洒水车罐体及水路设计

李耀龙 袁晓琪 郭云刚

摘 要：洒水车又称为喷洒车、多功能洒水车、园林绿化洒水车、水罐车、运水车。洒水车适合于各种路面冲洗，树木、绿化带、草坪绿化，道路、厂矿企业施工建设，高空建筑冲洗等。其具有洒水、压尘、高、低位喷洒，农药喷洒、护栏冲洗等功能。可以说，洒水车在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。通过理论分析，选用某商用车底盘用作洒水车，根据所选择的二类底盘，设计罐体尺寸，水路系统的布局等。并进行罐体尺寸的计算等。关键词：洒水车;罐体;水路系统中图分类号：U418.3+24  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）01-97-03

Sprinkler tank body and waterway design

Li Yaolong， Yuan Xiaoqi， Guo Yungang

（Shaanxi Automobile Group Commercial Vehicle Co.， Ltd.， Shaanxi Baoji 721013 ）

Abstract： Water truck is also known as spray vehicles， Multifunction Water truck， landscaping sprinklers， water tankers. Water truck is suitable for all kinds of road washing， trees， green belts， green lawns， roads， factories， mines and construction companies building high-altitude construction flushing. It has the functions of water spraying， dust pressing， high and low spraying， pesticide spraying， guardrail washing， etc. It can be said water truck in our life plays an increasingly important role.Through theoretical analysis， the chassis of a commercial vehicle was selected as the sprinkler， and the tank size and layout of the waterway system were designed according to the selected two types of chassis. And carry on the calculation of tank size， etc.Keywords： Water truck; tank; water systemCLC NO.： U418.3+24  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2019）01-97-03

前言

随着经济的高速发展，城市建设的增长，人们对环境的要求越来越高，洒水车的需求也逐年增加。在城中村及老舊小区大型车无法驶入必须由小型洒水车来完成作业。相比而言小型洒水车更方便、灵活，所以3吨洒水车是我设计的选择。

1 洒水车的简介

1.1 洒水车的分类

洒水车的标配一般有前冲、后洒、侧喷、洒水平台及洒水高炮，按底盘可分为：汽车式、半挂式和拖挂式洒水车。按出水方式可分为：普通喷洒、高压冲洗、喷洒-冲洗一体洒水车。按外型：平头洒水车、长头洒水车。

1.2 原理

洒水车的基本原理是使用发动机动力通过连接在变速箱上的动力输出装置驱动车载喷水泵。喷头主要由汽车底盘，动力输出，离心水泵，水管系统，罐体，阀门和控制系统组成。

1.3 结构组成

1.3.1 汽车底盘

在不影响整车性能的基础上进行改装，改装后其整车性能与原车相同，必须严格按底盘改装手册进行操作。

1.3.2 取力器

装于变速箱上，根据空间位置可分为左置和右置，其主要功能是将发动机动力通过变速箱输出，再通过传动轴传递给车载水泵，为水泵提供动力。本设计选用i=1.167取力器，润滑方式选择飞溅润滑。

1.3.3 水泵

一般情况下，会选择自吸式洒水泵或离心泵，本车选用离心水泵。

1.3.4 水路系统

洒水车喷淋管道包括进出口，前冲，后冲，侧喷，高压枪，气动四位三通球阀，滤水器三通等。

1.3.5 罐体

水箱的结构可以是椭圆柱或梯形体。根据设计要求，采用椭圆柱进行设计，罐体的主体材料为碳素结构Q235-B，罐内设置3块防波板。

1.3.6 罐口设计

罐口设计为直径Φ600mm的孔以便维修保养进出罐体之用。大盖由卡箍及螺栓紧固在罐口颈上，小盖板由支销和耳板将其与大盖板连接，顺时针转动小盖上手柄，使小盖板压紧。反转，脱开耳板后，小盖板可打开用于加水。

2 洒水车的罐体

2.1 罐体

罐体是洒水车的重要组成部分，也是主要的载体和工作部件。喷水箱结构设计的主要意义在于确保结构尺寸和技术参数符合规定要求，加强喷水器的承载能力，合理分配轴重，减轻重量，减少重心，并提高动态性能。

