ПОЛИВОЧНО-МОЕЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК E01H3/04 

Изобретение относится к машинам для летнего содержания автомобильных дорог.

Известна конструкция поливочно-моечной машины, содержащая базовый автомобиль, цистерну, водяной насос и моечные сопла.

Недостаток известной конструкции состоит в том, что моечные сопла при ширине мойки, существенно превышающей габаритную ширину машины, обеспечивают удельный расход воды, в среднем равный 1 кг/м² площади мойки, что характеризует низкую эксплуатационную производительность машины вследствие частых пробегов ее к месту заправки цистерны водой. Время непрерывной мойки при этом составляет не более 10-15% времени рабочего цикла машины.

Прототипом изобретения является поливочно-моечная машина, содержащая базовый автомобиль, цистерну с насосом и водяную рампу с форсунками, снабженную силовым цилиндром управления. Форсунки водяной рампы направлены под углом 70-80^о к дорожному покрытию и обеспечивают удельный расход воды 0,3-0,5 кг/м² площади мойки при соответствующем увеличении эксплуатационной производительности машины в 1,5-2 раза. Силовой цилиндр имеет гидравлическую связь с трансмиссией машины и обеспечивает автоматическое изменение угла установки водяной рампы в горизонтальной плоскости в зависимости от скорости движения машины, тем самым оптимизируя угол скатывания вбок водяного вала, захватывающего загрязнения на дороге.

Недостаток прототипа состоит в том, что, как показали последние теоретические исследования, для образованных рампой моющих секторов оптимальный угол встречи с дорогой составляет 90^о. Угол скатывания вбок водяного вала перестает зависеть от скоростей машины и водяных струй в моющих секторах. Таким образом, в оптимальных условиях, когда угол встречи моющих секторов с дорогой равен 90^о, теряет смысл автоматическая регулировка угла установки водяной рампы в горизонтальной плоскости в зависимости от скорости движения машины. Кроме того, изменение угла установки рампы в плане приводит к соответствующему изменению ширины мойки и производительности машины. В то же время в процессе мойки на переднюю поверхность моющих секторов оказывает аэродинамическое воздействие встречный поток воздуха со скоростью, равной скорости движения машины, и водяной вал своей задней гранью. Силы аэродинамического воздействия встречного потока воздуха и гидродинамического воздействия водяного вала прямо пропорциональны квадрату скорости машины и искривляют моющие секторы в вертикальной плоскости движения машины. Если в оптимальных условиях при номинальной скорости угол встречи моющих секторов с дорогой равен 90^о, то с ростом скорости машины этот угол становится меньше 90^о, а моющие секторы приобретают отрицательный наклон относительно дороги (загибаются назад), что ухудшает качество мойки. Чтобы компенсировать аэро- и гидродинамическое воздействия, необходимо изменение угла установки форсунок водяной рампы в зависимости от скорости машины.

Цель изобретения - повышение эффективности мойки дорожного покрытия путем автоматического изменения установки форсунок в вертикальной плоскости относительно дороги в зависимости от скорости базового автомобиля.

Для этого водяная рампа установлена с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости, а соединенный с ней силовой цилиндр связан трубопроводом со следящим гидроцилиндром, который шарнирно соединен с центробежным регулятором, смонтированным на выходном валу коробки передач базового автомобиля.

Для выявления соответствия изобретения критериям "новизна" и "существенные отличия" проанализируем существенные признаки изобретения, известные из других технических решений. Например, известна конструкция поливочно-моечной машины, содержащей насос и водяную рампу с форсунками, которые снабжены тахогенератором, связанным с двигателем базового автомобиля, и устройством, обеспечивающим изменение давления воды в форсунках в параболической зависимости от скорости машины. Однако такая конструкция подразумевает установку форсунок под фиксированным углом в вертикальной плоскости относительно дороги, а автоматическое изменение давления воды приводит к соответствующему изменению расхода воды и эксплуатационной производительности машины. Увеличение давления воды и соответствующий экспоненциальный рост скорости воды в моющих секторах хотя и компенсируют в определенной мере гидродинамическое влияние водяного вала на искривление моющих секторов, но совершенно не влияют на такое искривление под действием аэродинамического фактора. Известна также конструкция центробежного регулятора, связанного с валом двигателя транспортного средства. Однако этот центробежный регулятор соединен с топливным насосом двигателя и предназначен для автоматического управления подачей топлива и частотой вращения двигателя. Таким образом, несмотря на сходство по отдельным признакам с известными устройствами, предложенное изобретение обладает новой совокупностью признаков, обеспечивающей выполнение принципиально новой задачи автоматического управления моечным оборудованием. Это позволяет сделать вывод, что предложенное изобретение соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия".

На фиг. 1 схематично показана поливочно-моечная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху на машину; на фиг.3 - соединение силового цилиндра с водяной рампой; на фиг. 4 - гидрокинематическая схема управления рампой; на фиг. 5 - схема соединения центробежного регулятора с гидроцилиндром.

