洗掃車高壓水泵驅動方式研究

中圖分類號：U469 收稿日期：2025-02-22 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.07.015

Research on the Driving Mode of High-pressure Water Pump for Cleaning Vehicle

Hu Jianhua CRRC Times Electric Vehicle Co.，Ltd，.Zhuzhou 412000，China

Abstract：Theflowofthehigh-pressurewaterpumpoftheroadsweepercanbeadjustedaccordinglyaccordingtothedifferentdegreesofroaddirt，andthe igh-presurepumpmatchestheappropriateworking spedunderdiferent workingmodes，whichcan achieve thepurposeofsavingwaterandenergy，andtheenergyconsumptionandcontinuous workingtimearethe mainperformanceparameters theroadsweeper.Selectingthe motordirectdrive high-pressre waterpumpdrive modecancontrolthehigh-pressure water pump speed independently，which can achieve the purpose of water energy saving.

Key words：Sweeping vehicle;High pressure water pump;Drive mode;Water saving;Energy saving

1前言

2工作原理

洗掃車傳統的高壓水泵驅動方式是以副發動機（簡稱“副機”皮帶輪帶動高壓水泵為主，但是在洗掃模式中副機同時是驅動風機的，在不影響吸嘴吸力的情況下，無法多次改變副機轉速來改變高壓水泵轉速。高壓水泵為三缸柱塞泵，其轉速決定其輸出流量，若轉速不變，則流量輸出是恒定的。而對于比較干凈的作業路面，可以通過減少高壓水流量來達到節約用水，以及提升一次連續作業時長的目的，所以這種驅動方式就限制了洗掃車對不同的臟污路面進行流量改變的靈活性[1-2]。

結合環衛產品電動化、智能化、網聯化這一市場趨勢，可以用獨立的電機來驅動高壓水泵，使高壓水泵的轉速不受其余裝置的限制，合理匹配作業轉速，以便達到節能、節水目的[3-4]。

本文以某公司純電動洗掃車為例，分析副機皮帶輪帶動高壓水泵和電機驅動高壓水泵這兩種驅動方式的節水量和作業功率。該洗掃車高壓水泵為某進口品牌的柱塞泵，額定轉速 1450r/min ，額定壓力 10MPa ，流量150L/min ，額定功率 30kW 。

2.1副機皮帶輪帶動高壓水泵方式

副機啟動后，開啟洗掃模式，副機上面的兩個皮帶輪通過皮帶傳動會分別帶著風機和水泵皮帶輪轉動，從而驅動風機和高壓水泵工作[5]。副機皮帶輪帶動高壓水泵的結構形式如圖1所示。

圖1副機皮帶輪帶動高壓水泵的結構形式

1.高壓水泵2.高壓水泵皮帶輪3.高壓水泵窄V皮帶4.副機皮帶輪 5.副機系統6.風機皮帶輪7.風機

2.2電機直驅高壓水泵方式

圖2所示為電機驅動高壓水泵的結構形式，可以看出，電機直驅高壓水泵，可隨意調節高壓水泵轉速，從而控制水泵流量[6]。

圖2電機驅動高壓水泵的結構形式

1.高壓水泵2.電機

3流量分析

以全洗掃、單角噴、自潔這三種作業模式下來計算兩種驅動方式的流量，從而計算用水量。設定各工作模式的噴嘴型號和噴嘴數量是相同的，系統工作壓力設為50bar ，系統調節壓力設為 70bar 。兩種工作模式下噴嘴在不同工作壓力下的總流量參數如表1所示。

表1噴嘴總流量參數表

根據高壓水泵流量與轉速關系，計算兩種驅動形式下三種作業模式的流量：

式中， Q 為高壓水泵流量， L/min;n 為高壓水泵轉速， r/min 。

3.1副機皮帶輪帶動高壓水泵流量計算

副機皮帶輪帶動高壓水泵的驅動形式的洗掃車一般會設標洗和強洗兩種轉速[7]，標洗最常用，標洗時全洗掃狀態副機轉速 1450r/min ，單角噴和自潔模式下，副機轉速為 1200r/min ，傳動比為0.71，結合式（1），計算副機皮帶輪帶動高壓水泵三種工作模式下的各主要

參數，詳見表2。

表2主要參數表（副機皮帶輪帶動高壓水泵）

3.2電機直驅高壓水泵方式流量計算

如遇干凈路面，可將電機轉速調至 900r/min ，此時高壓水泵的轉速也是 900r/min ，結合式（1）和表1，計算電機直驅高壓水泵在三種工作模式下的各主要參數，詳見表3。

表3主要參數表（電機直驅高壓水泵）

根據表2和表3的計算結果，結合表1，得知：

全洗掃模式下，電機直驅高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式每分鐘節省流量 （106.5-93）L/min= 13.5L/min 。

單角噴模式下，電機直驅高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式每分鐘節省流量 （56.06-42）L/min= 14.06L/min ，副機皮帶輪帶動高壓水泵方式比電機直驅高壓水泵方式系統工作壓力要高，且還會溢流。

自潔模式下，因為沒有溢流流量，水泵轉速一樣，所以此兩種驅動方式的流量值一樣。

假定清水箱容積 9000L ，那全洗掃模式電機直驅高壓水泵方式比副機皮帶輪帶動高壓水泵方式下一次連續作業時間可以多 12.3min ，在作業速度 10km/h. 洗掃寬度 3.5m 時，作業面積增加 7175m² 。同樣，單角噴模式下，也可以增加作業面積。由此可見，電機直驅高壓水泵在適應不同臟污程度的路面下作業更方便，在比較干凈的路面上作業更加節水。

4功率分析

根據水泵性能曲線圖（圖3）可知，隨著水泵工作壓力越小，功率越小；根據表2和表3計算的系統工作壓力，電機直驅高壓水泵的驅動方式在三個工作模式下都要小，系統工作壓力越小，能耗越小，而且窄V帶的傳動效率只有 85%～95% ，電機直驅高壓水泵的驅動方式更節能。

圖3水泵性能曲線圖

5結語

電機直驅高壓水泵技術，能精準匹配負載，避免“大馬拉小車\"現象，提升作業精度等，其憑借高效、智能、環保的優勢，將成為環衛及高壓流體設備領域的革命性解決方案。隨著新能源轉型和智能化需求的爆發，未來5～10年其市場份額將顯著增長，并可能逐步替代傳統傳動方式。后續融合電機控制算法、系統集成能力，以及跨行業應用場景，將會極大提升企業發展競爭力。

參考文獻：

[1]劉洋.高壓清洗車的流量控制分析[J].建設機械建設與管理，2009（5）：99-100.

[2]李錚.純電動洗掃車設計思路[J].專用汽車，2021（5）：71-74.

[3]趙劉洋.洗掃車高壓水路系統的設計分析[J].專用汽車，2010（2）：50-52.

[4]崔少晨，柴立.環衛洗掃車高壓水路系統設計與研究[J].建設機械技術與管理，2015，28（9）：84-86.

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[6]李文芳.一種電氣化高壓水路控制策略分析[J].專用汽車，2023（6）：59-62.

[7]邴玉龍.新能源專用汽車上裝電動化發展現狀及趨勢分析[J].專用汽車，2024（11）：1-3.

[8]甘育源.新能源環衛車的發展趨勢探討[J].專用汽車，2023（5）：7-9

作者簡介：

胡堅華，女，1987年生，工程師，研究方向為清洗清掃類環衛車水路系統。