摘 要

随着经济的发展以及城市化的不断发展，城市的环卫工作面临的压力也越来越大，相反人们对环境的要求越来越高。由于城市化的不断发展，城市办公设施、厂房区现在的环卫保洁问题也愈发严重。为了减少环卫工人的压力，提高工作效率，城市环卫的机械化以及自动化得到了普遍的认可。所以现在很多城市已经开始使用扫路车进行城市环卫工作。但是，现在国内现有的扫路车大部分都是由货车二类底盘改装而来的，使用的是内燃机驱动，噪声大，废气污染严重，不灵活，作业装置也是采用液压泵来驱动，管路复杂，液压油泄露问题严重，基于这些问题，研制无污染，操作灵活简便，作业装置驱动灵活的纯电动扫路车对城市的环卫工作有着重要的现实意义。

本文主要研究的是纯电动扫路车的工作装置，其中包括风机，盘刷清扫作业装置，吸嘴以及垃圾箱的结构设计。首先介绍了扫路车当下的发展趋势，以及国内外的研究现状，介绍了扫路车的主要分类和基本结构。本文主要工作包括：

通过对风机风量以及全压的计算，确定风机的功率满足设计要求，然后根据风机性能概况曲线进行风机的选型；通过查阅相关资料对盘刷的结构参数进行设计计算，然后根据参数建立三维模型；根据查阅资料对吸嘴进行了结构参数的设计，并通过参数建立了三维模型；对垃圾箱的内部结构其中包括滤网、离心除尘器、脉冲除尘器、重力沉降室进行了介绍以及参数确定，并建立了三维模型。

本文在总结国内外对扫路车的研究现状基础上，对重型纯电动扫路车的工作装置进行了设计与介绍，本研究对纯电动扫路车的研究具有一定的意义。

关键词：纯电动扫路车；盘刷；吸嘴；风机；垃圾箱

Abstract

With the development of economy and the continuous development of urbanization, urban sanitation work pressure is becoming more and more big, on the contrary people are increasingly demanding on the environment, due to the continuous development of urbanization, urban office facilities, workshop area, and now the sanitation cleaning problem increasingly serious, in order to reduce the pressure of the sanitation workers, improve work efficiency, the level of mechanization and automation of city sanitation widely recognized, so now, many cities have begun to use sweep road car city sanitation work. But now, most of the domestic existing sweep road car is by truck modified second class chassis, use of internal combustion engine drive, large noise, exhaust gas pollution is serious, is not flexible, operation device is driven by hydraulic pump to, line is complex, and the serious problem of the hydraulic oil leak on the basis of these problems, developing pollution-free, flexible operation is simple, flexible operation device driver of pure electric bus on a city's sanitation work has important practical significance.

This paper mainly studies the working device of pure electric road sweeper, including fan, disk brush cleaning device, suction nozzle and dustbin structure design. Firstly, the development trend of road sweeper and the research status at home and abroad are introduced, and the main classification and basic structure of road sweeper are introduced. The main work of this paper includes:

Through the calculation of fan air volume and total pressure, the power of the fan is determined to meet the design requirements. The structural parameters of the disc brush were designed and calculated by consulting relevant data, and then the 3d model was established according to the parameters. The structural parameters of the suction nozzle were designed according to the reference data, and the 3d model was established by the parameters. The internal structure of the dustbin, including the filter screen, the centrifugal precipitator, the pulse precipitator and the gravity settling chamber are introduced and the parameters are determined.

On the basis of summarizing the research status of road sweeper at home and abroad, this paper designs and introduces the working device of heavy pure electric road sweeper.

Key Words: Pure electric road sweeper; Disc brush. The suction nozzle; Fan; Sweep the dumpster

