本發(fā)明涉及路面清掃設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種多功能路面清掃裝置。

背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，城市規(guī)劃的不斷擴(kuò)大，城市路面的清潔情況已經(jīng)成為評(píng)價(jià)一個(gè)城市環(huán)境的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的路面清掃裝置往往存在功能單一、能耗高、本身使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)有一定廢氣污染等缺陷。因此，設(shè)計(jì)一種移動(dòng)性高、同時(shí)具有清掃、吸塵、灑水等功能，且無(wú)污染能耗低的路面清掃裝置是一個(gè)有很強(qiáng)實(shí)用價(jià)值的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種多功能路面清掃裝置。本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種多功能路面清掃裝置，其特征是包括車體、水箱、垃圾容納箱、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷、吸塵器、太陽(yáng)能電池和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱和垃圾容納箱相鄰地安裝在車體上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷和吸塵器安裝在車體的底部；多個(gè)噴水口設(shè)置在車體的兩側(cè)，通過水泵將水箱內(nèi)的水從噴水口噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體的動(dòng)力；所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)和設(shè)置在下方的低壓區(qū)，高壓區(qū)的一端通過高壓入口閥與所述空氣壓縮泵相連，另一端通過高壓出口閥與所述進(jìn)氣電磁閥相連，低壓區(qū)的一端通過低壓入口閥與所述空氣壓縮泵相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥與所述進(jìn)氣電磁閥相連，進(jìn)氣電磁閥向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥和排氣電磁閥均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥；還包括切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥與所述低壓出口閥之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥關(guān)閉以后，首先檢測(cè)高壓出口閥后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥打開，切換泄壓閥內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥，并打開進(jìn)氣電磁閥；所述切換泄壓管道的管徑為高壓區(qū)出口管徑的1/4；所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸、活塞、與活塞相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器的出口熱水溫度；所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器、布置在進(jìn)氣電磁閥左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管、布置在氣缸上的加熱套管，溫度調(diào)節(jié)器的加熱熱源通過熱水泵不斷向預(yù)熱套管和加熱套管供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出；所述氣缸的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板，鋁隔板為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管之間，鋁隔板通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w固定在外缸壁上，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體，所述導(dǎo)流體的高度為周向固定體高度的2/3；鋁隔板上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口，鋁隔板的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊，凸塊的高度為鋁隔板和外缸壁之間的距離的1/5；所述活塞的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞，柱塞的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起；所述活塞整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽，環(huán)形槽上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽，固定孔槽上固接有軟性物，所述軟性物穿過活塞與氣缸之間的間隙與氣缸的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽之間的距離為h；所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器，用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸內(nèi)的氣體壓力，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥前溫度、排氣電磁閥后溫度；啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸內(nèi)氣體的壓力p、氣缸內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥前溫度T1和排氣電磁閥后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥，其中pom為排氣電磁閥的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸的最低工作壓力，k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥前溫度和排氣電磁閥后溫度；此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥；排氣電磁閥打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥，其中α2為人為設(shè)定的閾值，為等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)，λ2為第二常數(shù)因子，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥開啟的時(shí)段中，排氣電磁閥至溫度調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)閥會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管和加熱套管中的熱水溫度；令λ1＝0.0011，λ2＝0.0020，h＝10mm。優(yōu)選地，進(jìn)氣電磁閥打開的提前量為排氣電磁閥打開的提前量為排氣電磁閥關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度，U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥和排氣電磁閥采用的反應(yīng)時(shí)間相同。本清掃裝置的有益效果為：該清掃裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少。附圖說明利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1是一種多功能路面清掃裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是氣缸成套安裝后的截面圖；圖4是鋁隔板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是將氣缸展開為平面后導(dǎo)流板的示意圖；圖6是活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記：車體-1；水箱-2；垃圾容納箱-3；電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷-4；吸塵器-5；太陽(yáng)能電池-6；噴水口-7；空氣壓縮泵-11；低壓入口閥-12；低壓出口閥-13；高壓入口閥-14；高壓出口閥-15；低壓區(qū)-16；高壓區(qū)-17；泄壓電磁閥-18；預(yù)熱套管-19；加熱套管-20；進(jìn)氣電磁閥-21；排氣電磁閥-22；調(diào)節(jié)閥-23；溫度調(diào)節(jié)器-24；氣缸-25；活塞-26；導(dǎo)流體-27；均流水口-28；周向?qū)峁潭w-29；凸塊-30；環(huán)形槽-31；固定孔槽-32；柱塞-33；螺旋凸起-34；軟性物-35；鋁隔板-36。