Тенденции в развитии конструкций современных машин для уборки дорог и улиц
Существует несколько типов современных уборочных машин, различающихся по конструкции/ принципу действия, по назначению и т.д. В данной статье мы будем говорить в основном о машинах для уборки улиц и автомагистралей и новых тенденциях в развитии их конструкций.
Подметально-уборочные машины с механическими щетками (ПУМ)
При большом разнообразии моделей механических ПУМ практически все они выполнены по единой конструктивной схеме. Крупные модели смонтированы на автомобильных шасси, а модели небольших типоразмеров – на спецшасси (4- и 3-колесных), обеспечивающих высокую маневренность, необходимую для работы на тесных улицах города.
Оборудование состоит из одной-двух боковых «лотковых» щеток конической формы. Как известно, бóльшая часть мусора на дороге находится в пределах полосы, в 600 мм от бордюра. Боковые щетки перемещают смет из этой полосы в зону захвата главной цилиндрической щетки, расположенной перпендикулярно продольной оси машины. Цилиндрическая щетка направляет смет на шнековые питатели, перемещающие его на наклонный скребковый или ленточный транспортер, подающий смет в бункер-мусоросборник или сменный контейнер. Заполненный бункер может разгружаться в зависимости от модели на разные стороны (назад, вбок, вперед), некоторые модели оснащаются системами высокого подъема бункера для выгрузки в кузов самосвала.
Привод щеток на всех современных ПУМ гидравлический, на машинах старых моделей можно встретить цепной привод задней щетки и транспортера. Щетки оснащаются системой пылеподавления (у большинства моделей эта система водяная,) с подающими воду форсунками и баком для воды. Реже встречается вакуумная система пылеподавления.
В Юго-Восточной Азии (Китай и Тайвань) также разработаны и выпускаются механические и вакуумные с регенерацией воздуха ПУМ более простой конструкции по сравнению с ПУМ европейских и американских производителей. В азиатских ПУМ мусор подается в бункер с помощью двух щеток, расположенных вертикально позади бункера. Такая конструкция проще и рентабельнее, чем ленточный транспортер.
Компания Aebi Schmidt International AG предлагает на российском рынке компактную вакуумную подметально-уборочную машину Cleango 500, предназначенную для всесезонной эксплуатации. Благодаря бункеру для мусора объемом почти 4 м3 Cleango 500 имеет мощность большой уборочной машины, установленной на грузовике, но сочетает это преимущество с маневренностью компактной уборочной машины.
Автомобиль оснащен высокопроизводительным 6-цилиндровым дизельным двигателем последнего поколения, который соответствует современным экологическим нормам.
Специально разработанная система освещения не только обеспечивает современный внешний вид машины, но и хорошую освещенность рабочего пространства в процессе уборки. Комфортабельная кабина и удобное место водителя дают возможность проведения длительных работ в любое время суток и в любое время года. Системы отопления и кондиционирования воздуха входят в базовую комплектацию машины.
Компактный дизайн, экологически чистые технологии, отличное подметание – все это гарантирует Cleango 500 высокую популярность и неизменный спрос.
| Двигатель | VM R756 Euro 5 |
| Мощность двигателя, кВт | 105 кВт при 2300 об/мин |
| Габаритные размеры (ДхШхВ), мм | 4475х1800х2730 |
| Снаряженная масса, кг | 5990 |
| Емкость бункера, м3 | 3,7 |
| Рабочая скорость, км/ч | 0–12 |
| Транспортная скорость, км/ч | 0–50 |
| Ширина подметания с двумя щетками, мм | 2100 |
| Ширина подметания с тремя щетками, мм | 3100 |
Функции. Механические ПУМ способны при любой погоде эффективно подбирать большое количество мелкого уличного мусора, песка, влажных листьев, грунтовые и иловые отложения, которые остаются после ливней или таяния снега весной, а также крупные предметы: пластиковые бутылки, консервные банки, ветки и т. п. Многие современные ПУМ сертифицированы на способность собирать дорожную пыль размером РМ10 (то есть 10 мкм и более).
Кроме того, эти машины применяются для уборки строительных участков и подметания с дорожных полос каменных осколков, оставшихся после работы дорожной фрезы перед укладкой нового асфальтобетона.
Благодаря такой универсальности ПУМ с механическими щетками по-прежнему составляют значительную часть парка уборочной техники во многих странах мира, несмотря на многочисленные разработки новых технологий уборки улиц и дорог.
Преимущества и недостатки. Этим машинам требуется менее мощный двигатель по сравнению с уборочными машинами других типов, поэтому они потребляют меньше топлива.
