深圳東風汽車有限公司 李偉濤
壓縮式垃圾車與過去陳舊落后的散裝環衛車輛相比,具有壓縮后裝載量大、節省人力,可對多種桶裝、箱裝垃圾實現機械化裝填等諸多優點,深受環衛行業的喜愛。近幾十年來,壓縮式垃圾車在我國城鎮環衛行業中得到了廣泛應用,這種專用環衛用車,已成為全國城鎮垃圾清運的主要設備,全國上百家專用汽車企業都將其作為主要環衛產品發展。
初期的壓縮式垃圾車,外形丑陋、功能簡單、高耗低效、臭氣飄溢之形象讓路人為之匆匆掩鼻而過,在市場需求不斷增長的推動下,壓縮式垃圾車的技術水平也在不斷地向前發展,其技術發展呈一定的方向性趨勢。
在以前,壓縮式垃圾車是用于裝填垃圾,其造型好看與否不是很在意,只要能把垃圾收運完成就好,給人一種粗放、丑陋的印象。隨著社會的發展和人民生活水平的提高,人的審美要求越來越高,各廠家為了滿足用戶的審美需要,在壓縮式垃圾車造型上不斷美化,引入了工業設計的理念,從設計之初就進行整車造型設計,使得壓縮式垃圾車的造型越來越美觀。從初期的方形車廂,到中期的圓形車廂,到現在主流的流線型設計,上裝與底盤形成一個圓潤豐滿的流線型整體,使人看上去有一種愉悅的美觀感,圖1~4所示為不同時期壓縮式垃圾車的造型發展過程,造型美觀化是以后環衛車輛產品設計的方向。
現代化城市的壓縮式垃圾車,將從只滿足基本作業功能需求邁向滿足環保作業功能需求的方向發展。通過技術創新、產品改進、功能完善等手段,杜絕壓縮式垃圾車在作業時污水外溢、臭氣外飄、噪聲擾民等問題產生,實現壓縮式垃圾車作業的環保性能。
污水外溢:曾幾何時,當垃圾車從身邊經過,地面留下一灘污水,讓人又氣又恨,為此,城市管理部門一再要求各生產企業解決這個影響市容的問題,當時這是個技術難點。隨著密封技術的發展,一方面,填裝器與車廂之間采用專用的馬蹄形密封膠條;另一方面,增大污水槽和污水箱容積,能把污水全部容納;再一方面,在各污水泄出點,運用導流和雙層導入技術,把污水順利引入污水槽及污水箱。綜合以上多方面技術,保證了壓縮式垃圾車收集和轉運行駛過程中,污水不會外溢,杜絕了讓人又氣又恨的地面“污水帶”。
臭氣外飄:壓縮式垃圾車裝入垃圾后,由于垃圾發酵,會產生令人難聞的臭氣,臭氣外飄,使人在經過壓縮式垃圾車時,掩鼻匆匆而過,產生滿臉的厭惡之情。解決此問題,一方面必須摒棄以前上裝不密封的結構型式,采用車廂、填裝器完全密封的設計方式,當裝載垃圾時,打開密封蓋進行裝填,垃圾裝入后迅速關閉密封蓋,而且必須是聯動控制,保證臭氣及時密封在車廂內部而不外飄;另一方面,必須在裝填口處進行噴霧除臭作業,在垃圾裝填入車廂時,同時進行噴霧除臭消毒作業,保證裝載垃圾作業的瞬間,不會產生臭氣外飄。
噪音控制:環衛作業通常在凌晨,當人們還在夢中正酣睡,忽然在一陣“丁零當啷”的壓縮垃圾車作業噪聲中驚醒,會讓很多人深惡痛絕。在上海地方標準DB31/T 681-2015就明確規定,壓縮式垃圾車的作業噪音不得超過80db。壓縮式垃圾車的作業噪音控制分為兩個方面:一方面是作業的發動機噪音,通過液壓系統與作業速度的優化匹配設計,以最低的發動機工作轉速來實現快速作業,越低的發動機工作轉速噪音越低,目前,有的廠家已經實現了發動機怠速作業,這是技術的突破;另一方面是作業機構的工作噪音,通過提高制作精度、高速換向瞬間運用緩沖技術等實現柔性作業而非剛性作業,有利于降低作業噪音。
以上三個方面是壓縮式垃圾車能實現環保作業的關鍵,也是各城市管理部門最為關注的重點。如深圳市就規定,環衛作業車在行駛過程中,如發現有污水滴漏行為,第一次罰5000元,第二次扣留車輛不得進入垃圾焚燒場,第三次吊銷車輛所屬公司的資質,不得從事垃圾清運作業,可見垃圾車環保作業越來越受重視。壓縮式垃圾車本來是用于環保用途,但車輛技術在作業過程中造成二次污染是非常不應該的,壓縮式垃圾車必須在污水外溢、臭氣外飄、噪音控制三個環保作業技術上進一步提高。

