地鐵車輛自動清洗機

摘要： 了地鐵車輛自動清洗機的具體洗刷工藝過程和相關的一些問題
一、 前言
地鐵車輛外表面隨著運行時間的增加，因不斷附著塵埃而變臟，為了消除這些臟物，一般每隔3至5天就需要清洗一次。早期地鐵的車輛洗刷作業主要是由人工來完成，自動化程度低，工人勞動強度大，工作效率低。近年來，地鐵車輛外表面清洗由人工清洗逐漸發展為自動清洗機代替，清洗技術也由移動式清洗機、高壓冷水清洗機逐漸發展為固定式、低壓水射流清洗機。
自90年代以來，我國新建的地鐵也開始采用自動清洗機洗刷車輛。其中，上海地鐵一號線新龍華車輛段引進了法國CHEMIRAIL公司的車輛自動清洗機（此為國內第一臺地鐵車輛自動清洗機），廣州地鐵一號線芳村車輛段引進了德國地鐵車輛自動清洗機，北京地鐵復八線八王墳車輛段采用了哈爾濱鐵路科學技術研究所的地鐵車輛自動清洗機。本文是在參考上述洗車機的工藝的基礎上，并結合現在地鐵車輛洗刷作業的技術要求，分析了洗刷過程、具體工藝過程和相關的一些重要技術問題。
二、洗刷過程
地鐵車輛由司機操縱自行驅動或通過絞盤、蓄電池車等牽引系統牽引進入洗車庫，通過洗車機自動/手動、水清洗/洗滌液清洗的功能，即經過濕和冷卻、端部洗滌液刷洗、側壁洗滌液刷洗、預沖、最終沖洗幾道工序后使車體側壁和前后端面基本無斑漬、污物、灰塵或異物。
三、自動清洗機的工序和原理
1. 濕和冷卻
由豎管噴嘴向車輛兩側側壁和前后端面噴水，以確保車體表面充分濕潤并降低車體表面溫度。
2. 前后端部洗滌液刷洗
由端部刷通過光電定位精確定位，根據車體端面傾斜程度進行仿形刷洗。由于車輛端部洗刷面積小，形狀不規則，可不涉及端部洗刷，目前端部洗刷大多采用停車端面洗刷技術。
3. 側壁洗滌液刷洗
用刷子在車體表面涂擦洗滌劑，讓其在規定的時間內其化學反應。這部分由兩個用于側壁的豎向刷組成，并有噴射管、噴咀及供液軟管將洗滌液噴到刷子全長上，當清洗刷電機啟動或關閉時，洗滌液則相應地自動噴出或斷流。噴射管配有自動和手動閥門以調節流量。
相對于車體位置，豎向刷分工作和停止兩種狀態位置。在工作位置，刷子與列車側壁保持接觸，接觸程度應是可調節的。在停止位置，刷子與列車側壁脫開距離大于0.2m。清洗刷與車廂側壁輪廓需非常匹配。
4. 側壁水刷洗
由兩個用于側壁刷洗的豎向刷組成，水平噴管配有帶角度的噴咀可以向車輛行進的反方向對車體斜向噴水。兩個旋轉豎刷需沿其全高附設噴管、噴咀和軟管來使用清水進行水刷洗。
5. 預沖
使用清水進行水刷洗，這部分由兩組外壁噴水的豎管組成，為了提高噴射區的寬度管子需有斜度,并需配有排水塞及手動閥門以控制水流。
6. 最終沖洗
這部分進行的是在地鐵車輛駛離洗車機前的段時間內沖掉復合刷物的最后一道工序，這步完成之后不允許留有污點及斑跡。由兩組外壁噴水的豎管組成，并配有排水塞及手動閥門以控制水流來使用軟化水進行水刷洗。
四、幾個重要技術問題
1. 洗車機射流沖洗裝置的的幾個重要參數
水射流沖洗是用水泵抽出的水，經管道到達噴嘴，由噴嘴把一定壓力的水轉換為低壓高流速的射流切向沖向車體表面，在其它條件一定的條件下，清洗效果的好壞主要取決于噴嘴射流的幾個重要參數：噴射流量、速度、距離、工作壓力等。
其中噴射距離指噴嘴到配清洗表面的距離，它的大小對清洗質量有很大影響，噴射距離過大，則射流到達被清洗表面的擴散程度增大，射流功率損失增大；噴射距離過小，則單位時間內除垢面積減小，射流功率低。因此，噴射距離過大或過小，都會使清洗效率降低。射流壓力水的工作壓力過高，則射流到達被清洗表面的反射干擾大，宜抵消水壓的作用，同時也容易損壞車輛表面油漆；如射流壓力水的工作壓力過低，則達不到清洗效果。另外實踐表明噴射流量、速度對于清洗效果和能源損耗的影響都較大。
上述參數的確定除理論依據外，主要是通過試驗法來確定。
2. 刷子刷毛的材質
對于刷子刷毛的材質，應確保在列車表面適度摩擦，同時應該柔韌、耐久以便在不同的地鐵車輛洗刷通過時不至于被撕掉或損壞，并不會對列車帶來損害(即外部構件可以平滑地通過車壁)。過去使用的是聚乙烯，因柔軟而易磨耗，對油有紊和性，易于車輛表面油污結合形成黑色臟物膜問題；而尼龍刷子對油漆面無不良影響，清洗力也較好。因此，洗車機目前通常采用尼龍刷子。
3. 洗滌劑的選擇
洗滌劑的選擇應考慮其去污效果；考慮對車身油漆的成分及特性比較適合而不會與油漆上發生化學反應；還應考慮其使用后對環境的影響及消除其影響的難易程度。磷酸鹽是目前清洗工藝中普遍使用的助劑，但這些磷酸鹽隨著污水排放而進入大自然的水體，而使水體富營養化，造成水污染。清洗工藝已開始推廣無磷洗滌劑，減少水體有機污染的成分，因此洗車機在選擇洗滌劑應選用無磷洗滌劑，它對保護環境，降低洗滌污水的處理難度，降低處理成本都具有重要意義。
4. 污水處理
洗車機在洗刷車輛的工程中用水量較大，由此產生的污水量也較大，這就要求必須配有相應的水處理設備對污水進行回收、處理和再利用。污水中含有的污染物質主要有灰土、煤煙、金屬、礦物油、油脂等，并與洗滌液（含有表面活性液、乳化劑）的混合物中含有的物質一起以懸浮狀態、浮化狀態、膠體狀態及真正的溶液狀態存在。污水的污染物質及其狀態決定污水不能簡單地用重力分離出污染物質，而需要通過消除穩定的措施才能分離出污染物質，通常通過投加凝聚劑來達到消除穩定性的目的。水處理工藝流程如下所示：
污水——→集水池——→投加凝聚劑——→調節沉淀——→ 過濾——→回用水池——→至沖洗區在實際應用中，地鐵車輛的沖洗用過的水、洗滌液、消毒液應排放到位于基礎內的混凝土集水坑內(基礎位于洗刷機械旁)，在從集水坑流到處理設備內。需用凈水,這些水用過之后應收集起來并通過一個配有必要的慮潔器的沉淀罐，這些水通過慮潔器后可以被用到預沖、預濕及水刷洗部分。