吳志超

【摘 要】隨著我國(guó)汽車(chē)保有量的迅速提高，汽車(chē)清洗行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇。汽車(chē)清洗機(jī)作為必不可少的設(shè)備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對(duì)節(jié)水和環(huán)境保護(hù)的要求，成為其開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。本文主要通過(guò)對(duì)汽車(chē)清洗機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)功能要求和運(yùn)行過(guò)程的分析，確定了汽車(chē)清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：清洗機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);清洗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);

【關(guān)鍵詞】液壓傳動(dòng);電氣設(shè)備

1.1設(shè)計(jì)的目的與意義

目前，城市落后的人工洗車(chē)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生和行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經(jīng)營(yíng)、專(zhuān)業(yè)化、規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要想中國(guó)的洗車(chē)行業(yè)健康有序地發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，必須要有全新的、合適的、符合中國(guó)國(guó)情的新型設(shè)備加入，要用新的理念、新的思路和新的方法來(lái)管理洗車(chē)行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2設(shè)計(jì)的總體方案

汽車(chē)清洗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由機(jī)械系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大系統(tǒng)綜合組成。

機(jī)械系統(tǒng)主要包括有：清洗機(jī)構(gòu)的機(jī)架設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌的布置與設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的布置與設(shè)計(jì)。

液壓系統(tǒng)是清洗機(jī)構(gòu)的核心，本設(shè)計(jì)清洗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)80%都是由液壓系統(tǒng)來(lái)完成，液壓系統(tǒng)與其他的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，運(yùn)動(dòng)靈敏，效率高，噪音低等優(yōu)點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要針對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源的選擇，以及清洗刷的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇。

2.1清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析

由于汽車(chē)在整個(gè)清洗過(guò)程中是固定不動(dòng)的，為完成汽車(chē)的清洗，清洗機(jī)的各部分均需完成各自相對(duì)獨(dú)立的功能，汽車(chē)停到規(guī)定的停駛位置，控制系統(tǒng)得到信息之后清洗機(jī)構(gòu)各部分開(kāi)始運(yùn)行?？紤]到汽車(chē)的總體機(jī)構(gòu)防止清洗機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中的干涉，頂刷、大側(cè)刷、小側(cè)刷、吹干系統(tǒng)、高壓噴水器在時(shí)間空間上工作過(guò)程應(yīng)不相同，為使各個(gè)工作部件在運(yùn)行上達(dá)到最佳效果，必須對(duì)洗車(chē)機(jī)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程分析，以使各機(jī)構(gòu)在空間，時(shí)間上能夠協(xié)調(diào)工作。

2.2頂刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

頂刷機(jī)構(gòu)是對(duì)汽車(chē)頂面進(jìn)行的清洗。所以頂刷的運(yùn)動(dòng)分量需要相對(duì)于汽車(chē)垂直方向與縱向。為了滿足這一要求，清洗刷的縱向由液壓缸推動(dòng)沿機(jī)架上沿軌道工作，清洗刷的垂直方向也由伸縮液壓缸來(lái)滿足這一要求。為了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方便與安全將頂刷的初始位置定在汽車(chē)的上方。液壓缸的伸縮行程依靠壓力傳感器提供的信號(hào)來(lái)控制頂刷相對(duì)于汽車(chē)頂面的相對(duì)壓力，當(dāng)已運(yùn)行到車(chē)頂末端時(shí)活塞碰到行程開(kāi)關(guān)控制機(jī)架上的液壓系統(tǒng)電磁閥將頂刷機(jī)構(gòu)恢復(fù)到原位。

2.3小側(cè)刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

小側(cè)刷的初始位置相對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)應(yīng)該在汽車(chē)的中部，小側(cè)刷運(yùn)動(dòng)為雙向運(yùn)動(dòng)控制。由雙作用液壓缸來(lái)實(shí)行。開(kāi)始時(shí)電磁換換向閥不通電初始位置其左位工作，當(dāng)液壓系統(tǒng)中壓力達(dá)到一定值時(shí)液壓缸開(kāi)始工作，當(dāng)活塞打開(kāi)行程開(kāi)關(guān)時(shí)電磁換向閥得電換向閥右位工作活塞縮回液壓缸并且機(jī)架上的液壓行程系統(tǒng)也開(kāi)始工作推動(dòng)小側(cè)刷回到原位并向另一方向運(yùn)動(dòng)。小側(cè)刷氣缸活塞收同，小側(cè)刷不張開(kāi)：當(dāng)換向閥通電時(shí)，小側(cè)刷氣缸活塞推出，以使小側(cè)刷靠近車(chē)輪，在清洗的同時(shí)機(jī)架上的液壓系統(tǒng)也同時(shí)帶動(dòng)小側(cè)刷沿汽車(chē)的側(cè)面運(yùn)行清洗汽車(chē)的地盤(pán)。

