第一篇：節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)（共）

項(xiàng)目編號(hào)

東北林業(yè)大學(xué)

本科生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)書

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：

節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī) 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 王伊安 學(xué)

院：

東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院 年級(jí)、班級(jí)： 2008級(jí)3班 聯(lián)系電話： *** 電子信箱：

king890805@sohu.com 指導(dǎo)教師： 儲(chǔ)江偉 申報(bào)日期：

2010年3月31日

制表：東北林業(yè)大學(xué)教務(wù)處 2009年3月10日

一、基本情況 課題名稱

節(jié)水型空氣溫度濕度可調(diào)式汽車外部清洗機(jī)的設(shè)計(jì)研究 課題來源

負(fù) 責(zé) 人 王伊安 性別 男 年齡 21 年級(jí)、班級(jí) 2008級(jí)3班 專業(yè)

交通運(yùn)輸類 所在學(xué)院 交通學(xué)院 聯(lián)系電話 *** 電子信箱

king890805@sohu.com 智育成績(jī) 一學(xué)期 二學(xué)期 三學(xué)期 四學(xué)期 五學(xué)期 六學(xué)期

76.3 79.6 64.6

智育排名 一學(xué)期 二學(xué)期 三學(xué)期 四學(xué)期 五學(xué)期 六學(xué)期13 11

指導(dǎo)教師 儲(chǔ)江偉 性別 男 年齡 48 專業(yè)（學(xué)科）交通運(yùn)輸 職稱

交通學(xué)院院長(zhǎng)、博導(dǎo)、教授、博士 聯(lián)系電話 *** 電子信箱

CJW_62@163.com 項(xiàng) 目 主 要 參 加 者 姓名 性別 年齡 學(xué)

院 專

業(yè) 年級(jí)、班級(jí) 簽字

梁文博 男 21 交通學(xué)院 交通運(yùn)輸類 2008級(jí)8班

王法耀 男 22 交通學(xué)院 交通運(yùn)輸類 2008級(jí)8班

項(xiàng)目參加者獲獎(jiǎng)及成果情況 獲獎(jiǎng)?wù)?/p>

成果

名

稱 獲獎(jiǎng)時(shí)間

王伊安

哈爾濱世界大冬會(huì)優(yōu)秀志愿者，職業(yè)規(guī)劃大賽校級(jí)優(yōu)秀獎(jiǎng) 09年3月；09年9月

梁文博

國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，校級(jí)“三好學(xué)生”，省“三好學(xué)生” 09年9月；09年11月；10年3月

王法耀

科創(chuàng)知識(shí)競(jìng)賽校級(jí)三等獎(jiǎng)，職業(yè)規(guī)劃大賽校級(jí)優(yōu)秀獎(jiǎng)

08年11月；09年9月

注：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人成績(jī)需所在學(xué)院團(tuán)委蓋章，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和參加者需提供成績(jī)單。

二、立論依據(jù)

1項(xiàng)目的研究意義（限200字）①在能源危機(jī)愈演愈烈的今天，水資源作為一種重要的資源，其價(jià)值與保護(hù)意義也與日俱增，節(jié)水型洗車機(jī)的研發(fā)也正是出于此目的，同時(shí)也是響應(yīng)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求。②北方因其獨(dú)特的氣候?qū)е露鞠窜囀掷щy，節(jié)水型洗車機(jī)因其可控溫度徹底解決北方冬季洗車難問題。③節(jié)約型洗車機(jī)有效節(jié)水，同時(shí)可提高效率，有效從整體上降低洗車成本。④因?yàn)楣?jié)水型洗車機(jī)不與汽車直接接觸，所以不至于損壞車漆部分。

2．國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析并附主要參考文獻(xiàn)（限1000字）

當(dāng)今國(guó)內(nèi)外對(duì)洗車機(jī)的研究側(cè)重點(diǎn)在節(jié)水、節(jié)能、全自動(dòng)智能化操控以及減少車身損傷等問題上?，F(xiàn)階段已經(jīng)研制出各種樣式的洗車設(shè)備和洗車方式。

目前洗車技術(shù)主要分為物理和化學(xué)兩種形式，物理洗車又分為自動(dòng)式和手動(dòng)式兩種，現(xiàn)行洗車行一般使用高壓水槍沖洗，自動(dòng)式有無接觸式洗車機(jī)、毛刷式洗車機(jī)、蒸汽洗車機(jī)等方式。

