【正文】 各個(gè)投資者的實(shí)力不一樣，所以大多數(shù)汽車清洗站點(diǎn)只是簡單而粗糙的人工擦洗或采用高壓水槍沖洗，沒有站房和自動(dòng)清洗打蠟設(shè)備，都是由人工完成。更別說污水處理設(shè)備和污泥處置措施。洗車污水不能循環(huán)使用，有些甚至隨意排放，既浪費(fèi)了大量的水資源，又造成環(huán)境污染，嚴(yán)重地影響了城市的市容衛(wèi)生。因此政府也鼓勵(lì)加油站、大型停車場和有一定規(guī)模的洗車服務(wù) 公司使用電腦全自動(dòng)洗車設(shè)備從事洗車。 市場上的電腦洗車機(jī)主要產(chǎn)自德國、意大利、美國、荷蘭、日本和韓國等。引進(jìn)國外技術(shù)并在中國大陸裝配的設(shè)備保有量較大。原裝進(jìn)口電腦洗車機(jī)的價(jià)格居高不下，同類產(chǎn)品、同樣配置的設(shè)備的設(shè)備往往要比國內(nèi)組裝的價(jià)格高出 60%左右，維修費(fèi)用要高出 510 倍，且維修周期要比國內(nèi)產(chǎn)品的長 1020 倍以上，設(shè)備投資較大，投資回收期較長，這無疑限制了電腦洗車機(jī)的推廣和使用。 從市場發(fā)展、節(jié)水和環(huán)境保護(hù)以及洗車業(yè)投資和成本控制的角度出發(fā)，開發(fā)一種既滿足汽車清洗速度快、效率高的要求又能節(jié)水環(huán)保且設(shè)備 投資較低的洗車機(jī)，對(duì)促進(jìn)我國汽車清洗美容、汽車保養(yǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 其實(shí)無論是國內(nèi)還是國外，洗車方法主要有以下幾種： 人工洗車：規(guī)范的洗車方法是先用抹布蘸上水潤濕車身，再均勻涂上洗車液用抹布擦洗一遍，然后用清水沖洗，在用干抹布吸水，用抹布將水完全吸干。這種洗車方法不僅存在損傷車身油漆，降低車身漆面光潔程度的缺點(diǎn)，而且會(huì)造成浪費(fèi)水資源和污染環(huán)境的惡果。 高壓水槍洗車：高壓水槍洗車是先用高壓水槍噴灑水霧潤濕車身，再用高壓射流清洗車身，然后用清洗液清洗，最后用 高壓射流清洗干凈，用魔皮將水吸干。高壓水槍清洗速度快、效果好；但高壓水槍壓力大，容易對(duì)車漆造成損害：噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)設(shè)計(jì) 2 高壓水柱的噴淋會(huì)改變空調(diào)冷凝器散熱的方向，導(dǎo)致空調(diào)制冷失靈；會(huì)直接導(dǎo)致車燈膠條密封不良，影響車燈的正常工作，產(chǎn)生危險(xiǎn)；會(huì)使密封不是很嚴(yán)的汽車側(cè)門玻璃進(jìn)水，銹蝕金屬件，造成電線短路；劣質(zhì)洗滌液會(huì)降低車漆的亮度；洗后用毛巾多次擦拭會(huì)使車身增加劃痕。 蒸汽洗車：蒸汽洗車是將水加熱成蒸汽后，用蒸汽來消洗汽車。其具有節(jié)水、節(jié)能的特點(diǎn)。但由于設(shè)備質(zhì)量問題，存在安全性不高，極易產(chǎn)生污水造成污染，洗車效果和效率差的缺點(diǎn)。 無水洗車：無水洗車是先用撣子撣去車身表面浮土，再用無水洗車液進(jìn)行汽車消洗的一種新型環(huán)保洗車方式。它具有節(jié)約水資源，綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，受到政府的扶持，但是，它并不能完全替代有水洗車，對(duì)于較臟車輛以及汽車底盤等部位，無水洗車不能滿足要求。 無刷毛自動(dòng)洗車機(jī)：采用高速水刀噴出的高壓力水霧從上往下清洗汽車，灰塵沖掉后，自動(dòng)泡沫噴頭噴淋，然后用高壓清水進(jìn)行清洗。它具有消洗速度快，效果好，不損傷車漆的優(yōu)點(diǎn)，但存在水耗大，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高昂的缺點(diǎn)。 全自動(dòng)電腦洗車機(jī)：電腦洗車機(jī)是利用電腦控制毛刷和高壓水槍 來清洗汽車的一種設(shè)備。主要由電路、氣路、水路和機(jī)械部分構(gòu)成。它可通過編制多種洗車程序來完成不同要求地洗車效果。具有洗車效果好，效率高，節(jié)水等特點(diǎn)。 洗車方法是只有這幾種，但是汽車清洗是近幾年才在我國逐漸發(fā)展起來的，所以相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不是十分完備，對(duì)環(huán)保、設(shè)備、管理等方面也沒有明確的規(guī)定和要求，所以我國的洗車方式還是比較原始。但在歐美等發(fā)達(dá)國家，經(jīng)過多年的發(fā)展，洗車市場的洗車方式主要是以全自動(dòng)電腦洗車為主。所以必須要用環(huán)保的、科學(xué)的洗車方式，要用新的理念、方法來管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競爭力，才能使中國 的洗車行業(yè)健康的發(fā)展。 