第一篇：节水型空气温度湿度可调式汽车外部清洗机（共）
项目编号
东北林业大学
本科生创新性实验项目申请书
实验项目名称：
节水型空气温度湿度可调式汽车外部清洗机 项目负责人： 王伊安 学
院：
东北林业大学交通学院 年级、班级： 2008级3班 联系电话： *** 电子信箱：
king890805@sohu.com 指导教师： 储江伟 申报日期：
2010年3月31日
制表：东北林业大学教务处 2009年3月10日
一、基本情况 课题名称
节水型空气温度湿度可调式汽车外部清洗机的设计研究 课题来源
负 责 人 王伊安 性别 男 年龄 21 年级、班级 2008级3班 专业
交通运输类 所在学院 交通学院 联系电话 *** 电子信箱
king890805@sohu.com 智育成绩 一学期 二学期 三学期 四学期 五学期 六学期
76.3 79.6 64.6
智育排名 一学期 二学期 三学期 四学期 五学期 六学期13 11
指导教师 储江伟 性别 男 年龄 48 专业（学科）交通运输 职称
交通学院院长、博导、教授、博士 联系电话 *** 电子信箱
CJW_62@163.com 项 目 主 要 参 加 者 姓名 性别 年龄 学
院 专
业 年级、班级 签字
梁文博 男 21 交通学院 交通运输类 2008级8班
王法耀 男 22 交通学院 交通运输类 2008级8班
项目参加者获奖及成果情况 获奖者
成果
名
称 获奖时间
王伊安
哈尔滨世界大冬会优秀志愿者，职业规划大赛校级优秀奖 09年3月；09年9月
梁文博
国家奖学金，校级“三好学生”，省“三好学生” 09年9月；09年11月；10年3月
王法耀
科创知识竞赛校级三等奖，职业规划大赛校级优秀奖
08年11月；09年9月
注：项目负责人成绩需所在学院团委盖章，项目负责人和参加者需提供成绩单。
二、立论依据
1项目的研究意义（限200字）①在能源危机愈演愈烈的今天，水资源作为一种重要的资源，其价值与保护意义也与日俱增，节水型洗车机的研发也正是出于此目的，同时也是响应建设节约型社会的要求。②北方因其独特的气候导致冬季洗车十分困难，节水型洗车机因其可控温度彻底解决北方冬季洗车难问题。③节约型洗车机有效节水，同时可提高效率，有效从整体上降低洗车成本。④因为节水型洗车机不与汽车直接接触，所以不至于损坏车漆部分。
2．国内外研究现状分析并附主要参考文献（限1000字）
当今国内外对洗车机的研究侧重点在节水、节能、全自动智能化操控以及减少车身损伤等问题上。现阶段已经研制出各种样式的洗车设备和洗车方式。
目前洗车技术主要分为物理和化学两种形式，物理洗车又分为自动式和手动式两种，现行洗车行一般使用高压水枪冲洗，自动式有无接触式洗车机、毛刷式洗车机、蒸汽洗车机等方式。
“无接触高科技洗车技术”是欧美20世纪八十年代发展起来的一种先进的自动洗车技术，它的特点是：在整个清洗过程中只有中性水和活性剂与车身接触，无任何有形的东西，如软布、毛刷或其他洗涤媒介与车身接触，所以叫“无接触洗车”。正因为“无接触”，这种方法对车的油漆不会造成诸如擦伤、刮痕等任何损害。毛刷式电脑洗车机自20世纪90年代初进入中国市场，以其方便快捷和节省人力，逐步受到洗车行业的重视与推广，也越来越受到广大车主的青睐。随后又开始提倡蒸汽洗车理念，蒸汽洗车机是能够产生足够压力和气量的蒸汽以用于清洗汽车的设备，能有效地节约用水，并且操作方便快捷，保护车体免于划伤。但是这些洗车方式在当时设备成本十分昂贵。由于蒸汽洗车节水节能效果较前两种洗车方式有很大的提高，便成为了以后的发展趋势。
