灑水車取力器與水泵的配套應(yīng)用
摘要：灑水車作為一種城市灑水和公路養(yǎng)護(hù)的專用作業(yè)車輛，其功能越來越細(xì)化，使用范圍越來越廣。而作業(yè)頻次的提高和連續(xù)作業(yè)時(shí)間的延長(zhǎng)，也對(duì)其使用的可靠性提出了更高的要求。在水泵的選型方面，目前全國(guó)較多的灑水車生產(chǎn)廠家選用杭州威龍泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的灑水車專用泵。但其配套的取力器頻頻發(fā)生損傷的問題，其現(xiàn)象為打齒，泯齒及脫檔。這是什么原因呢?下面就這一問題進(jìn)行探討。1水泵性能分析比較水泵的性能參數(shù)主要包括流量、揚(yáng)程、輸入軸轉(zhuǎn)速、軸功率、自吸高度、自吸時(shí)間等，其選用依據(jù)主要以滿足灑水車的各項(xiàng)工作性能為目的。各廠家具體......
關(guān)鍵字:
灑水車作為一種城市灑水和公路養(yǎng)護(hù)的專用作業(yè)車輛，其功能越來越細(xì)化，使用范圍越來越廣。而作業(yè)頻次的提高和連續(xù)作業(yè)時(shí)間的延長(zhǎng)，也對(duì)其使用的可靠性提出了更高的要求。在水泵的選型方面，目前全國(guó)較多的灑水車生產(chǎn)廠家選用杭州威龍泵業(yè)有限公司生產(chǎn)的灑水車專用泵。但其配套的取力器頻頻發(fā)生損傷的問題，其現(xiàn)象為打齒，泯齒及脫檔。這是什么原因呢?下面就這一問題進(jìn)行探討。
1 水泵性能分析比較
水泵的性能參數(shù)主要包括流量、揚(yáng)程、輸入軸轉(zhuǎn)速、軸功率、自吸高度、自吸時(shí)間等，其選用依據(jù)主要以滿足灑水車的各項(xiàng)工作性能為目的。各廠家具體選用標(biāo)準(zhǔn)不一，在此僅以威龍泵業(yè)生產(chǎn)的兩種型號(hào)的自吸式灑水車專用泵為例進(jìn)行比較分析：
對(duì)照表2分析，可以看出其差異主要為：QZB系列的輸入軸轉(zhuǎn)速為1480r/min，QZF系列的輸入軸轉(zhuǎn)速為l150r/min，在此額定轉(zhuǎn)速下水泵葉輪轉(zhuǎn)速約為2900～3000r/min。
2 水泵與取力器和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算分析
水泵在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行是保證其性能參數(shù)達(dá)到理想狀態(tài)的最佳選擇，當(dāng)選用取力器的速比一定后，其要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也相應(yīng)確定，其關(guān)系為泵輸入軸轉(zhuǎn)速×取力器速比＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
以選用EQl092系列汽車底盤和取力器為例，其取力器速比為i1＝1．167和i2＝1．373兩種情況，相應(yīng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為：1150× 1．167＝l 342(QZF系列)、1480×1．167＝1 727(QZB系列)及1150×1．373＝1 579(QZF系列)、1 480×1．373＝2 032(QZB系列)
當(dāng)汽車選裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(EQ6100—1)時(shí)：最大扭距為：353 Nm/1 200～1 400 r/min，最大功率為：99 kW/3 000 r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速為＝2 100 r/min。
當(dāng)汽車選裝柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(YC4110ZLQ)時(shí)：最大扭距為：430kW/l 600～1800 r/min，最大功率為105 kW/2800 r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速2200 r/min。
通過以上分析可以看出，如選用ZQF系列水泵，其i1＝1．167的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1342r/min，基本處于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，而i2＝1．37的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1579 r/min，基本處于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。如選用ZQB系列水泵，i1＝1．167的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 727 r/min，也基本處于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。此時(shí)汽車是處在載重最大，路況惡劣、克服各種阻力最大，以最大油門，最低速度行駛狀態(tài)下。這種情況下不利于灑水車的正常工作，因此可以得出以下結(jié)論：汽油底盤應(yīng)優(yōu)先選用ZQB系列水泵、最好配套使用i＝1．37的取力器。柴油底盤如選用ZQB系列水泵，最好配套使用i＝1．37的取力器，如選用ZQF系列水泵，最好配套使用i＝1．167的取力器。
