汽车暖风水箱清洗设备设计

第1章绪论1.1汽车暖风水箱清洗设备的研究意义

汽车暖风机经过长时间的使用后，暖风机管中的防冻液就产生水垢会沉淀析出现杂质，造成暖风水箱的堵塞。目前，全国汽车后市场对汽车暖风水箱堵塞的检修，一般都是将汽车拆下，对汽车原有堵塞的暖风水箱进行更换。现有对汽车暖风水箱堵塞的检修方式，要么对水箱进行拆解人工清理，要么用清洗液浸泡进行化学清洗。：本技术的目的在与设计出一种结构科学、操作简便、省时省力、清洗检修成本低、检修人员不用更换汽车旧暖风水箱就能迅速清洗汽车暖风水箱杂质的一种汽车暖风水箱清洗机。本次设计的新型车暖风水箱清洗设备，具有十分人性化的设计省去繁杂的拆卸过程、清洗简便快捷容易操作、利用脉冲工作高效率等特点，是一种值的在汽车后市场推广应用的汽车保修设备。本次设计的新型暖风水箱清洗机要克服的主要问题是去除繁杂的拆卸过程以一种新的简单方式对有水垢暖风水箱进行清理作业，提供一种能够实现不用复杂的拆解操作就可以进行对暖风水箱的清洗作业、更不用清洗液浸泡长时间等待的轻便的机动车暖风水箱清洗设备。汽车暖风水箱清洗设备作为一种新型的清洗设备，特点就是便携易于清洗，随时都能拿出来对暖风水箱进行清洗，但是市面上这种设备很少，能学到的东西也很少，这就说明研究设计汽车暖风水箱清洗设备是很重要的。1.2汽车暖风水箱清洗的国内外发展现状随着汽车行业的蓬勃发展，公路上的汽车也越来越多了，随之带来的是汽车后市场工作更加繁重，之里面就包括汽车暖风水箱的清理工作。目前国内由于汽车行业发展时间较短，维修行业发展不全面，除去个别外国车企的4S店，大部分4S店对于汽车暖风水箱的清理都是以拆卸分解进行清洗工作。拆解暖风水箱本身就十分复杂，在拆卸下来分解之后再用冲洗刮除等方法对水箱内壁附着的杂质和水垢进行清除，虽然这种方式可以彻底干净的清除水箱内壁的杂质，但是操作过程过于复杂且需要相应的技术支持，出专业人员操作会略有有障碍。国外的汽车行业发展时间久远，有着近乎完美的维修体系，外国对于汽车暖风水箱的清洗是通过专业清洗液来作业的。将水箱中的旧液排除，导入专业清洗液浸泡，清洗液可以分解附着在水箱内壁上的水垢使其脱离，一定时间过后把清洗液排除就完成了对水箱的清洗。过程简单操作容易，可以说只要是个车主都可以自行更换和清洗省去了去4S店的工时费用，但是整体的操作时间很长并且不能做到清洗彻底。无论怎么浸泡还是会有年久顽固的水垢无法被排除干扰水箱工作。随着技术的创新有人提出了运用流体脉冲来进行清洗工作本文就是从流体脉冲出发进行设计，既省时又省力，省去了去4S店的费用。但是市面上这种设备很少，大多数体积比较庞大，不利于携带。第2章水泵的选择方案2.1水垢的形成、危害及处理2.1.1水垢的形成由于汽车发动机的工作温度能达到90°所以水箱内的温度液十分高，90°对于发动机来说是理想工作稳定但是对于水箱来说确实很危险的温度，当水温在到达这个温度的时候会引起水箱内的水中的矿物质如钙、镁等与水中的碳氢根结合，在高温环境下形成不溶于水的矿物质薄膜，也就是大家通常说的水碱。当温度持续居高不下，水中的水碱形成的越来越多，达到饱和值的时候会借助水箱内壁析出，如同家中水壶的水垢一般。而且大多数车主出于对爱车的呵护，在更换水箱的冷却水的时候喜欢用纯净水或者饮用矿泉水，殊不知这类的水与自来水相比有着更高的钙离子和镁离子，会加剧水垢形成。在北方水箱中还会按季节加入防冻液，一些劣质的防冻液也是会加剧暖风水箱中的水垢形成。2.1.2水垢的危害汽车暖风水箱的主要功用是给汽车工作时起散热降温的作用，我们所知铜的导热系数约为70W/m·K而铸铁的导热系数为48W/m·K但是水垢的导热系数只有1.4W/m·K只有铜的1/50。