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        節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)

        2011-12-31 13:28:04王伊安梁文博王法耀
        黑龍江交通科技 2011年5期
        關(guān)鍵詞:水槍清洗機(jī)洗車

        王伊安 梁文博 王法耀

        (東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150000)

        1 概述

        當(dāng)前,各類能源和資源的巨大消耗量加劇了一些資源的稀缺程度。水資源的浪費(fèi)和分布的不均性,可能成為造成未來資源危機(jī)的隱患。綜合考慮水的使用節(jié)約、回收利用等環(huán)節(jié),是預(yù)防這種危機(jī)的途徑。洗車行業(yè)因分散不均、管理松散、監(jiān)管薄弱、極低的水回收率導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。同時(shí),汽車產(chǎn)業(yè)的膨脹式發(fā)展也加速了汽車清洗水資源的浪費(fèi)。為貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀,一方面,從根本上解決洗車工藝中水資源浪費(fèi)的棘手問題;另一方面,北方冬季時(shí)間較長,洗車也存在著需要解決的難題。例如,傳統(tǒng)的沖水洗車會造成制動器結(jié)凍抱死,車門無法打開等影響用車安全的問題。為此,提出研制節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)的解決方案。

        圖1 清洗機(jī)結(jié)構(gòu)總成示意圖

        2 常用的汽車外部清洗方法

        2.1 常用方法特點(diǎn)比較。現(xiàn)在主流的洗車工藝主要有傳統(tǒng)的高壓水槍人工沖洗、毛刷式洗車機(jī)、無接觸式洗車機(jī)、蒸汽式洗車和無水洗車技術(shù)等。當(dāng)今國內(nèi)外對洗車機(jī)的研究側(cè)重點(diǎn)在節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保、全自動智能化操控以及減少車身損傷等問題上。

        2.2 高壓水槍清洗工藝。高壓水槍是目前最普及的洗車工具,在哈爾濱市洗車行中有90%以上的使用率。其清洗流程較為簡單,主要分為如下幾個(gè)步驟:2.2.1水槍噴灑清水淋濕車身。2.2.2將清洗液涂抹或噴灑至車身,使灰塵軟化。2.2.3水槍將車身清洗干凈,借助水流的沖刷作用和清洗液的潤滑作用將污漬剝離,從而達(dá)到車身清潔的效果。2.2.4抹布將車身水滴抹干。

        2.3 用水量調(diào)查與分析。為深入了解傳統(tǒng)高壓水槍的耗水情況,對位于哈爾濱市某街區(qū)一處洗車行進(jìn)行用水量調(diào)查。因該街區(qū)車流量較大,車輛類型較為齊全,可以確保調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和完整。

        經(jīng)計(jì)算分析,該洗車行一年需用水大約273噸左右。通過走訪哈爾濱市車管部門、瀏覽網(wǎng)站及查閱相關(guān)報(bào)刊書籍,對哈爾濱機(jī)動車輛保有量進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查。經(jīng)統(tǒng)計(jì):哈市截止到2010年6月機(jī)動車保有量65.5萬輛。包括出租車1.23萬輛,貨車3.7萬輛,客車900輛,長途客車4700輛,其余為公務(wù)用車及私家車。通過調(diào)查,絕大多數(shù)前往洗車行的主要為出租車、公務(wù)用車及私家車,保守計(jì)算為60萬輛左右。經(jīng)計(jì)算,哈市每年洗車消耗的水量大約在90萬噸??梢娤窜囉盟牧烤薮?,節(jié)約用水成了當(dāng)務(wù)之急。

        3 節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)設(shè)計(jì)方案

        當(dāng)今各行各業(yè)正積極探索節(jié)水方法。將水霧化是從根源上節(jié)約用水的新方式,效果明顯。節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)的設(shè)計(jì)方案,克服了以上幾種洗車工藝的不足,是低成本、高效率的新式洗車設(shè)備。

        3.1 工作原理與設(shè)計(jì)方案。節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)的工作原理是:利用高速氣流將水霧化成小液滴,將車身頑固污漬浸潤、軟化、剝離,然后利用氣流的動能將其吹離車體。針對冬季洗車存在的問題,可以將水或氣流進(jìn)行加熱,并使用溫控裝置進(jìn)行調(diào)溫。清洗機(jī)由水汽混合控制總成和水箱溫度調(diào)節(jié)裝置兩部分組成。如圖1所示。

