台冰丰 吴杰灵

1.长沙理工大学汽车与机电学院 湖南长沙 410007

2.汉阳专用汽车研究所 湖北武汉 430056

1 前言

清扫车是指用于清扫、收集并运送路面垃圾尘土等污物的环卫专用车辆，其主要部件包括吸尘口、垃圾箱、风道和滤除尘装置等。其中，清扫车吸尘系统的好坏会直接影响整车的清扫效率、清扫能力、清扫速度、最大吸入垃圾粒度及清扫宽度。

而吸尘口作为清扫车吸尘系统的关键部件，对吸尘效率和整个气路系统的吸尘能力起决定性作用[1]。由于设计人员不太了解吸尘口的结构形状对吸尘效率的影响规律，以至于设计时吸尘口的结构不合理，导致清扫车吸尘能力低，能量损耗大，气流分布不合理，因此需要对吸尘口进行模拟仿真分析以优化其结构。

2 吸尘口模型建立

2.1 吸尘口物理模型

吸尘口模型长为2 000 mm，宽为400 mm，高约300 mm，吸尘口底部与水平面距离5 mm，由前面、后面及侧面进气。其中，出气口气压为－1 800 Pa，进气口气压为0 Pa。

2.2 根据约束建立线性方程组

连续性方程：

式中，ρ为流体密度，V为流体速度矢量。

动量方程:

校正压力：

式中，p为静压力，D 为体积粘性系数。

有效粘度系数：

式中， u为 层流粘度系数， ur为湍流粘度系数。

式中，k为湍动能，ε为动能耗散系数。

2.3 有限元模型

本文采用FLUENT建立有限元模型，研究扫路车吸尘口倾斜角和吸尘口尺寸对吸尘口气流流速的影响。

2.3.1 简化建模

由于吸尘口的尺寸较大，为了精确计算且结果收敛，网格必须细致划分，将完整的吸尘口划分为边长为5 mm的三角形网格，会产生300多万个有效网格。……