洗车用气水枪的设计与应用

朱彦熙

摘 要 当前淡水资源日益匮乏、机动车保有量迅速增长，淡水洗车造成了水资源的大量浪费。而洗车气水枪可以通过调节开关的选择和开度来调节水和压缩空气的比例，在高压水枪的水流中加入一部分压缩气流，水气结合进行清洗，做到节约水资源的目的。同时，还可单独用压缩空气进行吹干操作，也可在不更换清洗地点的情况下清洗空气滤清器和空调滤清器，提高作业效率。

关键词 洗车 气水枪 设计 应用

0 引言

高压水流和高压气流都有搬运能力和清洗能力，目前国内外洗车用的都是水枪，洗空气滤清器和空调滤清器用的都是气枪。单独使用水枪洗车对水资源造成了巨大浪费。然而并不是所有灰尘都必须用高压水流清洗掉，还有一些灰尘可以用压缩空气来清洗。虽然气枪的清洗能力总体来说没有水枪的清洗能力强，但采用压缩空气和水结合进行洗车也会达到同样的清洗效果，面对全球日益紧张的淡水资源，设计一种在洗车时节约淡水的气水枪尤为重要。

1 洗车水枪的原理及类型

洗车水枪一般采用高压水流，通过高压水流的搬运和清洗能力达到给汽车除尘去污的目的，[1]汽车表面的污物大多数为比较容易清洗的浮尘，只有少数比较难以清洗的污渍，普通的浮尘在车上的附着力很小，通过自来水管的普通水流基本上即可清洗干净，不需要施加高压水流，而车上难以清洗的污渍一般来讲附着力较强，即使采用高压水流也无法清洗，所以就需要借助化学洗涤剂来完成。

目前市面上洗车水枪的常见加压装置有四类：自然加压、打气加压、车载加压、电动高压。由于摘 要 当前淡水资源日益匮乏、机动车保有量迅速增长，淡水洗车造成了水资源的大量浪费。而洗车气水枪可以通过调节开关的选择和开度来调节水和压缩空气的比例，在高压水枪的水流中加入一部分压缩气流，水气结合进行清洗，做到节约水资源的目的。同时，还可单独用压缩空气进行吹干操作，也可在不更换清洗地点的情况下清洗空气滤清器和空调滤清器，提高作业效率。

关键词 洗车 气水枪 设计 应用这四类装置的洗车水枪原理不同、应用特点不同，适应于不同需求的洗车情况。[2]

自然加压装置是利用管路中自来水的压力形成，国家规定自来水的管网压力为0.14MP，但实际管网中的压力大多为0.3MP左右。这个压力的自然水压对于清洗汽车上的普通灰尘基本够用，相对来说压力较小，虽然比较节水，操作简单方便，但洗车耗时较长，效率较低。

打气加压装置比自然加压装置多了一个打气泵，这种水枪的特点是不受自然水压的影响，水压取决于气泵的压力，一般可以达到0.4-0.5MP，特别是可以适用于任何有水的环境，携带方便，适应范围广，但操作起来比较费时费力。

车载加压洗车装置是利用汽车上的点烟器提供电源，配有小型加压电机，加压后的水压能达到0.5-0.6 MP左右，比打气加压装置的压力略高，节省了人力，用水量也较小，但经常使用会对汽车电路有一定损伤。

电动高压水枪作为专业洗车使用，经电机加压后的高压水流压力可达5-9MP，清洗效率大大提高，适用于4s店、专业洗车店等对洗车效率要求较高的洗车场所，但是由于水压太大，洗车时造成了淡水资源的巨大浪费，尤其是有很多自助洗车场所，对洗车效率要求不是太高，浪费较多。

以上四种洗车水枪各有优缺点，对于普通尘污都能顺利清洗，但是对于较难清洗的污渍都需要借助洗涤剂来完成，所以在洗车程序上基本一致，洗车后的擦干环节还得借助毛巾等工具，洗车环节也不能同时清洗空气滤芯和空调滤芯，综合作业效率有待进一步提升。一种能将水源和气源同时混合使用的洗车枪能很大程度上能对上述问题进行优化。

