社区自助洗车机方案设计

通过对目前能便携式洗车机的实验数据分析，发现目前洗车机的用水量不超过 5L，而电机泵又选取了汽车上洗前风挡玻璃的电机泵，故可对此节能便携式洗车机进行简单改型，即可成为一种车辆自身配备的自助洗车器。

一、实验样机的组成

1.1 电机泵的选取

电机泵的选取是设计洗车机的关键一步。选取的电机泵应满足以下要求：

（1）采用的液压泵是流量可调的压力补偿泵。该泵的流量控制与给定尺寸的喷嘴产生所要求排出压力的流量指标相匹配，因此没有多余的流量产生。

（2）如果喷嘴被堵塞，液压泵立即处于零流量状态，从而保护系统不会超压。

（3）电机泵的功率比较小，与 12V 电源相匹配。因为电源从汽车上选取12V 电源，而电机泵又在汽车的清洗系统中有应用，故可选择洗前挡风玻璃用的电机泵。该电机泵的外观尺寸为90×61×30（长×宽×高，单位㎜），泵的入口口径为9mm，出口口径为5mm；功率是36W，电阻为4.3Ω。

1.2 喷嘴

喷嘴是水射流设备的重要元件。其作用是通过喷嘴内孔横截面的收缩，将高压水的压力能聚集起来，并转化为动能，最后以高速水射流的形式向外喷出，用以进行清洗。从有效射流作业和节能降耗的角度来看，较为理想的喷嘴应符合以下要求。

（1）喷嘴喷射的水束应能将压力有效地转化为对射流表面的喷射力。

（2）喷嘴具有较小的流动阻力，喷出的水束受卷吸作用小，并能保持射流的稳定，以利于对射流表面的作用。

（3）喷嘴不易发生堵塞。

（4）在保证一定射流效果的前提下，尽可能的降低水耗。

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1.3 软管

喷嘴的出口压力等于高压泵出口压力减去压力水在软管中的压力损失。管路压力损失是影响清洗效率的主要因素，管路压力损失和胶管的直径、长度、管道内表面粗糙度及接头状况有关，是系统压力损失的主要部分。压力水在软管内流动的压力损失可以使用以下两种形式的公式，计算

△p=59.7q2/ D15 Re0.25 ；△p=8λLq2/ gD15式中：△p——高压水在软管中的压力损失，Mpa；

D1——软管内径，mm；Re—水的雷诺数，取 11165q/D；

λ——沿程阻力系数；L—高压软管的长度，mm。

二、车辆自助洗车器的可行性方案

2.1 车辆自助洗车器的设计构思

目前，汽车上的随车清洗装置主要有前风挡玻璃清洗、后挡风玻璃的清洗，在一些车上，有前照灯的清洗装置。如图2 所示。图2 喷头伸缩式车灯清洗器实物图这种车灯清洗器直接安装于汽车上，它的特点是不单独使用储液器，而是将前风挡玻璃的储液器设计的稍大一些，与洗前风挡玻璃共用一个储液器，就很好的解决了在汽车有限的空间实现两处清洗的目的。在这个思路的启发下，是否可在汽车上直接安装一洗车器，这样既弥补了汽车为自己洗身的空白，同时又能体现汽车的人性化设计。

2.2 车辆自助洗车器实现的前提条件

众所周知，以前由于洗车所需的用水量比较大，在汽车有限的空间放置一个大体积的储液容器是比较困难的，也是不现实的。现在随着节能便携式洗车机的研制成功，大大节约了洗车的用水量，用水量还不到5L，这个容积与文献[28]中汽车洗涤装置的容积是5～7L 的观点相吻合，所以可以考虑车辆自助洗车器的研制。经过节能便携式洗车机的研制，为车辆自助洗车器开发明确了如下几个有利前提条件。

（1）电机泵可与洗前挡风玻璃用的电机泵共用一个。

（2）因用水量大大降低，储液器也可与洗前挡风玻璃的储液器共用一个。有了这两个有利条件，节能便携式洗车机稍做改型，就可成为直接安装在车辆上的洗车器了。