Механические ПУМ не лишены недостатков. Щетки не способны собирать все 100% пыли и грязи, не могут извлекать пыль и грязь из пор и трещин на дорожной поверхности, грязь остается в полостях и нарушает водопроницаемость покрытия. Некоторые частицы пыли, грязи и мусора щетки не захватывают, и они разбрасываются по дороге, оставляя грязные пятна, которые могут портить внешний вид улицы.
Вращающиеся щетки создают завихрения воздушных потоков и поднимают пыль, подавить которую непросто. Бортовая водяная система пылеподавления помогает при подметании малого количества пыли, но если приходится сметать большие отложения мусора, пыль неизбежно будет подниматься в воздух. Поэтому иногда используют поливальную машину в паре с механической ПУМ.
Мелкие камни и противогололедные материалы (песок, мраморная крошка) могут накапливаться под лентой транспортера, поэтому ленточный транспортер должен ежедневно очищаться, чтобы предотвратить накопление отложений грязи.
Вакуумно-подметальные машины
Недостатки механической уборки призваны устранить так называемые «вакуумные» машины, в которых для забора смета используется поток воздуха. Вакуумно-подметальные машины – это класс уборочной техники, в которой мусор с поверхности дороги поднимают щетки, а далее он подается в бункер с помощью потока воздуха, создаваемого вакуумным вентилятором. Величины разрежения недостаточно, чтобы захватывать грязь непосредственно с дорожной поверхности.
Работа. Одна-две боковые щетки вакуумно-подметальной машины заметают мусор в зону захвата основной цилиндрической щетки, которая подает смет в вакуумный раструб-подборщик и по рукаву – пневматическому транспортеру в циклонный отделитель пыли (в других моделях пыль в бункере осаждается водяными каплями), пыль падает в бункер, а воздух идет дальше к вакуумному вентилятору, по пути проходя фильтр, в котором задерживается оставшаяся после циклона пыль, а затем выпускается в окружающую среду. Если воздух не будет очищаться, пыль вызовет повышенный износ вентилятора, а самое главное, станет засорять окружающую среду. На некоторых моделях вакуумных машин имеется система регенерации воды.
У некоторых вакуумно-подметальных машин раструб-подборщик расположен возле колеса вблизи бордюрного камня тротуара, а установленная посередине щетка перемещает мусор с проезжей части к раструбу. Это дает возможность убирать мусор у бордюра безводным способом с максимальной эффективностью.
Вакуумно-подметальные машины могут удалять мелкий песок и пыль, а также более крупный мусор (пластмассовые бутылки, консервные банки) с проезжей части улиц и лотковой части вблизи тротуаров. Это самое подходящее оборудование для случая, когда бóльшая часть мусора скапливается в лотках у тротуаров.
В кожухах, установленных на щетках, создается разрежение, с помощью которого поднятая в воздух пыль втягивается во всасывающий рукав и далее – в бункер. Машины могут работать с пылеподавлением с использованием воды либо в безводном режиме, такая универсальность позволяет им работать круглый год при любой температуре воздуха. Машины могут оснащаться дополнительным всасывающим рукавом для ручной очистки труднодоступных мест и углублений в дорожном покрытии.
Недостатки. Чтобы уборка была эффективной, поверхность дороги должна быть ровной и сухой. Щетки, кроме выполнения основной функции, забивают грязь в трещины дорожного полотна. Кожухи на щетках мешают собирать в пневмопровод большое количество опавших листьев, ветки деревьев и кустов. Им требуется больше мощности для привода по сравнению с механической ПУМ, и поэтому уровень шума может быть несколько выше среднего. С системой увлажнения машины могут использоваться только при положительной температуре воздуха.
Компоненты кожухов подвержены износу. По некоторым сведениям, основную щетку приходится менять через каждые 80–100 часов работы, а лопатки вакуумного вентилятора, на которые действует мелкая абразивная пыль, содержащаяся в отработанном воздухе, приходится менять каждые 250–300 моточасов.
Вакуумно-уборочные машины
Устройство. Это наиболее популярный тип уборочной техники в Европе. Вакуумно-уборочные машины могут комплектоваться одним или двумя широкими вакуумными раструбами-подборщиками, расположенными в межколесном пространстве, ширина убираемой полосы может достигать ширины шасси. Если вакуумный раструб не очень широкий, машина оснащается поперечной цилиндрической щеткой, которая перемещает мусор в зону захвата раструба. У некоторых машин раструб-подборщик может перемещаться в зону возле бордюра, чтобы собирать там мусор с большей эффективностью. Центральную щетку не ставят на машины со сменным кузовом, когда подметальное оборудование выполнено легкосъемным для использования базового шасси на других работах.