具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1：如圖1所示的一種多功能路面清掃裝置，包括車體1、水箱2、垃圾容納箱3、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4、吸塵器5、太陽(yáng)能電池6和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱2和垃圾容納箱3相鄰地安裝在車體1上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池6供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4和吸塵器5安裝在車體1的底部；多個(gè)噴水口7設(shè)置在車體1的兩側(cè)，通過水泵將水箱2內(nèi)的水從噴水口7噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體1內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體1的動(dòng)力。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵2、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥21、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥22、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)17和設(shè)置在下方的低壓區(qū)16，高壓區(qū)17的一端通過高壓入口閥14與所述空氣壓縮泵11相連，另一端通過高壓出口閥15與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，低壓區(qū)16的一端通過低壓入口閥12與所述空氣壓縮泵11相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥13與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，進(jìn)氣電磁閥21向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥。高壓區(qū)17的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為15MPa～30MPa，低壓區(qū)16的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為2MPa～10MPa，具體的切換條件可以按實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。同時(shí)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓力的壓縮空氣切換至低壓力的壓縮空氣時(shí)，由于是在進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行切換的，因此高壓出口閥15后的管道內(nèi)常常會(huì)發(fā)生憋壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓出口閥12打開之后無(wú)法克服管道內(nèi)的壓力出力，進(jìn)氣電磁閥21打開以后往往會(huì)有一小段時(shí)間的“壓力真空期”，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的出力不平滑，因此還設(shè)置有切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥15與所述低壓出口閥13之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)16的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥18，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥15關(guān)閉以后，控制器首先檢測(cè)高壓出口閥15后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)16的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥18打開，這時(shí)候泄壓電磁閥18內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)16內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥18。綜合考慮到節(jié)省成本和泄壓效果，將所述切換泄壓管道的管徑設(shè)置為高壓區(qū)17出口管徑的1/4。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸25、活塞26、與活塞26相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪(圖中未示出)安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥22設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥22后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器24，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器24的出口熱水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持氣體的膨脹過程盡可能接近等溫膨脹過程，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的出力。所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器24、布置在進(jìn)氣電磁閥21左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管19、布置在氣缸25上的加熱套管20，設(shè)置預(yù)熱套管20的目的是為了對(duì)進(jìn)入氣缸25的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，并保證進(jìn)氣電磁閥21前后溫差均勻、減小熱應(yīng)力。溫度調(diào)節(jié)器24的加熱熱源來(lái)自太陽(yáng)能集熱器或者其他方便連接(例如室內(nèi)暖氣)的熱源，通過熱水泵(圖中未示出)不斷向預(yù)熱套管19和加熱套管20供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出。如圖3-4所示，所述氣缸25的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板36，鋁隔板36為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管20之間，鋁隔板36通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w29固定在外缸壁上，導(dǎo)熱固定體29除了固定作用外，一方面由于本方案采取的是壓縮空氣罐后不設(shè)置減壓閥，因此進(jìn)氣壓力很大，周向?qū)峁潭?29可以起到強(qiáng)化氣缸25強(qiáng)度的作用，另一方面由于導(dǎo)熱固定體29采用了導(dǎo)熱材料(例如鋁銅等金屬)，可以增強(qiáng)換熱。為了直觀，圖5給出了氣缸展開為平面時(shí)的示意圖，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w29之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體27，所述導(dǎo)流體27的高度為周向固定體高度的2/3，導(dǎo)流體27可以有效增長(zhǎng)熱水在氣缸25外壁面的停留時(shí)間，提高換熱效果。鋁隔板36上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口28，套管中的水從均流水口28進(jìn)入和流出，設(shè)置鋁隔板36的目的一來(lái)是利用鋁金屬的導(dǎo)熱特性增強(qiáng)換熱，二是利用鋁隔板36和均流水口28來(lái)減緩水流速和均勻流量，以進(jìn)一步增強(qiáng)換熱并盡量使氣缸均勻加熱；鋁隔板36的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊30，用于對(duì)進(jìn)入的熱水產(chǎn)生湍流作用以加強(qiáng)換熱，同時(shí)凸塊30的高度也不宜做得太高，否則容易造成流動(dòng)死區(qū)，相反如果凸塊30的高度過低則湍流效果不佳，經(jīng)反復(fù)多次試驗(yàn)，將凸塊30的高度設(shè)置為鋁隔板36和外缸壁之間的距離的1/5。