10.16638/jki.1671-7988.2021.01.059
机场专用清扫车的主要功能及其结构组成
曹建，张安，张利那，刘宏超
（徐州徐工环境技术有限公司，江苏徐州221001）
摘要：传统的机场清扫车具有刷扫、吸拾、磁吸、吹除四大功能，广泛应用于机场跑道、滑行道、停机坪道面的机械化清扫作业，在文章中，讲解了一款新型动力系统的机场清扫车，采用“副发动机驱动液压泵+液压马达带动风机”的动力输出型式，在液压传动和电控系统中，传感器采集分机转速信号，控制器实时调节变量泵的排量，达到风机转速及功率根据需要自动调节，可实现风机的无极调速，传动平稳可靠，降低对副发动机的冲击，提高了整机车工作可靠性和使用寿命。
关键词：机场；清扫车；刷扫；吸拾；磁吸；吹除；动力系统
中图分类号：U461.99 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)01-188-04
The main function and basic structure of special vehicle for the airport
maintain sweepers
徐州汽车Cao Jian, Zhang An, Zhang Lina, Liu Hongchao
（XCMG Xuzhou Environmental Technology Co., Ltd., Jiangsu Xuzhou 221001）
Abstract: Traditional airport maintain sweepers have four functions, such as sweeping, absorbing, magnetic absorbing and blowing. It is used to be high-speed runway sweeping and other airport sweeping to keep runways free of foreign object debris widely. In this paper, a new power system of airport sweeper is introduced, which adopts the power output type of "auxiliary engine driving hydraulic pump, hydraulic motor driving fan". It adopts hydraulic transmission and electric control system. The sensor collects the speed signal of the extension, and the controller adjusts the displacement of variable pump in real time, so as to achieve the automatic adjustment of fan speed and power according to the needs, which can realize the no fan. It can reduce the impact on the auxiliary engine and improve the working reliability and service life of the whole locomotive.
Keywords: Airport; Sweeper application; Sweeping; Absorbing; Magnetic absorbing; Blowing; Power system
CLC NO.: U461.99 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)01-188-04
1 前言
随着时代的进步和科技的发展，作为最快捷高效的交通运输方式，航空运输的形态、模式和格局正在被全方位重塑。近日，民航局正式印发《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年）》（以下简称《纲要》），这是指导当前和今后一个时期四型机场建设的主导性文件。根据《纲要》，到2035年将实现标杆机场引领世界机场发展，全面建成安全高效、绿环保、智慧便捷、和谐美好的四型机场，为全方位建设民航强国提供重要支撑。预计在不久的将来，民航业及其相关的服务业，将迎来一个高速发展的繁荣期，而应用于民航事业的环卫产品也会随之快速发展。