“無接觸高科技洗車技術(shù)”是歐美20世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一種先進(jìn)的自動(dòng)洗車技術(shù)，它的特點(diǎn)是：在整個(gè)清洗過程中只有中性水和活性劑與車身接觸，無任何有形的東西，如軟布、毛刷或其他洗滌媒介與車身接觸，所以叫“無接觸洗車”。正因?yàn)椤盁o接觸”，這種方法對(duì)車的油漆不會(huì)造成諸如擦傷、刮痕等任何損害。毛刷式電腦洗車機(jī)自20世紀(jì)90年代初進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，以其方便快捷和節(jié)省人力，逐步受到洗車行業(yè)的重視與推廣，也越來越受到廣大車主的青睞。隨后又開始提倡蒸汽洗車?yán)砟睿羝窜嚈C(jī)是能夠產(chǎn)生足夠壓力和氣量的蒸汽以用于清洗汽車的設(shè)備，能有效地節(jié)約用水，并且操作方便快捷，保護(hù)車體免于劃傷。但是這些洗車方式在當(dāng)時(shí)設(shè)備成本十分昂貴。由于蒸汽洗車節(jié)水節(jié)能效果較前兩種洗車方式有很大的提高，便成為了以后的發(fā)展趨勢(shì)。

2003 年以來,在上海浦東世界廣場(chǎng)經(jīng)?？煽吹揭环N比家用吸塵器大不了多少的新型蒸汽洗車機(jī),洗1 輛轎車只需0.2 升水。這種洗車機(jī)燃燒清潔能源,不需用電,通過電壓將水和清潔劑的混合物化為蒸汽,在洗車的同時(shí),還能完成車輛的上光打蠟和保養(yǎng)。與馬路洗車攤相比,在洗車的同時(shí),還能完成車輛的上光打蠟和保養(yǎng)。其優(yōu)勢(shì)首先是節(jié)水,洗1 輛車的用水量只有馬路洗車攤的千分之一。其次,蒸汽洗車機(jī)很環(huán)保,較少產(chǎn)生污水。隨后，蒸汽式洗車機(jī)便向自動(dòng)化、智能化發(fā)展。

近日，國(guó)內(nèi)新近研制和開發(fā)了一種智能型蒸汽洗車機(jī)，它采用高效可調(diào)壓電鍋爐加熱，產(chǎn)生高壓蒸氣來快速吹除各種汽車、機(jī)械、電器以及各種零配件上的灰塵和油跡。它具有自動(dòng)泵水、調(diào)壓等多種功能，效果極為顯著，獨(dú)特的電器設(shè)計(jì)使水充分霧化，氣量大，但用水少。節(jié)水效果能達(dá)到98%，同時(shí)加入少量消毒液后對(duì)車輛任何部位均能噴灑覆蓋，可起到殺菌和消毒作用,是各大汽車維修廠、洗車店、各超市、住宅小區(qū)停車場(chǎng)等地不可多得的好幫手。洗車機(jī)還運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行程序化溫度控制。單片微計(jì)算機(jī)具有面向控制等特點(diǎn),以其為核心的溫度程控器, 利用單片機(jī)的運(yùn)算能力和記憶判斷能力, 能兼有程序給定和控制運(yùn)算等功能。而且, 計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)具有柔性特征, 不需改變使件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)卦黾酉到y(tǒng)的功能?？刂破髋c傳感器、變送器、執(zhí)行器等配合使用、可組成對(duì)溫度進(jìn)行閉環(huán)控制的直接數(shù)字控制系統(tǒng)。同時(shí)也在水汽霧化方面進(jìn)行了改進(jìn)，采用了先進(jìn)的超聲波霧化技術(shù)。如：日本帝科電子公司最近推出一種強(qiáng)力超聲波霧化器--US2型。儀器特點(diǎn)霧化液體不需加壓力, 不會(huì)堵塞, 從最小至最大流量, 液體能均勻霧化,省能, 使用安全可靠。其主要用途是空氣加濕、物品加濕、向液體內(nèi)注入氣體、攪拌、混合氣化等。

為了更好的達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的，人們便研究并研制出了一種新型的無水洗車機(jī)。無水洗車就是化學(xué)清洗，用含酸、堿的化學(xué)物質(zhì)對(duì)被清洗物體進(jìn)行清洗，在清洗過程中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使污染物剝離脫落，達(dá)到清洗、清潔的效果。但是由于這種洗車方式還存在對(duì)車身腐蝕，洗車液對(duì)環(huán)境造成污染等問題，現(xiàn)在并沒有得到普及。