如圖6所示，所述活塞26的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞33，柱塞33的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起34，即前一個(gè)正向螺旋、后一個(gè)反向螺旋，以此類推。。。柱塞33和螺旋凸起34的目的是對(duì)進(jìn)氣氣流進(jìn)行合理組織以通過增加缸內(nèi)湍流而強(qiáng)化氣缸內(nèi)壁與缸內(nèi)氣體間的對(duì)流換熱；所述活塞26整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽31，環(huán)形槽31上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽32，固定孔槽32上固接有軟性物35(例如棉花、海綿等)，所述軟性物35穿過活塞26與氣缸25之間的間隙與氣缸25的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽32之間的距離為h。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用無(wú)減壓閥的供氣系統(tǒng)時(shí)，由于氣缸氣壓的增大，氣缸25和活塞26之間的間隙漏氣會(huì)比帶減壓閥的系統(tǒng)漏氣量更大，因此必須采用特定的設(shè)計(jì)來(lái)減少間隙漏氣，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。采用棉花、海綿等具有較好氣密性的軟性物35，以及采用較小的間隔布置，能有效較小氣缸和活塞之間的漏氣；同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，由于供氣壓力較高，軟性物35與氣缸25之間的摩擦力相對(duì)于活塞26的動(dòng)能來(lái)說幾乎可以忽略不計(jì)，而且間隔布置而非連續(xù)布置的軟性物35也有效減小了摩擦，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，其用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體壓力等處的壓力值，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥22前溫度、排氣電磁閥22后溫度等處的溫度值。啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值α，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥21；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸25內(nèi)氣體的壓力p、氣缸25內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥22前溫度T1和排氣電磁閥22后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸25內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥22前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)如果上一循環(huán)和實(shí)時(shí)測(cè)量的溫差增大，說明溫度減小量增大，則此時(shí)A1也增大，通過等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)提高計(jì)算得到的排氣壓力先驗(yàn)值，進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間提前，起到防止過快膨脹、減小溫差，使得整體過程更加接近等溫膨脹過程進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)出力的作用。當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥21，其中pom為排氣電磁閥22的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸25的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸25的最低工作壓力，從k1的表達(dá)式可以看出根據(jù)此方法得出的進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)刻既保證了實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥22卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥22前溫度和排氣電磁閥22后溫度，由于排氣電磁閥2處于膨脹過程的末端，很容易發(fā)生低溫結(jié)霜導(dǎo)致卡澀的現(xiàn)象，|T1‘-T2’|越大表明上一循環(huán)中排氣電磁閥22的前后溫差越大，排氣電磁閥22越容易發(fā)生結(jié)霜而導(dǎo)致卡澀，此時(shí)在這一循環(huán)中k2自動(dòng)增大以提高氣缸25的進(jìn)氣壓力閥值，從而增大排氣電磁閥22的入口壓力以保證其順利開啟，在第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令k2＝1。此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥22；排氣電磁閥22打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥22再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥22，α2為人為設(shè)定的閾值，λ2為第二常數(shù)因子，通過等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)起到提前關(guān)閉排氣電磁閥22的作用，此處假設(shè)轉(zhuǎn)角α是不斷增大的，每轉(zhuǎn)過一圈增加360°，由A2的表達(dá)式可知其值總是小于1，當(dāng)溫差增大時(shí)A2減小，則排氣電磁閥22的關(guān)閉條件值越低，從而使得曲軸轉(zhuǎn)角α能更快到達(dá)關(guān)閉條件值，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥22開啟的時(shí)段中，溫度調(diào)節(jié)器24的調(diào)節(jié)閥23會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸25內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥21前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥23的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管19和加熱套管20中的熱水溫度。令λ1＝0.0011，λ2＝0.0020，h＝10mm。優(yōu)選地，因?yàn)殡姶砰y從通到斷或從斷到通需要反應(yīng)時(shí)間，所以為了更準(zhǔn)確地控制電磁閥的通斷時(shí)刻，需要在理想位置的基礎(chǔ)之上設(shè)定一定的提前量，而且這個(gè)提前量不能是定值，即其不僅應(yīng)該與電磁閥的固有反應(yīng)時(shí)間有關(guān)，還應(yīng)該與曲軸的具體角速度ω(通過轉(zhuǎn)角α得到)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)證明這樣的可變提前量能有效地提高電磁閥提前量的精確程度，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率。因?yàn)樗玫倪M(jìn)排氣電磁閥均為失電常閉式電磁閥，所以通電延遲后打開，斷電延遲后關(guān)閉。設(shè)定：曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖發(fā)生數(shù)度量，0-1023脈沖數(shù)目范圍與0-360°對(duì)應(yīng)。進(jìn)氣電磁閥21打開的理想位置為0(0°)，關(guān)閉的理想位置為排氣壓力先驗(yàn)值與排氣電磁閥22開啟壓力相等的位置；排氣電磁閥22打開的理想位置為512(180°)，關(guān)閉的理想位置為0(0°)。則進(jìn)排氣電磁閥的通斷電位置應(yīng)該比理想動(dòng)作位置有所提前，提前的量可由電磁閥的通電、斷電反應(yīng)時(shí)間和曲軸的轉(zhuǎn)速按以下各式計(jì)算得到：進(jìn)氣電磁閥21打開的提前量為排氣電磁閥22打開的提前量為排氣電磁閥22關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度,U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22采用的反應(yīng)時(shí)間相同，單位：ms。