洒水车取力器与水泵的配套应用
摘要：洒水车作为一种城市洒水和公路养护的专用作业车辆，其功能越来越细化，使用范围越来越广。而作业频次的提高和连续作业时间的延长，也对其使用的可靠性提出了更高的要求。在水泵的选型方面，目前全国较多的洒水车生产厂家选用杭州威龙泵业有限公司生产的洒水车专用泵。但其配套的取力器频频发生损伤的问题，其现象为打齿，泯齿及脱档。这是什么原因呢?下面就这一问题进行探讨。1水泵性能分析比较水泵的性能参数主要包括流量、扬程、输入轴转速、轴功率、自吸高度、自吸时间等，其选用依据主要以满足洒水车的各项工作性能为目的。各厂家具体......
洒水车作为一种城市洒水和公路养护的专用作业车辆，其功能越来越细化，使用范围越来越广。而作业频次的提高和连续作业时间的延长，也对其使用的可靠性提出了更高的要求。在水泵的选型方面，目前全国较多的洒水车生产厂家选用杭州威龙泵业有限公司生产的洒水车专用泵。但其配套的取力器频频发生损伤的问题，其现象为打齿，泯齿及脱档。这是什么原因呢?下面就这一问题进行探讨。
1 水泵性能分析比较
水泵的性能参数主要包括流量、扬程、输入轴转速、轴功率、自吸高度、自吸时间等，其选用依据主要以满足洒水车的各项工作性能为目的。各厂家具体选用标准不一，在此仅以威龙泵业生产的两种型号的自吸式洒水车专用泵为例进行比较分析：
对照表2分析，可以看出其差异主要为：QZB系列的输入轴转速为1480r/min，QZF系列的输入轴转速为l150r/min，在此额定转速下水泵叶轮转速约为2900～3000r/min。
2 水泵与取力器和汽车发动机的匹配计算分析
水泵在额定转速下运行是保证其性能参数达到理想状态的最佳选择，当选用取力器的速比一定后，其要求发动机转速也相应确定，其关系为泵输入轴转速×取力器速比＝发动机转速。
以选用EQl092系列汽车底盘和取力器为例，其取力器速比为i1＝1．167和i2＝1．373两种情况，相应要求发动机转速为：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)
当汽车选装汽油发动机(EQ6100—1)时：最大扭距为：353 Nm/1 200～1 400 r/min，最大功率为：99 kW/3 000 r/min，发动机平均转速为＝2 100 r/min。
当汽车选装柴油发动机(YC4110ZLQ)时：最大扭距为：430kW/l 600～1800 r/min，最大功率为105 kW/2800 r/min，发动机平均转速2200 r/min。
通过以上分析可以看出，如选用ZQF系列水泵，其i1＝1．167的取力器要求的发动机转速1342r/min，基本处于汽油发动机最大扭距时的转速范围之内，而i2＝1．37的取力器要求的发动机转速1579 r/min，基本处于柴油发动机最大扭距时的转速范围之内。如选用ZQB系列水泵，i1＝1．167的取力器要求的发动机转速1 727 r/min，也基本处于柴油发动机最大扭距时的转速范围之内。此时汽车是处在载重最大，路况恶劣、克服各种阻力最大，以最大油门，最低速度行驶状态下。这种情况下不利于洒水车的正常工作，因此可以得出以下结论：汽油底盘应优先选用ZQB系列水泵、最好配套使用i＝1．37的取力器。柴油底盘如选用ZQB系列水泵，最好配套使用i＝1．37的取力器，如选用ZQF系列水泵，最好配套使用i＝1．167的取力器。
3 洒水车的使用状态对取力器使用寿命的影响分析
洒水车水泵、取力器和汽车发动机的正确匹配是保证其正常运行的设计因素，这些只是洒水车使用可靠性的前提条件。日常正确的操作使用状态是确保取力器使用寿命的关键条件，当取力器的速比一定时，司机控制发动机油门的大小是水泵运转快慢的关键。水泵运转的快慢直接影响了取力器的寿命。水泵的转速在土20％范围内变化时，其流量、扬程、轴功率、效率的变化关系分别为Q1/Q2＝nl/n2、Hl/H2＝(nl/n2)2、Nl/N2＝(n1/n2)3、η1≈η2。即水泵的流量与转速成正比，其扬程压力与转速的平方成正比，其轴功率与转速的立方成正比(当转速相差较大时，其换算误差也增大，特别是效率误差更大，需通过试验来确定)。
以65QZB一50/110水泵为例，当输入轴转速2032 r/min提高1．2时，其发动机转速为2438 r/min，其水泵特性的变化为：50×1．2＝60m3/h、110×1．22＝158．4 m、24×1．23＝41．47 kW。
流量、扬程的变化引起流速、水头损失等变化，在此不再讨论。轴功率的变化，对设计保险系数较大的水泵而言其影响较小，而对于取力器的影响则是致命的。汽车取力器一般设计最大输出功率为30 kW，正常情况下足以满足传动与功率的需求，但对于驱动水泵类产品时应考虑其功率与转速的立方成正比关系，由于取力器要传输41．47 kW远远大于设计功率30 kW，所以此时取力器的损伤是必然的，这一点应该引起取力器生产厂家和用户的高度重视。