三、研究方案

1.研究目標(biāo)（限200字）

新型洗車機(jī)因其獨(dú)特的原理，可以有效地節(jié)約水資源。初步目標(biāo)定為基本車型每次洗車用水節(jié)省40%-50%，達(dá)到每次用水15-20L。在達(dá)到節(jié)約水資源的同時(shí)，也達(dá)到節(jié)約電能等能源的目的，每次可以顯著節(jié)能20%-30%，在降低能源消耗的條件下，有效地縮短洗車所需要的時(shí)間至每車10分鐘左右，同時(shí)研發(fā)便攜式洗車裝置，可適應(yīng)更多的工作環(huán)境，滿足不同的需求。

運(yùn)用合理的控溫機(jī)制，徹底解決北方冬季洗車較為困難的問題。

2．研究?jī)?nèi)容（限400字）

1、系統(tǒng)方案選擇比較：通過前期的調(diào)查研究合理的計(jì)算論證，尋求符合要求的最簡(jiǎn)單的方案。方案力求縝密、統(tǒng)籌兼顧、均衡分配。

2、設(shè)計(jì)：按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，分步、分模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的空氣壓縮泵，提供足夠的射流，同時(shí)設(shè)計(jì)合理的射流調(diào)節(jié)閥門，有效控制射流量。

3、濕度的調(diào)節(jié)：通過汽油霧化的原理，運(yùn)用空氣壓縮泵提供的高速氣流產(chǎn)生真空度使其把水吸出直接霧化從噴嘴噴出。也可試用超聲波霧化方法對(duì)水進(jìn)行霧化。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)此進(jìn)行比較試驗(yàn)并進(jìn)行優(yōu)化選擇，選擇標(biāo)準(zhǔn)暫參考經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)。在這基礎(chǔ)上加裝調(diào)溫調(diào)濕裝置。

4、研究哈爾濱市洗車業(yè)的現(xiàn)狀：包括各類洗車方式所占比率、洗車的工藝及步驟、洗車用水用電量、車主洗車周期以及所選擇方式、每次洗車所花費(fèi)用、未來汽車清洗業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展制約瓶頸。

3．?dāng)M解決的關(guān)鍵問題（限200字）

①以空氣為源動(dòng)力，以空氣動(dòng)力學(xué)為依據(jù)，通過合理的構(gòu)造得到滿足要求的高速氣流。②進(jìn)行合理的射吸設(shè)計(jì)，可以得到良好的霧化水汽，同時(shí)在系統(tǒng)中的水槽處添加溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于霧化水汽溫度的可調(diào)可控。此設(shè)計(jì)與外界環(huán)境溫度相匹配的關(guān)系也是研究的重點(diǎn)。

③射流調(diào)節(jié)：精確的射流調(diào)節(jié)裝置是對(duì)控制氣流濕度的有效保障，實(shí)現(xiàn)濕度可控，可以更有效的節(jié)水。

④水處理的方法：在水中添加適宜的清洗劑，在不損傷車體的前提下更好的去除車身油漬、泥漬。4.擬采取的研究方法（限300字）

為滿足以流體動(dòng)力學(xué)為原理進(jìn)行射吸設(shè)計(jì)的需求，現(xiàn)采用以下幾種試驗(yàn)方法：第一，進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的調(diào)查：從市場(chǎng)技術(shù)參考資料等多種途徑獲得相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備，并構(gòu)造良好的性能模型，完善論證模式。第二，進(jìn)行可靠穩(wěn)定的設(shè)計(jì)：根據(jù)前期的技術(shù)參數(shù)，理論依據(jù)，將節(jié)水型汽車清洗機(jī)進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，分模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，并為加工零部件創(chuàng)造良好的條件。整體設(shè)計(jì)完成后，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行校正核對(duì)，并選擇合適的材料進(jìn)行試制加工。第三，進(jìn)行試驗(yàn)研究：加工出的模型機(jī)因其原理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在著諸多潛在的問題，所以對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試其性能是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及是否存在設(shè)計(jì)的缺陷，并進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

