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摘 要：动力传动技术是洗扫车的核心技术，节能与新能源汽车的发展对洗扫车传动技术提出了新的挑战。文章分类介绍了传统双发动机传动、单发动机传动、增程式混合动力传动、纯电动传动几种技术路线，分析了典型构型方案的优缺点，提出了洗扫车的动力传动路线发展状况。

关键词：动力传动;双发动机;单发动机;增程式混合动力;纯电动

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）18-117-03

Analysis of the technical route of the power transmission of the sweeper-washer vehicle

Li Wenfeng， Guo Jiapeng， Wang Renpeng

（ Shaanxi Automobile Holding group co. LTD.， Technology center， Shaanxi Xi"an 710021 ）

Abstract： The ？power transmission technology is the core technology of the sweeper-washer vehicle， the development of energy-saving and new energy vehicles presents a new challenge to the transmission technology of the sweeper-washer vehicle. This paper introduces several technical routes of traditional double-engine drive、single- engine drive、hybrid drive and pure electric transmission， the advantages and disadvantages of typical configuration schemes are analyzed， the development status of the power transmission route of the sweeper-washer vehicle is presented.

Keywords： Power transmission; Double-engine drive; Single- engine drive; Hybrid drive; Pure electric transmission

CLC NO.： U462.1  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）18-117-03

1 引言

面對日益严格的燃油消耗和排放法规，汽车工业正面临着一场深刻的变革，在专用汽车行业，与城市管理息息相关的环卫车首当其冲。根据《GB17691-2018重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》，自2020年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的城市车辆（包含环卫车）应符合国六标准要求。为响应“蓝天保卫战”，部分地区甚至已提前实施。

洗扫车是城市环卫车的主力车型之一，属于特种作业车，由于上装工作部件功耗大，目前市场多为双发动机车型，而单独驱动上装作业的辅助发动机遵循非道路移动机械内燃机排放标准，目前均为工程三阶段排放。2019年2月20日生态环境部发布了关于征求《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（GB20891-2014）修改单（征求意见稿）》，要求2020年年底前，全国实施非道路移动机械第四阶段排放标准。这意味着传统柴油洗扫车即将面临底盘、上装发动机双升级，由此对技术与成本都带来了考验。为进一步节能、环保，降低汽车油耗及排放，各环卫厂家纷纷开始研发并推出单发洗扫车、纯电动洗扫车等，技术路线多样。单发路线代表性的有烟台海德的发动机取力+机械分动箱、福龙马的油电解耦、中联及徐工的静液压油液解耦式、陕汽的增程式混动等路线。

2 传统双发动机动力传动技术

洗扫车工作时，一般通过液压马达驱动外摆扫盘旋转，配以具有防撞避障功能的V型高压喷杆喷水，组成一条大于3.5米的冲洗清扫带，把含水垃圾驱赶到吸嘴口下方，通过风机转动抽负压，垃圾通过吸嘴及风道抽吸到垃圾箱沉降，所吸入的气流继续流经风道通过风机排出到大气。通常，洗扫车还配备一套低压大流量水路系统用于洒水作业，一套小流量低压湿扫喷淋系统用于作业模式由“洗扫”切换到“湿扫”时喷水压尘。由此，洗扫车除了用于底盘行走消耗动力外，上装直接功耗件包括风机、油泵、高压水泵、低压水泵、湿扫洒水电磁泵。

由于上装功耗件较多，传统洗扫车多采用双发动机为整车提供动力。底盘发动机除了用于整车行走外，通常还要从变速箱取力口为低压水泵输出动力，通过蓄电池提供的低压电带动湿扫洒水电磁泵。上装辅助发动机驱动风机、高压水泵、油泵。通常，辅助发动机直连油泵，飞轮端输出长轴通过皮带轮连接“串葫芦”式驱动风机、高压水泵，而高压水泵皮带轮内置气动离合器，可实现辅助发动机工作时风机与高压水泵实现解耦。如图1。

传统洗扫车双发传动方式已相当成熟，故障率低，但副发动机排放升级后成本增加，整车布置更加复杂。同时，两个发动机工作，尾气排放高，对环境影响较大，同时双发保养成本较高。

3 单发动机洗扫车动力传动技术

越来越多的洗扫车研发及生产企业渐渐将设备的研究方向向单发动机的配置转变，同时进行底盘上装的驱动力研究，催生了多种单发路线。

单发路线一：发动机取力+伸缩式传动轴+气动离合器+机械分动箱分别驱动风机、高压水泵、油泵。发动机后端全功率取力，可为上装提供充足动力。清扫作业时发动机定转速操作，上装工作不受底盘离合及换挡影响。烟台海德、石煤机等环卫厂家采用此种单发方案，整体方案经济性好，市场反馈较好。该机械分动箱不带离合，需给解耦的动力装置单独增加离合器。一般，气动离合器对整车布置要求较高，通常要求安装仰角<1.2°，同时高转速的机械分动箱发热量较大，需要考虑夏季长时间作业的散热问题。进一步地，该传动方式可以取消机械分动箱，发动机取力后通过伸缩式传动轴+大轴承座，通过长轴相连的皮带轮分别驱动风机、水泵、油泵等，大轴承座的润滑，散热效果要明显优于普通的机械式分动箱。

