張新科

(鄭州宇通重工有限公司，河南 鄭州 451482)

0 引言

環(huán)衛(wèi)清掃車類產(chǎn)品，使用高壓水進(jìn)行清潔作業(yè)。當(dāng)?shù)貧鉁刈畹蜏囟冉抵? ℃及以下時(shí)，水的結(jié)冰膨脹將會(huì)對(duì)水路系統(tǒng)及元件造成不可逆的損壞，所以每天作業(yè)完畢后或?qū)Υ塑囕v進(jìn)行封存時(shí)，需排出高壓水管路中的殘留水，以避免管路中殘留水結(jié)冰，造成管路凍裂，影響后續(xù)使用。

前期行業(yè)內(nèi)高壓水路排水方法主要是以操作人員手動(dòng)排水為主，操作過程復(fù)雜，對(duì)一線作業(yè)人員技術(shù)要求高，且人工排水效果也不理想，同時(shí)存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。因此需要設(shè)計(jì)一款操作簡便、排水效果好的自動(dòng)化裝置來實(shí)現(xiàn)高壓水管路的排水，以降低操作難度，提高排水效果。為此，以鄭州宇通重工有限公司的純電洗掃車為載體，設(shè)計(jì)了一種高壓水路一鍵排水裝置。

1 自動(dòng)排水工序設(shè)計(jì)

純電動(dòng)洗掃車的水路排水，選用行業(yè)內(nèi)已成熟的壓縮空氣吹掃方式，氣源選用潔凈壓縮空氣。針對(duì)洗掃車輛的功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的具體排水工序如下：

(1)準(zhǔn)備工作：啟動(dòng)底盤電機(jī)為整車充氣，待系統(tǒng)氣壓穩(wěn)定后，將底盤電機(jī)怠速運(yùn)行，持續(xù)供氣。通過空氣過濾減壓閥上集成的調(diào)壓閥，調(diào)整一鍵排水氣路壓力至要求值，一般為0.4 MPa～0.5 MPa；然后通過快插接頭將吹水氣源上的尼龍氣管和高壓水路系統(tǒng)連接；最后打開上裝氣路總球閥及常閉手動(dòng)球閥，使氣源裝置和高壓水路連通。

(2)駕駛員在駕駛室內(nèi)，通過中控屏操作控制面板進(jìn)入自動(dòng)排水子頁面。根據(jù)提示按下水閥的一鍵排水操作按扭，依次對(duì)高壓水路進(jìn)行排水。待所有動(dòng)作執(zhí)行完成后再按下高壓水泵排水按扭，進(jìn)行高壓水泵排水。

(3)高壓水路一鍵自動(dòng)排水操作完成后，將吹水氣管和高壓水路快插斷開。關(guān)閉常閉手動(dòng)球閥使得整車恢復(fù)初始狀態(tài)，完成整個(gè)排水動(dòng)作。

2 自動(dòng)排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1所示，一鍵排水裝置主要包括氣包非標(biāo)接頭1、鎖母式直角管接頭2、空氣過濾減壓閥3、常閉手動(dòng)閥4、終端快插接頭5和固定板6，通過若干段Φ10尼龍氣管連接而成。

1-氣包非標(biāo)接頭；2-鎖母式直角管接頭；3-空氣過濾減壓閥；4-常閉手動(dòng)閥；5-終端快插接頭；6-固定板

其中，空氣過濾減壓閥3通過鎖母式直角管接頭2和連接氣包非標(biāo)接頭1與底盤輔助氣包連通，其整體作為高壓水路一鍵排水裝置的氣源?？諝膺^濾減壓閥3的出氣口接一個(gè)終端快插接頭5，通過固定板6安裝在高壓水路所預(yù)留的吹氣口附近，同時(shí)中間增加一個(gè)常閉的切斷閥4用于控制氣源通斷。

3 自動(dòng)排水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了提升用戶的使用感受，解決手動(dòng)控制作業(yè)程序復(fù)雜、操作不方便等問題，最大限度地提高操作的便利性和自動(dòng)化程度，控制系統(tǒng)應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：

(1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，根據(jù)一鍵排水的工藝流程分析控制要求和控制任務(wù)。

(2)在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、操作及維修方便，可在駕駛室內(nèi)完成大部分工作。

(3)保證控制系統(tǒng)的安全、可靠和穩(wěn)定。

(4)考慮到車型功能的配置隨用戶需求的變更和產(chǎn)品迭代升級(jí)，在選擇可編程邏輯控制器容量時(shí)應(yīng)該有適當(dāng)裕量。

3.1 控制系統(tǒng)的組成

整個(gè)高壓水路一鍵排水控制系統(tǒng)主要包括顯示屏、水氣路電磁閥、底盤電源開關(guān)、上裝電源開關(guān)、控制器以及“一鍵排水”駕駛室內(nèi)操作控制終端等。

通過駕駛室內(nèi)操作控制終端可以對(duì)排水時(shí)間和排水先后順序等主要系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置調(diào)整?？刂葡到y(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)組成框圖

3.2 控制程序設(shè)計(jì)

圖3為整車高壓水路系統(tǒng)原理圖，車輛高壓水路在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留有吹氣氣源接入口。當(dāng)需要對(duì)高壓水路系統(tǒng)進(jìn)行排水時(shí)，將圖1所示的一鍵排水氣源裝置接入高壓水路系統(tǒng)，同時(shí)高壓水泵電機(jī)不工作。操作控制程序打開各水路控制閥，使用壓縮空氣吹掃高壓水路各支路管路，從而排盡管路中的殘留水分。

圖3 高壓水路系統(tǒng)原理圖

整個(gè)排水過程如下：

氣源接入高壓水路后，依次打開車輛底盤電源和上裝電源，駕駛室中控屏菜單切換到水閥排水頁面，屏幕顯示“水閥排水”按鍵是否開啟選項(xiàng)。此時(shí)就完成了排水程序的初始化準(zhǔn)備工作。

按下顯示屏“水閥排水”按鍵開啟一鍵排水。此時(shí)“水路卸荷”持續(xù)高電平輸出，卸荷閥處于打開狀態(tài)，保證進(jìn)行排水的各支路能與氣源連通。同時(shí)上裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始工作，依次對(duì)左噴桿、右噴桿、節(jié)水閥、吸嘴噴桿、噴霧、自潔等各個(gè)高壓水路支路進(jìn)行吹氣排水。然后從自潔開始，逆時(shí)針循環(huán)進(jìn)行一次重復(fù)排水動(dòng)作，以保證排水的效果更佳。當(dāng)達(dá)到程序設(shè)定時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉水路卸荷閥。整個(gè)系統(tǒng)和氣源斷開，完成高壓水路系統(tǒng)排水工作。

其中，左角噴、右角噴和手動(dòng)絞盤為配置選項(xiàng)。不是每個(gè)車型都具有此功能，但排水方法相同，在此不再贅述。整個(gè)排水程序控制流程如圖4所示。

圖4 排水程序控制流程圖

4 結(jié)束語

本文研究的一種純電洗掃車高壓水路一鍵自動(dòng)排水裝置，來源于實(shí)際的工程車輛應(yīng)用項(xiàng)目，主要解決了環(huán)衛(wèi)洗掃類車輛高壓水路冬季排水防凍問題?；诳刂破髂K的自動(dòng)排水裝置有效地改善了高壓水路冬季排水操作困難問題，改善了一線操作人員的作業(yè)環(huán)境，提高了排水的效率，得到了客戶的一致認(rèn)可。