洗車用氣水槍的設計與應用

朱彥熙

摘 要 當前淡水資源日益匱乏、機動車保有量迅速增長，淡水洗車造成了水資源的大量浪費。而洗車氣水槍可以通過調節開關的選擇和開度來調節水和壓縮空氣的比例，在高壓水槍的水流中加入一部分壓縮氣流，水氣結合進行清洗，做到節約水資源的目的。同時，還可單獨用壓縮空氣進行吹干操作，也可在不更換清洗地點的情況下清洗空氣濾清器和空調濾清器，提高作業效率。

關鍵詞 洗車 氣水槍 設計 應用

0 引言

高壓水流和高壓氣流都有搬運能力和清洗能力，目前國內外洗車用的都是水槍，洗空氣濾清器和空調濾清器用的都是氣槍。單獨使用水槍洗車對水資源造成了巨大浪費。然而并不是所有灰塵都必須用高壓水流清洗掉，還有一些灰塵可以用壓縮空氣來清洗。雖然氣槍的清洗能力總體來說沒有水槍的清洗能力強，但采用壓縮空氣和水結合進行洗車也會達到同樣的清洗效果，面對全球日益緊張的淡水資源，設計一種在洗車時節約淡水的氣水槍尤為重要。

1 洗車水槍的原理及類型

洗車水槍一般采用高壓水流，通過高壓水流的搬運和清洗能力達到給汽車除塵去污的目的，[1]汽車表面的污物大多數為比較容易清洗的浮塵，只有少數比較難以清洗的污漬，普通的浮塵在車上的附著力很小，通過自來水管的普通水流基本上即可清洗干凈，不需要施加高壓水流，而車上難以清洗的污漬一般來講附著力較強，即使采用高壓水流也無法清洗，所以就需要借助化學洗滌劑來完成。

目前市面上洗車水槍的常見加壓裝置有四類：自然加壓、打氣加壓、車載加壓、電動高壓。由于摘 要 當前淡水資源日益匱乏、機動車保有量迅速增長，淡水洗車造成了水資源的大量浪費。而洗車氣水槍可以通過調節開關的選擇和開度來調節水和壓縮空氣的比例，在高壓水槍的水流中加入一部分壓縮氣流，水氣結合進行清洗，做到節約水資源的目的。同時，還可單獨用壓縮空氣進行吹干操作，也可在不更換清洗地點的情況下清洗空氣濾清器和空調濾清器，提高作業效率。

關鍵詞 洗車 氣水槍 設計 應用這四類裝置的洗車水槍原理不同、應用特點不同，適應于不同需求的洗車情況。[2]

自然加壓裝置是利用管路中自來水的壓力形成，國家規定自來水的管網壓力為0.14MP，但實際管網中的壓力大多為0.3MP左右。這個壓力的自然水壓對于清洗汽車上的普通灰塵基本夠用，相對來說壓力較小，雖然比較節水，操作簡單方便，但洗車耗時較長，效率較低。

打氣加壓裝置比自然加壓裝置多了一個打氣泵，這種水槍的特點是不受自然水壓的影響，水壓取決于氣泵的壓力，一般可以達到0.4-0.5MP，特別是可以適用于任何有水的環境，攜帶方便，適應范圍廣，但操作起來比較費時費力。

車載加壓洗車裝置是利用汽車上的點煙器提供電源，配有小型加壓電機，加壓后的水壓能達到0.5-0.6 MP左右，比打氣加壓裝置的壓力略高，節省了人力，用水量也較小，但經常使用會對汽車電路有一定損傷。

電動高壓水槍作為專業洗車使用，經電機加壓后的高壓水流壓力可達5-9MP，清洗效率大大提高，適用于4s店、專業洗車店等對洗車效率要求較高的洗車場所，但是由于水壓太大，洗車時造成了淡水資源的巨大浪費，尤其是有很多自助洗車場所，對洗車效率要求不是太高，浪費較多。

以上四種洗車水槍各有優缺點，對于普通塵污都能順利清洗，但是對于較難清洗的污漬都需要借助洗滌劑來完成，所以在洗車程序上基本一致，洗車后的擦干環節還得借助毛巾等工具，洗車環節也不能同時清洗空氣濾芯和空調濾芯，綜合作業效率有待進一步提升。一種能將水源和氣源同時混合使用的洗車槍能很大程度上能對上述問題進行優化。