現(xiàn)在全自動(dòng)電腦洗車機(jī)也可以分為隧道式和龍門式，通過對(duì)毛刷、水泵、機(jī)體行走機(jī)構(gòu)和風(fēng)干等部件的驅(qū)動(dòng)控制，全自動(dòng)完成對(duì)車輛的刷洗和風(fēng)干。兩者的不同就是前者是汽車移動(dòng)，設(shè)備固定；后者是汽車固定，部分設(shè)備移動(dòng)。兩者的優(yōu)缺點(diǎn)也就顯而易見，前者占用場地較大，設(shè)備前期投資較大；后者效率低，設(shè)備占用場地小，前期投資小。而兩者的清洗順序是相同的：高壓噴淋、清洗液清洗、毛刷刷洗、液體打蠟、強(qiáng)力風(fēng)干。 圖 11兩種電腦洗車機(jī)工藝過程示意圖 研究的 主要內(nèi)容 伴隨著汽車數(shù)量的日益增加，截至 2021 年，中國私人汽車擁有量 8650 萬輛。高壓噴淋 清洗液清洗 毛刷刷洗 液體打蠟 強(qiáng)力風(fēng)干 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 3 汽車清洗機(jī)作為洗車工作必不可少的設(shè)備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對(duì)節(jié)水和環(huán)境保護(hù)的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。 采用電力和液壓驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，為后續(xù)精密控制頂刷、小側(cè)刷、大側(cè)刷和吹干系統(tǒng)的運(yùn)行滿足仿形要求創(chuàng)造了條件。在控制部分，應(yīng)用傳感器和可編程序控制器技術(shù)，對(duì)汽車清洗機(jī) PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了汽車清洗機(jī)的傳動(dòng)和控制要求，滿足了環(huán)保、高效、可靠和低成本的要求。 經(jīng)過對(duì)大量方面資料的分析整理， 發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市場上銷售的各類電腦洗車機(jī)，從功能、價(jià)格、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、節(jié)水環(huán)保、洗車效果等方面綜合分析，都存在不同程度的欠缺，鑒于此，非常有必要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，在借鑒現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)一種適合中國國情的汽車固定式電腦洗車機(jī)，以滿足市場的需要，從而促進(jìn)我國洗車行業(yè)的健康發(fā)展。本課題研究的主要內(nèi)容有： 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)水循環(huán) 處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 第 2 章 噴淋式自動(dòng)汽車清洗機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 噴淋式自動(dòng)汽車清洗機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù) 清洗機(jī)的功能要求 現(xiàn)今，在我國洗車行業(yè)清洗的車型主要包括轎車、小型面包車等小型車輛。而中、大型客運(yùn)車都是人工清洗。因此本課題設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的清洗機(jī)清洗的車型主要是轎車等小型車輛。而設(shè)計(jì)的功能要求主要集中在清洗汽車的外表和輪轂。而汽車底盤經(jīng)常會(huì)受到極大的腐蝕，如不清洗就會(huì)影響底盤的壽命。所以清洗機(jī)應(yīng)該有清洗車輛底盤的功能。 但是并非所有的客戶都會(huì)要求打蠟，所以本課題設(shè)計(jì)的清洗機(jī)應(yīng)該滿足客戶的不同需求，這三 種需求分為：標(biāo)準(zhǔn)清洗、標(biāo)準(zhǔn)清洗且打蠟、打蠟清洗。并且從降低運(yùn)行費(fèi)用和環(huán)保節(jié)水的角度出發(fā)，洗車機(jī)應(yīng)配備水循環(huán)處理裝置，以達(dá)到節(jié)約用水的目的。另外，由于汽車清洗機(jī)的工作環(huán)境較潮濕，機(jī)件容易被腐蝕，因此本課題設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的清洗機(jī)應(yīng)耐腐蝕。 清洗機(jī)的主要配備方案 根據(jù)清洗機(jī)的功能要求，就包括車身外表的清洗、底盤的清洗、毛刷刷洗、強(qiáng)力風(fēng)干、客戶選擇性打蠟。