2003 年以来,在上海浦东世界广场经常可看到一种比家用吸尘器大不了多少的新型蒸汽洗车机,洗1 辆轿车只需0.2 升水。这种洗车机燃烧清洁能源,不需用电,通过电压将水和清洁剂的混合物化为蒸汽,在洗车的同时,还能完成车辆的上光打蜡和保养。与马路洗车摊相比,在洗车的同时,还能完成车辆的上光打蜡和保养。其优势首先是节水,洗1 辆车的用水量只有马路洗车摊的千分之一。其次,蒸汽洗车机很环保,较少产生污水。随后，蒸汽式洗车机便向自动化、智能化发展。
近日，国内新近研制和开发了一种智能型蒸汽洗车机，它采用高效可调压电锅炉加热，产生高压蒸气来快速吹除各种汽车、机械、电器以及各种零配件上的灰尘和油迹。它具有自动泵水、调压等多种功能，效果极为显著，独特的电器设计使水充分雾化，气量大，但用水少。节水效果能达到98%，同时加入少量消毒液后对车辆任何部位均能喷洒覆盖，可起到杀菌和消毒作用,是各大汽车维修厂、洗车店、各超市、住宅小区停车场等地不可多得的好帮手。洗车机还运用单片机进行程序化温度控制。单片微计算机具有面向控制等特点,以其为核心的温度程控器, 利用单片机的运算能力和记忆判断能力, 能兼有程序给定和控制运算等功能。而且, 计算机应用系统具有柔性特征, 不需改变使件系统就能适当地增加系统的功能。控制器与传感器、变送器、执行器等配合使用、可组成对温度进行闭环控制的直接数字控制系统。同时也在水汽雾化方面进行了改进，采用了先进的超声波雾化技术。如：日本帝科电子公司最近推出一种强力超声波雾化器--US2型。仪器特点雾化液体不需加压力, 不会堵塞, 从最小至最大流量, 液体能均匀雾化,省能, 使用安全可靠。其主要用途是空气加湿、物品加湿、向液体内注入气体、搅拌、混合气化等。
为了更好的达到节水节能的目的，人们便研究并研制出了一种新型的无水洗车机。无水洗车就是化学清洗，用含酸、碱的化学物质对被清洗物体进行清洗，在清洗过程中产生化学反应，使污染物剥离脱落，达到清洗、清洁的效果。但是由于这种洗车方式还存在对车身腐蚀，洗车液对环境造成污染等问题，现在并没有得到普及。
三、研究方案
1.研究目标（限200字）
新型洗车机因其独特的原理，可以有效地节约水资源。初步目标定为基本车型每次洗车用水节省40%-50%，达到每次用水15-20L。在达到节约水资源的同时，也达到节约电能等能源的目的，每次可以显著节能20%-30%，在降低能源消耗的条件下，有效地缩短洗车所需要的时间至每车10分钟左右，同时研发便携式洗车装置，可适应更多的工作环境，满足不同的需求。
运用合理的控温机制，彻底解决北方冬季洗车较为困难的问题。
2．研究内容（限400字）
1、系统方案选择比较：通过前期的调查研究合理的计算论证，寻求符合要求的最简单的方案。方案力求缜密、统筹兼顾、均衡分配。
2、设计：按照系统设计的各项要求，分步、分模块化进行设计，设计符合标准的空气压缩泵，提供足够的射流，同时设计合理的射流调节阀门，有效控制射流量。
3、湿度的调节：通过汽油雾化的原理，运用空气压缩泵提供的高速气流产生真空度使其把水吸出直接雾化从喷嘴喷出。也可试用超声波雾化方法对水进行雾化。在实际设计中，对此进行比较试验并进行优化选择，选择标准暂参考经济指标、技术指标。在这基础上加装调温调湿装置。
4、研究哈尔滨市洗车业的现状：包括各类洗车方式所占比率、洗车的工艺及步骤、洗车用水用电量、车主洗车周期以及所选择方式、每次洗车所花费用、未来汽车清洗业的发展趋势及发展制约瓶颈。