在此實(shí)施例的清掃裝置中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥18和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸25的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少，令λ1＝0.0011，λ2＝0.0020，h＝10mm，實(shí)驗(yàn)表明其整體效率較未經(jīng)改造前提高了5％，漏氣量減少了7％，取得了意想不到的效果。實(shí)施例2：如圖1所示的一種多功能路面清掃裝置，包括車體1、水箱2、垃圾容納箱3、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4、吸塵器5、太陽(yáng)能電池6和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱2和垃圾容納箱3相鄰地安裝在車體1上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池6供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4和吸塵器5安裝在車體1的底部；多個(gè)噴水口7設(shè)置在車體1的兩側(cè)，通過水泵將水箱2內(nèi)的水從噴水口7噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體1內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體1的動(dòng)力。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵2、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥21、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥22、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)17和設(shè)置在下方的低壓區(qū)16，高壓區(qū)17的一端通過高壓入口閥14與所述空氣壓縮泵11相連，另一端通過高壓出口閥15與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，低壓區(qū)16的一端通過低壓入口閥12與所述空氣壓縮泵11相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥13與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，進(jìn)氣電磁閥21向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥。高壓區(qū)17的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為15MPa～30MPa，低壓區(qū)16的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為2MPa～10MPa，具體的切換條件可以按實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。同時(shí)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓力的壓縮空氣切換至低壓力的壓縮空氣時(shí)，由于是在進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行切換的，因此高壓出口閥15后的管道內(nèi)常常會(huì)發(fā)生憋壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓出口閥12打開之后無(wú)法克服管道內(nèi)的壓力出力，進(jìn)氣電磁閥21打開以后往往會(huì)有一小段時(shí)間的“壓力真空期”，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的出力不平滑，因此還設(shè)置有切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥15與所述低壓出口閥13之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)16的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥18，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥15關(guān)閉以后，控制器首先檢測(cè)高壓出口閥15后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)16的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥18打開，這時(shí)候泄壓電磁閥18內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)16內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥18。綜合考慮到節(jié)省成本和泄壓效果，將所述切換泄壓管道的管徑設(shè)置為高壓區(qū)17出口管徑的1/4。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸25、活塞26、與活塞26相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪(圖中未示出)安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥22設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥22后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器24，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器24的出口熱水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持氣體的膨脹過程盡可能接近等溫膨脹過程，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的出力。所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器24、布置在進(jìn)氣電磁閥21左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管19、布置在氣缸25上的加熱套管20，設(shè)置預(yù)熱套管20的目的是為了對(duì)進(jìn)入氣缸25的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，并保證進(jìn)氣電磁閥21前后溫差均勻、減小熱應(yīng)力。溫度調(diào)節(jié)器24的加熱熱源來(lái)自太陽(yáng)能集熱器或者其他方便連接(例如室內(nèi)暖氣)的熱源，通過熱水泵(圖中未示出)不斷向預(yù)熱套管19和加熱套管20供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出。如圖3-4所示，所述氣缸25的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板36，鋁隔板36為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管20之間，鋁隔板36通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w29固定在外缸壁上，導(dǎo)熱固定體29除了固定作用外，一方面由于本方案采取的是壓縮空氣罐后不設(shè)置減壓閥，因此進(jìn)氣壓力很大，周向?qū)峁潭?29可以起到強(qiáng)化氣缸25強(qiáng)度的作用，另一方面由于導(dǎo)熱固定體29采用了導(dǎo)熱材料(例如鋁銅等金屬)，可以增強(qiáng)換熱。為了直觀，圖5給出了氣缸展開為平面時(shí)的示意圖，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w29之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體27，所述導(dǎo)流體27的高度為周向固定體高度的2/3，導(dǎo)流體27可以有效增長(zhǎng)熱水在氣缸25外壁面的停留時(shí)間，提高換熱效果。鋁隔板36上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口28，套管中的水從均流水口28進(jìn)入和流出，設(shè)置鋁隔板36的目的一來(lái)是利用鋁金屬的導(dǎo)熱特性增強(qiáng)換熱，二是利用鋁隔板36和均流水口28來(lái)減緩水流速和均勻流量，以進(jìn)一步增強(qiáng)換熱并盡量使氣缸均勻加熱；鋁隔板36的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊30，用于對(duì)進(jìn)入的熱水產(chǎn)生湍流作用以加強(qiáng)換熱，同時(shí)凸塊30的高度也不宜做得太高，否則容易造成流動(dòng)死區(qū)，相反如果凸塊30的高度過低則湍流效果不佳，經(jīng)反復(fù)多次試驗(yàn)，將凸塊30的高度設(shè)置為鋁隔板36和外缸壁之間的距離的1/5。