本地PTO實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)速且轉(zhuǎn)速可調(diào)。

垃圾車類上裝動(dòng)力源為液壓油泵，要求停車取力，取力器速比與檔位無關(guān)，匹配變速器后總速比最好處于0.9-1.05范圍;掛倒擋不可改變?nèi)×ζ餍?可遠(yuǎn)程油門控制，根據(jù)上裝控制器輸入的信號(hào)快速調(diào)整至工作轉(zhuǎn)速。

2）上裝取氣要求

環(huán)衛(wèi)車上裝用氣一般為非持續(xù)消耗性用氣，多從底盤取氣;若有持續(xù)性消耗用氣則上裝單獨(dú)設(shè)打氣泵。目前部分改裝廠直接剪斷輔助氣管路，安裝三通接頭取氣，也有采用分氣閥統(tǒng)一接入。一體化設(shè)計(jì)時(shí)，與上裝廠家常用的英制Rc1/4或Rc1/8的氣閥、氣缸接口一致，可在輔助氣罐上預(yù)留同規(guī)格取氣接口，并可保證氣缸、氣動(dòng)離合器等需用氣壓>8bar。

3）上裝取電改裝要求

為了方便24VDC取電，各車型根據(jù)需求預(yù)留1路30電，15A-30A（純電車型需求>40A）取電口供上裝取電使用，蓄電池負(fù)極接線柱預(yù)留上裝搭鐵位置，方便接線;在駕駛室中央電器板附近和蓄電池箱內(nèi)預(yù)留CAN接口，滿足上裝電氣系統(tǒng)與底盤之間的通信;預(yù)留左右轉(zhuǎn)向信號(hào)、倒車信號(hào)，在防火墻附近。車架末端預(yù)留側(cè)標(biāo)燈、示廓燈取電接口。

4）駕駛室內(nèi)改裝需求

采用通用底盤的環(huán)衛(wèi)車改裝廠，上裝電控單元基本都是后期改裝，獨(dú)立于駕駛內(nèi)飾或儀表臺(tái)。一體化設(shè)計(jì)，則可做到：預(yù)留上裝控制器及CAN面板操作屏安裝空間;預(yù)留不少于6個(gè)上裝專用翹板開關(guān);預(yù)留箭頭燈控制器安裝位置;選裝倒車影像，并預(yù)留視頻輸入接口保證能夠切換到上裝工作視頻;選裝360環(huán)視系統(tǒng);選裝新風(fēng)系統(tǒng);選裝窗簾、空氣座椅。同時(shí)，在駕駛室本體上可預(yù)留示廓燈安裝螺紋孔及上裝線束過線位置等。

5）電控功能需求

不同環(huán)衛(wèi)車需要匹配多種電控功能見表4，以滿足不同需求。

6）車架改裝需求

車架方面的通用型要求為：直通大梁，標(biāo)準(zhǔn)孔車架，上平面無鉚釘，所有底盤附件不高于底盤大梁上翼面。洗掃、掃路類和部分垃圾車需要腹舉卸料，橫梁位置調(diào)節(jié)，后橋中垂面前/后各預(yù)留舉升空間≥550mm。安裝低壓水泵的灑水車、洗掃車、清洗車水路管件布置需要對(duì)取力器后第一根橫梁距前軸中心尺寸要求L≤1500mm或L≥2100mm。

7）上裝改裝空間需求

洗掃車：洗掃車目前以中聯(lián)為代表，中置雙掃盤+寬吸嘴技術(shù)路線，后輪前端面到車架兩側(cè)最近的構(gòu)件空間≥2800mm。以福龍馬為代表的中置四掃盤+中單吸嘴技術(shù)路線，底盤車架兩側(cè)需要空間3350mm。有限軸距底盤上，有必要抬高底盤兩側(cè)電瓶箱、氣罐、油箱等附件達(dá)到空間使用要求。

壓縮式垃圾車：市場(chǎng)18t級(jí)壓縮式垃圾車均為標(biāo)方設(shè)計(jì)，其箱體容積處于12-13m3之間，其特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致后軸較重同時(shí)整車后懸較長(zhǎng)，一般要求底盤后懸<1000mm，因此，要求其車架上可利用空間>4510mm。車架大梁左側(cè)或者右側(cè)需預(yù)留污水箱位置，尺寸不小于1350mm。

8）底盤配置

綜合各環(huán)衛(wèi)車型工況，除以上一體化設(shè)計(jì)改裝要求外，對(duì)底盤部分配置作以下匯總見表5：

4 基于VPM的一體化設(shè)計(jì)

一體化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析到位后，通過底盤、上裝VPM系統(tǒng)聯(lián)合建模實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)異地在線協(xié)同設(shè)計(jì)，建立一體化DMU產(chǎn)品數(shù)據(jù)審核及驗(yàn)證，見圖1。在設(shè)計(jì)階段即可避免大量的上裝與底盤干涉問題，減少了拆裝底盤、管線束改制、車架改制、替換底盤部件的人工成本和新增件采購成本，提高了底盤改裝便利性，有效縮短樣車開發(fā)周期、降低改裝風(fēng)險(xiǎn)，提升產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

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