Машины для летнего содержания автомобильных дорог

 МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ  ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ И РЕМОНТА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ

МАШИНЫ ДЛЯ ЛЕТНЕГО СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ПОКРЫТИЙ АЭРОДРОМОВ

ПОЛИВОЧНО-МОЕЧНЫЕ МАШИНЫ

Поливочно-моечные машины предназначены для

1. поливки и мойки дорожных покрытий,
2. поливки зеленых насаждений,
3. тушения пожаров,
4. подвоза воды.

В зимнее время поливочно-моечные  машины используют в качестве базовых машин для навески плужно-щеточного оборудования снегоочистителей.

Классификация поливо—моечных машин

ПММ классифицируют

По назначению поливочно-моечные машины разделяют (рис. 9.1) на

специализированные поливочные и  моечные и 

универсальные поливочно-моечные.

По типу базовой  машины

автомобильных шасси,

грузовых полуприцепах и прицепах.

По типу насосной установки поливочно-моечные машины можно разделить на машины с низким (до 1,0 МПа) и с высоким давлением воды (более 1,0 МПа). Повышенное давление воды при мойке дорожных покрытий позволяет уменьшить расход воды на единицу площади покрытия вследствие более высокой кинетической энергии водяных струй, однако требует дополнительных конструктивных мер, предупреждающих дробление и торможение струй воды.

 

По типу рабочего оборудования:

1. Поливочные насадки
2. Моечные насадки
3. Водяная рампа
4. Водяное сопло для мойки дорожных лотков

Поливочные насадки обычно устанавливают симметрично относительно продольной оси машины, повернутыми вверх под углом 15-20° и более к горизонту и разворачивают в стороны на угол 10°.

Моечные насадки обычно устанавливают повернутыми вниз под углом 10—12° к горизонту (рис. 9.2). Их несимметрично поворачивают вправо относительно продольной оси машины для перемещения смываемых загрязнений с проезжей части дороги в сторону дорожного лотка.

Поливочно-моечные машины снабжают двумя передними или двумя  передними и одним боковым моечными насадками; последний вариант позволяет значительно увеличить ширину мойки дорожного покрытия.

Поливочные и моечные  насадки имеют шарнирное или  конусное крепление для установки под необходимыми углами во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Водяная моечная рампа  - это горизонтальная труба с форсунками, установленной под углом в плане, равным 70—80°, к продольной оси машины. Угол установки форсунок водяной рампы относительно горизонтального дорожного покрытия существенно больше, чем у моечных насадков, а длина моющих секторов меньше. Это обеспечивает более высокую скорость водяных струй на линии встречи с дорожным покрытием и меньший расход воды на единицу площади дорожного покрытия. Главный недостаток водяной рампы - ширина мойки обычно не превышает габаритной ширины машины, тогда как при использовании моечных насадков ширина мойки в 1,5—2,5 раза больше габаритной ширины машины и достигает 6—8 м.

Водяное сопло для мойки дорожных лотков позволяет создать при движении машины вдоль лотка перемещающийся водяной вал. Накапливающийся избыток воды с мусором периодически уходит в сточные колодцы ливневой канализации.

ПММ классифицируют по типу дополнительного  РО

Дополнительное оборудование поливочно-моечных машин включает

передний   косоустановленный  отвал снегоочистителя,

цилиндрическую   подметальную щетку со стальным или синтетическим   ворсом.

водосгонный косоустановленный нож  для улучшения качества очистки сильно загрязненных поверхностей и уменьшения удельного расхода воды.

оборудование для поливки зеленых  насаждений и тушения пожаров.

 

Рабочее оборудование любой поливочно-моечной  машины содержит

сварную цистерну с верхней горловиной и 

нижним центральным клапаном с механическим, гидравлическим и электрогидравлическим управлением из кабины водителя для перекрытия подачи воды к насосу. Центральный клапан оборудован сетчатым фильтром.

Центробежный водяной насос  с приводом от коробки отбора мощности устанавливают на раме автомобиля. Сечение трубопроводов должно обеспечивать скорость воды не менее 0,2—0,3 м/с при минимальных местных сопротивлениях.

 

Расчет поливочно-моечной  машины включает:

1. определение рациональных параметров процесса поливки и мойки дорожного покрытия
2. баланса мощности,
3. водяной системы и гидрооборудования,
4. цистерны,
5. нагрузок на оси,
6. тягово-динамические,
7. устойчивости и управляемости машины,
8. производительности и др.

Главным параметром поливочно-моечной  машины является вместимость цистерны.

При определении параметров процесса мойки дорожного покрытия необходимо, задаваясь параметрами насосной установки и водяной системы машины, найти эффективную ширину мойки В_М (см. рис. 9.2) или решить обратную задачу.

Рис. 9.2. Схема   взаимодействия моечного оборудования с дорожным покрытием

 

Взаимодействие моющих секторов с  дорожным покрытием происходит по  линии С₁D₂. Участок С₂D₁   определяет необходимое минимальное перекрытие моющих секторов.

Центральный угол каждого моющего  сектора         = 50—60° определяется рациональной конструкцией моющих насадков.

Вдоль линии встречи C₁D₂ образуется водяной вал, который движется поступательно со скоростью, равной скорости машины V_M, и одновременно смещается вдоль этой линии встречи со скоростью

V = V_M sin b,

где b— угол между линией встречи и перпендикуляром к направлению движения машины.

Свободно лежащие на дороге загрязнения  захватываются и уносятся водяным валом.