2.4大側(cè)刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

大側(cè)刷清洗的要求相對(duì)要嚴(yán)格，大側(cè)刷清洗刷的運(yùn)動(dòng)行程相對(duì)小側(cè)刷、頂刷要復(fù)雜的多，大側(cè)刷的作用是完成汽車(chē)前后端以及汽車(chē)側(cè)面等部位的清洗打蠟。它的運(yùn)動(dòng)包括自身繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)中沿車(chē)身的運(yùn)動(dòng)。其回轉(zhuǎn)中心運(yùn)動(dòng)軌跡與車(chē)身形狀相似。大側(cè)刷的初始位置固定在汽車(chē)的中部，依靠壓力傳感器提供的信號(hào)控制液壓缸的伸縮行程，當(dāng)大側(cè)刷運(yùn)動(dòng)到汽車(chē)的末端時(shí)，伸縮式液壓缸打開(kāi)行程開(kāi)關(guān)，使大側(cè)刷液壓缸恢復(fù)到原位并打開(kāi)電磁閥，以同樣的方式向另外一方運(yùn)行。

2.5吹干系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

吹干系統(tǒng)的作用是在汽車(chē)清洗后將附著于車(chē)身等部位的水珠強(qiáng)力吹干，而吹干的效果與出風(fēng)口距車(chē)身距離有很大的關(guān)系，因此，吹干系統(tǒng)的仿形要求較清洗刷更為嚴(yán)格。其運(yùn)動(dòng)軌跡與大側(cè)刷和頂刷相似。為實(shí)現(xiàn)仿形要求和安全吹干。應(yīng)設(shè)計(jì)光電防護(hù)和接觸防護(hù)功能。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)保護(hù)車(chē)輛的功能。風(fēng)箱的初始位置應(yīng)保持在車(chē)輛的頂端。

2.6汽車(chē)清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)行順序

1.汽車(chē)按照入口指示燈駛?cè)氲焦潭ㄜ?chē)位

2.清洗機(jī)構(gòu)開(kāi)始啟動(dòng)

3.高壓水槍對(duì)汽車(chē)漆面進(jìn)行清洗

4.次高壓水槍再?lài)娚渌?/p>

5.五只清洗刷進(jìn)行運(yùn)作

6.高壓水槍再次清洗

6.吹干系統(tǒng)將汽車(chē)吹干

3.1電機(jī)控制原理及總體設(shè)計(jì)圖

汽車(chē)清洗機(jī)構(gòu)需要5臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中大側(cè)刷與小側(cè)刷的電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)對(duì)清洗效果更加，大側(cè)刷、小側(cè)刷的電機(jī)原理圖如下：

圖3-1中，KM1控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，KM2控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。需要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，必須先按下停止按鈕SB1，使KMI失電斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，然后按下啟動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM2吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。為保證電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路不能同時(shí)吸合，以免造成短路，應(yīng)將正轉(zhuǎn)接觸器的一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)接在反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈電路中，反轉(zhuǎn)結(jié)合的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)接在正轉(zhuǎn)接觸器中，以起到互鎖的作用。其中FU1、FU2在電路中起到短路保護(hù)的作用，繼電器FR起過(guò)載保護(hù)作用。

液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)如下圖3-2，液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源都是由單作用液壓泵20驅(qū)動(dòng)?？刂齐娐饭ぷ鏖_(kāi)始液壓系統(tǒng)中的液壓泵被驅(qū)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力達(dá)到一定壓力時(shí)1、2雙活塞液壓缸被推動(dòng)，雙活塞作用時(shí)推動(dòng)大側(cè)清洗刷在機(jī)架上繞汽車(chē)運(yùn)功，單作用液壓缸起伸縮作用對(duì)清洗刷接觸汽車(chē)，當(dāng)單作用液壓缸打開(kāi)行程開(kāi)關(guān)時(shí)三位四通電磁換向閥作用調(diào)整大側(cè)刷機(jī)架的位置。在液壓系統(tǒng)中的順序閥是對(duì)小側(cè)刷與頂刷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間上的控制，完成相應(yīng)的清洗工作。溢流閥是控制清洗機(jī)構(gòu)的總體壓力，保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)作安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李建平，自動(dòng)汽車(chē)清洗機(jī)的設(shè)計(jì)[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.9.1.

[2]顧煒，高壓沖洗車(chē)機(jī)理研究[D].同濟(jì)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2004.4.1.

[3]齊曉杰，汽車(chē)液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7.