3．拟解决的关键问题（限200字）
①以空气为源动力，以空气动力学为依据，通过合理的构造得到满足要求的高速气流。②进行合理的射吸设计，可以得到良好的雾化水汽，同时在系统中的水槽处添加温度调节系统，实现对于雾化水汽温度的可调可控。此设计与外界环境温度相匹配的关系也是研究的重点。
③射流调节：精确的射流调节装置是对控制气流湿度的有效保障，实现湿度可控，可以更有效的节水。
④水处理的方法：在水中添加适宜的清洗剂，在不损伤车体的前提下更好的去除车身油渍、泥渍。4.拟采取的研究方法（限300字）
为满足以流体动力学为原理进行射吸设计的需求，现采用以下几种试验方法：第一，进行系统科学的调查：从市场技术参考资料等多种途径获得相应的技术储备，并构造良好的性能模型，完善论证模式。第二，进行可靠稳定的设计：根据前期的技术参数，理论依据，将节水型汽车清洗机进行图纸设计，分模块进行设计分析，并为加工零部件创造良好的条件。整体设计完成后，对所有数据进行校正核对，并选择合适的材料进行试制加工。第三，进行试验研究：加工出的模型机因其原理设计环节存在着诸多潜在的问题，所以对其进行试验，测试其性能是否符合设计标准，以及是否存在设计的缺陷，并进行相应的改进。
5．技术路线（限500字）
1、方案选择：通过多种技术手段综合考虑、对比，选择最为合乎标准的设计方案，尤其是在水雾化方案上更要进行详细选择，同时方案的选择应最大程度上体现经济、环保、科学，真正的合理利用资源，达到设计目标。
2、选取适宜的空气压缩机：适宜的空气压缩机是提供气压的根本保障。适宜的气压、适宜的流速将会对设计产生很大的影响，只有在适宜的冲击力下才会使清洗车污渍的效果最佳。
3、有效合适的空气泵是提供稳定充足压力的气源。选择合适的射流是保证清洗情况的主要因素。良好的射流在保证完成清洗任务的同时也更加节约能源。
4、气泵射吸装置加热器控制阀系统选取完全以后，在全都符合设计要求的基础上，形成良好的匹配是必不可少的，对于管路的改造、器件的加工，使其相互之间配套，这都是形成良好匹配所要通过的基本步骤。
5、所有零部件设计整体匹配后，要进行的是组装完成一个可以用来进行试验的模拟机。使其能测试多项性能指标。
6．实验方案（限500字）
①测定不同湿度下，节水型清洗机对于污渍的去除能力。在液体流量控制阀的作用下，喷口所喷射的气体湿度是不一样的，而泥土要当湿度达到一定量时才开始变得松软，易于清洗。所以要在相同的气体流速下，探索不同湿度对于相同污渍去污能力的强弱，包括所需时间及难易程度指标，只要能有效快捷清除污渍，此湿度即为有效湿度②测定不同气体流速清洗机对于污渍的去除能力：不同流速的气体冲击力是大不相同的，而如果我们一味的追求高冲击力自然会导致过多的能源浪费。因此可以采取控制变量法对于不同气体流速所作用的结果进行检验，形成良好的去渍效果即为有效气体流速。③空气压缩机在不断旋转压缩后会形成不同压力的气体，过高压力的气体对于输送它的管道以及受压力的设备是一个很大的考验，因此保持良好的压力程度是十分有必要的。同时合理的压力更为有效的清除掉污渍，保持对流速稳定的持久保障。④测定不同季节温度调节对于污渍清除的影响：在不同季节里，对于不同的气候和温度，汽车车身的污渍构成及内部特性是不同的，这也就决定了对于不同的气候温度想要更好的清除车身污渍就需要不同的水汽温度。在模拟不同季节温度的时候，我们可以绘制相应的雾气温度与去除污渍时间的对应变化曲线供以后参考。
7．具备的知识基础（限150字）