目录

第1章绪论 1

1.1选题背景及意义 1

1.2扫路车综述 1

1.2.1扫路车分类 1

1.2.2扫路车的基本结构 2

1.3扫路车的国内外发展现状与展望 3

1.3.1国内扫路车发展现状 3

1.3.2国外扫路车发展现状 3

1.3.3扫路车发展趋势 3

1.4本文主要研究内容 4

第2章风机设计及选型 5

2.1风机参数的设计计算 5

2.1.1风机风量的计算 5

2.1.2气力输送系统的压力损失计算 6

2.1.3风机全压的计算 8

2.1.4风机功率的计算 8

2.1.5风机的选型 9

2.2本章小结 9

第3章清扫作业装置的设计计算 10

3.1清扫宽度计算 10

3.2盘刷触地角度设计计算 11

3.3盘刷系统的参数确定 11

3.4盘刷的接地压力 12

3.5盘刷的功率计算 12

3.6本章小结 13

第4章吸嘴的设计计算 13

4.1吸嘴结构参数设计 13

4.1.1吸尘管直径D 14

4.1.2吸嘴宽度B 14

4.1.3收缩角α 14

4.1.4倾斜角β 14

4.1.5吸嘴长度L 14

4.1.6吸尘口横截面积S 15

4.1.7吸嘴高度H、吸嘴上层高度h₁、吸嘴下层高度h₂ 15

4.2本章小结 15

第5章垃圾箱结构设计 16

5.1循环式气路系统 16

5.1.1滤网 16

5.1.2离心除尘器 16

5.1.3脉冲除尘器 16

5.2垃圾箱内部结构 17

5.3重力沉降室设计 18

5.3.1重力沉降室的设计指标 18

5.4本章小结 19

第6章总结与展望 20

6.1全文总结 20

6.2展望 20

参考文献 21

附录A 22

致谢 23

第1章绪论

1.1选题背景及意义

环境与人，相辅相成。环境保护是人类可持续发展过程中不可缺少的一环，而另一方面，城市幸福指数的评选关键词中，环境质量同样占了举足轻重的地位。环境优美的城市中，居民的幸福感更强烈，满意度也愈高，对于工作及生活的投入也更为积极。无疑，环境保护与人类的日常生活密不可分、息息相关。

纯电动扫路车将城市环保设备整合成一个集清洁、回收垃圾及运输为一体，是一种新型高效的清扫设备，在城市居住区、公园、道路和机场道路上得到广泛应用。纯电动汽车能把垃圾清理干净，如果你在道路上对空气进行清洁，此车可以避免车辆尾气排放的问题，并且能够维护道路的健康状况以及避免事故的发生，增长道路的使用寿命。

对生活环境的要求和高效率清洁设备，越来越多的人关注。该车用于提高效率，同时也用于清洁、粉尘的发生和环境污染。根据工作进度的差异，相当于10人到50人的工作进度，经费方面也会省出30%-50%。

人工操作的清洗成本和工作效率、清洗成本、清洗效果、安全性能都有明显的优势。纯电动扫路车可以解决这些问题：

1. 避免垃圾堆积而造成路面的损坏；
2. 避免环境中灰尘过多而影响生活；
3. 满足国家在环境指标上的法律与法规要求；
4. 避免灰尘长期污染道路上的公共设施；
5. 更好的节省人力劳动从而节省环卫成本。

1.2扫路车综述

1.2.1扫路车分类

扫路车的分类一般按照扫路车的行走方式、除尘方式来划分。但一般情况下都是以扫路车的除尘方式进行划分。主要就分为三大类：纯扫式扫路车、吸扫式扫路车还有全吸式扫路车，虽然随着科技的进步以及城市化的不断发展，现在的趋势会朝着混合动力以及纯电动方向发展，但是这些还是建立在这三种车型的基础上。下面介绍这三种车型：

1. 纯扫式扫路车

纯扫式扫路车，包括汽车底盘、中扫器总成、垃圾输送器总成、垃圾收集箱、液压系统。在汽车底盘的后悬固定着中扫器总成，其中滚筒刷安装在中扫器壳体上，滚刷前部设置喂入簸箕口，喂入簸箕口前设置垃圾喂入口，中扫器升降液压油缸设置在中扫器壳体与汽车底盘之间，集收集、清扫、压尘于一体，结构简单、故障少，不受季节性限制，并没有喷雾压尘装置，避免作业过程中尘土飞扬，造成二次污染。

1. 吸扫式扫路车

吸扫式扫路车吸扫一次完成，是人工清扫速度的10倍，无废气排放，配备无扬尘装置，噪声小，无二次污染，且驾驶省力，经济适用，通用性较广，是当前发展比较快的一类扫路车。吸扫式扫路车是于纯扫式的基础上安装了吸尘装置，所以吸扫式扫路车上都会装有风机。现在最普遍的就是湿式的吸扫式扫路车，他在车的后方装有喷洒装置，在清扫过后可以起到清洗路面并压尘的作用，并且吸嘴里的吸尘管口处页装有喷洒装置，这样在吸尘过程中，喷洒喷出水珠使得灰尘增重，在吸入到集尘箱后，由于灰尘与水珠混合，并且由于容积变大，风速降低，粉尘和垃圾就在重力作用下沉降，从而起到集尘和收集垃圾的效果。