2.2 洒水车的水路系统

整车水路设计是决定洒水车性能的重要因素，洒水喷头前面有鸭嘴形洒水喷头或圆头喷嘴，背面有圆柱形洒水喷头或喷头喷嘴。由于其型号，车身高度不一样，对前后喷嘴的位置有很大的要求。喷嘴位置过高，会对路面的除尘和降噪效果产生一定的影响;喷嘴位置低，溅起的污垢会粘在轮胎上。另外，还须考虑喷嘴喷雾的宽度，按QC/T29II4-93“喷头技术要求”喷洒宽度应≥14米，根据具体设计要求，加宽喷涂宽度是未来的发展趋势。

2.3 洒水车附件的选择

高压水枪，也称高压清洗机，使用动力装置使高压柱塞泵产生高压水以冲洗物体表面。高压水将剥离污垢并冲洗掉以实现清洁。所以高压力清洗也被认为是世界上最科学，最经济和最环保的。清洁方法之一。

高压水枪通常与高压水泵和高压水管一起形成高压清洗装置，其材料需具有很强的耐压性。结合我设计的3吨喷水器，需要将高压水管连接到水泵，动力输出装置将发动机的动力泵传递给高压水枪使用。

2.4 灑水车的喷洒作业

（1）将四通阀后把手平行拉动地面，打开球阀，启动发动机，将变速器放入齿轮，并转动动力-关闭开关。拉动齿轮以取力，然后分离离合器，泵开始运转并开始洒水。

（2）罐体内的水喷洒用完后，驾驶员应提前推动取力器手柄进行脱档操作，喷水泵停止运转。

3 设计参数

3.1 设计参数的确定

3.1.1 设计条件

（1）4×2底盘罐式车辆，装卸方式为上装下卸，重力装、卸料;

（2）运输介质：水。水的物化特性：熔点0℃，沸点100℃;饱和蒸汽压：0.012MPa（50℃）;密度0.998×103㎏/m3（50℃）。

（3）主要材质：

罐体及封头材质：Q235-B

副车架材质：Q345-A

（4）底盘前悬1032mm，轴距3300mm，整备质量2950㎏，前轴载荷1180㎏，后轴载荷1770㎏，最大允许总质量6495㎏。

3.1.2 当量内直径

当量内直径：

3.1.3 罐体设计压力

罐体设计压力p=0.030MPa

3.1.4 罐体计算压力

罐体计算压力

pc1=p1=2×H×1×10-3×9.8=0.0176MPa

式中：

p1——两倍静态水压力，MPa

H——罐体内高尺寸，H取0.9m

pc2=p2=0.012MPa

式中：

p2——介质设计温度时饱和蒸汽压（50℃）

pc3=p3=2×G2×g/（3.14159Di2/4）= 0.0447MPa>0.035 MPa

式中：

p3——等效压力，等于最大充装质量乘以2倍的重力加速度并除以罐体纵向投影面积的商，并与0.035 MPa比较取较大值

罐体计算压力pc =pc2+pc3= 0.0567MPa>pc1

3.1.5 单位容积充装量

Фv=γt×97%=0.998×97%=0.968t/m³

式中：

γt——设计温度下介质密度，t/m³

3.1.6 罐体最大允许充装质量

罐体最大允许充装质量G2=Фv×V=0.968×3=2.904t= 2904㎏

3.1.7 焊接接头系数

焊接接头系数φ=0.85（JB/T4735-1997中3.7.1）

3.2 设计计算

3.2.1 罐体厚度计算

罐体中筒体及封头的厚度计算见表1

3.2.2 罐体容积校核

罐体容积：

式中：

A——截面面积，A=1m2

L——罐体直线段长度，L=3m

L1、L2——平行封头深度，L1=L2=0m

V0——罐内附件的体积总和，V0=1×0.004×3=0.012m³

V=1×3-0.012=2.988=3m³

4 结论

设计选择3吨洒水车作为研究对象，从技术数据的收集到市场和调查洒水车的使用，详细查询相关法规和信息，最终将设计方案通过技术评审根据用户需求并对3吨洒水车罐体及水路系统加了高压水枪，用于冲洗路边小广告。

参考文献

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[3] 陈兴梅，洒水车使用中的有关问题[J].专用汽车，2004（03）.

[4] 杨春来，白玉亭.洒水车取力器与水泵的配套应用[J]，专用汽车， 2005.4.