在水箱内壁或者管道中出现水垢后会大幅度的降低水箱的散热效果，使发动机舱内的工作部件不能得到及时的散热，导致局部温度异常上升，更严重会导致一些铸件薄弱的的部位因受热不均产生裂纹或者机体变形。在发动机部件内部会由于高温区域的干扰恶化润滑条件，加速摩擦件的磨损和降低发动机功率，导致恶性循环，发动机的温度逐渐上升对发动机产生损伤，严重时可直接威胁到驾驶员的正常行驶安全。2.2水泵的定形2.2.1汽车蓄电池由于本设备应用于汽车，所以直接使用汽车蓄电池。水泵及其余电动零件的选择需要基于汽车蓄电池的基本数据。蓄电池种类繁多，按用途分类，铅蓄电池分为汽车起动用、电讯用、动力牵引用、铁路客车用、摩托午用、灯用、舰船用、摄录像用、坦克用等等、它们的结构、外形、放电容量的规定方面都各不相同，只有起动用铅蓄电池适用于汽车，这里只介绍汽车蓄电池及通用的铅酸电。2.2.1.1蓄电池种类由于本设备的设计初衷是提供一种简便的容易操作的清洗设备，也就是说当车主使用这款设备时，不需要额外帮助与技术支持就可自行对汽车暖风水箱进行清洗作业。所以动力来源就采用直接连接车内蓄电池，在选取水泵工作部件之前需要了解汽车蓄电池的基本参数，以便我们对水泵进行选择定型。汽车蓄电池是一种电能转变装置，当启动发动机的时候它会给发动机提大约在10A左右的强大直流电流以启动发动机。汽车用蓄电池有多种类型，我们常见的如铅酸电池单个电压2V由6个串联成12V的电池组，这种电池寿命最长使用安全可靠但是体积庞大十分沉重。还有新型锂离子电池比较相同功率的铅酸电池要轻30%～40%而且容量也要比普通铅酸蓄电池高出50%。但是锂离子电池工作不安全可靠容易造成温度过高或者结构破坏引发燃烧或者爆炸危害驾驶员人身安全。基于汽车通用蓄电池为12V电压，定下我们选择的水泵的工作电压为12V.在此基础上通过向老师咨询和自行查找确定了以下几种水泵。2.2.2水泵种类经过网络查询和实际走访调研初步确定以下几个品牌水泵。新为成微型高压水泵HSP11050 型号工作电压V/DC工作电流A功率W开口流量L/Min输出压力Bar/Map体积mmHSP11050T12≤10.5≤126.0711.0/1.1225*103*10024≤6.0≤144.0711.0/1.1225*110*1001.HSP11050采用优质高档磁钢片、截面积更大的漆包线，允许大电流通过，点击外壳采用无缝钢管，高精数控机床一次性切割成型，外表静电防水喷漆，泵体自带螺纹接口。 2.压力较高，可以使通过的水流压力达到4-11公斤、流量大，最大流量约7升/分钟、性能为稳定可靠不易损坏使用寿命长并且安装方便快捷。 3.本体购买时附带4个橡胶安装脚，由特性橡胶塑成具有良好的弹性和强大的减震能力，可安装螺钉或者直接粘连固定，稳固减震噪声小。 4.综合了自吸泵与化工泵的优点，采用耐腐蚀的多种材料合成，具有耐弱酸、耐弱碱、耐弱腐蚀等性能。5.泵具备过热、过压双保护功能。 过热保护：泵能在因工作温度过高情况下，自动停机保护，直到温度降到允许的范围后才重新启动。 过压保护：设有压力保护开关可自行检测当水泵输出的压力超过泵体的压力保护阀值时，压力保护开关将会关闭泵体停机以保护机体，在压力下降远低于阀值后保护开关自行弹起水泵重新工作。 6.泵体材料为增强尼龙，与电机分离,工作介质不与电机接触，避免出现工作介质随着工作时长增加而对电机产生腐蚀或者损坏的现象。 7.性价比超高，此水泵不仅可以用作对于水箱的清洗工作，也可拆卸后用于其他工作环境。8.运转平稳机械性能可靠使用寿命长不易损坏。 9.