摘要：在环卫洗扫车的工作过程中，高压水路系统是非常重要的组成部分之一，该系统的工作质量在环卫洗扫车的实际使用中起到了至关重要的作用。本篇文章参照国内外的环卫洗扫车，详尽的说明了洗扫车高压水路系统设计方法，并提供了部分关于设计计算的重要参数，为我国环卫洗扫车今后的研究开发点亮了一盏明灯。
关键词：环卫洗扫车；高压水路系统
引言：
伴随着我国城市化水平与城市化率的不断提升，我国道路的总里程数与质量均得到了显著的增长。随着城市化进程的不断加快，城市道路需要清洁的范围也随之增长，环卫工作的压力日益提升。传统的依靠人力清扫俨然无法满足大面积的道路清扫任务。因此以机械化清扫车代替传统的人工清扫已迫在眉睫，环卫清扫车的研发渐渐变成了目前研究炙手可热的话题，环卫清扫车也因此获得了巨大的市场前景。通常情况下，环卫清扫车具有道路清扫，洒水工作以及高压清洗工作等功能。这在完成道路的冲洗和清洁的前提下还可以进行防尘洒水等工作，有效提升了居民的出行质量。除此之外，它还将扫、洗、污水回收集于一体，实现了比传统扫路车更为强大的功能和更显著的清扫效果，市场前景一片利好。
清扫车的高压水路系统主要实现高压喷雾压尘、路面冲洗、箱体内部自洁、手持喷枪、辅助洗扫车其他工作装置共同完成路面清洁的功能，是环卫清扫车组成中至关重要的部分。
1 工作原理
高压水泵驱动水箱里的水经过过滤器后进去高压水泵，经过自动卸荷后的高压水通过总分水管在球阀的控制下进入不同的工作单位。
通常来说，路面清洗、垃圾箱清洗、车尾喷雾和手持高压喷枪共同组成了高压水路系统。路面的清扫依托“吸嘴”以及布置于清扫车两端的高压喷枪两部分实现了比传统洒水车道路清洁面积更大、清洗效率更高的单途清扫两侧路面。为实现像推土机一般的将垃圾进行清扫，采用了多个高压喷嘴一同工作的模式。一般情况下，垃圾盒清洁装置包含了装置于垃圾箱内部的高压喷杆。通常情况下，装置于高压洗扫车车尾的喷雾装置的主要作用是实现清扫之后对路面做出相应的压尘处理。采用全自动控制的洗扫车需要喷嘴和支撑轮的共同配合来实现KPL自动街道清理系统进行简单的泥浆和垃圾清理操作。该洗扫车每平米的耗水量都小于1L，基本实现了水力资源的节约。
2 系统的设计
2.1 高压喷杆的设计
2.1.1 高压喷嘴的选型 高压水离开喷嘴时速度较大，对喷嘴的磨损较高，降低了喷嘴的耐用性。进而在选择喷嘴的过程中要综合考虑到清洗车内部的能量转换效率和装置的持久耐用性。我们采用根据不同喷射对象采用不同喷射角度θ的原则。为了保证喷出的水具有较大的冲击力，从而提升清洗效果，我们在左、右喷杆、箱体自洁喷杆的喷头喷射角度θ的取值上，适当的取小点；车尾的喷雾喷杆和吸嘴喷杆的喷头的喷射角度θ取值取大点则可以起到既保证清洁质量又能节约水资源的效果。喷嘴的一般依据高压水路系统压力P和喷射角度θ来选取最佳型号。
2.1.2 高压喷杆的设计计算
高压喷杆喷头的布置对路面的清洗质量起到十分重要的作用。如若要求一定的冲洗宽度，布置的高压喷头数目较少导致喷头之间距离过大，则喷头所喷出的高压水不能形成水幕，进而导致路面无法被完全冲洗，造成路面清洗不达标的后果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们将情况反转，如果高压喷头布置的数目过多，就会导致喷头之间的间距过小，这样虽然可以保证了路面的清洗效果，但在水资源上却造成了不必要的浪费，无形之中增加了环卫工作的成本。所以为了保证形成的水幕有一定的重叠，并且又可以尽最大的努力节约水资源，合理布置高压喷杆上的喷头数目以及间距是非常必要的。