3 灑水車的使用狀態(tài)對(duì)取力器使用壽命的影響分析
灑水車水泵、取力器和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正確匹配是保證其正常運(yùn)行的設(shè)計(jì)因素，這些只是灑水車使用可靠性的前提條件。日常正確的操作使用狀態(tài)是確保取力器使用壽命的關(guān)鍵條件，當(dāng)取力器的速比一定時(shí)，司機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門的大小是水泵運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的關(guān)鍵。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的快慢直接影響了取力器的壽命。水泵的轉(zhuǎn)速在土20％范圍內(nèi)變化時(shí)，其流量、揚(yáng)程、軸功率、效率的變化關(guān)系分別為Q1/Q2＝nl/n2、Hl/H2＝(nl/n2)2、Nl/N2＝(n1/n2)3、η1≈η2。即水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，其揚(yáng)程壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，其軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比(當(dāng)轉(zhuǎn)速相差較大時(shí)，其換算誤差也增大，特別是效率誤差更大，需通過試驗(yàn)來確定)。
以65QZB一50/110水泵為例，當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速2032 r/min提高1．2時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2438 r/min，其水泵特性的變化為：50×1．2＝60m3/h、110×1．22＝158．4 m、24×1．23＝41．47 kW。
流量、揚(yáng)程的變化引起流速、水頭損失等變化，在此不再討論。軸功率的變化，對(duì)設(shè)計(jì)保險(xiǎn)系數(shù)較大的水泵而言其影響較小，而對(duì)于取力器的影響則是致命的。汽車取力器一般設(shè)計(jì)最大輸出功率為30 kW，正常情況下足以滿足傳動(dòng)與功率的需求，但對(duì)于驅(qū)動(dòng)水泵類產(chǎn)品時(shí)應(yīng)考慮其功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系，由于取力器要傳輸41．47 kW遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)功率30 kW，所以此時(shí)取力器的損傷是必然的，這一點(diǎn)應(yīng)該引起取力器生產(chǎn)廠家和用戶的高度重視。
4 結(jié)論
根據(jù)以上分析可以看出，灑水車底盤一定時(shí)，水泵和取力器的匹配選型是保證其可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。取力器設(shè)計(jì)最大輸出功率的提高和用戶正確的使用狀態(tài)是減少取力器故障的決定因素。只有取力器生產(chǎn)廠、灑水車改裝廠和用戶共同努力，才能確保灑水車在連續(xù)工作狀態(tài)下故障率減少到最小，以提高取力器生產(chǎn)廠、灑水車改裝廠的信譽(yù)和用戶的工作效率。
1 水泵性能分析比較
水泵的性能參數(shù)主要包括流量、揚(yáng)程、輸入軸轉(zhuǎn)速、軸功率、自吸高度、自吸時(shí)間等，其選用依據(jù)主要以滿足灑水車的各項(xiàng)工作性能為目的。各廠家具體選用標(biāo)準(zhǔn)不一，在此僅以威龍泵業(yè)生產(chǎn)的兩種型號(hào)的自吸式灑水車專用泵為例進(jìn)行比較分析：
對(duì)照表2分析，可以看出其差異主要為：QZB系列的輸入軸轉(zhuǎn)速為1480r/min，QZF系列的輸入軸轉(zhuǎn)速為l150r/min，在此額定轉(zhuǎn)速下水泵葉輪轉(zhuǎn)速約為2900～3000r/min。
2 水泵與取力器和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配計(jì)算分析
水泵在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行是保證其性能參數(shù)達(dá)到理想狀態(tài)的最佳選擇，當(dāng)選用取力器的速比一定后，其要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也相應(yīng)確定，其關(guān)系為泵輸入軸轉(zhuǎn)速×取力器速比＝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
以選用EQl092系列汽車底盤和取力器為例，其取力器速比為i1＝1．167和i2＝1．373兩種情況，相應(yīng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為：1150× 1．167＝l 342(QZF系列)、1480×1．167＝1 727(QZB系列)及1150×1．373＝1 579(QZF系列)、1 480×1．373＝2 032(QZB系列)