5．技術(shù)路線（限500字）

1、方案選擇：通過多種技術(shù)手段綜合考慮、對(duì)比，選擇最為合乎標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案，尤其是在水霧化方案上更要進(jìn)行詳細(xì)選擇，同時(shí)方案的選擇應(yīng)最大程度上體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、科學(xué)，真正的合理利用資源，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

2、選取適宜的空氣壓縮機(jī)：適宜的空氣壓縮機(jī)是提供氣壓的根本保障。適宜的氣壓、適宜的流速將會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生很大的影響，只有在適宜的沖擊力下才會(huì)使清洗車污漬的效果最佳。

3、有效合適的空氣泵是提供穩(wěn)定充足壓力的氣源。選擇合適的射流是保證清洗情況的主要因素。良好的射流在保證完成清洗任務(wù)的同時(shí)也更加節(jié)約能源。

4、氣泵射吸裝置加熱器控制閥系統(tǒng)選取完全以后，在全都符合設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，形成良好的匹配是必不可少的，對(duì)于管路的改造、器件的加工，使其相互之間配套，這都是形成良好匹配所要通過的基本步驟。

5、所有零部件設(shè)計(jì)整體匹配后，要進(jìn)行的是組裝完成一個(gè)可以用來進(jìn)行試驗(yàn)的模擬機(jī)。使其能測(cè)試多項(xiàng)性能指標(biāo)。

6．實(shí)驗(yàn)方案（限500字）

①測(cè)定不同濕度下，節(jié)水型清洗機(jī)對(duì)于污漬的去除能力。在液體流量控制閥的作用下，噴口所噴射的氣體濕度是不一樣的，而泥土要當(dāng)濕度達(dá)到一定量時(shí)才開始變得松軟，易于清洗。所以要在相同的氣體流速下，探索不同濕度對(duì)于相同污漬去污能力的強(qiáng)弱，包括所需時(shí)間及難易程度指標(biāo)，只要能有效快捷清除污漬，此濕度即為有效濕度②測(cè)定不同氣體流速清洗機(jī)對(duì)于污漬的去除能力：不同流速的氣體沖擊力是大不相同的，而如果我們一味的追求高沖擊力自然會(huì)導(dǎo)致過多的能源浪費(fèi)。因此可以采取控制變量法對(duì)于不同氣體流速所作用的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，形成良好的去漬效果即為有效氣體流速。③空氣壓縮機(jī)在不斷旋轉(zhuǎn)壓縮后會(huì)形成不同壓力的氣體，過高壓力的氣體對(duì)于輸送它的管道以及受壓力的設(shè)備是一個(gè)很大的考驗(yàn)，因此保持良好的壓力程度是十分有必要的。同時(shí)合理的壓力更為有效的清除掉污漬，保持對(duì)流速穩(wěn)定的持久保障。④測(cè)定不同季節(jié)溫度調(diào)節(jié)對(duì)于污漬清除的影響：在不同季節(jié)里，對(duì)于不同的氣候和溫度，汽車車身的污漬構(gòu)成及內(nèi)部特性是不同的，這也就決定了對(duì)于不同的氣候溫度想要更好的清除車身污漬就需要不同的水汽溫度。在模擬不同季節(jié)溫度的時(shí)候，我們可以繪制相應(yīng)的霧氣溫度與去除污漬時(shí)間的對(duì)應(yīng)變化曲線供以后參考。

7．具備的知識(shí)基礎(chǔ)（限150字）

因?yàn)樯婕暗较到y(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)零部件的裝配，構(gòu)件的受力分析及選材、元器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。我們應(yīng)該具備機(jī)械原理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造基礎(chǔ)、應(yīng)用物理、應(yīng)用化學(xué)、流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。

8．設(shè)備條件（限150字）

小型氣體壓縮機(jī)、噴射槍、加熱裝置、文氏管、流量計(jì)、溫度控制裝置、濕度控制裝置、合適的液體容器等

9.本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處（限200字）

①本項(xiàng)目以較大程度上節(jié)約水資源為出發(fā)點(diǎn)，以空氣動(dòng)力清除污漬為創(chuàng)新點(diǎn)。與此同時(shí)，空氣流速、壓力、溫度、濕度可調(diào)，使得節(jié)水型汽車清洗機(jī)具有更高的適應(yīng)性和洗車效率。②著重關(guān)注了北方，尤其是東北冬季洗車難的問題，所關(guān)注的問題著眼實(shí)際，具有地方特色，此前也沒有機(jī)構(gòu)和個(gè)人對(duì)此有過系統(tǒng)具體的研究。

