汽车自动洗车房设计

吴志超

【摘 要】随着我国汽车保有量的迅速提高，汽车清洗行业迎来了一个重要的发展机遇。汽车清洗机作为必不可少的设备，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及对节水和环境保护的要求，成为其开发和生产必须要考虑的内容。本文主要通过对汽车清洗机传动机构功能要求和运行过程的分析，确定了汽车清洗机的总体设计方案设计。本设计的设计内容包括：清洗机构的机械传动机构设计;清洗机构的驱动机构设计;

【关键词】液压传动;电气设备

1.1设计的目的与意义

目前，城市落后的人工洗车方式已不能适应现代化城市的市容卫生和行业发展的需求，也不符合企业的规模经营、专业化、规范化的要求，更谈不上行业的可持续发展。要想中国的洗车行业健康有序地发展，当务之急，必须要有全新的、合适的、符合中国国情的新型设备加入，要用新的理念、新的思路和新的方法来管理洗车行业，提升行业的形象和竞争力。

1.2设计的总体方案

汽车清洗传动机构主要由机械系统，驱动系统两大系统综合组成。

机械系统主要包括有：清洗机构的机架设计，导轨的布置与设计，液压系统设计的布置与设计。

液压系统是清洗机构的核心，本设计清洗传动机构80%都是由液压系统来完成，液压系统与其他的传动机构相比其机构简单，紧凑，运动灵敏，效率高，噪音低等优点。

驱动机构的设计主要针对液压系统的动力源的选择，以及清洗刷的驱动电机的选择。

2.1清洗机构的运动过程分析

由于汽车在整个清洗过程中是固定不动的，为完成汽车的清洗，清洗机的各部分均需完成各自相对独立的功能，汽车停到规定的停驶位置，控制系统得到信息之后清洗机构各部分开始运行。考虑到汽车的总体机构防止清洗机构在运行中的干涉，顶刷、大侧刷、小侧刷、吹干系统、高压喷水器在时间空间上工作过程应不相同，为使各个工作部件在运行上达到最佳效果，必须对洗车机各机构进行运行过程分析，以使各机构在空间，时间上能够协调工作。

2.2顶刷的运行与设计

顶刷机构是对汽车顶面进行的清洗。所以顶刷的运动分量需要相对于汽车垂直方向与纵向。为了满足这一要求，清洗刷的纵向由液压缸推动沿机架上沿轨道工作，清洗刷的垂直方向也由伸缩液压缸来满足这一要求。为了机构的设计方便与安全将顶刷的初始位置定在汽车的上方。液压缸的伸缩行程依靠压力传感器提供的信号来控制顶刷相对于汽车顶面的相对压力，当已运行到车顶末端时活塞碰到行程开关控制机架上的液压系统电磁阀将顶刷机构恢复到原位。

2.3小侧刷的运行与设计

小侧刷的初始位置相对汽车来说应该在汽车的中部，小侧刷运动为双向运动控制。由双作用液压缸来实行。开始时电磁换换向阀不通电初始位置其左位工作，当液压系统中压力达到一定值时液压缸开始工作，当活塞打开行程开关时电磁换向阀得电换向阀右位工作活塞缩回液压缸并且机架上的液压行程系统也开始工作推动小侧刷回到原位并向另一方向运动。小侧刷气缸活塞收同，小侧刷不张开：当换向阀通电时，小侧刷气缸活塞推出，以使小侧刷靠近车轮，在清洗的同时机架上的液压系统也同时带动小侧刷沿汽车的侧面运行清洗汽车的地盘。

2.4大侧刷的运行与设计

大侧刷清洗的要求相对要严格，大侧刷清洗刷的运动行程相对小侧刷、顶刷要复杂的多，大侧刷的作用是完成汽车前后端以及汽车侧面等部位的清洗打蜡。它的运动包括自身绕中心轴转动和回转中沿车身的运动。其回转中心运动轨迹与车身形状相似。大侧刷的初始位置固定在汽车的中部，依靠压力传感器提供的信号控制液压缸的伸缩行程，当大侧刷运动到汽车的末端时，伸缩式液压缸打开行程开关，使大侧刷液压缸恢复到原位并打开电磁阀，以同样的方式向另外一方运行。

2.5吹干系统的分析与设计

吹干系统的作用是在汽车清洗后将附着于车身等部位的水珠强力吹干，而吹干的效果与出风口距车身距离有很大的关系，因此，吹干系统的仿形要求较清洗刷更为严格。其运动轨迹与大侧刷和顶刷相似。为实现仿形要求和安全吹干。应设计光电防护和接触防护功能。同时，为实现保护车辆的功能。风箱的初始位置应保持在车辆的顶端。

2.6汽车清洗机构的运行顺序

1.汽车按照入口指示灯驶入到固定车位

2.清洗机构开始启动

3.高压水枪对汽车漆面进行清洗

4.次高压水枪再喷射水蜡

5.五只清洗刷进行运作

6.高压水枪再次清洗

6.吹干系统将汽车吹干

3.1电机控制原理及总体设计图

汽车清洗机构需要5台驱动电机，其中大侧刷与小侧刷的电机需要正反转动。当电机正反转对清洗效果更加，大侧刷、小侧刷的电机原理图如下：

图3-1中，KM1控制电机的正转，KM2控制电动机的反转，按下启动按钮SB2，接触器KM1吸合，电动机正转。需要电动机反转时，必须先按下停止按钮SB1，使KMI失电断开，电动机停转，然后按下启动按钮SB3，接触器KM2吸合，电动机反转。为保证电动机正反转电路不能同时吸合，以免造成短路，应将正转接触器的一个动断触点接在反转接触器KM2的线圈电路中，反转结合的一个动触点接在正转接触器中，以起到互锁的作用。其中FU1、FU2在电路中起到短路保护的作用，继电器FR起过载保护作用。

液压系统的整体设计如下图3-2，液压系统的动力源都是由单作用液压泵20驱动。控制电路工作开始液压系统中的液压泵被驱动，当系统中的压力达到一定压力时1、2双活塞液压缸被推动，双活塞作用时推动大侧清洗刷在机架上绕汽车运功，单作用液压缸起伸缩作用对清洗刷接触汽车，当单作用液压缸打开行程开关时三位四通电磁换向阀作用调整大侧刷机架的位置。在液压系统中的顺序阀是对小侧刷与顶刷的运动时间上的控制，完成相应的清洗工作。溢流阀是控制清洗机构的总体压力，保护整个液压系统的运作安全。

【参考文献】

[1]李建平，自動汽车清洗机的设计[D].中国农业大学，2006.9.1.

[2]顾炜，高压冲洗车机理研究[D].同济大学机械工程学院，2004.4.1.

[3]齐晓杰，汽车液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2005.7.