中圖分類號：U469 收稿日期：2025-02-22 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.07.015

Research on the Driving Mode of High-pressure Water Pump for Cleaning Vehicle

Hu Jianhua CRRC Times Electric Vehicle Co.，Ltd，.Zhuzhou 412000，China

Abstract：Theflowofthehigh-pressurewaterpumpoftheroadsweepercanbeadjustedaccordinglyaccordingtothedifferentdegreesofroaddirt，andthe igh-presurepumpmatchestheappropriateworking spedunderdiferent workingmodes，whichcan achieve thepurposeofsavingwaterandenergy，andtheenergyconsumptionandcontinuous workingtimearethe mainperformanceparameters theroadsweeper.Selectingthe motordirectdrive high-pressre waterpumpdrive modecancontrolthehigh-pressure water pump speed independently，which can achieve the purpose of water energy saving.

Key words：Sweeping vehicle;High pressure water pump;Drive mode;Water saving;Energy saving

1前言

2工作原理

洗掃車傳統(tǒng)的高壓水泵驅(qū)動方式是以副發(fā)動機（簡稱“副機”皮帶輪帶動高壓水泵為主，但是在洗掃模式中副機同時是驅(qū)動風(fēng)機的，在不影響吸嘴吸力的情況下，無法多次改變副機轉(zhuǎn)速來改變高壓水泵轉(zhuǎn)速。高壓水泵為三缸柱塞泵，其轉(zhuǎn)速決定其輸出流量，若轉(zhuǎn)速不變，則流量輸出是恒定的。而對于比較干凈的作業(yè)路面，可以通過減少高壓水流量來達(dá)到節(jié)約用水，以及提升一次連續(xù)作業(yè)時長的目的，所以這種驅(qū)動方式就限制了洗掃車對不同的臟污路面進行流量改變的靈活性[1-2]。

結(jié)合環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化這一市場趨勢，可以用獨立的電機來驅(qū)動高壓水泵，使高壓水泵的轉(zhuǎn)速不受其余裝置的限制，合理匹配作業(yè)轉(zhuǎn)速，以便達(dá)到節(jié)能、節(jié)水目的[3-4]。

本文以某公司純電動洗掃車為例，分析副機皮帶輪帶動高壓水泵和電機驅(qū)動高壓水泵這兩種驅(qū)動方式的節(jié)水量和作業(yè)功率。該洗掃車高壓水泵為某進口品牌的柱塞泵，額定轉(zhuǎn)速 1450r/min ，額定壓力 10MPa ，流量150L/min ，額定功率 30kW 。

2.1副機皮帶輪帶動高壓水泵方式

副機啟動后，開啟洗掃模式，副機上面的兩個皮帶輪通過皮帶傳動會分別帶著風(fēng)機和水泵皮帶輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動風(fēng)機和高壓水泵工作[5]。副機皮帶輪帶動高壓水泵的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1副機皮帶輪帶動高壓水泵的結(jié)構(gòu)形式

1.高壓水泵2.高壓水泵皮帶輪3.高壓水泵窄V皮帶4.副機皮帶輪 5.副機系統(tǒng)6.風(fēng)機皮帶輪7.風(fēng)機

2.2電機直驅(qū)高壓水泵方式

圖2所示為電機驅(qū)動高壓水泵的結(jié)構(gòu)形式，可以看出，電機直驅(qū)高壓水泵，可隨意調(diào)節(jié)高壓水泵轉(zhuǎn)速，從而控制水泵流量[6]。

圖2電機驅(qū)動高壓水泵的結(jié)構(gòu)形式

1.高壓水泵2.電機

3流量分析

以全洗掃、單角噴、自潔這三種作業(yè)模式下來計算兩種驅(qū)動方式的流量，從而計算用水量。設(shè)定各工作模式的噴嘴型號和噴嘴數(shù)量是相同的，系統(tǒng)工作壓力設(shè)為50bar ，系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力設(shè)為 70bar 。兩種工作模式下噴嘴在不同工作壓力下的總流量參數(shù)如表1所示。