因为涉及到系统的机械设计零部件的装配，构件的受力分析及选材、元器件的结构设计等多个方面。我们应该具备机械原理、理论力学、材料力学、电工学、机械设计、机械制造基础、应用物理、应用化学、流体力学、空气动力学等学科的知识。
8．设备条件（限150字）
小型气体压缩机、喷射枪、加热装置、文氏管、流量计、温度控制装置、湿度控制装置、合适的液体容器等
9.本项目的创新之处（限200字）
①本项目以较大程度上节约水资源为出发点，以空气动力清除污渍为创新点。与此同时，空气流速、压力、温度、湿度可调，使得节水型汽车清洗机具有更高的适应性和洗车效率。②着重关注了北方，尤其是东北冬季洗车难的问题，所关注的问题着眼实际，具有地方特色，此前也没有机构和个人对此有过系统具体的研究。
10.年度研究计划及预期研究进展
2010 年
4月-8月：前期调查，去哈尔滨各类洗车行，对每辆车洗一次的用水量、用电量、人力费用以及每天的洗车量进行调查，并对各类车型的相应指标进行调查。把数据进行汇总、分析、总结。并进行原理论证，计算，确定样机的大体制作方向。
9月-11月：进行模型设计，数据处理，采购材料，并着手进行样机的制作，争取在规定时间内把样机作出成型。并写出设计论文。
12月份：对样机各项性能指标进行试验并改进。
2011 年
1月-3月：把样机有限地放入市场进行试验，并进行后期调查，记录数据。进行总结并写成论文。准备材料进行答辩。
11.预期研究成果
①制造符合设计要求，达到设计目标的样品机，可以进行实地操作以及对各项性能指标进行测试。
②通过使用样机，可以实现比以前整车洗涤节约用水40%-50%，节约用电20%-30%，真正实现有效节能。
③能够继续研究，进行系列机的开发，同时能够申请1-2项专利，使机器得到推广。
12．经济技术考核指标
1、节约用水的比率及成本
2、节约电等能源的成本
3、人力费用降低比例
4、节约时间
四、经费预算 支 出 科 目 金 额
（百元）
计 算 根 据 及 理 由
合计 260
1.科研业务费 2.资料费 10 购买相关书籍、检索资源、设计手册 出版费 20 2-3篇相关论文，每篇800元左右版面费 专利申请费 15 1-2项专利 打印复印费 5
测试分析费 10 流体计算软件购买
2.实验材料
化学试剂 20 多种清洗剂 低值易耗品 15 砂纸，烙铁等工具 高压气管 10
3.仪器设备费
气泵 30
电加热器 5
流量计 15
试制费 80 控制阀 10
温度控制装置 10
4．其他
交通费 5
注：预算支出科目按下列顺序填写：1.科研业务费 2.实验材料费 3.仪器设备费 4.其他，开支范围参见《国家自然科学基金资助项目财务管理办法》第二章。
五、申请者承诺
我保证上述填报内容的真实性。如果获得资助，我与本项目组成员将严格遵守东北林业大学大学生创新实验项目遴选与管理办法的有关规定，切实保证研究工作时间，按计划认真开展研究工作，按时报送有关材料。申请者（签章）
2010 年月
日
六、审批情况：
指导教师对项目的评价及承诺：
项目以汽车外部清洗节水为目标，符合节约资源的社会发展要求，选题具有现实意义，技术方案有创新性和实用性，可取得预期成果，作为指导教师将认真指导研究工作，并按照相关规定承担应付责任。
签字：
****年**月**日
学院学术委员会推荐意见：
主任签字：
****年**月**日 学校评审组意见：
日
学校主管部门意见：
月
日
组长签字：
负责人签字
年
月
年
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