具备可靠、稳定的自吸功能，吸程高(可达1米)，自吸速度快。佳浦TL-B10-B多功能增压电子泵型号产品编号最大流量L/Min电压VDC电流A最大扬程M功率WTL-B10-BTL-B10-B12-09059121.38516.56TL-B10-B24-09059240.65515.6TL-B10-B24-120812241.3831.2TL-B系列是微型无刷直流磁驱离心泵，此系列的水泵设计精妙有着多种优点比如紧凑的结构所需安装空间小，并且轻便震动小带来的声音小。1.先进的磁驱技术，静密封，无泄漏2.可长时间连接24小时工作3.高效的ECM无刷电机，长寿命20000小时4.电机优化设计，低功率，低启动电压12V5.无噪音的石墨轴承6.防水等级：IP68(B10可订制潜水)7.低或零维护迷你自吸泵凌奥水泵hy521 型号工作电压V/DC工作电流A开口流量L/Min输出压力Bar/Map体积mmLINGAO122.070.45225*103*100242.070.45225*110*100微型隔膜泵用途多样可以用来给自来水增压也可用于家中常用高压冲洗。应用范围广泛可以家用，船舶使用，商业工厂使用。1.由绝缘材料包裹泵体，外层包裹材料具有噪音低降低震动的特性，并且耐腐蚀可提高水泵的理想寿命、水泵自身压力高,自吸高度5m。2.介质温度可达60℃。3.允许干运转。4.内部设计安装压力传感装置实时控制输出压力以保护泵运转时压力过大对水泵造成受损坏。5.内部装有独创溢流阀可自主控制水泵的正常运行。6.拆装方便。7.采用安全低电压,并且泵体与电机隔离并多出应用绝缘材料多重有效保证人身安全。2.2.3水泵的选定随着时代的变迁中国工业的发展，在小型水泵行业中国的企业也在蓬勃发展，在老师的指导下我了解了许多关于小型水泵，比如微型直流水泵，微型自吸水泵，高压微型水泵。每种水泵有着不同的特点，也应用于不同的工作环境比如高压微型水泵就不适用于本次设计的脉冲型水箱，过高的水压会干扰电磁阀控制的脉冲气流，达不到想要的水流冲击效果。水泵还有一些重要的特性比如说自吸和相对应的引水。这两个特性主要表达了水泵的内部密封性能和功率性能，一款水泵有着优良的密封性能和足够的功率可以在水泵中没有引水的情况下把工作介质从入水管吸入水泵，在进水管内无水的情况下，以水泵自身的优良密封性和功率在泵内制造真空环境，把工作介质吸入水泵，从而达到传运和加压的功能。而需要引水的水泵就如同农田中的抽水泵，需要提前预置工作介质达到密封的效果在水泵运作起来时才能产生负压以达到吸入工作介质的目的。水泵还有吸程与扬程等参考数据，这两项参数显示出水泵有着优秀的功率和相应的流量。微型水泵由于结构限制所以普遍微型水泵的吸程比较单一，没有什么比较性。水泵的扬程也叫排水高度，指工作介质吸入水泵后经过电动机加压再由排水口排出时，利用水压将水举起的高度。但这一过程中有水管的摩擦阻力，所以选择时应适当留有余量。以微型高压水泵HSP11050(新为诚)为例，它的最大输出压力约为11公斤，也就是说他的最大扬程为110米。如果在实际工作中需要一款扬程水泵，它的工作扬程需要110米，就不适合用这款新为诚的微型水泵。考虑到实际工作时需要连接外部设备如阀门水管等会导致输出端流量减少压力变大，这会影响到水泵内的负载感应器，让压力开关工作，水泵会停止运行，实际的工作扬程大概在90-100左右的才适合选用此款新为诚微型水泵。结合三种品牌的工作特点以及价格，最后选择了迷你自吸泵凌奥水泵hy52其基本参数1.进、出水口尺寸(m):Φ6(内孔)XΦ10(外径),接口形式:倒宝塔(阶梯式);2.建议:配内径10mm的水管或硅胶管，如内径8mm外径12mm的硅胶管使用注意、警告1.泵的工作环境环境温度:0~40℃该微型水泵不是潜水泵，不能放入水中。泵不宜工作在湿度太大的环境中。2.泵的工作介质无油、无强腐蚀、非强酸强碱、无固体颗粒的液体。2.3

