黄少军

摘 要：在我国城市建设发展过程中，为了保护城市环境以及道路基础设施，通常采用车辆洒水的方式，洒水车已经成为城市运行的重要工具。在洒水车运行过程中，采用向道路喷洒水的方式，但是传统的洒水车不具有定量喷洒功能，从而不能对洒水量进行调节，这种模式会导致洒水车无法按照实际需求进行喷洒，从而引起水资源浪费的问题出现，所以需要对洒水车安装定量喷洒控制系统，使其能够根据实际需求调节水量。因此，本文将对洒水车定量喷洒控制系统进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步促进我国洒水车智能化水平提高。

关键词：洒水车;定量喷洒;控制系统;水资源节约;优化措施

随着人们对于城市环境质量要求不断提高，为了促进城市环境改善，近些年来洒水车的喷洒系统经过多次改善。洒水车在运行过程中，能够对城市路面的灰尘进行清理，从而提高城市空气环境质量，还能够对道路起到一定的养护作用。通过在洒水车中安装定量喷洒控制系统，能够根据洒水车作业过程中，不同路况、不同环境采用相应的水量喷洒模式，不仅能够提高实际作业效果，同時能够节省更多的水资源，促进城市长远可持续发展。

1当前洒水车的工作现状分析

洒水车是城市环境清洁中使用最为广泛的一种作业车辆，在洒水车运行工作时，通过喷嘴将路面中的垃圾、灰尘等冲洗到道路边缘，污水会沿着道路边缘的排水设施流走，环卫工人负责将垃圾收走。在喷嘴洒水的过程中，如果垃圾、灰尘等被冲洗的距离较远，落在没有绿化带的路面上，垃圾和污水就无法及时清理，同时会对过往车辆和行人造成影响;如果周围存在绿化带，垃圾、污水等会被冲洗到绿化带中，导致垃圾不利于收集，同时会对绿化带植物生长和环境质量造成很大影响。反之如果冲洗距离过近，则无法保证道路清洗效果，所以可以看出，洒水车的喷洒量和喷洒范围是影响实际清理效果的主要因素[1]。

现阶段，城市所用洒水车的洒水量主要由底板发动机转速控制，通过底板防冻剂的侧取力器直接驱动洒水泵，不具有定量洒水的功能。在这种洒水工作模式中，底盘发动机转速越大则洒水量越大，转速越小则洒水量越小，同时在相同的车辆行驶速度下，洒水车发动机转速会随着档位的提高而降低，但是在相同的档位下车辆发动机转速会随着车速的提高和提升。为此，在洒水车实际工作的过程中，想要依据洒水量的实际需求大小控制洒水车底盘发动机转速难度较大，发动机转速始终会根据车辆行驶速度和档位进行变化，所以洒水车在工作过程中就难以实现精准控制洒水量。例如，在一些灰尘较多的路段中，需要低速、大喷洒量时，会因为洒水车行驶速度过慢而无法提高实际洒水量，导致实际清理效果不够明显，清理过后依然存在大量的灰尘、垃圾等，导致水资源浪费。

2洒水车定量喷洒控制系统设计

为了解决上述当前洒水车无法精准控制喷洒量的问题，本文设计一种定量喷洒控制系统。在该系统中，主要包括控制器、底盘取力器、柱塞变量泵、液压马达、洒水泵、显示器、电位计以及转速传感器等。控制器、显示器以及底盘通过CAN总线相互连接，从而实现信息实时共享;控制器通过调节电流大小来控制柱塞变量泵的排量;底盘取力器是洒水车中专用的作业设备，原始动力源经过联轴器直接驱动柱塞变量泵;柱塞变量泵利用自身的液压排量变化经过液压管道驱动对液压马达进行控制，液压马达经过联轴器控制洒水泵;转速传感器通过霍尔感应原理，感应来自齿轮转动频率的变化，从而测量实际转速，并将测量信息作为系统控制的信号源;控制器能够直接输出到各个动作阀中，按照实际输入信号实现逻辑制动，从而能够实现对洒水车的定量控制。在本次系统设计中，转变了传统的设计思路，传统洒水车喷洒量调节通过发动机转速进行控制，这种控制模式受到车辆行驶速度直接影响，所以无法根据实际需求对洒水量进行调节，而本文所设计的洒水车定量喷洒控制系统，为喷嘴安装了一个独立的控制系统，通过传感器、控制器等，能够实现对洒水量的精准控制，且整体系统构成简单，造价成本较低，系统稳定性也能够得到保障。