作者简介：曹建（1989-），男，工程师，在2015～2020年期间，曾就职于徐州徐工环境技术有限公司，主要从事环卫产品的研发工作。
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目前，国内其他主流产品生产商，并未出现专门的机场清扫车，其他机场清扫车为普通扫路车加装磁吸装置或雪铲。还有部分公司代理国外产品，并无自主研发生产能力，相关产品见图1。
图1 国外机场清扫车产品
国外的机场清扫车存在以下缺点：（1）吹口有挠性连接管，能量损失较大，不利于吹除作业；（2）吹口管路从离心风机侧面引风，阻力较大，不利于吹除作业；（3）无前扫装置，不能清除前轮前道面的杂物。且受制于价格因素，购置成本和使用成本均较高。
总的来说，国内的机场清扫车尚处于起步阶段，甚至可以说是一片空白，而随着民航事业的快速发展，这方面的市场需求也在与日俱增。因此，开发出一款功能齐全、一机多用的机场清扫车产品势在必行，对推动机场装备国产化具有重要的战略意义。
2 产品的功能设计要求及性能指标
机场清扫车主要应用于机场跑道、滑行道、停机坪道面的清扫要求。
吹除作业：适用于作业面空旷、污染物少的区域（如机场跑道、滑行道等）。
“刷扫+吸拾”作业：适用于作业面较窄、污染物较集中、积水道面的区域。
表1 产品主要技术参数
磁吸作业：适用于吸拾道面常见铁质物件（如螺栓、螺母、轴承等铁质物）。[1]
结合机场跑道、滑行道、停机坪道面的机械化清扫作业的实际工况，主要技术参数如表1所示。
3 产品主要结构组成及特点
3.1 总体结构组成
整机主要由汽车二类底盘、箱体总成、车架平台、清扫
装置、吸尘装置、吹除装置、磁吸装置、动力系统、洒水系统、液压系统、气路系统、电气系统等部件组成，总体结构见图2。
图2 总体结构图
3.2 底盘
底盘作为各工作部件的搭载平台，选用东风DFL1160 BX1V 底盘，匹配东风康明斯ISD210 50发动机及法斯特DF6S900变速箱，轴距4500mm ，最高车速89km/h ，爬坡度30%，完全可满足需要。 3.3 箱体总成
箱体总成整体采用“骨架加蒙皮”的构造方式，“蒙皮”主要为3mm 厚的钢板，“骨架”为折弯矩管焊接而成，这种构造方式重量轻、强度高。箱体内直接与水和垃圾接触的部分均采用不锈钢板制作，箱体底板作为主要地承载受力零件，采用4mm 厚的不锈钢板制作。箱体总成内部被分隔成六个空间，第一部
分是上装发动机、风机等的动力罩，第二部分为进风道，第三部分为出风道，第四部分为垃圾箱、第五和第六部分为清水箱。
1动力舱 2内补风门 3外补风门 4进风道 5胶皮挡板 6矩形滤网
7垃圾箱 8出风道 9吸尘管 10清水箱
图3 箱体总成
3.4 动力系统 动力系统由发动机、散热器、空滤器、弹性联轴器和风
汽车实用技术
190 机等主要部件部分组成。副发动机是机场清扫车各专用工作装置的动力源，副发动机启动后，驱动液压泵工作，实现清扫、吸尘、吹除等作业。本产品的副发动机采用东风康明斯QS8.9L-C340-30型柴油发动机[2]，输出功率249kW 。散热器为主体、中冷器、液压油散热器三部分组成，散热器主体中装满冷却液，其主要功能是为发动机提供必要的冷却，中冷器对发动机进行冷却，液压油散热器给液压油进行冷却；空气滤清器负责向发动机提供干净的空气；弹性联轴器用于发动机启、停机、运转过程中的平稳工作。发动机的启动由位于电控开关来完成，发动机的转速通过控制器进行控制。
1散热器 2发动机 3弹性联轴器 4液压泵 5空滤器
6消音器 7液压马达 8风机
图4 动力系统
3.5 吸尘装置
吸尘装置位于机场清扫车中部，其主要功能是收集路面垃圾并通过波纹管送入垃圾箱内部，吸嘴上有弹簧吊挂，下有四个滚轮支撑，吸嘴后部装有滚扫以防止漏扫，因此可提高清扫速度和清扫效率。
主要由连杆、滚轮、滚扫、波纹管、吸嘴体等零部件组成，吸嘴体、盖板及前后密封板组成一个相对密封的空间以保证吸嘴内部负压的存在；连杆用来连接吸嘴和车架平台；脚轮起到支撑和行走作用，并可通过其调节吸嘴距地间隙；四个链条用来吊起吸尘装置，弹簧则起到减震作用。
图5 吸尘装置
3.6 清扫装置
清扫装置的作用是将两侧的垃圾扫到清扫车中间的范围内，便于滚扫吸盘吸入。清扫装置由车体前方的左前、右前清扫装置及车体两侧的左后、右后清扫装置组成，其结构如下图所示。根据路况可选择两种工作方式，即“两前扫盘单
