機(jī)場專用清掃車的主要功能及其結(jié)構(gòu)組成

曹建，張安，張利那，劉宏超

（徐州徐工環(huán)境技術(shù)有限公司，江蘇 徐州 221001）

1 前言

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，作為最快捷高效的交通運(yùn)輸方式，航空運(yùn)輸?shù)男螒B(tài)、模式和格局正在被全方位重塑。近日，民航局正式印發(fā)《中國民航四型機(jī)場建設(shè)行動(dòng)綱要（2020-2035年）》（以下簡稱《綱要》），這是指導(dǎo)當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期四型機(jī)場建設(shè)的主導(dǎo)性文件。根據(jù)《綱要》，到2035年將實(shí)現(xiàn)標(biāo)桿機(jī)場引領(lǐng)世界機(jī)場發(fā)展，全面建成安全高效、綠色環(huán)保、智慧便捷、和諧美好的四型機(jī)場，為全方位建設(shè)民航強(qiáng)國提供重要支撐。預(yù)計(jì)在不久的將來，民航業(yè)及其相關(guān)的服務(wù)業(yè)，將迎來一個(gè)高速發(fā)展的繁榮期，而應(yīng)用于民航事業(yè)的環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品也會(huì)隨之快速發(fā)展。

目前，國內(nèi)其他主流產(chǎn)品生產(chǎn)商，并未出現(xiàn)專門的機(jī)場清掃車，其他機(jī)場清掃車為普通掃路車加裝磁吸裝置或雪鏟。還有部分公司代理國外產(chǎn)品，并無自主研發(fā)生產(chǎn)能力，相關(guān)產(chǎn)品見圖1。

圖1 國外機(jī)場清掃車產(chǎn)品

國外的機(jī)場清掃車存在以下缺點(diǎn)：（1）吹口有撓性連接管，能量損失較大，不利于吹除作業(yè)；（2）吹口管路從離心風(fēng)機(jī)側(cè)面引風(fēng)，阻力較大，不利于吹除作業(yè)；（3）無前掃裝置，不能清除前輪前道面的雜物。且受制于價(jià)格因素，購置成本和使用成本均較高。

總的來說，國內(nèi)的機(jī)場清掃車尚處于起步階段，甚至可以說是一片空白，而隨著民航事業(yè)的快速發(fā)展，這方面的市場需求也在與日俱增。因此，開發(fā)出一款功能齊全、一機(jī)多用的機(jī)場清掃車產(chǎn)品勢在必行，對(duì)推動(dòng)機(jī)場裝備國產(chǎn)化具有重要的戰(zhàn)略意義。

2 產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)要求及性能指標(biāo)

機(jī)場清掃車主要應(yīng)用于機(jī)場跑道、滑行道、停機(jī)坪道面的清掃要求。

吹除作業(yè)：適用于作業(yè)面空曠、污染物少的區(qū)域（如機(jī)場跑道、滑行道等）。

“刷掃+吸拾”作業(yè)：適用于作業(yè)面較窄、污染物較集中、積水道面的區(qū)域。

表1 產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)

磁吸作業(yè)：適用于吸拾道面常見鐵質(zhì)物件（如螺栓、螺母、軸承等鐵質(zhì)物）。[1]

結(jié)合機(jī)場跑道、滑行道、停機(jī)坪道面的機(jī)械化清掃作業(yè)的實(shí)際工況，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

3 產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)

3.1 總體結(jié)構(gòu)組成

整機(jī)主要由汽車二類底盤、箱體總成、車架平臺(tái)、清掃裝置、吸塵裝置、吹除裝置、磁吸裝置、動(dòng)力系統(tǒng)、灑水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部件組成，總體結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 總體結(jié)構(gòu)圖

3.2 底盤

底盤作為各工作部件的搭載平臺(tái)，選用東風(fēng) DFL1160 BX1V底盤，匹配東風(fēng)康明斯 ISD210 50發(fā)動(dòng)機(jī)及法斯特DF6S900變速箱，軸距4500mm，最高車速89km/h，爬坡度30%，完全可滿足需要。

3.3 箱體總成

箱體總成整體采用“骨架加蒙皮”的構(gòu)造方式，“蒙皮”主要為3mm厚的鋼板，“骨架”為折彎矩管焊接而成，這種構(gòu)造方式重量輕、強(qiáng)度高。箱體內(nèi)直接與水和垃圾接觸的部分均采用不銹鋼板制作，箱體底板作為主要地承載受力零件，采用 4mm厚的不銹鋼板制作。箱體總成內(nèi)部被分隔成六個(gè)空間，第一部分是上裝發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)等的動(dòng)力罩，第二部分為進(jìn)風(fēng)道，第三部分為出風(fēng)道，第四部分為垃圾箱、第五和第六部分為清水箱。

圖3 箱體總成

3.4 動(dòng)力系統(tǒng)

動(dòng)力系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、散熱器、空濾器、彈性聯(lián)軸器和風(fēng)機(jī)等主要部件部分組成。副發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)場清掃車各專用工作裝置的動(dòng)力源，副發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，驅(qū)動(dòng)液壓泵工作，實(shí)現(xiàn)清掃、吸塵、吹除等作業(yè)。本產(chǎn)品的副發(fā)動(dòng)機(jī)采用東風(fēng)康明斯QS8.9L-C340-30型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)[2]，輸出功率249kW。散熱器為主體、中冷器、液壓油散熱器三部分組成，散熱器主體中裝滿冷卻液，其主要功能是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供必要的冷卻，中冷器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，液壓油散熱器給液壓油進(jìn)行冷卻；空氣濾清器負(fù)責(zé)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供干凈的空氣；彈性聯(lián)軸器用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟、停機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的平穩(wěn)工作。發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)由位于電控開關(guān)來完成，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過控制器進(jìn)行控制。

