全自动小型龙门式洗车机系统设计

徐 进, 石小龙

(1.无锡职业技术学院， 江苏 无锡 214121; 2.盐城工学院， 江苏 盐城 224051)

0 引 言

随着社会的不断进步，汽车工业的迅速发展，汽车已成为人们日常生活中不可缺少的交通工具[1]。汽车工业的高速发展，对城乡环境带来了严重的环境污染，保持车辆的整洁，对保持一个整洁的社会环境起了重要作用。于是各种洗车场不断增加，人们对汽车美容的要求也越来越高[2]。根据社会的需求，推出了龙门式全自动电脑洗车机。操作人员只要按下“启动”按钮，系统将自动进行汽车清洗。并一次性完成清洗(清水+洗洁剂、清水+蜡)、风干的全部过程。该系统为用户提供了控制操作面板，通过操作面板来控制系统的自动运行。也可通过操纵分程序按钮，进行某单项独立工序的操作。

1 全自动小型龙门式洗车机基本结构

该机适用于对轿车、吉普车、小型面包车等厢式车型的车辆进行清洗、打蜡和风干。该机采用机、电、仪、气一体化高新技术[3]，具有以下特点：

(1) 全机具有6项自动功能

① 牵引自动行走、自动返程、自动停止控制系统。

② 侧刷张开、收缩和正反转自动控制系统。

③ 横刷升降、正反转自动控制系统。

④ 轮刷自动伸缩，前后轮洗刷自动定位，轮刷正反转自动控制系统。

⑤ 风筒升降自动控制系统。

⑥ 喷射清洗系统自动喷射液体，并对清水、洗涤液、蜡液自动切换、自动控制。

(2) 风干系统采用两侧吹风、顶部吹风同步进行，选用四只电机分别带动四只风机，风量大、风压高、风干效果好。

(3) 全机选用5支刷子的自动洗车形式。

(4) 全机电控系统选用高性能的变频调速器、可编程控制器对设备的运行情况、工艺参数进行在线检测和控制，实现了机、电、仪一体化[4]。

洗车机的组成如图1所示，全机主要由机架、横刷、侧刷、喷射系统、气动系统、轮刷、风干装置、电气控制及操作工作台等部件组成。

2 全自动小型龙门式洗车机工作过程

选择洗车程序后按下启动按钮后，喷射系统喷水、横刷开始下降，当下降到最底端时，横刷、侧刷开始旋转，洗车机沿着导轨正向移动[5]。

图1 机器结构简图1.横风筒 2.拖链支架 3.机架 4.横刷 5.横风筒顶梁 6.侧刷顶梁 7.侧刷 8.挡水罩 9.轮刷 10.侧风口 11.喷射系统

当洗车机的侧刷接触到汽车前面一定程度时，洗车机暂停行走，侧刷对车辆前面进行过中心清洗，然后向两边移动，并沿着汽车两侧进行清洗。当横刷与车辆表面有一定程度的接触后，横刷开始上升，并沿着车辆顶部表面进行仿车形清洗[6]。当洗车机的轮刷与汽车车轮正对时，洗车机开始暂停行走，轮刷自动伸出并正反向旋转，对汽车轮辋进行清洗。当清洗到汽车后表面时，侧刷开始向中央合拢，横刷开始下降。

正向清洗结束后，侧刷、横刷均开始反转，对汽车进行又一次的反向清洗。侧刷在反向清洗的同时还向两边进行侧斜，以扩大清洗面积。

清洗结束后，风干过程开始，风筒下降到最低点，风机开始工作，洗车机正向行走，对车辆进行仿车形吹风。正向吹风结束后，洗车机开始反向行走吹风到起始点，使车辆表面迅速干燥，至此，整个洗车过程结束[7]。

3 气动系统及控制系统设计

气动系统是实现洗车自动化的重要组成部分。全机气动系统由轮刷系统组成。由气源出来的压缩空气通过管路分成两路，分别通到两侧轮刷的气缸里，通过电磁阀实现气路的换向来完成洗车的全自动过程[8]。图2为洗车机的气动原理图，由气源来的压缩空气，经空气过滤器、减压阀、油雾器将压缩空气分配给各气动系统。空气过滤器、减压阀、油雾器结合在一起简称气动三联件[9]。

全机控制系统的核心部分是PLC可编程序控制器。洗车机气缸的气动控制系统、喷射系统、液体流向控制均采用电磁阀，经光电传感器及接近开关的检测，由程序来实现对横刷、侧刷、轮刷、风筒、喷射及洗车机的牵引行走动作的控制。只要按一下“启动”按钮，一次性完成自动清洗、风干的全过程。

图2 气动原理图1.气源 2.空气过滤器 3.减压阀 4.油雾器 5.压力开关 6.调压阀 7.二位三通电磁阀 8.气缸

4 结 语

基于国内汽车清洗行业市场的发展，节水和环境保护以及洗车业投资和成本控制的要求，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洗车机。所设计的洗车机采用PLC作为控制器，能够实现自动洗车过程，具有一定的实用价值。

参考文献:

[1] 方建军.光机电一体化设计[M]．北京：化学工业出版社，2003.

[2] 程宪平．机电传动与控制[M]．武汉：华中科技大学出版社，2003.

[3] MITSUBISHI ELECTRIC FX系列特殊功能模块用户手册[S].

[4] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天出版社，2008.

[5] 杨 刚,柳旭东,周 强.地铁列车自动清洗机[J].哈尔滨铁道科技，2003(1):10-11.

[6] 方建军.光机电一体化设计[M].北京：化学工业出版社,2003.

[7] 李丽英,黄季平.自动洗车机可编程控制器的控制系统[J].中国农业大学学报，1996(4):87-92.

[8] 陆鑫盛.气动自动化系统的优化设计[M].上海：上海科学技术文献出版社，2000.

[9] 程宪平.机电传动与控制[M].武汉：华中科技大学出版社,2003.