补气孔对扫路车吸嘴吸尘性能的影响

刘宏超王丹丹朱邦龙

摘要：随着人口数量的日渐增多，车辆排放量越大，在对居民身边环境造成污染的同时，也对人民的出行安全造成影响。因此，如何提高扫路车的吸嘴和吸尘性能已成为各城市道路清理急需解决的问题之一。相关城市道路管理部门以及环保单位，应通过对现有扫路车吸嘴吸尘的使用情况进行调查，分析扫路车清扫道路灰尘的效率低下的主要原因，并对其进行补气孔安装，以此来提高扫路车吸嘴性能的工作效率，提升城市道路清扫处理能力，减少尾气污染。

关键词：补气孔；扫路车；吸嘴吸尘性能；效果；影响

伴随城市化进程的不断加快，城市道路污染问题也日益严重，对城市道路灰尘清扫处理也提出更高要求。本文对扫路车设备的吸尘装置、吸嘴性能、存储仓、垃圾腔等组成部分进行分析[1]，探讨扫路车吸嘴吸尘工作原理，找出扫路车在使用过程中出现的相应问题，结合设计原理，将补气孔融入到工作原理中，对扫路车吸嘴吸尘性能进行优化设计。

一、扫路车结构以及原理概述

目前，我国国内的道路扫路车主要对汽车底盘进行改装制作而成的，就是在汽车底盘上加装一个专门扫路的副发动机和成套吸扫收集设备。扫路车主要由底盘发动机、副发动机、液压油泵、风机、垃圾箱、水泵、水箱、扫盘、吸嘴装置等零件组成。其中底盘发动机是整个扫路车的动力装置，负责驱动扫路车行驶；副发动机主要对液压油泵和风机工作进行驱动；液压油泵负责驱动左右扫盘的伸缩、升降、旋转等操作行为；风机是垃圾箱、吸管与吸嘴之间构成风道，在高速气流作用下，吸嘴周边会产生一定负压，通过气压反作用，将垃圾吸入吸嘴并投入垃圾箱。而车中的水泵、水箱、水管和喷嘴构成喷水装置，清扫作业时，水泵工作时，使水在一定压力下在喷嘴处洒出，并形成水雾，对灰尘起到清洁作用。其中吸嘴装置是道路清扫车中重要的组成部分，是垃圾和灰尘进行清理的主要设备之一。

二、改进扫路车吸嘴设置

（一）扫路车吸嘴装置的构造

道路清扫车的吸嘴装置一般是由四面金属板构成，呈扁平状，与地面之间形成一定空间的箱体[2]。在装置顶部借助橡胶管与车内的垃圾箱体进行链接，从而形成一个密封的储存空间，前端是垃圾的入口。整个吸嘴装置是靠左右两侧及后部的橡胶滚轮来进行支撑，调整滚轮结构，使吸嘴装置的底部离地面一定距离，并维持在10mm左右。在工作时，通过风机抽风操作。使箱体处在一个真空状态，并吸嘴的周边形成一定的负压，而在扫路车前进路途中就会对车轮底部的垃圾造成压力吸引，使灰尘或者垃圾能够沿着箱体通道而被置入垃圾箱体内。

（二）对垃圾成分的适应性分析

随着城市建设的不断加快，人们对绿化环境的需求越来越多，而沙土型垃圾和道路绿化树木产生的自然垃圾也日渐增多。对于沙士型垃圾来说，由于本身处于潮湿状态，被行人踩踏或车辆碾压后，很容易在地面进行粘附，无法吸起；而针对树木落叶，在遇到阴雨天气，潮湿的落叶与地面之间的附着力更强，将更难被吸起来。这是传统型道路清扫车因吸嘴装置有限等因素，极易出现的清扫不彻底的现象[3]。

（三）融入补气孔，将吸盘装置进行优化改进

根据上述垃圾成分的分析，要想将路面沙土和阴雨天的落叶进行完全清扫干净，只依靠提高扫路车装置中的风机的转动速度是很难实现的，因此须对吸嘴装置进行改良：在道路清扫车吸嘴尾部加装卧式扫刷，同时加入补气孔装置，其中卧式扫刷是由5把园形扫刷组成，并在心轴上进行固定，使液压发动机带动心轴使扫刷高速旋转。通过扫刷的滚动使垃圾扬起；同时借助补气孔将难以吸附的灰尘进行吸入处理，以此来提高扫路车的吸嘴吸尘功能。根据压强、压力公式：P=FS可知，压强P不变，作用面积S增大，由转换公式压力F=PS可得，压力F就变大。这样在相同的风机转速下，箱内的气体压强一致，路面垃圾受到的真空吸力（即压力）增大，垃圾就容易被吸起，从而提高路面清扫效果[4]。

（四）改进后的使用效果

待对道路清扫车进行吸嘴装置改进后，使扫路车能够在各种天气条件下、各种类型路况下进行垃圾清扫处理工作。尤其是在阴雨天气，潮湿路面上的零星沙土、树木落叶等垃圾清理效果更为显著[5]。

例如：在某有气孔扫路车和无气孔扫路车清扫效果进行验证对比情况中，通过对灰尘运动轨迹进行分析发现，道路尘埃在吸嘴内的总体运动形式一致，但尘粒在有补气孔的吸嘴内停留时间更短，有补气孔吸嘴的吸拾尘粒效率为86.24%，比无补气孔吸嘴的吸拾效率提高12.62%。尘粒在有补气孔吸嘴的平均停留时间为0.72s，比无补气孔的降低0.21s，说明尘粒在有补气孔吸嘴内运动更顺畅。尘粒在无补气孔吸嘴滞留百分比达25.08%，设计补气孔后滞留百分比降低到12.94%。表1中的各项统计值充分表明补气孔可以显著提高吸嘴吸尘性能。

表1：改进吸嘴与传统吸嘴吸尘性能比较

结束语：

随着生活水平的提高，道路生活垃圾的数量也日益增长，对城市生活和出行安全产生很大的影响。快速、有效无害化的清理道路方式成为道路清洁、城市文明形象提升的重要任务之一。道路清扫车具有现代化设计特点，不仅工作时间以及效率高、安全性能好，而且减少字道路清扫中发生二次污染的几率，受到广大道路清扫单位的关注。但在道路扫路车实际工作中，却发现存在清扫不到位、垃圾处理不干净等问题，结合实际情况，对扫路车的设计原理和构造组成进行分析，发现该车的吸嘴装置有待改良，通过相关部门和技术人员的努力，对吸嘴装置进行改进，装入补气孔设置，大大提高了扫路车吸嘴吸尘的能力，提升道路清扫车的使用效率。

参考文献：

[1]龙亮,覃先云,肖庆麟,等.扫路车宽吸嘴流场仿真分析及其设计改进[J].建设机械技术与管理,2017,30(6):71-76.

[2]覃先云,肖庆麟,周枫林,等.扫路车吸嘴气固两相流仿真分析及其设计改进[J].应用力学学报,2016,33(1):73-79.

[3]李亮,张斌,滕新科,等.扫路车专用风机气动噪声数值仿真研究[J].噪声与振动控制,2017,37(3):135-140.

[4]任浩.扫路车扫刷自适应触地压力调节系统[J].专用汽车,2017(8):109-111.

[5]俞学兰,王晓晓.扫路车清扫动作控制优化设计与研究[J].机械制造与自动化,2017,46(3):220-221.