Поливочно-моечная машина содержит базовый автомобиль 1 с цистерной 2, на котором при помощи рамы 3, снабженной гидроцилиндром подъема 4, смонтирована посредством шарниров 5 с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости водяная рампа 6, шарнирно связанная с силовым цилиндром управления 7. Рампа 6 снабжена форсунками 8 и соединена трубопроводом 9 с насосом 10, который карданной передачей 11 кинематически связан через раздаточную коробку 12 с коробкой передач 13, обычным образом соединенной с двигателем 14 базового автомобиля и посредством карданной передачи 15 - с дифференциалом 16 ведущего моста базового автомобиля.

Силовой цилиндр 7 водяной рампы 6 связан трубопроводом 17 со следящим гидроцилиндром 18, который шарнирно соединен с центробежным регулятором 19, смонтированным на выходному валу 20 коробки передач 13. Центробежный регулятор 19 выполнен в виде шарнирно закрепленных на валу 20 рычагов 21 с инерционными грузами 22 на концах, которые снабжены возвратными пружинами растяжения 23 и контактируют с упорами 24 втулки 25, установленной с возможностью осевого перемещения на валу 20 и соединенной шарниром 26 со следящим гидроцилиндром 18. Поршневая полость следящего гидроцилиндра 18 соединена трубопроводом 17 со штоковой полостью силового цилиндра 7. Поршневые полости цилиндров 7 и 18 снабжены пружинами сжатия (на чертеже не показаны).

При мойке дорожного покрытия 27 моющие секторы 28, которые образованы струями на выходе из форсунок 8 рампы 6, обеспечивают движение по дорожному покрытию водяного вала 29, перемещающегося с переносной скоростью вместе с машиной в направлении, указанном стрелкой А, и одновременно скатывающегося вбок вместе с загрязнениями с относительной скоростью по стрелке Б. Форсунки 8 установлены под углом α к горизонту, а моющие секторы образуют при встрече с дорогой конечный угол α_к->>90^о (фиг.4).

Работа поливочно-моечной машины осуществляется следующим образом. При движении машины по стрелке А с минимальной рабочей скоростью цилиндр 7 поворачивает рампу 6 вперед, обеспечивая наклон форсунок 8 под углом α->>90^о. Для обычно выбранного угла установки в плане рампы β= 10-20^о водяной вал 29 при этом минимален; аэро- и гидродинамическое воздействие на переднюю поверхность моющих секторов 28 несущественно. Грузы 22 центробежного регулятора 19 вращаются вокруг вала 20 с минимальным радиусом за счет предварительного натяжения вала 20 с минимальным радиусом за счет предварительного натяжения пружин 23. Втулка 25 находится в крайнем левом положении, штоки цилиндров 7 и 18 полностью выдвинуты.

При увеличении скорости машины, например вследствие роста частоты вращения двигателя 14, соответственно возрастает частота вращения вала 20. Грузы 22 центробежного регулятора 19 расходятся под действием центробежных сил, растягивая пружины 23 и перемещая через упоры 24 втулку 25 вправо. Шток следящего гидроцилиндра 18 втягивается, вытесняя жидкость из его поршневой полости по трубопроводу 17 в штоковую полость цилиндра 7. В результате происходит поворот рампы 6 в продольной вертикальной плоскости, и угол установки форсунок 8 уменьшается α< 90^о. Аэро- и гидродинамическое воздействие на переднюю поверхностью моющих секторов 28 в результате роста скорости машины искривляет эти секторы (фиг.4) в вертикальной плоскости, и конечный угол встречи моющих секторов 28 с дорогой 27 остается неизменным α_к->>90^о. При уменьшении скорости машины пружины 23 центробежного регулятора 19 и пружины цилиндров 7 и 18 обеспечивают возврат водяной рампы 6 в исходное положение.

Преимуществом изобретения является автоматическое сохранение вертикального взаимодействия моющих секторов водяной рампы с дорогой при изменении скорости машины за счет компенсации аэро- и гидродинамического воздействия на переднюю поверхность моющих секторов поворотом рампы в продольной вертикальной плоскости и уменьшением угла наклона форсунок рампы относительно горизонта.

Использование: для летнего содержания дорог. Сущность изобретения: поливочно-моечная машина содержит базовый автомобиль с цистерной и насосом, и водяную рампу с форсунками, снабженную силовым цилиндром. Водяная рампа установлена с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости. Соединенный с ней силовой цилиндр связан трубопроводом со следящим гидроцилиндром, который шарнирно соединен с центробежным регулятором, смонтированным на выходном валу коробки передач базового автомобиля. 5 ил.

ПОЛИВОЧНО-МОЕЧНАЯ МАШИНА, содержащая базовый автомобиль с коробкой передач, цистерну с насосом и водяную рампу с форсунками, имеющую силовой цилиндр управления, отличающаяся тем, что водяная рампа установлена с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости, а соединенный с нею силовой цилиндр управления сообщен трубопроводом со следящим гидроцилиндром, который шарнирно соединен с центробежным регулятором, смонтированным на выходном валу коробки передач.