В состав подметальной системы входят также одна или две независимо работающие боковые лотковые щетки.
Вакуумно-уборочные машины могут комплектоваться дополнительным двигателем для автономного привода гидравлической системы уборочного оборудования. Для уборки в труднодоступных местах, таких как автобусные остановки, урны, колодцы, ямы и т. п., машины могут комплектоваться задним всасывающим рукавом для ручного забора мусора. Рукав может крепиться на кран-балке и управляться с помощью пульта.
Мусор поступает в бункер. Воздушный поток в машине создается вентилятором, в системе увлажнения мусора имеется водяной насос.
Работа. Главное различие двух типов вакуумных машин в том, что у вакуумно-подметальных имеется механическая щетка, подающая смет во всасывающий рукав, а у вакуумно-уборочных роль механической щетки выполняют струи воздуха, нагнетаемые в раструб-подборщик, и разрежение у них выше, чем у подметальных. Высокоскоростной закрученный поток воздуха интенсивно воздействует на убираемую поверхность, поднимает с поверхности и выбивает из пор и трещин дорожного полотна грязь, мусор, воду и прочие загрязнения. Машина работает как гигантский пылесос. Мусор захватывается воздушным потоком, поступает во всасывающий рукав раструба и транспортируется в бункер для смета.
В бункере мусор отделяется от воздуха в центрифуге, или же воздух вместе со сметом увлажняется водой, поступающей из разбрызгивающих форсунок. Смет и мелкая пыль слипаются, становятся более тяжелыми, что обеспечивает их осаждение в бункер и повышает эффект обеспыливания.
После бункера мельчайшие частицы пыли, остающиеся в воздухе, задерживаются тканевыми фильтрами, в противном случае они попадут вместе с потоком воздуха в вентилятор и вызовут абразивный износ крыльчатки. Когда на фильтрующих элементах накапливается такое количество пыли, что их пропускная способность существенно уменьшается, автоматически включается система регенерации: фильтрующий элемент встряхивается, и пыль с него падает в бункер. Может также проводиться продувка: внутрь фильтра подается импульс сжатого воздуха длительностью 0,2 с, фильтр резко расширяется и «стряхивает» накопившуюся на нем «шубу», при этом происходит продувка фильтровальной ткани в направлении, обратном потоку загрязненного воздуха. Фильтр очищается. Данный способ обладает существенными преимуществами перед другими методами регенерации фильтров, позволяет достичь лучшего качества очистки фильтровального материала и, как следствие, снизить расход топлива.
Конструкция всасывающего рукава и организация воздушного потока обеспечивают эффективный сбор мусора и минимизируют пылеобразование в зоне уборки даже при выключенной системе увлажнения. В частности, это достигается за счет опускания раструба непосредственно к дорожному полотну, что позволяет эффективно захватывать мусор любой фракции, веса и влажности. Крупный мусор, например пластиковые бутылки и жестяные банки, которые не помещаются в рукав мусоросборника, убираются отдельно. Нежесткая подвесная конструкция раструба позволяет преодолевать выступающие препятствия.
Преимущества. Главным преимуществом вакуумно-уборочных машин по сравнению с вакуумно-подметальными является более высокий уровень разрежения. Для очистки от загрязнений, позволяющей восстановить водопроницаемость большинства твердых пористых и брусчатых покрытий, требуется разрежение именно такой величины. Вакуумно-уборочные машины – идеальная техника для очистки околобордюрных лотков и сточных канав. Лучше всего они работают на ровных поверхностях, где более надежная герметизация кожуха, но хорошо справляются и с уборкой на неровной (брусчатка, камень и т. п.) и изношенной дорожной поверхности с выбоинами и ямами. Наиболее эффективно убирают материалы с поверхности, расположенной непосредственно под всасывающим раструбом, там обычно собирается до 99% частиц. Кроме того, поскольку вода подается во всасывающее сопло, уборочная машина способна подбирать сухой материал, что исключает образование жидкой грязи на дороге. После уборки на поверхности дороги не остается луж, что исключает снижение коэффициента сцепления. Без системы увлажнения эти машины способны эффективно работать при отрицательных температурах.
Скорость уборки высокая, до 15 км/ч, в зависимости от степени загрязнения дорожного покрытия. Регенерируемые воздушные фильтры не требуют частой замены.
