单发动机清扫车传动方式的可行性分析

(长安大学 陕西 西安 710000)

单发动机清扫车传动方式的可行性分析

陈沉

(长安大学陕西西安710000)

一、引言

随着国家节能减排的政策出台，人们对采用双发动机的老式清扫车不再满足。传统双发动机的设计方案以底盘发动机驱动行驶系统，副发动机则为工作装置提供动力。其主要弊端有整车油耗较高、尾气排放量大、主副发动机共振导致噪音大等。

清扫车的主要工况一般分为两种：一种是在清扫作业时行走机构和工作装置共同运转；另一种是在转运状态下行走机构独自运转，工作装置不工作。采用传统双发动机传动方式的清扫车在进行清扫作业时由于整车低速行驶，主发动机存在功率浪费的情况，即俗称“大马拉小车”的情况。而转场时，主发动机全功率输出，副发动机又进入到闲置状态。

底盘行驶与工作装置在不同工况下功率消耗对比

二、取消副发动机的可行性分析

图1

图1为某发动机的万有特性曲线，表示在特定的转速和扭矩下，发动机的油耗率达到最低点(此发动机最低油耗率为206)，越偏离这个范围发动机的油耗率就越大。而清扫车两种工况的行驶速度差别很大，清扫作业的最大行驶速度一般只有15km/h(一般为3～15km/h)，而转场速度一般要达到60km/h以上。在这种情况下，底盘发动机为了满足转场速度，一般要选择大马力的发动机，而在清扫作业时发动机的转速和扭矩严重偏离最低油耗点，这就造成了严重的能源浪费，且最高可浪费50%以上，随之燃油的不能完全燃烧就产生了大量的尾气排放。而新型的单发动机清扫车所有能源只来自于底盘发动机，清扫作业时较低的行驶速度所需要的功率加上工作装置消耗的功率基本和整车转场所消耗的功率基本一致。

三、单发动机清扫车整车基本性能要求

项目指标清扫方式吸扫结合+真空负压除尘清扫装置双立扫+主吸嘴+前置吸嘴底盘类型国Ⅴ通用汽车底盘清扫作业速度(km/h)3～15清扫宽度(m)≥3．2最大清扫能力(m2/h)48000清扫效率(%)≥92最大吸入粒度(mm)120垃圾箱最大卸料倾角(°)45垃圾箱有效容积(m3)9水箱有效容积(m3)4最大转场速度(km/h)100最大爬坡度(°)6

四、一种新型高效的传动方案

图2

如图2所示，工作装置采用机械传动，行走采用机械-液压复合传动。整车在清扫作业时，发动机飞轮通过全功率取力器将动力传递给分动箱，再由分动箱合理分配到各个机构。其中一部分动力通过行走变量泵传递给行走马达，以行走马达驱动底盘后桥的方式实现无级变速行驶功能。而在转场工况下，分动箱直接将全部动力传递给底盘驱动桥，此时整车和正常车辆的行驶系统一致，实现高速行驶。

五、总结

从理论技术层面分析双发动机清扫车油耗大、尾气排放量大的根本原因，并提供单发动机清扫车基本性能要求和一种新式可行的传动方案，为清扫车在实际设计中提供参考。

指导老师：宋永刚

[1]徐宁.吸扫式扫路车的总体设计与研究[J].北京:商用汽车杂志,2006(06):83-84

[2]何挺继等.筑路机械手册[M].北京:人民交通出版社,1998

[3]李桥,陈珍.影响汽车燃油经济性的因素分析[J].南方农机,2015(05)

Feasibilityanalysisofdrivingmodeofsingleenginesweeper

从发动机万有曲线入手，在理论层面分析清扫车取消副发动机的可行性，并提供一种新型的传动方案。

清扫车；单发动机；新型传动方案

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

陈沉(1992-)，男，汉族，辽宁抚顺人，在读硕士，长安大学，研究方向机械设计及理论。

指导老师：宋永刚(1958-)，男，工学硕士学位，长安大学工程机械学院机械电子工程系教授，硕士生导师。