如圖6所示，所述活塞26的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞33，柱塞33的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起34，即前一個(gè)正向螺旋、后一個(gè)反向螺旋，以此類推。。。柱塞33和螺旋凸起34的目的是對(duì)進(jìn)氣氣流進(jìn)行合理組織以通過增加缸內(nèi)湍流而強(qiáng)化氣缸內(nèi)壁與缸內(nèi)氣體間的對(duì)流換熱；所述活塞26整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽31，環(huán)形槽31上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽32，固定孔槽32上固接有軟性物35(例如棉花、海綿等)，所述軟性物35穿過活塞26與氣缸25之間的間隙與氣缸25的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽32之間的距離為h。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用無(wú)減壓閥的供氣系統(tǒng)時(shí)，由于氣缸氣壓的增大，氣缸25和活塞26之間的間隙漏氣會(huì)比帶減壓閥的系統(tǒng)漏氣量更大，因此必須采用特定的設(shè)計(jì)來(lái)減少間隙漏氣，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。采用棉花、海綿等具有較好氣密性的軟性物35，以及采用較小的間隔布置，能有效較小氣缸和活塞之間的漏氣；同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，由于供氣壓力較高，軟性物35與氣缸25之間的摩擦力相對(duì)于活塞26的動(dòng)能來(lái)說幾乎可以忽略不計(jì)，而且間隔布置而非連續(xù)布置的軟性物35也有效減小了摩擦，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，其用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體壓力等處的壓力值，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥22前溫度、排氣電磁閥22后溫度等處的溫度值。啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值α，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥21；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸25內(nèi)氣體的壓力p、氣缸25內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥22前溫度T1和排氣電磁閥22后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸25內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥22前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)如果上一循環(huán)和實(shí)時(shí)測(cè)量的溫差增大，說明溫度減小量增大，則此時(shí)A1也增大，通過等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)提高計(jì)算得到的排氣壓力先驗(yàn)值，進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間提前，起到防止過快膨脹、減小溫差，使得整體過程更加接近等溫膨脹過程進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)出力的作用。當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥21，其中pom為排氣電磁閥22的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸25的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸25的最低工作壓力，從k1的表達(dá)式可以看出根據(jù)此方法得出的進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)刻既保證了實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥22卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥22前溫度和排氣電磁閥22后溫度，由于排氣電磁閥2處于膨脹過程的末端，很容易發(fā)生低溫結(jié)霜導(dǎo)致卡澀的現(xiàn)象，|T1‘-T2’|越大表明上一循環(huán)中排氣電磁閥22的前后溫差越大，排氣電磁閥22越容易發(fā)生結(jié)霜而導(dǎo)致卡澀，此時(shí)在這一循環(huán)中k2自動(dòng)增大以提高氣缸25的進(jìn)氣壓力閥值，從而增大排氣電磁閥22的入口壓力以保證其順利開啟，在第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令k2＝1。此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥22；排氣電磁閥22打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥22再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥22，α2為人為設(shè)定的閾值，λ2為第二常數(shù)因子，通過等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)起到提前關(guān)閉排氣電磁閥22的作用，此處假設(shè)轉(zhuǎn)角α是不斷增大的，每轉(zhuǎn)過一圈增加360°，由A2的表達(dá)式可知其值總是小于1，當(dāng)溫差增大時(shí)A2減小，則排氣電磁閥22的關(guān)閉條件值越低，從而使得曲軸轉(zhuǎn)角α能更快到達(dá)關(guān)閉條件值，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥22開啟的時(shí)段中，溫度調(diào)節(jié)器24的調(diào)節(jié)閥23會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸25內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥21前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥23的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管19和加熱套管20中的熱水溫度。令λ1＝0.0013，λ2＝0.0022，h＝9mm。優(yōu)選地，因?yàn)殡姶砰y從通到斷或從斷到通需要反應(yīng)時(shí)間，所以為了更準(zhǔn)確地控制電磁閥的通斷時(shí)刻，需要在理想位置的基礎(chǔ)之上設(shè)定一定的提前量，而且這個(gè)提前量不能是定值，即其不僅應(yīng)該與電磁閥的固有反應(yīng)時(shí)間有關(guān)，還應(yīng)該與曲軸的具體角速度ω(通過轉(zhuǎn)角α得到)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)證明這樣的可變提前量能有效地提高電磁閥提前量的精確程度，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率。因?yàn)樗玫倪M(jìn)排氣電磁閥均為失電常閉式電磁閥，所以通電延遲后打開，斷電延遲后關(guān)閉。設(shè)定：曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖發(fā)生數(shù)度量，0-1023脈沖數(shù)目范圍與0-360°對(duì)應(yīng)。進(jìn)氣電磁閥21打開的理想位置為0(0°)，關(guān)閉的理想位置為排氣壓力先驗(yàn)值與排氣電磁閥22開啟壓力相等的位置；排氣電磁閥22打開的理想位置為512(180°)，關(guān)閉的理想位置為0(0°)。則進(jìn)排氣電磁閥的通斷電位置應(yīng)該比理想動(dòng)作位置有所提前，提前的量可由電磁閥的通電、斷電反應(yīng)時(shí)間和曲軸的轉(zhuǎn)速按以下各式計(jì)算得到：進(jìn)氣電磁閥21打開的提前量為排氣電磁閥22打開的提前量為排氣電磁閥22關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度,U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22采用的反應(yīng)時(shí)間相同，單位：ms。