圖4 動(dòng)力系統(tǒng)

3.5 吸塵裝置

吸塵裝置位于機(jī)場清掃車中部，其主要功能是收集路面垃圾并通過波紋管送入垃圾箱內(nèi)部，吸嘴上有彈簧吊掛，下有四個(gè)滾輪支撐，吸嘴后部裝有滾掃以防止漏掃，因此可提高清掃速度和清掃效率。

主要由連桿、滾輪、滾掃、波紋管、吸嘴體等零部件組成，吸嘴體、蓋板及前后密封板組成一個(gè)相對(duì)密封的空間以保證吸嘴內(nèi)部負(fù)壓的存在；連桿用來連接吸嘴和車架平臺(tái)；腳輪起到支撐和行走作用，并可通過其調(diào)節(jié)吸嘴距地間隙；四個(gè)鏈條用來吊起吸塵裝置，彈簧則起到減震作用。

圖5 吸塵裝置

3.6 清掃裝置

清掃裝置的作用是將兩側(cè)的垃圾掃到清掃車中間的范圍內(nèi)，便于滾掃吸盤吸入。清掃裝置由車體前方的左前、右前清掃裝置及車體兩側(cè)的左后、右后清掃裝置組成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。根據(jù)路況可選擇兩種工作方式，即“兩前掃盤單獨(dú)”和“四掃盤同時(shí)”兩種工作模式，掃盤轉(zhuǎn)速可通過駕駛室內(nèi)控制器無極調(diào)速。兩個(gè)前掃盤可通過油缸控制升降，兩個(gè)后掃盤可通過油缸控制升降、外擺。

圖6 清掃裝置

3.7 吹除裝置

吹除裝置主要由上風(fēng)道座、下風(fēng)道座、吹除和吸掃作業(yè)轉(zhuǎn)換風(fēng)門、左吹和右吹作業(yè)轉(zhuǎn)換風(fēng)門、左吹口、右吹口、轉(zhuǎn)換氣缸、提升氣缸等組成，兩側(cè)均設(shè)一個(gè)可升降吹口，用于吹除車輛兩側(cè)的垃圾，可換向進(jìn)行單邊吹除作業(yè)。

圖7 吹除裝置

3.8 磁吸裝置

磁吸裝置，主要用于吸附工作路面上的鐵磁物質(zhì)。跑道路面上常常會(huì)有一些從機(jī)具上掉落的鐵磁物質(zhì)。并且由于此類物質(zhì)的密度大、體積下，常規(guī)清掃、吹除作業(yè)難以完全清理干凈，例如鐵釘、鐵渣、螺栓、螺帽等，若不及時(shí)清理影響交通工具的正常行駛。磁吸裝置利用與鐵磁物質(zhì)之間的磁力作用，將其吸附，清除干凈。

圖8 磁吸裝置

磁體截面為矩形，采用高性能稀土材料制作；收集罩殼兩端設(shè)有把手，便于雜物清除。具有獨(dú)立的提升機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)行工作狀態(tài)的切換，并且還可以通過調(diào)節(jié)腳輪上的安裝位置進(jìn)行磁體離地高度的微調(diào)，以達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。

3.9 液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)包括兩部分，上裝液壓系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)工作液壓系統(tǒng)。上裝液壓主要由齒輪油泵，集成閥組、液壓油缸、液壓擺線馬達(dá)及液壓油箱等組成。主要完成垃圾箱傾翻卸料，吸盤升降，掃盤升降，磁吸升降，掃盤旋轉(zhuǎn)等。

風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)，主要由電比例變量泵、柱塞馬達(dá)及管件等組成。電比例變量泵通過聯(lián)軸器與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，柱塞馬達(dá)與風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸直連。通過電氣系統(tǒng)向變量泵比例電磁閥輸入不同信號(hào)，控制液壓泵地輸出的流量，進(jìn)而控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，確保風(fēng)機(jī)工作平穩(wěn)，啟動(dòng)和停止無震動(dòng)現(xiàn)象。

3.10 電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)分為底盤車電氣系統(tǒng)和專用工作裝置電控系統(tǒng)兩部分，兩系統(tǒng)共用底車電源。專用工作裝置電控系統(tǒng)主要為發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓元件、高壓水泵、電磁氣閥、照明燈、視頻影像記錄及上傳、空調(diào)等供電。

4 結(jié)束語

從國內(nèi)情況來講，隨著疫情得到逐步控制，國內(nèi)的航空業(yè)會(huì)逐步恢復(fù)。其中消費(fèi)者的信心也在進(jìn)一步恢復(fù)，比如，最近宣布某城市將公共衛(wèi)生應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別調(diào)低至二級(jí)。消息發(fā)布半小時(shí)內(nèi)，機(jī)票搜索量迅速上漲，該城市出發(fā)機(jī)票預(yù)訂量暴漲15倍。[3]

預(yù)計(jì)在不久的將來，隨著疫情的結(jié)束，國家民航業(yè)及相關(guān)服務(wù)業(yè)將迎來新的復(fù)興繁榮期，用于民航機(jī)場的環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品也會(huì)越來越多，市場容量遞增，具有十分廣闊的市場前景。