高压水经喷头喷出之后在一个方向上的扩散很小，而与该方向垂直的方向上扩散程度很大，所以射流水一般是以椭圆形作用面作用在路面上的。我们通常以射流水作用面的椭圆的长轴长度作为喷头喷射水在路面上的喷射宽度。喷头与地面的距离H、喷头喷射角度θ以及喷头射流角φ（喷头轴线与铅垂线之间的夹角）共同决定了喷头的喷射宽度。我们依据已有的喷雾理论，通常情况下，喷雾喷嘴会产生一个扁平状的喷雾。我们可以根据这个特点对多喷嘴喷杆的毗邻喷雾之间进行合理的排列与叠加，从而得到均匀喷射整个喷雾断面的结果。我们一般采用喷嘴宽度重叠1/4至1/3的方式来实现均匀喷射的目标。
2.1.3最大流量
通常情况下，高压水路系统中主要有三种模式达到了设计的最大流量，三种工作模式：
a.左右的喷射杆、尾部的后喷杆以及吸嘴喷射杆一齐喷射水的工作模式；
b.箱体内部进行自洁喷水（垃圾箱在倾斜垃圾时）的工作模式；
c.高压水枪喷水在洗扫车自行清洁的过程中所需的最大流量（左和右的最大功率运行，尾梁，和喷嘴吊杆在被扫频时同步喷雾）的工作模式。
以上三种工作模式对设计的最大流量进行了应用。
2.2 高压水泵的选用
高压水泵可通过知晓洗扫车工作时所需高压水的工作压力和实际流量进行选择。高压水泵的选取对洗扫车来说至关重要，高压水泵是洗扫车高压水路系统极为重要的组成部分，是该系统的动力源和压力源，高压水泵的质量以及使用寿命均在一定程度上反映了洗扫车性能的好坏。通常而言高压水路系统选择高压柱塞泵。考虑到洗扫车的工作环境和结构特性，水泵的选择要遵循下列原则：
2.2.1 通过流体的介质特点与整体系统的压力来确定高压水泵的型号。
2.2.2 应保持在相对经济的适用范围内有效的控制高压水的实际流速和全压效率，进而达到工作性能的稳定。我们应该慎重考虑高压水泵的额定转速与实际排量在水泵的额定压力小于整体系统压力的时候。
2.2.3 高压水在洗扫车高压水泵的输送过程中一般都存在一定的气蚀现象。为了达到大幅延长高压水泵使用寿命的目标，我们需要确保高压水泵能够持久耐用。
3 不足与改进
当前，道路清扫过程中大部分使用气缸控制水路。因为气缸使用过程中的密封性问题会影响清扫工作的稳定性。很多的水路系统由于过滤精度较低的原因时常发生堵塞。再者，部件的锈蚀问题也不容忽视，冬季道路冻结干裂的问题也影响影响水路系统的使用。针对以上问题，我国研发了具有过滤器的电磁阀控制装置，可有效阻止杂质的流入，防止冬季的结冰和胀裂问题。并在高压水进入电磁水阀控制块之前安装减压阀，防止因水压过高而造成对系统的损害。
四、结束语
此篇文章对高压喷嘴、高压水泵和高压喷杆所构成的高压水路系统的设计做出了详尽完备的分析与探讨，并且对目前洗扫车的运营过程中发生的问题提出了一些改进建议，希望在以后的依旧工作中起到一定的参考作用。
参考文献：
[1]赵晨晖.环卫洗扫车高压水路系统设计探讨[J].科学技术创新,2019(14):176-177.
[2]崔少晨,柴立.环卫洗扫车高压水路系统设计与研究[J].建设机械技术与管理,2015,28(09):84-86.
论文作者:周钦松
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第24期
论文发表时间:2020/1/16
标签：高压论文; 喷头论文; 水路论文; 喷嘴论文; 环卫论文; 系统论文; 工作论文; 《城镇建设》2019年第24期论文;