在此實(shí)施例的清掃裝置中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥18和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸25的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少，令λ1＝0.0013，λ2＝0.0022，h＝9mm，實(shí)驗(yàn)表明其整體效率較未經(jīng)改造前提高了5.8％，漏氣量減少了8.1％，取得了意想不到的效果。實(shí)施例3：如圖1所示的一種多功能路面清掃裝置，包括車體1、水箱2、垃圾容納箱3、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4、吸塵器5、太陽(yáng)能電池6和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱2和垃圾容納箱3相鄰地安裝在車體1上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池6供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4和吸塵器5安裝在車體1的底部；多個(gè)噴水口7設(shè)置在車體1的兩側(cè)，通過水泵將水箱2內(nèi)的水從噴水口7噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體1內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體1的動(dòng)力。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵2、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥21、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥22、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)17和設(shè)置在下方的低壓區(qū)16，高壓區(qū)17的一端通過高壓入口閥14與所述空氣壓縮泵11相連，另一端通過高壓出口閥15與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，低壓區(qū)16的一端通過低壓入口閥12與所述空氣壓縮泵11相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥13與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，進(jìn)氣電磁閥21向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥。高壓區(qū)17的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為15MPa～30MPa，低壓區(qū)16的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為2MPa～10MPa，具體的切換條件可以按實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。同時(shí)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓力的壓縮空氣切換至低壓力的壓縮空氣時(shí)，由于是在進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行切換的，因此高壓出口閥15后的管道內(nèi)常常會(huì)發(fā)生憋壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓出口閥12打開之后無(wú)法克服管道內(nèi)的壓力出力，進(jìn)氣電磁閥21打開以后往往會(huì)有一小段時(shí)間的“壓力真空期”，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的出力不平滑，因此還設(shè)置有切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥15與所述低壓出口閥13之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)16的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥18，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥15關(guān)閉以后，控制器首先檢測(cè)高壓出口閥15后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)16的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥18打開，這時(shí)候泄壓電磁閥18內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)16內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥18。綜合考慮到節(jié)省成本和泄壓效果，將所述切換泄壓管道的管徑設(shè)置為高壓區(qū)17出口管徑的1/4。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸25、活塞26、與活塞26相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪(圖中未示出)安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥22設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥22后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器24，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器24的出口熱水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持氣體的膨脹過程盡可能接近等溫膨脹過程，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的出力。所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器24、布置在進(jìn)氣電磁閥21左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管19、布置在氣缸25上的加熱套管20，設(shè)置預(yù)熱套管20的目的是為了對(duì)進(jìn)入氣缸25的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，并保證進(jìn)氣電磁閥21前后溫差均勻、減小熱應(yīng)力。溫度調(diào)節(jié)器24的加熱熱源來(lái)自太陽(yáng)能集熱器或者其他方便連接(例如室內(nèi)暖氣)的熱源，通過熱水泵(圖中未示出)不斷向預(yù)熱套管19和加熱套管20供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出。如圖3-4所示，所述氣缸25的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板36，鋁隔板36為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管20之間，鋁隔板36通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w29固定在外缸壁上，導(dǎo)熱固定體29除了固定作用外，一方面由于本方案采取的是壓縮空氣罐后不設(shè)置減壓閥，因此進(jìn)氣壓力很大，周向?qū)峁潭?29可以起到強(qiáng)化氣缸25強(qiáng)度的作用，另一方面由于導(dǎo)熱固定體29采用了導(dǎo)熱材料(例如鋁銅等金屬)，可以增強(qiáng)換熱。為了直觀，圖5給出了氣缸展開為平面時(shí)的示意圖，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w29之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體27，所述導(dǎo)流體27的高度為周向固定體高度的2/3，導(dǎo)流體27可以有效增長(zhǎng)熱水在氣缸25外壁面的停留時(shí)間，提高換熱效果。鋁隔板36上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口28，套管中的水從均流水口28進(jìn)入和流出，設(shè)置鋁隔板36的目的一來(lái)是利用鋁金屬的導(dǎo)熱特性增強(qiáng)換熱，二是利用鋁隔板36和均流水口28來(lái)減緩水流速和均勻流量，以進(jìn)一步增強(qiáng)換熱并盡量使氣缸均勻加熱；鋁隔板36的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊30，用于對(duì)進(jìn)入的熱水產(chǎn)生湍流作用以加強(qiáng)換熱，同時(shí)凸塊30的高度也不宜做得太高，否則容易造成流動(dòng)死區(qū)，相反如果凸塊30的高度過低則湍流效果不佳，經(jīng)反復(fù)多次試驗(yàn)，將凸塊30的高度設(shè)置為鋁隔板36和外缸壁之間的距離的1/5。