表1噴嘴總流量參數(shù)表

根據(jù)高壓水泵流量與轉(zhuǎn)速關(guān)系，計算兩種驅(qū)動形式下三種作業(yè)模式的流量：

式中， Q 為高壓水泵流量， L/min;n 為高壓水泵轉(zhuǎn)速， r/min 。

3.1副機皮帶輪帶動高壓水泵流量計算

副機皮帶輪帶動高壓水泵的驅(qū)動形式的洗掃車一般會設(shè)標(biāo)洗和強洗兩種轉(zhuǎn)速[7]，標(biāo)洗最常用，標(biāo)洗時全洗掃狀態(tài)副機轉(zhuǎn)速 1450r/min ，單角噴和自潔模式下，副機轉(zhuǎn)速為 1200r/min ，傳動比為0.71，結(jié)合式（1），計算副機皮帶輪帶動高壓水泵三種工作模式下的各主要

參數(shù)，詳見表2。

表2主要參數(shù)表（副機皮帶輪帶動高壓水泵）

3.2電機直驅(qū)高壓水泵方式流量計算

如遇干凈路面，可將電機轉(zhuǎn)速調(diào)至 900r/min ，此時高壓水泵的轉(zhuǎn)速也是 900r/min ，結(jié)合式（1）和表1，計算電機直驅(qū)高壓水泵在三種工作模式下的各主要參數(shù)，詳見表3。

表3主要參數(shù)表（電機直驅(qū)高壓水泵）

根據(jù)表2和表3的計算結(jié)果，結(jié)合表1，得知：

全洗掃模式下，電機直驅(qū)高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式每分鐘節(jié)省流量 （106.5-93）L/min= 13.5L/min 。

單角噴模式下，電機直驅(qū)高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式每分鐘節(jié)省流量 （56.06-42）L/min= 14.06L/min ，副機皮帶輪帶動高壓水泵方式比電機直驅(qū)高壓水泵方式系統(tǒng)工作壓力要高，且還會溢流。

自潔模式下，因為沒有溢流流量，水泵轉(zhuǎn)速一樣，所以此兩種驅(qū)動方式的流量值一樣。

假定清水箱容積 9000L ，那全洗掃模式電機直驅(qū)高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式下一次連續(xù)作業(yè)時間可以多 12.3min ，在作業(yè)速度 10km/h. 洗掃寬度 3.5m 時，作業(yè)面積增加 7175m² 。同樣，單角噴模式下，也可以增加作業(yè)面積。由此可見，電機直驅(qū)高壓水泵在適應(yīng)不同臟污程度的路面下作業(yè)更方便，在比較干凈的路面上作業(yè)更加節(jié)水。

4功率分析

根據(jù)水泵性能曲線圖（圖3）可知，隨著水泵工作壓力越小，功率越??；根據(jù)表2和表3計算的系統(tǒng)工作壓力，電機直驅(qū)高壓水泵的驅(qū)動方式在三個工作模式下都要小，系統(tǒng)工作壓力越小，能耗越小，而且窄V帶的傳動效率只有 85%～95% ，電機直驅(qū)高壓水泵的驅(qū)動方式更節(jié)能。

圖3水泵性能曲線圖

5結(jié)語

電機直驅(qū)高壓水泵技術(shù)，能精準(zhǔn)匹配負(fù)載，避免“大馬拉小車\"現(xiàn)象，提升作業(yè)精度等，其憑借高效、智能、環(huán)保的優(yōu)勢，將成為環(huán)衛(wèi)及高壓流體設(shè)備領(lǐng)域的革命性解決方案。隨著新能源轉(zhuǎn)型和智能化需求的爆發(fā)，未來5～10年其市場份額將顯著增長，并可能逐步替代傳統(tǒng)傳動方式。后續(xù)融合電機控制算法、系統(tǒng)集成能力，以及跨行業(yè)應(yīng)用場景，將會極大提升企業(yè)發(fā)展競爭力。

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作者簡介：

胡堅華，女，1987年生，工程師，研究方向為清洗清掃類環(huán)衛(wèi)車水路系統(tǒng)。