        3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇??諝獗檬翘峁┓€(wěn)定足夠壓力的氣源。適宜的氣壓、流速將會對清洗機(jī)清洗效果產(chǎn)生很大的影響。3.2.1氣源壓力的選擇。通過一系列實(shí)驗(yàn),選取空氣壓力0.8MPa的空氣壓縮機(jī)作為氣流動力源,以此作為試驗(yàn)霧化噴頭效果的基礎(chǔ)設(shè)備。3.2.2噴頭參數(shù)的選擇。以噴頭的噴射形狀、噴射距離、覆蓋面積、氣體壓強(qiáng)為基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了一系列的對比試驗(yàn)。首先是噴射形狀的選擇。用兩種簡單的小型噴頭用以試驗(yàn)圓錐形噴霧和扇形噴霧的清潔效果,結(jié)果是圓錐型噴霧效果優(yōu)于扇形噴霧。選用了水壓霧化和虹吸氣壓霧化兩種類型的噴頭進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較,發(fā)現(xiàn)水壓霧化噴頭構(gòu)造簡單、壓力合適且節(jié)水。設(shè)計(jì)制造噴頭的部分技術(shù)參數(shù):空氣壓力0.4MPa,重力落差450mm時(shí),液體流量57L/h,噴流角度22°,有效噴射距離500mm(以傳統(tǒng)高壓水槍的常用距離400~500mm 為宜,選用有效噴射距離在500mm左右的噴頭),最大噴射距離4.6m,噴射覆蓋面積在300~400mm2。設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

        圖2 濕度可調(diào)式霧化噴頭設(shè)計(jì)方案示意圖

        3.3 設(shè)計(jì)方案特點(diǎn)分析。由氣泵輸出的高速氣流等同于水流的沖刷效果,通過噴頭霧化后的液滴可充分接觸污漬,起到浸潤效果,令污漬與車身分離,對車漆沒有損傷,避免結(jié)凍。加熱裝置可以使液滴溫度適于與灰塵浸潤,加快作用效果,令附著得水分加速蒸發(fā),以防結(jié)冰??諝饬髁?、水流量調(diào)節(jié)閥和溫度調(diào)節(jié)裝置可根據(jù)使用需求合理選擇工作模式,節(jié)約電能。整套裝置結(jié)構(gòu)輕巧,便于操作,環(huán)境友好型強(qiáng)?,F(xiàn)原形機(jī)已經(jīng)完成制造,正在進(jìn)行實(shí)用性試驗(yàn)。通過使用原形機(jī),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初定經(jīng)濟(jì)技術(shù)考核指標(biāo),即比高壓水槍清洗節(jié)約用水40%~50%,節(jié)約用電20%~30%,真正實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能。目前,該種洗車機(jī)原型機(jī)系手動操作,工作方式類似于傳統(tǒng)高壓水槍。但經(jīng)進(jìn)一步設(shè)計(jì)改進(jìn),完全可將其智能化。而且,在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,可加裝廢水回收裝置,實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。同時(shí),可與城市污水處理廠的中水管道連接,進(jìn)一步為企業(yè)和社會節(jié)省洗車成本。

        結(jié)束語

        節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)開創(chuàng)了以空氣動力源進(jìn)行洗車的先河。實(shí)現(xiàn)了水、電資源的綜合節(jié)約??梢灶A(yù)見的是以空氣為動力源的設(shè)備以其獨(dú)特的特點(diǎn),必將會得到更為廣闊的運(yùn)用空間。節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)的應(yīng)用具有廣闊的前景,所能清洗的范圍也將不局限于汽車車身。

        [1]郭宏偉,范銘,張金發(fā),葛士福.節(jié)能型空氣電加熱器的研究[J].能源研究與利用,1993,3:14-16.

        [2]戴文權(quán),杜茂安,汪林.基于無堵塞BAF技術(shù)的洗車循環(huán)用水處理設(shè)備[J].中國給水排水,2008,22:106-108.

        東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資助

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