如圖6所示，所述活塞26的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞33，柱塞33的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起34，即前一個(gè)正向螺旋、后一個(gè)反向螺旋，以此類推。。。柱塞33和螺旋凸起34的目的是對(duì)進(jìn)氣氣流進(jìn)行合理組織以通過增加缸內(nèi)湍流而強(qiáng)化氣缸內(nèi)壁與缸內(nèi)氣體間的對(duì)流換熱；所述活塞26整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽31，環(huán)形槽31上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽32，固定孔槽32上固接有軟性物35(例如棉花、海綿等)，所述軟性物35穿過活塞26與氣缸25之間的間隙與氣缸25的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽32之間的距離為h。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用無(wú)減壓閥的供氣系統(tǒng)時(shí)，由于氣缸氣壓的增大，氣缸25和活塞26之間的間隙漏氣會(huì)比帶減壓閥的系統(tǒng)漏氣量更大，因此必須采用特定的設(shè)計(jì)來(lái)減少間隙漏氣，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。采用棉花、海綿等具有較好氣密性的軟性物35，以及采用較小的間隔布置，能有效較小氣缸和活塞之間的漏氣；同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，由于供氣壓力較高，軟性物35與氣缸25之間的摩擦力相對(duì)于活塞26的動(dòng)能來(lái)說幾乎可以忽略不計(jì)，而且間隔布置而非連續(xù)布置的軟性物35也有效減小了摩擦，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，其用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體壓力等處的壓力值，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥22前溫度、排氣電磁閥22后溫度等處的溫度值。啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值α，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥21；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸25內(nèi)氣體的壓力p、氣缸25內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥22前溫度T1和排氣電磁閥22后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸25內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥22前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)如果上一循環(huán)和實(shí)時(shí)測(cè)量的溫差增大，說明溫度減小量增大，則此時(shí)A1也增大，通過等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)提高計(jì)算得到的排氣壓力先驗(yàn)值，進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間提前，起到防止過快膨脹、減小溫差，使得整體過程更加接近等溫膨脹過程進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)出力的作用。當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥21，其中pom為排氣電磁閥22的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸25的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸25的最低工作壓力，從k1的表達(dá)式可以看出根據(jù)此方法得出的進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)刻既保證了實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥22卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥22前溫度和排氣電磁閥22后溫度，由于排氣電磁閥2處于膨脹過程的末端，很容易發(fā)生低溫結(jié)霜導(dǎo)致卡澀的現(xiàn)象，|T1‘-T2’|越大表明上一循環(huán)中排氣電磁閥22的前后溫差越大，排氣電磁閥22越容易發(fā)生結(jié)霜而導(dǎo)致卡澀，此時(shí)在這一循環(huán)中k2自動(dòng)增大以提高氣缸25的進(jìn)氣壓力閥值，從而增大排氣電磁閥22的入口壓力以保證其順利開啟，在第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令k2＝1。此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥22；排氣電磁閥22打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥22再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥22，α2為人為設(shè)定的閾值，λ2為第二常數(shù)因子，通過等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)起到提前關(guān)閉排氣電磁閥22的作用，此處假設(shè)轉(zhuǎn)角α是不斷增大的，每轉(zhuǎn)過一圈增加360°，由A2的表達(dá)式可知其值總是小于1，當(dāng)溫差增大時(shí)A2減小，則排氣電磁閥22的關(guān)閉條件值越低，從而使得曲軸轉(zhuǎn)角α能更快到達(dá)關(guān)閉條件值，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥22開啟的時(shí)段中，溫度調(diào)節(jié)器24的調(diào)節(jié)閥23會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸25內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥21前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥23的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管19和加熱套管20中的熱水溫度。令λ1＝0.0015，λ2＝0.0024，h＝8mm。優(yōu)選地，因?yàn)殡姶砰y從通到斷或從斷到通需要反應(yīng)時(shí)間，所以為了更準(zhǔn)確地控制電磁閥的通斷時(shí)刻，需要在理想位置的基礎(chǔ)之上設(shè)定一定的提前量，而且這個(gè)提前量不能是定值，即其不僅應(yīng)該與電磁閥的固有反應(yīng)時(shí)間有關(guān)，還應(yīng)該與曲軸的具體角速度ω(通過轉(zhuǎn)角α得到)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)證明這樣的可變提前量能有效地提高電磁閥提前量的精確程度，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率。因?yàn)樗玫倪M(jìn)排氣電磁閥均為失電常閉式電磁閥，所以通電延遲后打開，斷電延遲后關(guān)閉。設(shè)定：曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖發(fā)生數(shù)度量，0-1023脈沖數(shù)目范圍與0-360°對(duì)應(yīng)。進(jìn)氣電磁閥21打開的理想位置為0(0°)，關(guān)閉的理想位置為排氣壓力先驗(yàn)值與排氣電磁閥22開啟壓力相等的位置；排氣電磁閥22打開的理想位置為512(180°)，關(guān)閉的理想位置為0(0°)。則進(jìn)排氣電磁閥的通斷電位置應(yīng)該比理想動(dòng)作位置有所提前，提前的量可由電磁閥的通電、斷電反應(yīng)時(shí)間和曲軸的轉(zhuǎn)速按以下各式計(jì)算得到：進(jìn)氣電磁閥21打開的提前量為排氣電磁閥22打開的提前量為排氣電磁閥22關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度,U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22采用的反應(yīng)時(shí)間相同，單位：ms。