一种纯电动洗扫车高压水路一键排水装置

张新科

(郑州宇通重工有限公司，河南 郑州 451482)

0 引言

环卫清扫车类产品，使用高压水进行清洁作业。当地气温最低温度降至5 ℃及以下时，水的结冰膨胀将会对水路系统及元件造成不可逆的损坏，所以每天作业完毕后或对此车辆进行封存时，需排出高压水管路中的残留水，以避免管路中残留水结冰，造成管路冻裂，影响后续使用。

前期行业内高压水路排水方法主要是以操作人员手动排水为主，操作过程复杂，对一线作业人员技术要求高，且人工排水效果也不理想，同时存在质量风险。因此需要设计一款操作简便、排水效果好的自动化装置来实现高压水管路的排水，以降低操作难度，提高排水效果。为此，以郑州宇通重工有限公司的纯电洗扫车为载体，设计了一种高压水路一键排水装置。

1 自动排水工序设计

纯电动洗扫车的水路排水，选用行业内已成熟的压缩空气吹扫方式，气源选用洁净压缩空气。针对洗扫车辆的功能特点，设计的具体排水工序如下：

(1)准备工作：启动底盘电机为整车充气，待系统气压稳定后，将底盘电机怠速运行，持续供气。通过空气过滤减压阀上集成的调压阀，调整一键排水气路压力至要求值，一般为0.4 MPa～0.5 MPa；然后通过快插接头将吹水气源上的尼龙气管和高压水路系统连接；最后打开上装气路总球阀及常闭手动球阀，使气源装置和高压水路连通。

(2)驾驶员在驾驶室内，通过中控屏操作控制面板进入自动排水子页面。根据提示按下水阀的一键排水操作按扭，依次对高压水路进行排水。待所有动作执行完成后再按下高压水泵排水按扭，进行高压水泵排水。

(3)高压水路一键自动排水操作完成后，将吹水气管和高压水路快插断开。关闭常闭手动球阀使得整车恢复初始状态，完成整个排水动作。

2 自动排水系统结构设计

如图1所示，一键排水装置主要包括气包非标接头1、锁母式直角管接头2、空气过滤减压阀3、常闭手动阀4、终端快插接头5和固定板6，通过若干段Φ10尼龙气管连接而成。

1-气包非标接头；2-锁母式直角管接头；3-空气过滤减压阀；4-常闭手动阀；5-终端快插接头；6-固定板

其中，空气过滤减压阀3通过锁母式直角管接头2和连接气包非标接头1与底盘辅助气包连通，其整体作为高压水路一键排水装置的气源。空气过滤减压阀3的出气口接一个终端快插接头5，通过固定板6安装在高压水路所预留的吹气口附近，同时中间增加一个常闭的切断阀4用于控制气源通断。

3 自动排水控制系统设计

为了提升用户的使用感受，解决手动控制作业程序复杂、操作不方便等问题，最大限度地提高操作的便利性和自动化程度，控制系统应满足以下几点要求：

(1)最大限度地满足被控对象的控制要求，根据一键排水的工艺流程分析控制要求和控制任务。

(2)在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、操作及维修方便，可在驾驶室内完成大部分工作。

(3)保证控制系统的安全、可靠和稳定。

(4)考虑到车型功能的配置随用户需求的变更和产品迭代升级，在选择可编程逻辑控制器容量时应该有适当裕量。

3.1 控制系统的组成

整个高压水路一键排水控制系统主要包括显示屏、水气路电磁阀、底盘电源开关、上装电源开关、控制器以及“一键排水”驾驶室内操作控制终端等。

通过驾驶室内操作控制终端可以对排水时间和排水先后顺序等主要系统参数进行设置调整。控制系统组成如图2所示。

图2 控制系统组成框图

3.2 控制程序设计

图3为整车高压水路系统原理图，车辆高压水路在设计时预留有吹气气源接入口。当需要对高压水路系统进行排水时，将图1所示的一键排水气源装置接入高压水路系统，同时高压水泵电机不工作。操作控制程序打开各水路控制阀，使用压缩空气吹扫高压水路各支路管路，从而排尽管路中的残留水分。

图3 高压水路系统原理图

整个排水过程如下：

气源接入高压水路后，依次打开车辆底盘电源和上装电源，驾驶室中控屏菜单切换到水阀排水页面，屏幕显示“水阀排水”按键是否开启选项。此时就完成了排水程序的初始化准备工作。

按下显示屏“水阀排水”按键开启一键排水。此时“水路卸荷”持续高电平输出，卸荷阀处于打开状态，保证进行排水的各支路能与气源连通。同时上装驱动电机开始工作，依次对左喷杆、右喷杆、节水阀、吸嘴喷杆、喷雾、自洁等各个高压水路支路进行吹气排水。然后从自洁开始，逆时针循环进行一次重复排水动作，以保证排水的效果更佳。当达到程序设定时间后，系统自动关闭水路卸荷阀。整个系统和气源断开，完成高压水路系统排水工作。

其中，左角喷、右角喷和手动绞盘为配置选项。不是每个车型都具有此功能，但排水方法相同，在此不再赘述。整个排水程序控制流程如图4所示。

图4 排水程序控制流程图

4 结束语

本文研究的一种纯电洗扫车高压水路一键自动排水装置，来源于实际的工程车辆应用项目，主要解决了环卫洗扫类车辆高压水路冬季排水防冻问题。基于控制器模块的自动排水装置有效地改善了高压水路冬季排水操作困难问题，改善了一线操作人员的作业环境，提高了排水的效率，得到了客户的一致认可。