當(dāng)汽車選裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī)(EQ6100—1)時(shí)：最大扭距為：353 Nm/1 200～1 400 r/min，最大功率為：99 kW/3 000 r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速為＝2 100 r/min。
當(dāng)汽車選裝柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(YC4110ZLQ)時(shí)：最大扭距為：430kW/l 600～1800 r/min，最大功率為105 kW/2800 r/min，發(fā)動(dòng)機(jī)平均轉(zhuǎn)速2200 r/min。
通過以上分析可以看出，如選用ZQF系列水泵，其i1＝1．167的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1342r/min，基本處于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，而i2＝1．37的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1579 r/min，基本處于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。如選用ZQB系列水泵，i1＝1．167的取力器要求的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 727 r/min，也基本處于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭距時(shí)的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。此時(shí)汽車是處在載重最大，路況惡劣、克服各種阻力最大，以最大油門，最低速度行駛狀態(tài)下。這種情況下不利于灑水車的正常工作，因此可以得出以下結(jié)論：汽油底盤應(yīng)優(yōu)先選用ZQB系列水泵、最好配套使用i＝1．37的取力器。柴油底盤如選用ZQB系列水泵，最好配套使用i＝1．37的取力器，如選用ZQF系列水泵，最好配套使用i＝1．167的取力器。
3 灑水車的使用狀態(tài)對(duì)取力器使用壽命的影響分析
灑水車水泵、取力器和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的正確匹配是保證其正常運(yùn)行的設(shè)計(jì)因素，這些只是灑水車使用可靠性的前提條件。日常正確的操作使用狀態(tài)是確保取力器使用壽命的關(guān)鍵條件，當(dāng)取力器的速比一定時(shí)，司機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)油門的大小是水泵運(yùn)轉(zhuǎn)快慢的關(guān)鍵。水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的快慢直接影響了取力器的壽命。水泵的轉(zhuǎn)速在土20％范圍內(nèi)變化時(shí)，其流量、揚(yáng)程、軸功率、效率的變化關(guān)系分別為Q1/Q2＝nl/n2、Hl/H2＝(nl/n2)2、Nl/N2＝(n1/n2)3、η1≈η2。即水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，其揚(yáng)程壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，其軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比(當(dāng)轉(zhuǎn)速相差較大時(shí)，其換算誤差也增大，特別是效率誤差更大，需通過試驗(yàn)來確定)。
以65QZB一50/110水泵為例，當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速2032 r/min提高1．2時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2438 r/min，其水泵特性的變化為：50×1．2＝60m3/h、110×1．22＝158．4 m、24×1．23＝41．47 kW。
流量、揚(yáng)程的變化引起流速、水頭損失等變化，在此不再討論。軸功率的變化，對(duì)設(shè)計(jì)保險(xiǎn)系數(shù)較大的水泵而言其影響較小，而對(duì)于取力器的影響則是致命的。汽車取力器一般設(shè)計(jì)最大輸出功率為30 kW，正常情況下足以滿足傳動(dòng)與功率的需求，但對(duì)于驅(qū)動(dòng)水泵類產(chǎn)品時(shí)應(yīng)考慮其功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比關(guān)系，由于取力器要傳輸41．47 kW遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)功率30 kW，所以此時(shí)取力器的損傷是必然的，這一點(diǎn)應(yīng)該引起取力器生產(chǎn)廠家和用戶的高度重視。
4 結(jié)論
根據(jù)以上分析可以看出，灑水車底盤一定時(shí)，水泵和取力器的匹配選型是保證其可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。取力器設(shè)計(jì)最大輸出功率的提高和用戶正確的使用狀態(tài)是減少取力器故障的決定因素。只有取力器生產(chǎn)廠、灑水車改裝廠和用戶共同努力，才能確保灑水車在連續(xù)工作狀態(tài)下故障率減少到最小，以提高取力器生產(chǎn)廠、灑水車改裝廠的信譽(yù)和用戶的工作效率。