


摘要:以某公司生產的道路污染清除車為例,首先分析了其市場銷售情況,然后對其工作原理及核心技術做了介紹,最后對道路污染清除車未來的發展趨勢進行了展望。
關鍵詞:道路污染清除車;高壓水射流除污技術;超凈真空回收技術
中圖分類號:U469.6? 收稿日期:2023-04-23
DOI:10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.001
1 前言
傳統的環衛車輛主要有掃路車、洗掃車、吸塵車等,對路面的淤泥、積垢、板結、油污等污染物無法進行有效的清除,經常需要聯合灑水車、清洗車等環衛車進行聯合作業。首先需要灑水車利用低壓水對沖,將路面沖刷干凈,再由掃路車、洗掃車將路面兩側的垃圾和殘余污水進行回收,通常需要經過數遍乃至十來遍之后,方可對路面的淤泥、積垢、油污清除干凈,有時候還不得不借用人工的力量來進行清除。
針對客戶的痛點,道路污染清除車應運而生。該設備主要采用高壓水射流除污技術加超凈真空回收技術,可以徹底解決現有環衛車輛無法清除道路淤泥、積垢、板結、油污等污染物的問題,從源頭上遏制道路揚塵,實現“席地而坐、路見本色”。該車可廣泛應用于市政道路、電廠、鋼廠、機場、碼頭、貨場、礦山等重要場合的深度清潔以及核、生化等毒害物質的清除,是海綿城市不可或缺的重要裝備(透水性、排水性道路機能恢復),也是洪澇等災害搶險救援的高效利器。
2 市場銷售情況
道路污染清除車由某公司首創。2016年8月,首臺道路污染清除車成功下線,并推向市場,經過幾年的市場培育與推廣,市場的規模不斷擴大,參與模仿與競爭的企業也越來越多。
從2019-2022年道路污染清除車四年的銷量情況(圖1)中,可以看出每年銷量成倍數的增加,說明市場規模及客戶認可度在不斷擴大。
從2019-2022年道路污染清除車四年的競爭企業數量情況(圖2)中,可以看出每年均有環衛企業切入到道路污染清除車這個產品,甚至連傳統的環衛企業如中聯、福龍馬、程力等公司均已推出道路污染清除車的產品。
3 產品介紹
本文以25T道路污染清除車為例,對道路污染清除車的產品進行介紹,如圖3所示。
道路污染清除車工作原理如下:整車動力來源均來自于底盤發動機,并通過分動箱將動力分配到多級復合渦輪及液壓泵,利用多級復合渦輪形成的負壓,將路面的污漬通過清除裝置的吸嘴送入污水箱內;同時液壓系統驅動高壓水泵,將清水箱內過濾后的低壓水通過高壓水泵作用形成高壓水,并通過清除裝置內高速旋轉噴桿和噴嘴,射向作業的路面,將地面污垢剝離,再通過多級復合渦輪形成的負壓,將污垢吸入污水箱內。
4 產品核心技術
4.1 高壓水射流除污技術
道路污染清除車采用雙水泵并串聯技術,高壓水射流壓力最大能達到30 MPa,對污染物的打擊力和剝離能力較傳統技術提升8~10倍,能徹底清除路面渣土、縫隙積垢及道路上的危化品、液態油污等。
4.2 超凈真空回收技術
道路污染清除車采用多級復合渦輪專用離心風機技術;高效多級復合渦輪的性能是傳統環衛洗掃車輛風機性能的5倍以上,具有超強的剝離與清除能力,保證各種污染物完全清除,無殘留。
4.3 單發系統設計
在城市作業的傳統環衛的清掃車,均采用副發的結構設計,排放標準無法達到目前國家要求的國六排放標準,對環境的影響是顯而易見的。為響應國家節能減排的號召,道路污染清除車整車采用單發系統進行設計,所有動力均來自底盤發動機,整車排放完全達到國六排放。
4.4 靜液壓行走驅動技術
通過分動箱將動力分配到多級復合渦輪及液壓泵,液壓泵驅動液壓馬達實現車輛的低速行走;通過采用靜液壓行走驅動技術,作業速度0~10 km/h無級可調,可以滿足不同工況下的作業速度要求;可以實現低速作業定速巡航,大幅降低作業人員工作強度。整個作業區域內的路面清潔度保持一致,較傳統環衛的清掃車,通過油門來控制作業的轉速,作業效果提升顯著。
