汽車自動洗車房設計

吳志超

【摘 要】隨著我國汽車保有量的迅速提高，汽車清洗行業(yè)迎來了一個重要的發(fā)展機遇。汽車清洗機作為必不可少的設備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對節(jié)水和環(huán)境保護的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。本文主要通過對汽車清洗機傳動機構(gòu)功能要求和運行過程的分析，確定了汽車清洗機的總體設計方案設計。本設計的設計內(nèi)容包括：清洗機構(gòu)的機械傳動機構(gòu)設計;清洗機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)設計;

【關(guān)鍵詞】液壓傳動;電氣設備

1.1設計的目的與意義

目前，城市落后的人工洗車方式已不能適應現(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、專業(yè)化、規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要想中國的洗車行業(yè)健康有序地發(fā)展，當務之急，必須要有全新的、合適的、符合中國國情的新型設備加入，要用新的理念、新的思路和新的方法來管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競爭力。

1.2設計的總體方案

汽車清洗傳動機構(gòu)主要由機械系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)兩大系統(tǒng)綜合組成。

機械系統(tǒng)主要包括有：清洗機構(gòu)的機架設計，導軌的布置與設計，液壓系統(tǒng)設計的布置與設計。

液壓系統(tǒng)是清洗機構(gòu)的核心，本設計清洗傳動機構(gòu)80%都是由液壓系統(tǒng)來完成，液壓系統(tǒng)與其他的傳動機構(gòu)相比其機構(gòu)簡單，緊湊，運動靈敏，效率高，噪音低等優(yōu)點。

驅(qū)動機構(gòu)的設計主要針對液壓系統(tǒng)的動力源的選擇，以及清洗刷的驅(qū)動電機的選擇。

2.1清洗機構(gòu)的運動過程分析

由于汽車在整個清洗過程中是固定不動的，為完成汽車的清洗，清洗機的各部分均需完成各自相對獨立的功能，汽車停到規(guī)定的停駛位置，控制系統(tǒng)得到信息之后清洗機構(gòu)各部分開始運行。考慮到汽車的總體機構(gòu)防止清洗機構(gòu)在運行中的干涉，頂刷、大側(cè)刷、小側(cè)刷、吹干系統(tǒng)、高壓噴水器在時間空間上工作過程應不相同，為使各個工作部件在運行上達到最佳效果，必須對洗車機各機構(gòu)進行運行過程分析，以使各機構(gòu)在空間，時間上能夠協(xié)調(diào)工作。

2.2頂刷的運行與設計

頂刷機構(gòu)是對汽車頂面進行的清洗。所以頂刷的運動分量需要相對于汽車垂直方向與縱向。為了滿足這一要求，清洗刷的縱向由液壓缸推動沿機架上沿軌道工作，清洗刷的垂直方向也由伸縮液壓缸來滿足這一要求。為了機構(gòu)的設計方便與安全將頂刷的初始位置定在汽車的上方。液壓缸的伸縮行程依靠壓力傳感器提供的信號來控制頂刷相對于汽車頂面的相對壓力，當已運行到車頂末端時活塞碰到行程開關(guān)控制機架上的液壓系統(tǒng)電磁閥將頂刷機構(gòu)恢復到原位。

2.3小側(cè)刷的運行與設計

小側(cè)刷的初始位置相對汽車來說應該在汽車的中部，小側(cè)刷運動為雙向運動控制。由雙作用液壓缸來實行。開始時電磁換換向閥不通電初始位置其左位工作，當液壓系統(tǒng)中壓力達到一定值時液壓缸開始工作，當活塞打開行程開關(guān)時電磁換向閥得電換向閥右位工作活塞縮回液壓缸并且機架上的液壓行程系統(tǒng)也開始工作推動小側(cè)刷回到原位并向另一方向運動。小側(cè)刷氣缸活塞收同，小側(cè)刷不張開：當換向閥通電時，小側(cè)刷氣缸活塞推出，以使小側(cè)刷靠近車輪，在清洗的同時機架上的液壓系統(tǒng)也同時帶動小側(cè)刷沿汽車的側(cè)面運行清洗汽車的地盤。

