小型純電動清洗車開發(fā)設計研究范文

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摘要：隨著新能源政策的推廣，純電動清洗車廣泛地應用在市政環(huán)衛(wèi)清洗作業(yè)中。小型純電動清洗車在設計研究中，需綜合考慮整車的清洗性能、整車結(jié)構(gòu)尺寸、連續(xù)作業(yè)時間等。本文以市場上常見的一款純電動清洗車為例，就產(chǎn)品的開發(fā)設計進行一定分析和探討。

關鍵詞：純電動；清洗車；開發(fā)設計

隨著藍天保衛(wèi)戰(zhàn)的實施推進，純電動環(huán)衛(wèi)車越來越廣泛的應用在市政環(huán)衛(wèi)作業(yè)中。相比傳統(tǒng)燃油環(huán)衛(wèi)車，純電動環(huán)衛(wèi)車具有綠色環(huán)保、零排放等優(yōu)點，將極大的改善人居環(huán)境及提升城市管理形象。而作為環(huán)衛(wèi)設備中的主力車型，清洗車具有作業(yè)范圍廣、噪聲低、清洗作業(yè)效率高等特點。根據(jù)城市精細化管理需求，深圳、上海等一些大型城市，已要求人行道、非機動車道等路面實行機械化作業(yè)。小型純電動清洗車產(chǎn)品應運而生，小型純電動清洗車在開發(fā)設計時，產(chǎn)品既要考慮在較小空間下布置一定量的水箱及其他作業(yè)裝置，也要考慮整車充滿電連續(xù)作業(yè)時間滿足一天需求。本文以市場上常見的一款純電動清洗車為例，就產(chǎn)品的開發(fā)設計進行一定分析和探討。

1整車結(jié)構(gòu)設計

1.1整車設計原則

開發(fā)此款產(chǎn)品的目的滿足新能源政策需求，同時產(chǎn)品能在人行道、非機動車道等路面進行清洗作業(yè)。以市場及客戶需求為導向，考慮作業(yè)場景等因素，產(chǎn)品設計原則如下：①底盤及上裝均采用純電動驅(qū)動，整車綠色環(huán)保；②產(chǎn)品尺寸及總重量確保能適應輔道等場景作業(yè)；③整車清洗能力強；④整車電控系統(tǒng)可靠性高；⑤產(chǎn)品成本可控，產(chǎn)品性價比高。

1.2整車結(jié)構(gòu)組成

整車由底盤、罩殼、高壓水路系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成，該車外形美觀、駕駛舒適、操作簡單、機動靈活、噪聲小、可靠性高。

1.3底盤選型設計

作為環(huán)衛(wèi)設備的核心部件，底盤的選型設計至關重要。底盤對整車的可靠性、整車駕駛作業(yè)性能等影響很大。考慮此產(chǎn)品作業(yè)在非機動車道上，產(chǎn)品總尺寸及總重量不能過大，選用市場上成熟的3噸位純電動底盤，其底盤性能及可靠性已通過實驗測試。

1.4高壓水路系統(tǒng)設計

高壓水路系統(tǒng)的性能決定了清洗車的清洗性能。高壓水路系統(tǒng)由高壓水泵、水過濾器、球閥、噴嘴等組成。高壓水路系統(tǒng)的原理如圖3：水箱的清潔水經(jīng)過水過濾器進入高壓水泵，出來的水流由手動或氣控高壓球閥進入各噴水機構(gòu)，最后由噴嘴噴出高壓水流，對地面等進行高壓清洗。1.4.1水泵及電機選型高壓水泵是實現(xiàn)高壓清洗必須的核心設備，它決定著清洗的效果，因此水泵選型非常重要。水泵選型主要從品牌、參數(shù)、通用性、經(jīng)濟性等四個方面考慮：①品牌。經(jīng)過多年的使用驗證，目前市場上選用的高壓水泵品牌主要有進口意大利及國產(chǎn)等品牌。②參數(shù)。水泵選型合理性關鍵在于參數(shù)適用，既能保證清洗性能滿足又能確保性價比高。③通用性。通用性主要考慮各產(chǎn)品水泵的互換通用化，及安裝、外形尺寸等方面。④經(jīng)濟性。經(jīng)濟性主要考慮品牌價格、供貨周期、售后響應等，前提是保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠。水泵性能主要由水泵的流量和壓力兩個核心參數(shù)決定。目前市場面上小型清洗車高壓水泵工作流量范圍10-30L/min，工作壓力8-15MPa。根據(jù)清洗效果要求，選取市場上一款通用高壓水泵，最大工作流量30L/min，最大工作壓力15MPa。高壓水泵采用電機直連驅(qū)動，高壓水泵所需電機輸出功率為：式中：N———高壓水泵所需電機輸出功率，kW；P———高壓水泵最大工作壓力，MPa；Q———高壓水泵最大輸出流量，L/min；η———總效率，η=η水泵×η聯(lián)軸器=0.83，其中η水泵=0.85，η聯(lián)軸器=0.98。水泵電機采用直流永磁同步電機，持續(xù)穩(wěn)定功率為10KW，10kW＞9kW，水泵電機可滿足水泵驅(qū)動作業(yè)要求。1.4.2噴嘴選型小型純電動清洗車作業(yè)模式有前噴桿作業(yè)、手持噴槍作業(yè)等作業(yè)模式，選取2種典型工況（見圖4），對噴嘴選型進行分析。前噴桿需作業(yè)寬度達1.6m，作業(yè)壓力需達8MPa以上，對照噴嘴選型樣本，選取7個2號噴嘴。手持噴槍工作壓力需達13MPa，選取1個10號噴嘴。

1.5水箱設計

水箱容積越大，加滿一箱水的作業(yè)時間就越長，作業(yè)效率越高。目前市場上水箱材質(zhì)常用不銹鋼或塑料。考慮成本及水箱防漏水，小噸位清洗車水箱材質(zhì)常用塑料，在水箱方案設計時，需提前對水箱的受力及運動狀態(tài)進行分析研究。1.6罩殼及造型設計隨著城市精細化管理需求，客戶對產(chǎn)品的造型要求越來越高，環(huán)衛(wèi)產(chǎn)品在作業(yè)時，能成為城市的一道靚麗風景線。但在提升產(chǎn)品造型設計時，也需考慮產(chǎn)品的維護便利性。確保產(chǎn)品既美觀又維修方便。

2產(chǎn)品的實際應用

整車產(chǎn)品性能如何，需要通過實際應用來檢驗。圖5是純電動清洗車用于清洗路面圖片作業(yè)效果對比，作業(yè)時工作壓力實測13MPa，與理論設計一致，作業(yè)后地面清潔干凈，能還原地面本色。產(chǎn)品利用高壓充電樁充滿電后，能連續(xù)作業(yè)時間達8小時以上，滿足充滿電作業(yè)一天需求。

3結(jié)論

本文以市場上常見的某款小型純電動清洗車為例，分析探討了整車及關鍵零部件選型設計要求。對于純電動清洗車產(chǎn)品而言，需重點關注清洗性能及連續(xù)作業(yè)時間。本款產(chǎn)品開發(fā)以客戶需求及國家新能源政策為指導，開發(fā)的產(chǎn)品性能優(yōu)良，目前已在深圳、上海等多地使用，助推我國環(huán)衛(wèi)作業(yè)邁入機械化、零排放時代。

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作者：謝宇明 李亮 張斌 邱聲 單位：長沙中聯(lián)重科環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限公司