关键词：小型；多功能；清洗车
1引言
目前，国内的道路清洗常采用人工方式，保洁效率低、安全隐患多，一些大城市虽然投入使用了清洗车，但绝大多数采用大中型车辆，整车尺寸长度大于5米且宽度大于2米，对于人行道、老街区、马路辅道、路崖、地下通道、道路标线等地的清洗，要么因车辆本身尺寸较大无法进入，要么在城市道路作业时因占道太多而妨碍交通，或者因为水流压力不够对污物冲洗不干净等，其在应用中受到多方面的制约。由此，在实际工作中需要一款小巧灵活且能满足作业要求的清洗车来解决道路清洗时的各种问题。
2设计方案
2.1 整车设计原则
①适应城市小型道路交通状况、减少污染、降低噪音、提高清洗效率；
②符合现有操纵驾驶习惯，满足市内行驶的动力性能要求和续驶里程要求；
③能实现清洗车的清洗、降尘、调湿等功能、车辆附件的使用（转向、制动、动力单元、水泵等），并且尽量降低成本，适合市场需求。
2.2清洗车的技术参数
根据我国道路的特点和环卫工作的实际情况，确定清洗车的主要技术参数为：
工作车速：1～3 km／h；最大爬坡度：30％；水箱容积：300～500 l；刷头转速：200 r／min；路牙清洗高度：≤200 mm；路面清洗宽度：300 mm；作业方式：一次加水可连续工作20～40 min。
2.3传动方式的确定
一般清洗车采用汽油发动机，然后利用液压传动来实现负荷的传递，实现无级变速，多用于20PS(14.7 kw)以上的传递，且成本较高。本机为自走式、速度低、体积小，其传递功率在16 PS(11.77kw)以下，故不宜采用液压传动。因此，我们确定本机采用以汽油发动机为动力，以机电传动来传递负荷的传动方式，即：
汽油发动机一减速机构一行走发电机一小电机一刷头一洗刷一清洗蓄电池一水泵—水箱一警灯一电磁离合器
本机利用机械传动来实现行走，同时利用发电机带动洗刷机构实现清洗功能，其水泵、清洗机及电磁离合器的开闭，均不受机械负载的干挠，具有独立性，这样的传动方式也使得本机调节更方便，体积更小。
3清洗车的系统设计
3.1发动机的选取
发动机是整车的心脏，要求其性能好、振动小、噪声低，根据以上得到的发动机功率及转速，我们选取雅马哈MZ/R300型汽油发动机。其技术参数为：排气量301CC、耗油量200 g/PS·h、功率10 PS、转速3000 r/min。由于发动机本身带有一级减速，发动机输出轴转速为1500 r/min。
3.2减速系统的设计
由于本机行走速度很低，发动机输出轴转速为1500 r/min，其减速比较大(118.78)，设计时考虑到整体结构的紧凑性，同时尽量利用成熟技术，选用国内外已成型产品的设计原则，确定其传动流程为：
发动机—皮带传动—离合器—减速器—变速器—链轮
设计时采用皮带传动的目的主要是为了减小动力和负载的波动，起过载保护作用。在皮带转动后，加上电磁离合器，使得行走系统与发动机脱开，以便于换档。因为减速比较大，故选用美国园林机械中的变速器，它有五个档位，最大减速比为9.61，在运行中可实现四个进档、一个退档。进档速度分别为：1km/h、1.49 km/h、1.9 km/h、3 km/h、退档速度2.6km/h，满足设计要求。
3.3行走系统设计
行走系统主要是承担整车重量，传递和承受路面作用于车轮的各种力及力矩，并吸收振动和冲击。本车行走系统主要由驱动桥、前轮、后轮和制动器组成。其中前轮为驱动轮，由于它承担整车的主要重量，因此将前轮设计为大轮；而后轮为导向轮+故设计为小轮。在驱动桥中设计有差速器及大小半轴。
制动系统采用液压盘式制动。
3.4清洗系统的设计
清洗系统包括喷水系统、路牙洗刷系统、路面清洗系统。
3.4.1喷水系统
喷水系统由水泵、水箱、水管和喷嘴组成。在选用水泵时，考虑到水泵的开闭不应受机械传动的控制，而应具有独立性，故选用24V低压直流泵，根据已经选择的喷嘴型号及数量确定选用HSP1050型水泵，其开闭由电钮开关控制，方便合理，主要技术参数见表1。喷嘴采用双喷头，其流量由节流阀控制，以满足不同路面的清洗需要。
表1 高压水泵型号
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3.4.2路牙洗刷系统
路牙洗刷系统布置在车的侧面，通过小电机和链轮传动来带动洗刷轴的转动。其不锈钢制芯轴通过平键联结在尼龙轴套上，尼龙毛刷钉在尼龙轴套中的柳木棒上，尼龙直径为o．5 mm。由于本车行驶时刷子必须抬起，故设计为固定轴套，活动芯轴。
3.4.3路面清洗系统
路面清洗系统布置在车的前面，由另一小电机直接带动洗刷圆盘轴的转动来实现水平路面的清洗。圆刷直径为300 mm，由高强尼龙丝制作，其断面呈椭圆形。
3.5试验结果
各功能构件研发完成后与整车进行组装试验，试验结果显示： 路牙洗刷装置、路面清洗装置均能按照设计构想实现清洗动作，满足设计要求。
3.6清洗车示意图
清洗车示意图如图1所示 ：
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图1 清洗车示意图
4结束语
相比传统的清洗车，该款小型多功能清洗车集清洗和降尘与一体，具有设计简单合理、小型化作业、灵活性高、易于维护等多方面优点，能够能够较好地满足城市道路设施的清洗、降尘、调湿等作业，大大减轻了环卫工人的劳动强度，提高了道路的清洗效率，同时很好地迎合了国家节能减排的号召，满足了社会对城市环境卫生日益提高的要求，应用前景广阔。
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论文作者:宋宝林
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：洗车论文; 系统论文; 发动机论文; 作业论文; 路面论文; 多功能论文; 道路论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;