2.4大側(cè)刷的運行與設計

大側(cè)刷清洗的要求相對要嚴格，大側(cè)刷清洗刷的運動行程相對小側(cè)刷、頂刷要復雜的多，大側(cè)刷的作用是完成汽車前后端以及汽車側(cè)面等部位的清洗打蠟。它的運動包括自身繞中心軸轉(zhuǎn)動和回轉(zhuǎn)中沿車身的運動。其回轉(zhuǎn)中心運動軌跡與車身形狀相似。大側(cè)刷的初始位置固定在汽車的中部，依靠壓力傳感器提供的信號控制液壓缸的伸縮行程，當大側(cè)刷運動到汽車的末端時，伸縮式液壓缸打開行程開關(guān)，使大側(cè)刷液壓缸恢復到原位并打開電磁閥，以同樣的方式向另外一方運行。

2.5吹干系統(tǒng)的分析與設計

吹干系統(tǒng)的作用是在汽車清洗后將附著于車身等部位的水珠強力吹干，而吹干的效果與出風口距車身距離有很大的關(guān)系，因此，吹干系統(tǒng)的仿形要求較清洗刷更為嚴格。其運動軌跡與大側(cè)刷和頂刷相似。為實現(xiàn)仿形要求和安全吹干。應設計光電防護和接觸防護功能。同時，為實現(xiàn)保護車輛的功能。風箱的初始位置應保持在車輛的頂端。

2.6汽車清洗機構(gòu)的運行順序

1.汽車按照入口指示燈駛?cè)氲焦潭ㄜ囄?/p>

2.清洗機構(gòu)開始啟動

3.高壓水槍對汽車漆面進行清洗

4.次高壓水槍再噴射水蠟

5.五只清洗刷進行運作

6.高壓水槍再次清洗

6.吹干系統(tǒng)將汽車吹干

3.1電機控制原理及總體設計圖

汽車清洗機構(gòu)需要5臺驅(qū)動電機，其中大側(cè)刷與小側(cè)刷的電機需要正反轉(zhuǎn)動。當電機正反轉(zhuǎn)對清洗效果更加，大側(cè)刷、小側(cè)刷的電機原理圖如下：

圖3-1中，KM1控制電機的正轉(zhuǎn)，KM2控制電動機的反轉(zhuǎn)，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1吸合，電動機正轉(zhuǎn)。需要電動機反轉(zhuǎn)時，必須先按下停止按鈕SB1，使KMI失電斷開，電動機停轉(zhuǎn)，然后按下啟動按鈕SB3，接觸器KM2吸合，電動機反轉(zhuǎn)。為保證電動機正反轉(zhuǎn)電路不能同時吸合，以免造成短路，應將正轉(zhuǎn)接觸器的一個動斷觸點接在反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈電路中，反轉(zhuǎn)結(jié)合的一個動觸點接在正轉(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的作用，繼電器FR起過載保護作用。

液壓系統(tǒng)的整體設計如下圖3-2，液壓系統(tǒng)的動力源都是由單作用液壓泵20驅(qū)動。控制電路工作開始液壓系統(tǒng)中的液壓泵被驅(qū)動，當系統(tǒng)中的壓力達到一定壓力時1、2雙活塞液壓缸被推動，雙活塞作用時推動大側(cè)清洗刷在機架上繞汽車運功，單作用液壓缸起伸縮作用對清洗刷接觸汽車，當單作用液壓缸打開行程開關(guān)時三位四通電磁換向閥作用調(diào)整大側(cè)刷機架的位置。在液壓系統(tǒng)中的順序閥是對小側(cè)刷與頂刷的運動時間上的控制，完成相應的清洗工作。溢流閥是控制清洗機構(gòu)的總體壓力，保護整個液壓系統(tǒng)的運作安全。

【參考文獻】

[1]李建平，自動汽車清洗機的設計[D].中國農(nóng)業(yè)大學，2006.9.1.

[2]顧煒，高壓沖洗車機理研究[D].同濟大學機械工程學院，2004.4.1.

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