1. 多功能全吸式扫路车

多功能全吸式扫路车上不会装盘刷滚刷这些清扫装置，只有吸尘装置，通过气流运动来将粉尘和垃圾收集起来，可以有效的减少空气中的粉尘，从而改善空气质量，让人们的生活环境得以改善。

1.2.2扫路车的基本结构

纯电动扫路车的三个基本执行机构一般包括二类汽车底盘、清扫作业装置、吸尘装置与垃圾箱除尘系统、电力驱动控制系统组成。纯电动扫路车上清扫作业装置的驱动需要由电机来完成，所以电机和电池组是必不可少的。而吸尘装置主要是吸嘴的吸尘工作需要由风机来带动，所以风机对于扫路车也是必不可少的一部分。纯电动扫路车的动力驱动由动力电池带动，行驶系统则由电机带动，除此之外，盘刷的工作也需要电机，所以一般情况下会装有一个小型的电机来驱动盘刷的工作。

1. 二类汽车底盘

纯电动扫路车的底盘一般包括动力电池组、行驶系统驱动电机、清扫作业装置驱动电机、传动系、转向系、车架以及驾驶室等组成。

1. 清扫作业装置

纯电动扫路车的清扫作业装置主要由盘刷、盘刷电机、盘刷支座、盘刷支架、盘刷连接杆、盘刷电动推杆等组成。进入清扫区域后，盘刷提升并且电动推杆下降使盘刷接触地面，然后启动盘刷电机，盘刷开始工作，把垃圾和粉尘扫到吸嘴可以吸到的位置。工作结束后，盘刷升高，电动推杆往回收缩，达到盘刷的初始位置。

1. 吸尘装置与垃圾箱除尘系统

吸尘装置与垃圾箱主要由吸嘴、吸尘管路、反吹管路、吸嘴电动推杆、垃圾箱及垃圾箱电动推杆、风机、风机电机、脉冲除尘器、离心除尘器等等组成。

1. 电力驱动控制系统

电力驱动控制系统是纯电动车的核心，决定了整个纯电动扫路车的结构构成及性能特征。主要包括三大模块：第一是车载电源模块，主要由蓄电池电源、能源管理系统和充电控制器三部分组成；第二是电力驱动主模块，主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置等组成；第三是辅助模块，主要包括辅助动力源、动力转向单元、驾驶室显示操纵台和各种辅助装置组成。

1.3扫路车的国内外发展现状与展望

1.3.1国内扫路车发展现状

我国扫路车相对来说起步较晚，20世纪60年代开始我国才开始进行扫路车的研发。目前，国内的扫路车主要有三个来源：一是直接从国外引进先进的扫路车产品，二是借鉴国外性能比较好的产品来进行自主研发，三是与研究所或者各大高校进行合作，研发产品技术然后根据需要进行改进。目前我国生产扫路车的知名企业约有30多家，如天津扫地王专用汽车有限公司、中联重科环卫事业部以及福建龙马环卫装备股份有限公司等公司在扫路车领域都有着领先的地位。基于我国现在的情况来看，目前，我国对扫路车的研究主要体现在扫路车机电液一体化、吸尘系统以及除尘系统的结构优化、清扫作业装置的优化设计以及仿真研究、以及电动扫路车的研制等课题上。

1.3.2国外扫路车发展现状

国外扫路车已经有着几十年的研究历史，像美国、德国一些发达国家，早在20世纪40年代就开始研发道路清扫设备，只有在某些不能用机械清扫设备的地方才会采用人工的方式进行清扫。国外不少厂家研制了许多不同类型规格的扫路车，比较著名的如日本车岗公司、富士公司，英国的JOHNSTON公司、SCHMIDT公司，美国的ELGIN公司，德国的FAUN-KUKA公司等等在清扫车领域知名度较高的公司。目前，国外很多国家的学术研究主要放在集成控制、节能环保、清扫作业装置以及吸尘装置的性能优化这些方面。

1.3.3扫路车发展趋势

为满足环保部门对路面清扫作业的要求，以及人们对生活环境要求的不断提高，扫路车在未来会朝着智能驾驶、车载智能网联、新能源技术、作业机器人等方面发展，顺应专用汽车高可靠、多功能、全天候、环保型、经济型的发展潮流。

1.4本文主要研究内容

重型纯电动扫路车工作装置分析，即对纯电动扫路车结构的研究，主要包括工作原理以及相应工作装置模型的设计，具体如下：

研究对象：重型纯电动扫路车工作装置

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