单发路线二：发动机全功率取力+带动态离合分动箱分别驱动风机、高压水泵、液压油泵，分动箱1进3出：液压齿轮泵直插一输出轴;高压离心风机、高压水泵都通过皮带轮、窄V带驱动。分动箱输出轴自带湿式摩擦片离合器，通过电控气实现动力的结合和分离，啮合噪音较小。工作时发动機定转速操作，上装工作不受底盘离合及换挡影响。该方案集成分动箱成本较高，且可靠性有待市场验证。

单发路线三：底盘发动机飞轮端直连发电机，上装由驱动电机带动的油电解耦式传动路线。工作时发动机定转速，发电机恒功率输出，上装工作稳定，不受底盘离合、换挡影响。以驱动电机带动上装，动力舱布置可操作空间大，布置更方便。但油电解耦式单发较双发车成本增加较多。福龙马采用该油电解耦方案做过实车，车上没有装动力电池，存在一定的停车起步工作缺陷。

单发路线四：断轴取力+机械液压式分动箱方案。通过断轴取力，经机械液压复合传动箱传动，输出轴带动上装（机械传动）可实现全功率取力。通过静液压箱传动，底盘可以实现无级变速且变速范围大，可实现超低速作业。高速转场与低速作业时操作差异大，行走作业时操作复杂。该方案成本较双发车型增加较大，在欧洲比较流行，国内中联、徐工等也在研发该传动方式，但需要针对国情作进一步的改进。

总之，综合考虑市场接受度、经济性及法规政策，洗扫车双发跟单发路线一段时间内还需同步考虑，以满足不同客户需求，在国六排放升级及公告更新时统筹考虑。洗扫车需要连续稳定作业，工作时应不受底盘离合及挂档等影响，上装高功耗的单发洗扫车在传动路线选择时需要统筹考虑，多方论证。

4 增程式混合动力传动技术

考虑洗扫车主要在城市运行，红绿灯较多、走走停停，底盘采用电动行驶，可以实现节能、减排。发动机作为上装动力，同时作为增程器动力，由整车控制器与上装控制器通过CAN总线协同控制，可实现整车的高效，节能，环保。传动路线见图2。

陕汽开创性地采用底盘纯电驱动及上装增程系统，配合先进的整车能源管理系统，大幅度提高了多种工况下的整车效率，在转场、作业、运输等多种工况下均具有出色的经济性、环保性、可靠性和适应性。具体控制原理见图3。

由于环卫车多为政府招标采购，增程式洗扫车能否发展仍受政策导向影响，其技术路线比较复杂，但工况适应性好。

5 纯电动力传动技术

随着城市环境的提升、蓝天保卫战打响、人民群众对美好环境的诉求，结合新能源技术发展以及环卫车工作特点（城市工况、有充电时间），纯电动环卫车市场潜力巨大。目前，纯电动洗扫车占整体洗扫车销量比重3%且逐年快速增加，多城市密集出台关于新能源环卫车的推广政策，深圳、郑州等城市要求2020年环卫车全部切换为纯电动。

目前，各环卫厂家的纯电动洗扫车上装技术路线类同，皆为上装电机驱动风机、高压水泵、液压油泵等。底盘技术路线差别在于电驱桥的使用，行业内比亚迪率先采用电驱桥，这就使得其整车布置更加紧凑，轴距与整车长度比同类厂家短，但牺牲了部分上装容积。而多数底盘厂家的路线均为“电机+AMT变速箱+传动轴+传统后桥驱动”的方式，该方式能实现与传统底盘的较大通用化率。较特殊的，宇通的纯电动底盘电机后置驱动后桥，同样为整车节省了空间，整车轴距较短。

而作为未来环卫的发展方向—无人驾驶，纯电动控制向无人驾驶方向转化更容易。用5G+AI创新变革传统环卫行业成为未来大趋，基于5G+环卫机器人AI大脑，将具备超强的智慧力和安全性、超快的信息响应与数据交互能力、超高的集群协同效率和作业能效。

6 结语

在市场与技术发展的双向作用下，未来几年，受政策导向、各地政府财政情况差别等影响，环卫车技术路线将呈现“百花齐放”的态势，柴油单/双发、纯电动都有其各自市场，混合动力有其技术优越性，但能否发展仍受政策及各厂家推广力度影响。而面向未来，公共服务的洗扫车必然是率先孵化的无人驾驶领域之一，行业的创新变革正在发生，且将影响每个人的未来生活。

参考文献

[1] 徐达.专用汽车构造与设计[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 徐向阳.节能与新能源汽车传动技术的发展[J].汽车安全与节能学报，第8卷第4期，2017年.