圖1 方形車廂外觀

圖2 有框架弧形外觀

圖4 全封閉弧形流線外觀

圖3 無框架弧形外觀
隨著人工成本和運輸成本的不斷攀升,垃圾收集轉運的成本越來越高,為了降低運營成本,城市管理部門或垃圾清運公司對壓縮式垃圾車高效節能方面提出了越來越高的要求,高效節能主要體現在兩個方面,一方面是垃圾收集裝填過程,一方面是垃圾轉運過程。
垃圾收集過程:
1、壓縮式垃圾車的作業速度必須快,效率高,后部填裝器作業循環時間,按相關標準要求為≤30秒。為了滿足用戶越來越高的要求,各個廠家技術發展很快,目前主流的壓縮式垃圾車作業循環時間為20s內,有些廠家已達到12s左右,效率足足提高了40%。循環時間短,使得裝載效率高,相應減少環衛工人的等待時間,降低了垃圾收集裝填的人工成本。
2、通過液壓系統優化匹配,提高有效功率,以較低發動機工作轉速實現高效的裝載,通過測試,液壓系統匹配優化前后,其裝載油耗為1.5L/t,降為1.15L/t,節能23%,節能效果顯著。
垃圾轉運過程:
垃圾轉運過程的高效主要體現在單次垃圾轉運量上,目前同一噸級的壓縮式垃圾車裝載能力不同,以總重為16t級的壓縮式垃圾車為例,有的廠家其最大裝載能力為10t,有的廠家其產品的最大裝載能力為8t左右。同樣的單次轉運過程,轉運垃圾量就相差2t,其運輸成本自然就有較大差距,解決此問題的技術方案有多種:結構布置優化,使填裝器裝填機構的角度減少,壓縮垃圾的水平分力增加,提高垃圾裝填能力而增加垃圾裝載量;液壓系統優化,利用液壓油缸上推壓縮及提高壓力,相應提高壓縮力而增加裝載的裝填能力;電氣控制策略優化,壓縮循環控制次數增加從而增加垃圾的裝載量;整車輕量化設計,包括應用高強度材料減輕自重,采用有限元分析法進行結構設計優化,在滿足工況要求的情況下減少材料從而減輕自重,輕量化設計后自重減輕,相應提高裝載量。
綜上所述,壓縮式垃圾車的高效節能技術是其技術水平高低的體現,其最終的效果就是此車“裝得快、裝得多、拉得多、油耗低、成本低”,是每個用戶特別喜歡的性能,也是壓縮式垃圾車技術不斷發展和提高的方向。

壓縮式垃圾車的人性化是體現現代文明社會以人為本的理念,分別反映在作業工作環境和作業周圍環境兩個方面。
在作業工作環境方面,壓縮式垃圾車提高自動化程度,減輕作業人員的作業強度并提高駕駛操作的舒適性,使環衛駕駛、作業人員的工作環境得到改善和提高。如設計適用不同形式的進料機構,減少作業人員的二次進料工作量,從而減輕作業人員的勞動強度;提高壓縮垃圾車的自動化程度,避免或減少人工多次操作,從而提高操作人員的操作舒適性;再如在車輛上設置清掃工具存放箱,方便清掃工具的集中存放等。
在作業周圍環境方面,通過車輛造型及性能的改進,改變粗放、惡臭的作業形象,消除或減輕視覺污染,避免或減少作業時對周圍環境和人員的影響,使壓縮式垃圾車與作業環境相協調。如在車輛上設置清洗裝置,作業時可對垃圾擺放點的垃圾桶進行實時沖洗,避免產生惡臭現象,這都體現了人性化的一面。
在作業工作環境和作業周圍環境上考慮人性化的設計,也是壓縮式垃圾車技術發展的方向。

圖5 主參數實時監控屏

圖6 控制信號狀態監控屏
以數字化裝備理念對壓縮式垃圾車進行技術改造和創新,是壓縮式垃圾車的發展趨勢。通過信息化技術的應用,將使壓縮式垃圾車發展成為具有作業機械化、管理信息化、控制智能化、信息網絡化等特點的現代化環衛車輛。數字化裝備的壓縮式垃圾車具有運行狀態跟蹤、作業質量監控、運行工況分析、故障檢測診斷、信息采集傳送等功能,它為提高環衛作業運行效率和質量,加強科學決策和監管,提供先進、可靠的技術支撐。
數字智能化是壓縮式垃圾車技術發展的新趨勢,在壓縮式垃圾車上進行數字智能化管理是科技發展的必然結果。如圖5、6所示,可通過手機實時監控在外面作業的壓縮式垃圾車運行工況、運行狀態、信息采集傳送等,實現了“手機在手,掌控作業”效果。
隨著國家對環境污染的治理不斷深入,對車輛的排放要求也越來越高,現階段已全面實現國Ⅴ排放要求,將很快進入國Ⅵ排放階段;同時,國家對新能源(清潔能源)的政策扶持力度不斷加大,各發達城市已開始出臺政策限制燃油車輛的采購和上牌,如深圳市已全面停止采購燃油環衛車輛,并規定2019年全面更新完畢,以后新采購車輛全部要求為純電動環衛車輛。
壓縮式垃圾車也將全面采用新能源作為動力來源,傳統的燃油壓縮式垃圾車,動力取自底盤的變速器,技術成熟穩定,如采用純電動底盤進行壓縮式垃圾車的改裝,沿用傳統的變速器取力、采用電機直接驅動液壓泵亦或是采用其他方式,實現上裝與底盤的最優化組合,以達到高效節能的效果,將是各廠家設計人員的研究方向。
全國各專用汽車廠家也在加緊研發相關的天然氣壓縮式垃圾車、純電動型壓縮式垃圾車,壓縮式垃圾車在新能源技術上也將迎來長足的發展。
隨著社會進步和科技的發展,對壓縮式垃圾車提出了更高的要求,市場需求引導產品設計與開發,必將提升壓縮式垃圾車的技術水平。因此筆者認為,造型美觀化、環保性能好、高效節能、人性化、數字智能化、新能源化將成為今后壓縮式垃圾車的技術發展趨勢,也是壓縮式垃圾車持續廣泛應用的必經之路。