В установившемся режиме мойки равновесие линии встречи C₁D₂ определяется равенством

А = В

1.  А -- количество движения насыщенного загрязнениями водяного вала в направлении векторов  V_M и V_M sin b и
2. В -- проекции на эти направления результирующих количества движения моющих секторов.

Величины  В  в наиболее простом случае направлены вдоль  биссектрисы АЕ каждого моющего сектора и равны

0,5 m V_СТР(1 + cos a),

где т—масса расходуемой воды через соответствующий насадок в течение промежутка времени t, т == Qt ,

a — угол наклона биссектрисы АЕ к горизонтали;

V_СТР — скорость элементарной водяной струи моющего сектора в точке Е.

Необходимо учитывать, что скорость V_СТР значительно меньше начальной скорости струи, м/с, в критическом сечении насадка:

 

 

 

где m — гидравлический коэффициент расхода, m. == 0,8 — 0,95;

р — давление воды па входе в насадок, МПа:

g— ускорение свободного падения; 

r_В — плотность воды,  == 1000 кг/м³.

Снижение скорости V_СТР обусловлено увеличением площади моющего сектора, перпендикулярной его биссектрисе АЕ, пропорционально удлинению этой биссектрисы.

В направлении движения машины скорость V_СТР геометрически суммируется со скоростью V_М = 3—6 м/с.

Условие равновесия количества движения воды по линии встречи C₁D₂ позволяет определить оптимальный угол поворота этой линии:

 

 

 

 

где d — угол поворота биссектрисы моющего сектора относительно направления движения машины.

Зная угол b, можно определить

•     ширину  В_М мойки,
•   объемный расход воды  q _ВО на единицу площади мойки.

При использовании моющих насадков и  давлении в системе  р = 0,3— 0,4 МПа и удельной загрязненности дорожного покрытия q _С = 0,1 кг/м² обычно принимают q _ВО = 1 кг/м²

Уменьшение количества движения моющих секторов по сравнению с оптимальным, равновесным значением (например, вследствие падения расхода Q или давления р ) приводит к прорыву загрязненной воды из водяного вала под моющие секторы и резкому ухудшению качества мойки дорожного покрытия.

Увеличение  количества движения обеспечивает рост объема водяного вала и переход системы в новое равновесное состояние с увеличенной шириной  В_М мойки.

Ограничениями в последнем случае являются устойчивость водяных струй  при повышении давления  р.

 

равнение тягово-динамического  баланса поливочно-моечной машины:

 

 

 

где W — сопротивление движению машины, Н;

Gм — вес машины с полной цистерной, Н;

Кр — коэффициент распределения веса машины с полной цистерной на ведущую ось (определяется на основании расчета координат центра масс машины);

К j — коэффициент перераспределения веса машины на ведущую ось вследствие действия инерционных сил при разгоне, К j = 1,1—1,3 (большее значение принимают при движении на низших передачах);

     — коэффициент сцепления, при движении в рабочем режиме по влажной поверхности дороги      == 0,4—0,6 и в транспортном режиме по сухой поверхности     = 0,7—0,8

   — номинальная мощность двигателя, кВт;

                 — передаточное отношение и КПД трансмиссии машины при движении на соответствующей передаче;

        -- частота вращения вала двигателя при номинальной мощности, об/мин;

          — динамический радиус качения ведущего колеса, м.

Сопротивление движению   W (Н) определяют отдельно для рабочего         и транспортного               режимов:

 

 

 

 

 

 

где f — коэффициент сопротивления качению колес машины, f = 0,02;

уклон дороги,     == 0,07—0,09;

         и    — коэффициенты учета вращающихся масс при движении соответственно с рабочей и транспортной  скоростями  машины с полной цистерной,

           = 1 + 0,05 (I + Р)               

                 — вес машины с фактической загрузкой цистерны);

g — ускорение свободного падения;

              и               — ускорение машины при движении соответственно на низших и высших передачах,   = 1,7—2 м/с и         —0,15—0,3 м/с';

                   —транспортная скорость машины;

                 скорость встречного ветра,           = 3—5 м/с;

                 — коэффициент аэродинамического торможения машины:                          = 1,8—3,6 Н           

 

Уравнение мощностного баланса  поливочно-моечной машины составляют для рабочего и транспортного режимов с учетом потерь мощности на пробуксовывание колес машины:

 

 

 

 

 

 

где Q — массовая подача водяного насоса,

            — плотность води,  = = 1000 кг/м»;

 — давление, создаваемое насосом, МПа;

          и   — КПД трансмиссии при движении машины соответственно с рабочей            и транспортной               скоростями;

           — КПД привода водяного насоса;

                — объемный КПД насоса,            = 0,6—0,75

                    — коэффициент буксования,             = 0,15—0,2.

 

Техническая производительность поливочно-моечной машины (м²/ч)

 

 

 

 

где В — ширина поливки или мойки дорожного покрытия, м;

В_пер — ширина перекрытия проходов машины, В_пер==0,1—0,2 м;

                     —рабочая скорость,                   = 3—6 м/с.

Эксплуатационная производительность (м²/ч)

 

 

 

 

где V — полезная вместимость цистерны, 

                  — коэффициент наполнения цистерны, Кн = 0,9—0,95;

       — коэффициент использования машины по времени, К_В = 0,85;

            — норма расхода воды, при мойке           и при поливке     = 0,25 кг/м^

                   — цикл разлива цистерны, с,

 

           —время разлива,