独”和“四扫盘同时”两种工作模式，扫盘转速可通过驾驶室内控制器无极调速。两个前扫盘可通过油缸控制升降，两个后扫盘可通过油缸控制升降、外摆。
图6 清扫装置
3.7 吹除装置
吹除装置主要由上风道座、下风道座、吹除和吸扫作业转换风门、左吹和右吹作业转换风门、左吹口、右吹口、转
换气缸、提升气缸等组成，两侧均设一个可升降吹口，用于吹除车辆两侧的垃圾，可换向进行单边吹除作业。
1上风道座 2吹除和吸扫作业转换风门 3吹除和吸扫作业转换气缸
4右吹提升气缸 5右吹口 6左吹口 7左吹提升气缸
8左吹和右吹作业转换风门 9左吹和右吹作业转换气缸 10下风道座
图7 吹除装置
3.8 磁吸装置
磁吸装置，主要用于吸附工作路面上的铁磁物质。跑道路面上常常会有一些从机具上掉落的铁磁物质。并且由于此类物质的密度大、体积下，常规清扫、吹除作业难以完全清理干净，例如铁钉、铁渣、螺栓、螺帽等，若不及时清理影响交通工具的正常行驶。磁吸装置利用与铁磁物质之间的磁力作用，将其吸附，清除干净。
图8 磁吸装置
磁体截面为矩形，采用高性能稀土材料制作；收集罩壳两端设有把手，便于杂物清除。具有独立的提升机构，可以
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进行工作状态的切换，并且还可以通过调节脚轮上的安装位置进行磁体离地高度的微调，以达到最佳的工作状态。 3.9 液压系统
液压系统包括两部分，上装液压系统和风机工作液压系统。上装液压主要由齿轮油泵，集成阀组、液
压油缸、液压摆线马达及液压油箱等组成。主要完成垃圾箱倾翻卸料，吸盘升降，扫盘升降，磁吸升降，扫盘旋转等。
风机液压系统为闭式系统，主要由电比例变量泵、柱塞马达及管件等组成。电比例变量泵通过联轴器与发动机连接，柱塞马达与风机传动轴直连。通过电气系统向变量泵比例电磁阀输入不同信号，控制液压泵地输出的流量，进而控制风机转速，确保风机工作平稳，启动和停止无震动现象。 3.10 电气系统
电气系统分为底盘车电气系统和专用工作装置电控系统两部分，两系统共用底车电源。专用工作装置电控系统主要为发动机、液压元件、高压水泵、电磁气阀、照明灯、视频影像记录及上传、空调等供电。
4 结束语
从国内情况来讲，随着疫情得到逐步控制，国内的航空业会逐步恢复。其中消费者的信心也在进一步恢复，比如，最近宣布某城市将公共卫生应急响应级别调低至二级。消息发布半小时内，机票搜索量迅速上涨，该城市出发机票预订量暴涨15倍。[3]
预计在不久的将来，随着疫情的结束，国家民航业及相关服务业将迎来新的复兴繁荣期，用于民航机场的环卫产品也会越来越多，市场容量递增，具有十分广阔的市场前景。
参考文献
[1] 桂宏宙，甘小阳等.机场地面保障专用车辆的特点及发展前景[J].
专用汽车,1999(2).
[2] 罗华云.某型吹扫风机车载系统设计及试验研究[D].成都电子科
技大学，硕士学位毕业论文,2009.
[3] 孙敬颐.“机遇改变”航空业|疫情对国际航空业的影响深远[J].道
格特威廉智库,2020(05).
（上接第187页）
三种滑行阻力理论计算方法。
（1）方法一基于参考车型实测道路阻力计算，对于外形或者动力总成系统未发生重大改变，利用已有的量产车型滑行试验参数和预研车型的总布置参数，比较容易获得预研车型的理论滑行阻力；
（2）方法二通过直接求取空气阻力和滚动阻力获得整车阻力，适用于手动挡车型，对于自动档车型尤其是带变矩器的自动挡车型偏差会比较大；
（3）方法三在方法二的基础上，通过参考车型道路滑行和转鼓滑行的试验数据可获得传动系阻力，在总阻力中加入传动系阻力，更加接近道路实测阻力，但是需要确保道路阻力、转鼓阻力和驱动轮质量较为准确。
理论计算方法仅在整车前期或预研车型无法达到试验
条件时使用，后期需对比实际道路滑行阻力差异，对于同类型的动力配置，可从中选取差异最小的一种理论计算方法作为常用方法。
参考文献
[1] 郑炳杰，田川超，李辉.滚动阻力系数的计算方法及其在整车道路
行驶阻力计算中的应用[J].科技咨询,2018(27):68-69.
[2] 常耀红，季明微，邢国雨.基于Cruise 的乘用车整车阻力仿真分析
[J].汽车实用技术,2018(24):48-55.
[3] 李晓甫，赵克刚.汽车行驶阻力模型参数的确定[J].汽车工程,2011
(33):646-648.
[4] 张傲，贺子龙，韩震.一种乘用车传动系阻力的求解方法[J].研究与
开发,2014,41(03):73-74.
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