自动洗车机

赵延福 胡素影 张晨 林晓成 李国静 余文

摘要：随着经济的发展，生活水平的提高，汽车已经逐渐走进我们的日常生活，从公交车到小型汽车，汽车给人们带来方便的同时，如何方便快捷将汽车清洗干净也成为了人们日常需要解决的难题。本课题就针对人们生活中所遇到的这一难题，提出一个合理的结果方案。

关键词：自动洗车机;设计;隧道

1 引言

中国的汽车清洁行业始于1990年代初，并且出现了常规洗车习惯。进入21世纪，全国洗车行业发展迅速，许多连锁洗车店如雨后春笋般出现在许多城市，包括长城洗车服务链和洗车。但是，在一些二线和三线城市，洗车场主要表现为独立家庭。由于有限的资本投资和昂贵的洗车费用，这些独立的家庭经营的洗车设施通常具有服务量低和服务质量差的问题。与其他国家相比，家庭洗车服务设施远远落后于世界一流。它们大多数通常是传统的洗涤方法。目前，该国一些独立的洗车站主要使用带桶和抹布的洗车，加压水枪，蒸汽洗车和自动洗车方法。无刷洗车。这些洗车方法中的大多数都有很多缺点：例如，普通的洗车水资源无法得到有效利用，大多数水资源都被浪费掉了。洗车方法不充分，没有科学依据来清洁汽车。这导致行业中的服务质量低下，并且总体上导致客户满意度低下。

与以前的情况相比，汽车服务业仍然有较大的市场缺口。近年来，由于政治经济因素或社会技术因素，洗车行业发展良好，具有广阔的发展

2 总体方案设计

隧道式自动洗车机由美国人于1990年代首次发明，其原理是洗车机本身不动。轿厢本身缓慢地通过隧道工作区。洗车机在仪表设备中配备了各种传感器元件，可通过传感器将信号传输到控制系统，确定洗车位置并根据书面清洁说明执行自动操作。自动隧道洗衣机清洗车有很多类型，包括：大中型乘用车，小型私家车，电车等。

隧道式自动洗车机的最大特点是清洁速度快。用于清洁小型汽车的隧道式自动洗车机基本上可以达到每分钟一台。此外，隧道式自动洗车机可以执行连续和不间断的清洁工作，并且可以连续运行。隧道式自动洗车机最适合在大型场所或公共场所洗车。

3 自动洗车机各参数计算及配套选择

3.1主电机选择

一般电动机都具有一定的短时过载能力，经综合考虑，选取YP 系列变频专用电机，它具用 200%的短时过载能力，因此要达到短时输出功率为 3 kW 只需选取功率为 1.5 kW 的电动机即可，其性能。

3.2轴承的选用

滚动轴承为标准件，在机械设计中根据工作条件选用合适的轴承和型号进行组合结构设计。选择轴承类型时，必须了解轴承的工作载荷（大小、性质、方向）、转速及其他要求。转速较高、载荷较小时应选用点接触的球轴承;转速较低、载荷较大或者有冲击载荷时则选用线接触的滚子轴承;轴承上同时受径向和轴向联合载荷，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承;若径向载荷较大、轴向载荷较小，可选用深沟球轴承;当轴向载荷较大、径向载荷较小时，可选用推力角接触球轴承。根据蜗杆传动的特点及电动执行机构的工作情况，蜗杆轴选用圆锥滚子轴承，蜗轮轴选用角接触球轴承。本文中电机带动的轴所选轴承为 30306 型，其主要性能参数为：电机疲劳负荷限值 =63 000 N，基本负荷额定值 =59 000 N，额定速度 =7 000 r/min，计算系数 e=0.31、Y=1.9、Y0=1.1。

3.3水泵的选择

本文选用 FSP 系列的叶轮式超大流量微型水泵，其技术参数如表 1 所示。

3.4气泵的选择

考虑到实际情况与技术，我们选择的气泵型号为DB120，其具体参数如下：

（1）电压：交流 220/240 V;

（2）最大流量：179 L/min;

（3）最大尺寸：314 mm×212 mm×187 mm;

（4）最大压力：43 kPa。

4 自动洗车机的其他方面的问题的设计及相关的计算说明

在自动洗车机的选址方案设计上，每一台自动洗车机的占地为两块，一块是清洗和控制系统的占地面积6m×8m=48㎡，另一块为水处理和水循环占地面积3×（4m×1.2m）=14.4㎡。设备总占地面积为48㎡+14.4㎡=62.4㎡。在综合考虑其他占地因素，这样一台自动洗车机的占地面积设计在70㎡。

对于自动洗車机的清洗装置，主要由两个侧刷及一个横刷、一个钢材支架、六个Y802-4电机、一个齿轮升降装置，一个行星齿轮减速机。

4.1对于行星齿轮减速机

刷轴的转速N=1～2r/s，电机转速1500r/min，刷轴转速1～2r/s，总传动比i=12.5～25。

行星齿轮减速器选用i=10的NGW121行星齿轮减速器，公称中心距a=180mm， i=10。大、小圆锥齿轮M=2，z1=25，z2=53 i≈2。分锥角δ Tanδ==，δ2=90?-δ1，δ1=25?15'

δ2=64?45'。分度圆直径d，d1=mz1，d2=mz2，d1=50mm，d2=106mm。

4.2水处理水循环系统

首先，要选风机的型号，先得计算给汽车吹干每小时所需要的风量

Q= VS3600 其中V为出口风速，S为风口大小，风速一般为3.5m/s，风口大小在0.05m2，因此Q = 3.5*0.046*3600 = 580（m3/h）

其次，要计算全压。

全压=静压+动压

动压=0.5*空气密度*风速^2

余压即系统内各设备的阻力

由于我们的工作环境基本在大气压偏高一点，静压估算在100Pa左右

动压计算得知在95Pa左右，加上系统内部阻力约20Pa，总计215Pa。

结论

本系统主要是基于国内汽车清洗行业市场的现状和汽车清洗行业的发展趋势，以及对节能减排、环境保护和水资源的合理利用以及洗车业投资和成本控制的要求，综合以上要求所设计的一种既满足汽车清洗速度快、 效率高的要求， 又能节水环保且设备投资较低的自动洗车机。

该系统主要基于全国洗车市场的现状和洗车行业的发展趋势，以及节能，减排，环保和合理利用资源的要求。自动洗车机不仅可以满足快速洗车，高效率的要求，而且可以节水，保护环境，设备投资少。 该系统结合了经济和实际因素。

参考文献

[1]李健. 基于永磁同步电机驱动的自动洗车机控制系统研究[D].合肥工业大学，2017.

[2]钟石根，张良杰，朱丽敏，赵欢. 基于物联网技术的自助洗车系统设计[J]. 现代电子技术，2017，40（20）：1-4+9

[3]王昊. 二自由度机械臂无接触式洗车机控制系统研究[D].合肥工业大学，2018.

作者简介：赵延福（1998-），本科，专业领域为机械电子工程;胡素影（1980-），讲师，专业领域为机械设计。

项目基金：由辽宁科技大学大学生创新创业训练计划专项经费资助（项目编号：201910146272）