2 气水枪设计的基本原理

根据流体力学反映流体运动中速度、压强等参数之间关系的伯努利方程：p+%jgh+（1/2）*%jv^2=c，式中p、%j、v分别为流体的压强、密度和线性速度；h为铅垂高度；g为重力加速度，c为常量，当流体为气体时，可以忽略重力，方程简化为：p+ （1/2）*%jv^2=c，因此可知气体同液体一样也具有相同搬运和清洗作用，[3]虽然高压气体不及高压液体的清洗和搬运能力，但洗车气水枪通过压缩空气加入水流中，与水共同作用，调节合适的水气比例进行洗车。

气水枪使用的空气为压缩空气，常见的压缩空气压力为0.7-0.8MP，与自然水压混合候后的水气混合压力为1MP左右，超过普通非专业洗车装置，可以轻松洗去车上的普通浮尘，在遇到洗较难清洗的污渍时配合洗涤剂使用，做到节约用水的目的。

同时，这种水气一体洗车枪还可单独选择压缩空气进行吹干作业，也可在不更换洗车地点的情况下单独用压缩空气来清洗空气滤清器和空调滤清器，大大提高了综合作业效率。

另外，为了能够在洗车的时候同时加入洗涤剂，水枪管的前端设计了洗涤剂瓶，这个洗涤剂瓶可以采用与普通矿泉水型号相同的瓶口，方便添加使用，方便更换。

3 气水枪设计原理图

洗车用气水枪的设计原理图如图1所示。

在气水枪体下部设计两个快速接头，分别是自来水快速接头和压缩空气快速接头，自来水通过枪体内的管路与空气管过来的压缩空气混合流经气水枪管，在负压的作用下把清洗液瓶中的清洗液带出，从气水枪管一起喷出，自来水开关、空气开关和清洗液开关可以分别控制水流、气流、清洗液的开闭，水流开度调节阀可以控制并锁定水流大小，[4]洗涤剂瓶中的洗涤剂通过气水枪管的负压被吸出，这样经气水枪管喷出的可以是单独的水流、单独的空气流，或者时水与空气的混合流体，还可以是带有一定比例清洗液的混合流体，适用于不同的作业情况。由于水流和气流在气水枪管内的流向一致，所以其混合后的压力基本上是二者的叠加压力，压力增加后搬运能力也随之增加，清洗效果明显提高。

4 试验及应用效果

使用气水枪清洗车辆时，可以根据车辆的脏污程度选择用水、水气混合、水气及清洗液混合来进行清洗，在大部分情况下可以选择适用水气混合清洗车辆，实验产品制作后，经过在当地一汽大众4s店、一汽奔腾4s店、博世明达洗车中心及学校汽车实验室的试验，在达到相同的清洗效果时，用时较短，洗车平均用水70L左右，比专业洗车装置节30%左右。按照普通4s店平均用水量，洗一次车大约要用掉100升水，[5]平均每天洗车30台，一年大约能节约30多万升水。

新型气水混合洗车枪与传统洗车装置在出口压力、用水量、洗车时间、吹干功能、清洗滤芯的指标对比中，优势明显，综合效率高。如表1所示。

通过对比试验，洗车用气水枪在综合效率上表现突出，但是对普通用户来讲，需要有单独气源，较难实现，但是对于专业的4s店及洗车店来讲，标配气源，容易实施，发展前景广阔。

如何洗车已经成为汽车社会每个用车人必须面临的选择，截至2017年底，全国机动车保有量达3.10亿辆，如此庞大的汽车数量，若能在每次洗车的过程中节约一些淡水资源，节约总量显然也是惊人的。选择气水结合的洗车方式，既能节约资源，又能提高效率，相信会得到越来越多人的选择和认可。

参考文献

[1] 张秋丹.自动洗车装置的设计与应用[J].山东冶金，2011（3）.

[2] 陈朝大，梁志勇，吴洁云.智能洗车系统设计[J].微处理机，2010（5）.

[3] 罗勇，李峰，葛磊，代海，范文建，任家骏，庞荫铭.便携式汽车清洗器的研究[J].机械管理开发，2010（5）.

[4] 李培麗，霍天强.节能便携式洗车机的研制[J].能源与环境，2010（4）.

[5] 李涛，张建丰，王向荣，张峰，李小建，张晓玲.西安市洗车用水调查与节水对策[J].人民黄河，2010（9）.