2 氣水槍設計的基本原理

根據流體力學反映流體運動中速度、壓強等參數之間關系的伯努利方程：p+%jgh+（1/2）*%jv^2=c，式中p、%j、v分別為流體的壓強、密度和線性速度；h為鉛垂高度；g為重力加速度，c為常量，當流體為氣體時，可以忽略重力，方程簡化為：p+ （1/2）*%jv^2=c，因此可知氣體同液體一樣也具有相同搬運和清洗作用，[3]雖然高壓氣體不及高壓液體的清洗和搬運能力，但洗車氣水槍通過壓縮空氣加入水流中，與水共同作用，調節合適的水氣比例進行洗車。

氣水槍使用的空氣為壓縮空氣，常見的壓縮空氣壓力為0.7-0.8MP，與自然水壓混合候后的水氣混合壓力為1MP左右，超過普通非專業洗車裝置，可以輕松洗去車上的普通浮塵，在遇到洗較難清洗的污漬時配合洗滌劑使用，做到節約用水的目的。

同時，這種水氣一體洗車槍還可單獨選擇壓縮空氣進行吹干作業，也可在不更換洗車地點的情況下單獨用壓縮空氣來清洗空氣濾清器和空調濾清器，大大提高了綜合作業效率。

另外，為了能夠在洗車的時候同時加入洗滌劑，水槍管的前端設計了洗滌劑瓶，這個洗滌劑瓶可以采用與普通礦泉水型號相同的瓶口，方便添加使用，方便更換。

3 氣水槍設計原理圖

洗車用氣水槍的設計原理圖如圖1所示。

在氣水槍體下部設計兩個快速接頭，分別是自來水快速接頭和壓縮空氣快速接頭，自來水通過槍體內的管路與空氣管過來的壓縮空氣混合流經氣水槍管，在負壓的作用下把清洗液瓶中的清洗液帶出，從氣水槍管一起噴出，自來水開關、空氣開關和清洗液開關可以分別控制水流、氣流、清洗液的開閉，水流開度調節閥可以控制并鎖定水流大小，[4]洗滌劑瓶中的洗滌劑通過氣水槍管的負壓被吸出，這樣經氣水槍管噴出的可以是單獨的水流、單獨的空氣流，或者時水與空氣的混合流體，還可以是帶有一定比例清洗液的混合流體，適用于不同的作業情況。由于水流和氣流在氣水槍管內的流向一致，所以其混合后的壓力基本上是二者的疊加壓力，壓力增加后搬運能力也隨之增加，清洗效果明顯提高。

4 試驗及應用效果

使用氣水槍清洗車輛時，可以根據車輛的臟污程度選擇用水、水氣混合、水氣及清洗液混合來進行清洗，在大部分情況下可以選擇適用水氣混合清洗車輛，實驗產品制作后，經過在當地一汽大眾4s店、一汽奔騰4s店、博世明達洗車中心及學校汽車實驗室的試驗，在達到相同的清洗效果時，用時較短，洗車平均用水70L左右，比專業洗車裝置節30%左右。按照普通4s店平均用水量，洗一次車大約要用掉100升水，[5]平均每天洗車30臺，一年大約能節約30多萬升水。

新型氣水混合洗車槍與傳統洗車裝置在出口壓力、用水量、洗車時間、吹干功能、清洗濾芯的指標對比中，優勢明顯，綜合效率高。如表1所示。

通過對比試驗，洗車用氣水槍在綜合效率上表現突出，但是對普通用戶來講，需要有單獨氣源，較難實現，但是對于專業的4s店及洗車店來講，標配氣源，容易實施，發展前景廣闊。

如何洗車已經成為汽車社會每個用車人必須面臨的選擇，截至2017年底，全國機動車保有量達3.10億輛，如此龐大的汽車數量，若能在每次洗車的過程中節約一些淡水資源，節約總量顯然也是驚人的。選擇氣水結合的洗車方式，既能節約資源，又能提高效率，相信會得到越來越多人的選擇和認可。

參考文獻

[1] 張秋丹.自動洗車裝置的設計與應用[J].山東冶金，2011（3）.

[2] 陳朝大，梁志勇，吳潔云.智能洗車系統設計[J].微處理機，2010（5）.

[3] 羅勇，李峰，葛磊，代海，范文建，任家駿，龐蔭銘.便攜式汽車清洗器的研究[J].機械管理開發，2010（5）.

[4] 李培麗，霍天強.節能便攜式洗車機的研制[J].能源與環境，2010（4）.

[5] 李濤，張建豐，王向榮，張峰，李小建，張曉玲.西安市洗車用水調查與節水對策[J].人民黃河，2010（9）.