3洒水车定量喷洒控制系统技术分析

3.1定量喷洒控制流程分析

在洒水车工作时，启动该定量喷洒控制系统，系统会自动计算出发动机怠速状态下驱动洒水泵在额定转速情况下工作需要的增速比，从而与柱塞变量泵进行匹配，同时能够与液压马达的功率参数和排量进行匹配，保证洒水车工作过程中能够在额定转速内进行转动。在相同的洒水泵转速情况下，不同的作业状态中洒水泵需要承载的符合不同，所以其压力和排量具有较大差异，会对洒水泵转动的抽水量造成影响，在该控制系统运行过程中，洒水泵的转动排量能够利用设定的转速和作业模式进行确定。通过在实际道路作业中的多次试验，本文选择水泵的作业参数为：前撒工作状态时，洒水量为0.85L/转;单侧洒水工作状态时，洒水量为0.28L/转;左右双侧洒水工作状态时，洒水量为0.53L/转;后撒工作状态时，洒水量为0.69L/转。由此可以得出，洒水车在不同工作状态下，洒水量与其当前的水泵转速和工作模式相关，所以洒水车定量喷洒控制系统的核心控制器需要设定洒水量作业模式，通过计算得到当前工作状态时需要的水泵转速，采用PWM比例输出控制柱塞变量泵比例阀开度，用来控制柱塞变量泵的实际排量，通过液压马达后将水泵转速控制在设定区域内，从而能够实现对洒水量的精准控制[2]。

3.2定量洒水核心控制分析

在本次系统设计中，洒水车定量洒水的核心控制包括显示器、控制器、转速感应器以及电位计等硬件，显示器和孔子器采用常规车载用硬件。按照洒水车运行的作业要求，需要将定量洒水系统的控制器、显示器进行编程，使其具有人机交互界面，从而有利于洒水工人进行调节和控制。在定量洒水模式的设定方面，主要包括前侧洒水、后侧洒水、左侧洒水、右侧洒水以及左右侧同时洒水五种模式，系统主显示界面中需要显示水泵转速数值、洒水车行进速度数值和当前喷洒量三个数值。在设置界面中，环卫工人在设定标准喷洒量后，采用调节喷洒电位计的方式即可从最低喷洒量到最高喷洒量之间进行调节[3]。

3.3系统运行流程

在该定量喷洒系统运行后，控制器会将获取电位计调节电阻值利用CAN总线传递到显示器中，显示器根据设定的计算公式对当前所需要的设定撒水量进行显示，之后设定洒水量、环卫工人选择的工作模式通过CAN总线传递到控制器中，此时洒水车的发动机转速等通过相关协议利用CAN总线传递到控制器中。此外，洒水泵的转速信号会通过转速感应器传输到控制器中，从而形成一个完成的洒水车定量洒水控制系统，按照所设定的洒水量、工作模式计算此时洒水泵的转速，并对洒水泵转速实际数值进行获取，将洒水泵的设定转速与实际转速进行计算，就可以得到此时的转速偏差值，将转速偏差值通过PID算法实时对柱塞变量泵比例阀电流进行控制。

结束语

综上所述，本文全面阐述了当前洒水车洒水模式存在的问题，并对本文所设计的定量洒水系统进行全面介绍，最后对该系统所应用的多项控制技术进行具体分析，希望能够对我国洒水车控制系统设计方面起到一定的借鉴和帮助作用，从而不断提高控制效果。

参考文献：

[1]刘晓. 自动控制系统在洒水车上的应用[J]. 中国科技投资， 2019， 000（012）：227.

[2]陈增志. 洒水车定量喷洒控制系统[J]. 专用汽车， 2019， 261（02）：78-81.

[3]孙学安. 洒水车远程自动给断水系统的研究及应用[J]. 装备维修技术， 2019， 172（04）：31-31+43.