摘要：根据小汽车清洗传统方法存在的问题，提出了一种基于涡流管制热原理的小汽车清洗方法，推导了小汽车 清洗参数基本设计公式，用数值算例验算了所述理论的实用性和方便性。设计了一种涡流热喷清洗机，试验数据 表明基于涡流管制热原理的小汽车清洗方法技术上是可行的，具有一定的液流、蒸汽、高温高压热水冲冼综合效 应。用水量少于高压冷水枪洗车方式，洗车效率高于手工洗车方式。

 

关键词：涡流管制热清洗 中图分类号：TH122

0 前言

 

小汽车在行驶过程中，车身表面会逐渐沉积灰 尘和污垢。小汽车表面的污垢在风化、酸雨、高温 和强光等特殊环境下如果未能及时护理，将会给车 身漆面造成诸多不良影响：化学污染过的雨水或融 化的雪水，会对车身漆面造成严重损害；阳光紫外 线透过车身上的酸雨水珠，聚光点的穿透能力极强， 会在车漆表层产生极难处理的印痕；有害物质不断 沉积、腐蚀、渗透，会使车漆褪色、失去光泽、形 成氧化层。所以小汽车表面需要经常清洗。

 

清洗小汽车的传统方法主要有液流冲洗、蒸汽 冲洗和高温高压热水冲洗三种。冼车机理是：在液 流法向和切向应力作用下，漆面污垢表面张力下降， 降低了污垢对表面的吸附能力，加快了污垢的乳化、 分散和胶溶等理化过程，导致污垢层破坏和冲落， 洗涤液一面流动一面将污垢粒子从清洗区带走。其 中水压可以增加液流法向和切向应力，水温可以加 快污垢的乳化、分散和胶溶等理化过程，使沉积在 车身表面的尘土和污泥软化、活化，使油污等分解 乳化，最终脱离表面。总之，冲洗汽车外表面的污 溃与灰尘，用压力较大的热水、蒸汽或热水与气的 混合体清洗效果更好⑴。

 

除少数配有循环水设备的专业洗车行外，传统 方法清洗一辆小汽车需耗水100 kg以上，对环境造 成污染，浪费宝贵的淡水资源，加之清冼后还需擦 拭小汽车车身表面的水分，不能避免檫拭过程中颗 粒物直接与车表漆面的磨损。当今世界各国都以可 持续发展为目标，环境保护，节省水源是可持续发

展的重要内容。随着小汽车家庭拥有量的增加，清 洗小汽车的传统方式对环境的污染将越来越严重， 也浪费了大量的淡水资源。节约用水，爱护水资源， 改善水环境是势在必行的。鉴于此，提出了一种基 于涡流管制热原理的小汽车清洗机。

 

1方法原理

 

1.1工作原理

 

如图1所示，涡流热喷汽车清洗机主要由空气 压缩机、涡流管、喷射器和喷嘴组成。压缩机产生 高压空气。送入涡流管，在涡流管的制热作用下， 产生高温髙压的热气流，送入喷射器，利用高速气 流产生负压，引射洗车用清水或洗涤剂，并立即加 热形成高压热水汽，喷出洗车[2]。其中，涡流管和 喷射器是涡流热喷汽车清冼机的关键部件。

1.压力喷雾腔2.擦盘3.电动机4.框架 5.耐压软管6.热流送气管7.控制阀8.排气口 9.空气压缩机10.吸气口 11.孔板12.冷端管子 13.涡流室14.喷嘴15.涡流管进气管16.耐压软管 17.热端管子18.超声波发送器19.蒸发管20.储水罐 21.真空雾化腔22.缩放形喷嘴23.混合腔24.把手

空气压缩机9工作时，由吸气口 10吸入室温 常压的空气。经过压缩，由排气口 8排出压缩空气， 压缩空气由进气管15进入涡流管，在喷嘴14内膨 胀以后以很高的速度沿切线方向进入涡流室13，形 成自由涡流。经过动能的交换，分离成温度不相同

 

的两部分，中心部分的气流经孔板11流出，即是温 度-10-50 °C的冷气流；边缘部分的气体从另一端 经控制阀7流出，即是温度100130 °C的热气流。 从涡流管送出的较高压力的热气流通过缩放形喷嘴 22时，在喷嘴22出口处形成负压状态，使储水罐 20内的水经由蒸发管10不断地被抽出，进入真空 汽化腔22，与从缩放形喷嘴20喷射出的高速热气 流在混合腔23中均匀混合，再经连接软管5，送入 压力喷汽腔1，将水汽向压力喷汽腔1出口喷出， 得到具有一定压力的用于洗车的气液混合热流体。 1.2涡流管制热量

 

用9mi、Qmc、^mh分别表示进入涡流管的高压气 流以及从涡流管排出的冷气流及热气流的质量流 量，根据质量连续方程可得