結(jié)合當(dāng)前轎車、小型面包車的外形尺寸，可確定全自動(dòng)洗車機(jī)的洗車高度為 ，洗車機(jī)的寬度為 。根據(jù)清洗的部位和效果不同，應(yīng)配備頂刷一支，大側(cè)刷兩支，小 側(cè)刷兩支。頂刷用于仿形清洗車頂。大側(cè)刷主要用于汽車前后以及汽車側(cè)面等部位的清洗。小側(cè)刷用于清洗汽車側(cè)面靠下部位。仿形吹干系統(tǒng)用于清洗、打蠟和吹干。 有些設(shè)計(jì)方案中，另配備有輪刷，但用小側(cè)刷一樣也可以達(dá)到輪轂清洗的要求，且有輪刷會(huì)增加洗車機(jī)的復(fù)雜程度和控制要求，降低了整機(jī)的可靠性，增加了設(shè)備成本，降低了洗車機(jī)的市場競爭力。 主要機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程分析及初步設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的是龍門往復(fù)式，由于各部分相對(duì)于汽車的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡不同，必須對(duì)洗車機(jī)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)行過程分析，為使各機(jī)構(gòu)在時(shí)間和空間上能夠協(xié)調(diào)工作，保證清洗 過程的順利進(jìn)行。所以有必要建立一個(gè)坐標(biāo)系，以汽車前進(jìn)方向?yàn)閄 軸，以與輪軸平行方向?yàn)?Y 軸，以垂直地面方向?yàn)?Z 軸。 頂刷的分析與設(shè)計(jì) 頂刷的作用是對(duì)汽車頂部進(jìn)行仿形刷洗，它的運(yùn)動(dòng)可分解為在 Z 軸上仿車頂形狀的上下運(yùn)動(dòng)和自身繞中心軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 頂刷刷洗結(jié)構(gòu)由定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，不需要進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。頂刷定位機(jī)構(gòu)以一支汽缸作為驅(qū)動(dòng)源， 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 5 其運(yùn)行通過控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)由于機(jī)架運(yùn)行狀態(tài)要受頂刷位置的影響，為保證運(yùn)行的安全 .頂刷原位設(shè)計(jì)安裝一支定位接近開關(guān)，以判 定頂刷是否回位。 圖 21 頂刷運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 大側(cè)刷的分析與設(shè)計(jì) 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(yùn)動(dòng)可分解為沿車身的運(yùn)動(dòng)和自身繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其回轉(zhuǎn)中心運(yùn)動(dòng)軌跡與車身形狀相似，即在 X—Y 面。 X 軸方向運(yùn)動(dòng)靠機(jī)架運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，初始位置應(yīng)保持在整機(jī)兩側(cè)。 大側(cè)刷刷洗機(jī)構(gòu)由大側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動(dòng)由兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，且需要對(duì)刷子轉(zhuǎn)動(dòng)通過對(duì)兩個(gè)交流接觸器的控制來實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，大側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)以兩支汽缸作為驅(qū)動(dòng)源，汽缸的狀態(tài)通過控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)， 同時(shí)大側(cè)刷要進(jìn)行原位，中間位置和與車頭、車尾相碰位置的識(shí)別，這些位置識(shí)別則通過四個(gè)接近開關(guān)和兩個(gè)行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)設(shè)計(jì) 6 圖 22 大側(cè)刷運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 小側(cè)刷的分析與設(shè)計(jì) 小側(cè)刷的作用是清洗汽車側(cè)面靠下部位和汽車的輪轂。