4 结论
根据以上分析可以看出，洒水车底盘一定时，水泵和取力器的匹配选型是保证其可靠和经济运行的关键因素。取力器设计最大输出功率的提高和用户正确的使用状态是减少取力器故障的决定因素。只有取力器生产厂、洒水车改装厂和用户共同努力，才能确保洒水车在连续工作状态下故障率减少到最小，以提高取力器生产厂、洒水车改装厂的信誉和用户的工作效率。
1 水泵性能分析比较
水泵的性能参数主要包括流量、扬程、输入轴转速、轴功率、自吸高度、自吸时间等，其选用依据主要以满足洒水车的各项工作性能为目的。各厂家具体选用标准不一，在此仅以威龙泵业生产的两种型号的自吸式洒水车专用泵为例进行比较分析：
对照表2分析，可以看出其差异主要为：QZB系列的输入轴转速为1480r/min，QZF系列的输入轴转速为l150r/min，在此额定转速下水泵叶轮转速约为2900～3000r/min。
2 水泵与取力器和汽车发动机的匹配计算分析
水泵在额定转速下运行是保证其性能参数达到理想状态的最佳选择，当选用取力器的速比一定后，其要求发动机转速也相应确定，其关系为泵输入轴转速×取力器速比＝发动机转速。
以选用EQl092系列汽车底盘和取力器为例，其取力器速比为i1＝1．167和i2＝1．373两种情况，相应要求发动机转速为：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)
当汽车选装汽油发动机(EQ6100—1)时：最大扭距为：353 Nm/1 200～1 400 r/min，最大功率为：99 kW/3 000 r/min，发动机平均转速为＝2 100 r/min。
当汽车选装柴油发动机(YC4110ZLQ)时：最大扭距为：430kW/l 600～1800 r/min，最大功率为105 kW/2800 r/min，发动机平均转速2200 r/min。
通过以上分析可以看出，如选用ZQF系列水泵，其i1＝1．167的取力器要求的发动机转速1342r/min，基本处于汽油发动机最大扭距时的转速范围之内，而i2＝1．37的取力器要求的发动机转速1579 r/min，基本处于柴油发动机最大扭距时的转速范围之内。如选用ZQB系列水泵，i1＝1．167的取力器要求的发动机转速1 727 r/min，也基本处于柴油发动机最大扭距时的转速范围之内。此时汽车是处在载重最大，路况恶劣、克服各种阻力最大，以最大油门，最低速度行驶状态下。这种情况下不利于洒水车的正常工作，因此可以得出以下结论：汽油底盘应优先选用ZQB系列水泵、最好配套使用i＝1．37的取力器。柴油底盘如选用ZQB系列水泵，最好配套使用i＝1．37的取力器，如选用ZQF系列水泵，最好配套使用i＝1．167的取力器。
3 洒水车的使用状态对取力器使用寿命的影响分析
洒水车水泵、取力器和汽车发动机的正确匹配是保证其正常运行的设计因素，这些只是洒水车使用可靠性的前提条件。日常正确的操作使用状态是确保取力器使用寿命的关键条件，当取力器的速比一定时，司机控制发动机油门的大小是水泵运转快慢的关键。水泵运转的快慢直接影响了取力器的寿命。水泵的转速在土20％范围内变化时，其流量、扬程、轴功率、效率的变化关系分别为Q1/Q2＝nl/n2、Hl/H2＝(nl/n2)2、Nl/N2＝(n1/n2)3、η1≈η2。即水泵的流量与转速成正比，其扬程压力与转速的平方成正比，其轴功率与转速的立方成正比(当转速相差较大时，其换算误差也增大，特别是效率误差更大，需通过试验来确定)。
以65QZB一50/110水泵为例，当输入轴转速2032 r/min提高1．2时，其发动机转速为2438 r/min，其水泵特性的变化为：50×1．2＝60m3/h、110×1．22＝158．4 m、24×1．23＝41．47 kW。
流量、扬程的变化引起流速、水头损失等变化，在此不再讨论。轴功率的变化，对设计保险系数较大的水泵而言其影响较小，而对于取力器的影响则是致命的。汽车取力器一般设计最大输出功率为30 kW，正常情况下足以满足传动与功率的需求，但对于驱动水泵类产品时应考虑其功率与转速的立方成正比关系，由于取力器要传输41．47 kW远远大于设计功率30 kW，所以此时取力器的损伤是必然的，这一点应该引起取力器生产厂家和用户的高度重视。
4 结论
根据以上分析可以看出，洒水车底盘一定时，水泵和取力器的匹配选型是保证其可靠和经济运行的关键因素。取力器设计最大输出功率的提高和用户正确的使用状态是减少取力器故障的决定因素。只有取力器生产厂、洒水车改装厂和用户共同努力，才能确保洒水车在连续工作状态下故障率减少到最小，以提高取力器生产厂、洒水车改装厂的信誉和用户的工作效率。
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