水压，流量的计算水管微型水泵进出水管均采用内直径为8mm的统一尺寸数值固定不变，所以要想调节清洗效率只能通过调节出水量和水压来实现理想的冲洗效果。在微型水泵排水口所连接的水管总共有两条以及一个三相通水器，高压气体对水做功的区域为电磁阀口内直径8mm长13cm的水管连接在内直径8mm长10cm连通器。这里的介质容积为。高压气体会对管中0.12升的介质做功，推动其进入水箱中进行清理工作。而在工作区域与水泵相连接还有7cm的连通器和44cm长的缓冲区域。介质容积为。在电磁阀开启时水泵应供给足够的水压将在缓冲时间储存在水管中的水打入暖风水箱中达到理想工况。电磁阀工作频率设计为每10s开启1s，借由这1s内对工作区域瞬时高压冲击达到脉冲冲击的作用。在缓冲期微型水泵有10s的时间为工作区域充水，共计0.36升。则管内的流速S。根据流量公式流量=速度X面积水需要的水压p=ρgh跟据计算结论和对微型水泵的分析讨论，结合实际所需和成本控制，最终选择凌奥的LA-521型号微型水泵对清洗系统做供水执行件。

本章小结通过对水压的计算和功率的需要确定下本设备需要的水泵类型，再根据一系列的比较选择，最终确定了采用凌奥牌0512型微型水泵作为本装置的供水给压设备。第3章

脉冲清洗系统3.1传统清洗方式3.1.1水力清洗方法水力清洗法是借用经水泵加压后的高速水流冲击来对管道进行清洗，水流的流速就是最根本的参数。水力清洗可以使用自来水也可应用相关的清洗液，把准备好的清洗液注入存放水箱，通过水泵的加压从暖风水箱的入水口注入经过水箱内部循环后由出水口排出，这样一整个循环会使水流拥有一定的速度，在通过水管时会带走附着在水管附近的水垢薄膜。由于这种方法操作简单这种方法在国外比较普遍，车主会经常通过这样的方式清洗水箱，该方法无法做到清洗彻底，只能适当防范水箱的损坏，时间久了有些不能及时清理掉的水垢会形成较硬较顽固的水垢，便无法用此方法清洗，另一方面这种方法对流速要求很高，如水管直径略大会限制流速的提升，在大直径的水管中的清洗效果不佳。3.1.2脉冲清洗方法气体脉冲清洗是利用电磁阀控制高压气体的规律性通断，来使通入水箱的气体按照计划设定频率不断地压缩和扩张，间断的气流在水管内产生高频的震动以高频紊流气体切割下管壁内测的附着物，最后通入水冲洗，排出废物。气体脉冲清洗与水力清洗相比有着更良好的卫生状况，并且对水的浪费大大减少但是操作复杂并未通用发展3.2

水气脉冲流体的流动形态有两种紊流或者层流。一般来说在水管中的流体的流动形态基本可以定义为紊流而水气脉冲就是结合了水力清洗和气体脉冲清洗，设备更加复杂由控制单片机、电磁阀、储液箱、水泵、空气压缩机等组成。在水箱内调配好相应的清洗液，经过水泵加压输入到暖风水箱系统中在通过电磁阀控制高压气体以一定的频率间断进入进水管。在水箱入水管内形成有着一定频率的气水混合流体，随着高压气体的不断循环压缩扩张加速混合流体的紊流，流体的切应力与之加大，使附着在水管内壁的水垢被冲洗系吖来，并随着高速的流体流出。利用脉冲间断性的释放气体的高压动能，冲击管壁能有效地去除水垢。被冲下来的水垢分解成小的固体颗粒融入气液混合流体中相互作用三种流体相继对未脱落的水垢进行不间断的冲击，这样的良性循环大大的提高了清洗的效果。另外通过脉冲控制混合流体的弹性加速度，这不仅可以增强流体紊流的脉动性还能增加沿流体方向的切应力。