它的運(yùn)動(dòng)可分解為 Y軸方向上的運(yùn)動(dòng)分量和自身繞中心軸旋轉(zhuǎn)。 X 軸方向上的運(yùn)動(dòng)靠機(jī)架的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)， Y 軸方向上的采用汽缸推動(dòng)小側(cè)刷整個(gè)裝置回轉(zhuǎn)支架軸擺來實(shí)現(xiàn)。初始位置應(yīng)保持在整機(jī)的兩側(cè)。 小側(cè)刷刷洗機(jī)構(gòu)由定位機(jī)構(gòu)和刷子轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。刷子轉(zhuǎn)動(dòng)由兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，不需要對(duì)刷子進(jìn)行止反轉(zhuǎn) 控制。小側(cè)刷定位機(jī)構(gòu)以兩支雙作用的汽缸作為驅(qū)動(dòng)源，其運(yùn)行通過控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)對(duì)小側(cè)刷的定位。 吹干系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 吹干系統(tǒng)的作用是清洗后將車身上的水采用強(qiáng)力吹干，而吹干的效果與出風(fēng)口距車身距離有很大的關(guān)系，因此，吹干系統(tǒng)出口的仿形要求較頂刷更嚴(yán)格。其運(yùn)動(dòng)軌跡與頂刷相似。為實(shí)現(xiàn)仿形要求和安全吹干，應(yīng)設(shè)計(jì)光電防護(hù)和接觸防護(hù)功能。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)保護(hù)車輛的功能，風(fēng)箱的初始位置應(yīng)保持在車輛的頂端。 吹干系統(tǒng)包括風(fēng)管運(yùn)行機(jī)構(gòu)和吹風(fēng)系統(tǒng)，吹風(fēng)系統(tǒng)由兩臺(tái)風(fēng)機(jī)和相應(yīng)管路組成。它的通斷可通過控制兩支交流接觸器來實(shí)現(xiàn)。 風(fēng)管運(yùn)行機(jī)構(gòu)以一支汽缸作為驅(qū)動(dòng)源，其運(yùn)行通過控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)，但由于吹干效果受風(fēng)管仿形效果影響很大，加上風(fēng)管堅(jiān)硬，一旦與車體接觸易造成汽車外觀的損傷，因此設(shè)計(jì)風(fēng)管吹風(fēng) 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2021 7 定位光電開關(guān)和風(fēng)管定位安全接近開關(guān)來保證風(fēng)管位置的精確識(shí)別。 噴淋式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 汽車清洗機(jī)的組成與技術(shù)參數(shù) 為滿足設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)組成有機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及循環(huán)水處理系統(tǒng)等。 適用車型 轎車 設(shè)備尺寸（ mm） 6000(長 )*3500（寬） *2300(高 ) 軌道長度（ mm） 7000 汽車 尺寸（ mm） 5000（長） *2100（寬含后視鏡） *1800（高） 清洗方式 水洗、打蠟、風(fēng)干 汽車能力（輛 /小時(shí)） 12 設(shè)備配置 頂刷 1 支、大側(cè)刷 2 支、小側(cè)刷 2 支、底盤清洗架 1 組 汽車清洗機(jī)的運(yùn)動(dòng)順序 汽車?？康杰囄?； 洗車機(jī)啟動(dòng)并開始移動(dòng)； 特制高壓噴頭噴水沖掉車體上 (包括底盤 )的泥沙等附著物； 各個(gè)刷子開始清洗車輛的表面； 該步的具體過程如一下： 洗車機(jī)五支車刷開始轉(zhuǎn)動(dòng)，頂刷向下運(yùn)動(dòng)，大側(cè)刷沿導(dǎo)軌向中間移動(dòng)到目標(biāo)位置，當(dāng)它在整機(jī)的帶動(dòng)下接觸到車后端時(shí)，洗車 機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)頂刷和小側(cè)刷到位，開始清洗，此過程為清洗車的前端。 上面的過程結(jié)束后，大側(cè)刷沿軌道向兩側(cè)分開，同時(shí)，頂刷和小側(cè)刷也復(fù)位，其中，頂刷運(yùn)動(dòng)到初始位置，各自到達(dá)指定位置后，