5 未來發展趨勢分析
5.1 智能駕駛技術
結合道路污染清除車的作業特性(作業速度為0~10 km/h),可在車上增加環境感知系統、智能控制系統,通過感知和識別路面的行人及車輛并控制車輛進行避讓操作,實現無人自主作業。目前該技術已經進入研發的階段,某公司與陜汽底盤聯合研發的一款18T純電動無人駕駛的道路污染清除車,正在進入測試階段,相信很快就會投入市場。
5.2 污水循環技術
道路污染清除車在作業的過程中,消耗的淡水資源比較多,作業時間比較短,需要頻繁加水,如何提高車輛的作業時長,減少淡水資源的消耗,是道路污染清除車發展面臨的重要問題。
目前國內許多環衛裝備企業采用的是多級過濾系統的方案,其工作原理是將污水箱內分成三個隔倉,中間隔倉與左右隔倉之間各設置一道粗過濾網,污水首先經過粗過濾網過濾后,進入左右隔倉內,在左右隔倉均設置有一套精過濾組件,經過精過濾組件過濾后的水經輸送泵輸送至清水箱內,這樣便實現了污水的循環使用。
但是,由于在道路污染清除車作業時,需要消耗巨大的水量,污水箱內的顆粒不能完全沉降,容易堵塞精過濾器的過濾膜,致使污水循環系統失效,故如何快速地進行多級過濾,精過濾器本身如何快速地進行自清洗等問題一直尚未解決,故此項技術一直處于試驗階段,未實現工程應用。
5.3 新能源技術
目前新能源道路污染清除車已經在北京、鄭州等地區已經實現批量銷售,純電動道路污染清除車已經實現了批量使用。然而,受限于電池的技術與能量密度,底盤本身能搭載的電池體積有限,而道路污染清除車所需的功率往往又大,作業時長往往滿足不了客戶的實際需求,故搭載電池能量密度更高的底盤就顯得非常關鍵。
生產新能源電池的主要廠家有寧德時代、比亞迪等公司,電池類型分為磷酸鐵鋰和三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池由于其安全性好,使用壽命長,得到廣泛的應用;三元鋰電池的能量密度較高,可以達到200 W·h/kg,充電效率高,低溫性能更好,隨著科技的進步和工藝水平的提高,其安全性及使用壽命會得到進一步的提高,故其未來必將得到更加廣泛的應用。
目前鋰電池的應用仍然面臨兩大致命問題:一是鋰電池必須統一回收,不然會面臨環境污染的問題;二是安全問題,2021年我國新能源汽車起火約3 000起,新能源汽車起火事故率為0.9~1.2/萬輛。
從這個角度來看,氫燃料電池因電池污染少、能量轉換高、可能性較高等優點,將是新能源技術發展的重要方向,未來在道路污染清除車上更有發展前景。
5.4 小型化趨勢
體積更小、質量更輕、作業時長更長的小型化純電動道路污染清除車是下一個階段研究的主要方向,可適用在城市步行街、居民區、觀光旅游景點、學校、醫院、小區物業、工廠車間、航站樓、房地產、商場等大型室內外空間,目前3T純電動道路污染清除車正在研制中,接下來1T純電動道路污染清除車也在緊鑼密鼓有條不紊地籌備中。
5.5 多功能化趨勢
著眼于客戶的痛點,不斷研發出可解決具體場景的多功能型道路污染清除車,是今后的發展方向,干濕兩用道路污染除車、除冰型道路污染清除車、帶抽吸功能道路污染清除車、帶洗掃功能道路污染清除車等多功能型道路污染清除車將會不斷地涌現出來,為客戶帶來更多的價值與體驗。
5.6 降本增效趨勢
道路污染清除車因采用液壓驅動技術,導致整車成本較高,同時作業速度在0~10 km/h時的作業效率低,容易造成交通的堵塞,因此提高作業速度并保障良好的作業效果,這是未來研究的方向。
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作者簡介:
許朝雄,男,1989年生,工程師,研究方向為道路污染清除車類產品。