在间断高压的流体中会产生空化现象，由流体中的介质相撞产生强烈的震动波，随着流体的频率压缩扩展在流体中形成微型的气泡空腔。这样的气泡空腔在管道内壁附近破裂时产生的微射流冲击和微波冲击可以达到775~1200MPa。对管道表面生成多位置局部应力集中，以提高对附着物的清除。3.3气水脉冲控制要点和可靠性气水脉冲清洗法对于控制要求十分高，要同时考虑水压气压对流体的影响。水压过大气压无法对其影响，形成紊流影响冲冲洗效率。水压过低会造成水气分离，高压气体冲散流体而导致冲洗失败。气压的高低则明显的影响着冲洗效率气压越高冲洗效率就会越高但气压高于管道的约束值会毁坏管道，线路破裂等。在对清洗工作管道内充入高压气体时应注意气压不应超过水压，否则会把水流原路顶回到水泵，也就是必须控制气压在7个大气压以下，并且不宜过低，过低的气压首先会无法起到带动水流的作用，其次无法在管道内形成混合流体脉冲对管壁进行清洗。高压气体附加的切应力T.其主要的工作部件只有控制单片机、电磁阀、储液箱、水泵、空气压缩机等，布置所需空间很小，并且通过预设固定数值可以让毫无经验的人员对汽车水箱进行清洗作业并且不会干扰清洗效率。本章小结考虑气压对整个系统的主要性，在本章节细致的分说气压的作用和实质的控制效果，并且规定了工作气压。第4章清洗液相关4.1清洗液4.1.1主要功能运用化学方法去分解或者弱化除冷却系统的水垢、锈斑，辅助清洗汽车暖风水箱提高散热效果，修复水箱水管的正常散热功能，维护发动机舱的工作环境。针对彻底溶解去除冷却系统的水垢、、锈斑，按照性能特点专门配方，提高清洗效果，所应用的清洗剂因为工作环境要求所含的化学物质对金属、橡胶等无腐蚀但对水垢等有足够的腐蚀效果。4.1.2使用方法关闭发动机后加入本品，启动发动机怠速运转10-15分钟。关闭发动机，排出水箱中污水，再用清水清洗水箱即可，一般小车用500ml，大车用1000ml以上。注意事项1、久未清洗，水锈污垢严重的水箱，可酌情加倍使用，并适当延长清洗时间。2、清洗剂中含有大量的化学成分，安置时应远离儿童，存放于阴凉处，切勿入口。3、清理作业时需等待发动机舱冷却稳定后，以防高温对清洗液效率产生影响。4.1.3使用水箱清洗剂的意义水箱结垢造成水系统的水流不畅，不能有效的将机体内的热量带出冷却。在水管内测凝结的水垢还会阻碍水箱冷却，水垢的比热容仅为铸铁的1/25会大大降低水箱的散热效果，引起发动机舱温度攀升，发动机体温度过高，会导致润滑效果降低对活塞组造成损伤，并且增加燃油消耗，造成多余的能量损失。严重时会造成发动机部件破损和裂纹，威胁驾驶人员的安全。4.1.4水箱清洗剂的特性 1)强化冷却液的防锈、防腐蚀功能，防止冷却系统内金属生锈和腐蚀，保护冷却系统。2)中和水管内壁的酸性物质，防止水箱散热系统部件长时间使用后酸化腐蚀。3)可与冷却系统内的水垢发生电化学反应，分解软化水垢等金属粒子的析出物。4)适当的不溶硬质小颗粒，以提高混合流体对水管内壁的冲击力度。5)有一定的润滑作用，在清洗过后在水管内壁留下液体薄膜可保护水管内一定时间不发生电化学反应。6)有一定的保护作用，当水管系统中充入大量的压缩气体时以保护水管内壁不会与空气中的活性气体发生反应氧化锈蚀。7)对散热系统中所经过的部位没有腐蚀性，应不与橡胶塑料金属反应。8)与自来水和市面常见的防冻液不会互相反应。 4.2清洗液信息 GR-923 适用范围：清洗液用途广泛可以使用在各种般舶和机动车辆的水箱、工厂的柴油机的水冷却系统和供暖系统的水管中水垢的清洗去除工作。 性能特点： 能对内燃机水冷却系统中水箱水管中沉积的杂质具有分类分解硬质软化去除的效果，能够快速彻底的清除水垢并且不会对散热系统内各种金属零橡胶配件、塑料零件等产生化学反应。