10.年度研究計(jì)劃及預(yù)期研究進(jìn)展

2010 年

4月-8月：前期調(diào)查，去哈爾濱各類洗車行，對(duì)每輛車洗一次的用水量、用電量、人力費(fèi)用以及每天的洗車量進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)各類車型的相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查。把數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析、總結(jié)。并進(jìn)行原理論證，計(jì)算，確定樣機(jī)的大體制作方向。

9月-11月：進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理，采購材料，并著手進(jìn)行樣機(jī)的制作，爭(zhēng)取在規(guī)定時(shí)間內(nèi)把樣機(jī)作出成型。并寫出設(shè)計(jì)論文。

12月份：對(duì)樣機(jī)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)并改進(jìn)。

2011 年

1月-3月：把樣機(jī)有限地放入市場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，并進(jìn)行后期調(diào)查，記錄數(shù)據(jù)。進(jìn)行總結(jié)并寫成論文。準(zhǔn)備材料進(jìn)行答辯。

11.預(yù)期研究成果

①制造符合設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的樣品機(jī)，可以進(jìn)行實(shí)地操作以及對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

②通過使用樣機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)比以前整車洗滌節(jié)約用水40%-50%，節(jié)約用電20%-30%，真正實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能。

③能夠繼續(xù)研究，進(jìn)行系列機(jī)的開發(fā)，同時(shí)能夠申請(qǐng)1-2項(xiàng)專利，使機(jī)器得到推廣。

12．經(jīng)濟(jì)技術(shù)考核指標(biāo)

1、節(jié)約用水的比率及成本

2、節(jié)約電等能源的成本

3、人力費(fèi)用降低比例

4、節(jié)約時(shí)間

四、經(jīng)費(fèi)預(yù)算 支 出 科 目 金 額

（百元）

計(jì) 算 根 據(jù) 及 理 由

合計(jì) 260

1.科研業(yè)務(wù)費(fèi) 2.資料費(fèi) 10 購買相關(guān)書籍、檢索資源、設(shè)計(jì)手冊(cè) 出版費(fèi) 20 2-3篇相關(guān)論文，每篇800元左右版面費(fèi) 專利申請(qǐng)費(fèi) 15 1-2項(xiàng)專利 打印復(fù)印費(fèi) 5

測(cè)試分析費(fèi) 10 流體計(jì)算軟件購買

2.實(shí)驗(yàn)材料

化學(xué)試劑 20 多種清洗劑 低值易耗品 15 砂紙，烙鐵等工具 高壓氣管 10

3.儀器設(shè)備費(fèi)

氣泵 30

電加熱器 5

流量計(jì) 15

試制費(fèi) 80 控制閥 10

溫度控制裝置 10

4．其他

交通費(fèi) 5

注：預(yù)算支出科目按下列順序填寫：1.科研業(yè)務(wù)費(fèi) 2.實(shí)驗(yàn)材料費(fèi) 3.儀器設(shè)備費(fèi) 4.其他，開支范圍參見《國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目財(cái)務(wù)管理辦法》第二章。

五、申請(qǐng)者承諾

我保證上述填報(bào)內(nèi)容的真實(shí)性。如果獲得資助，我與本項(xiàng)目組成員將嚴(yán)格遵守東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遴選與管理辦法的有關(guān)規(guī)定，切實(shí)保證研究工作時(shí)間，按計(jì)劃認(rèn)真開展研究工作，按時(shí)報(bào)送有關(guān)材料。申請(qǐng)者（簽章）

2010 年月

日

六、審批情況：

指導(dǎo)教師對(duì)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)及承諾：

項(xiàng)目以汽車外部清洗節(jié)水為目標(biāo)，符合節(jié)約資源的社會(huì)發(fā)展要求，選題具有現(xiàn)實(shí)意義，技術(shù)方案有創(chuàng)新性和實(shí)用性，可取得預(yù)期成果，作為指導(dǎo)教師將認(rèn)真指導(dǎo)研究工作，并按照相關(guān)規(guī)定承擔(dān)應(yīng)付責(zé)任。

簽字：

****年**月**日

學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)推薦意見：

主任簽字：

****年**月**日 學(xué)校評(píng)審組意見：

日

學(xué)校主管部門意見：

月

日

組長(zhǎng)簽字：

負(fù)責(zé)人簽字

年

月

年