安全无毒，操作简便。 对因水垢堵塞而引起的散热失常有明显治理效果。在清洗后发动机能够快速散热提高燃油效率，提高发动机动力和节油率。 物化性状： 外观：白色粉状固体 水不溶物，%：^2 密度，g./cm3：1.03-1.05 溶垢率（以CaCO3计），%：^98 使用方法: 操作方法1：将一袋除垢剂加入5公斤水中，搅拌溶解后加满水箱。启动发动机怠速运转，使水温升至60℃，熄火浸泡3-4小时。排净废液，用清水冲洗2-3遍（至排出澄清即可）。 操作方法2：将适量的清洗液 注意事项： 5升容积增加500ml清洗液的比例小轿车水箱容积约5升，清洗需要清洗液约500ml。而大卡车和大型轿车水箱容积远大于轿车约10，清洗时需要清洗液约为1000ml。 大型载重车辆水箱容积没有固定数值，应按5升容积增加500ml清洗液的比例增加适当的清洗液。 清洗液为多组份混合物，每袋一次用完，不宜部分使用分次使用而带来变质从而影响清洗效果。 对机械因素引起的水温偏高现象，无效果，应该确定发动机舱高温的原因在进行清理工作。 包装贮存： 贮存于阴凉干燥处，避免儿童接触，禁止口服，避免潮湿和高温曝晒，有效期二年。500ml/袋。长时间存放会有结块析出不影响性能，碾压溶解后正常用。本章小结在清洗设备中清洗液是不可或缺的清洗介质，不同的清洗液有着不同的功用效果，但在本系统中清洗液的添加只是起到辅助作用，可以使清洗效果更加明显，但是还是需要对添加的清洗液做出简要说明，个别清洗液会干扰脉冲清晰的效率。ask链接发哈建瓯批号积分发安排【i【啊皮肤好啊【迫使对方就啊【皮肤上的爱与和平佛批发哦回复阿婆速缓奥i速度放缓【爱哦发货啊【ifh啊【送的发挥【埃弗顿是啊【覅和啊【覅和【啊覅和【爱饭哈【ifds啊【if【埃迪范【啊还发【啊发【第三方啊【发第5章设备使用说明5.1安全使用注意事项1.使用前需仔细阅读使用使用说明2.操作过程应使用护目镜、手套等保护措施.3.因清洗液对人体皮肤及车辆油漆有腐蚀性，操作时如有飞溅应立即擦干净4.如果长时间没有清洗的车辆，考略到水垢长久的叠加，应增加双倍清洗剂并且增加清洗时长以达到清洗彻底。5.由于清洗剂有着混合型的多种化学物质，使用存放时应避免小孩接触，防止意外中毒。6.应避免在发动机舱没有冷却彻底的情况进行清洗工作。5.2设备概述在汽车启动期间水箱随着散热系统工作，水箱内的水温一直处于很高的状态，在这样的高温环境会促使水中的碳氢根和水中的矿物质金属离子相结合，最终形成不溶于水的电化学杂质通俗叫法水碱。冷却水不断消耗再加入新的冷却水时这些固态杂质一直存在于水中，积攒到一定的阀值饱和后会在水管的内壁析出结晶形成威胁冷却水流通的水垢。暖风水箱的内部结构复杂由很多散热管路组成，这些管路直径均不大，有水垢形成时十分容易堵塞。会造成管内的冷却水流速变慢，减慢散热效果。这次设计的设备可以经过简单的操作就可以自行清洗水箱，不用去4S店拆卸清理，省去等待时间减少维修支出。5.3功能特性1.手提便携式，操作简单2.电源：DC-12V（连接车载电瓶）3.清洗方式：静态清洗4.脉冲震动清洗5.清洗、旧液排放一次完成6.由于清洗水箱有着很大的不确定性清洗质量检验需要用肉眼观察。7.清洗时使用专业清洗药剂不会对经过的管线设备造成腐蚀等负面效果。8.使用流体清理并且清洗液有着一定的润滑作用不会堵塞管道，适用于汽车暖风水箱这类复杂的线路。9.不用拆卸，使用时把水箱的进水管与清洗设备直接相连，接通蓄电池直接开始工作，省去了传统清洗工作对管道的拆解，避免了对管线的损伤和二次污染。5.