在此實(shí)施例的清掃裝置中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥18和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸25的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少，令λ1＝0.0015，λ2＝0.0024，h＝8mm，實(shí)驗(yàn)表明其整體效率較未經(jīng)改造前提高了6.0％，漏氣量減少了8.8％，取得了意想不到的效果。實(shí)施例4：如圖1所示的一種多功能路面清掃裝置，包括車體1、水箱2、垃圾容納箱3、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4、吸塵器5、太陽(yáng)能電池6和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱2和垃圾容納箱3相鄰地安裝在車體1上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池6供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4和吸塵器5安裝在車體1的底部；多個(gè)噴水口7設(shè)置在車體1的兩側(cè)，通過水泵將水箱2內(nèi)的水從噴水口7噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體1內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體1的動(dòng)力。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵2、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥21、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥22、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)17和設(shè)置在下方的低壓區(qū)16，高壓區(qū)17的一端通過高壓入口閥14與所述空氣壓縮泵11相連，另一端通過高壓出口閥15與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，低壓區(qū)16的一端通過低壓入口閥12與所述空氣壓縮泵11相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥13與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，進(jìn)氣電磁閥21向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥。高壓區(qū)17的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為15MPa～30MPa，低壓區(qū)16的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為2MPa～10MPa，具體的切換條件可以按實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。同時(shí)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓力的壓縮空氣切換至低壓力的壓縮空氣時(shí)，由于是在進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行切換的，因此高壓出口閥15后的管道內(nèi)常常會(huì)發(fā)生憋壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓出口閥12打開之后無(wú)法克服管道內(nèi)的壓力出力，進(jìn)氣電磁閥21打開以后往往會(huì)有一小段時(shí)間的“壓力真空期”，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的出力不平滑，因此還設(shè)置有切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥15與所述低壓出口閥13之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)16的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥18，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥15關(guān)閉以后，控制器首先檢測(cè)高壓出口閥15后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)16的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥18打開，這時(shí)候泄壓電磁閥18內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)16內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥18。綜合考慮到節(jié)省成本和泄壓效果，將所述切換泄壓管道的管徑設(shè)置為高壓區(qū)17出口管徑的1/4。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸25、活塞26、與活塞26相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪(圖中未示出)安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥22設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥22后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器24，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器24的出口熱水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持氣體的膨脹過程盡可能接近等溫膨脹過程，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的出力。所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器24、布置在進(jìn)氣電磁閥21左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管19、布置在氣缸25上的加熱套管20，設(shè)置預(yù)熱套管20的目的是為了對(duì)進(jìn)入氣缸25的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，并保證進(jìn)氣電磁閥21前后溫差均勻、減小熱應(yīng)力。溫度調(diào)節(jié)器24的加熱熱源來(lái)自太陽(yáng)能集熱器或者其他方便連接(例如室內(nèi)暖氣)的熱源，通過熱水泵(圖中未示出)不斷向預(yù)熱套管19和加熱套管20供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出。如圖3-4所示，所述氣缸25的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板36，鋁隔板36為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管20之間，鋁隔板36通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w29固定在外缸壁上，導(dǎo)熱固定體29除了固定作用外，一方面由于本方案采取的是壓縮空氣罐后不設(shè)置減壓閥，因此進(jìn)氣壓力很大，周向?qū)峁潭?29可以起到強(qiáng)化氣缸25強(qiáng)度的作用，另一方面由于導(dǎo)熱固定體29采用了導(dǎo)熱材料(例如鋁銅等金屬)，可以增強(qiáng)換熱。為了直觀，圖5給出了氣缸展開為平面時(shí)的示意圖，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w29之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體27，所述導(dǎo)流體27的高度為周向固定體高度的2/3，導(dǎo)流體27可以有效增長(zhǎng)熱水在氣缸25外壁面的停留時(shí)間，提高換熱效果。鋁隔板36上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口28，套管中的水從均流水口28進(jìn)入和流出，設(shè)置鋁隔板36的目的一來(lái)是利用鋁金屬的導(dǎo)熱特性增強(qiáng)換熱，二是利用鋁隔板36和均流水口28來(lái)減緩水流速和均勻流量，以進(jìn)一步增強(qiáng)換熱并盡量使氣缸均勻加熱；鋁隔板36的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊30，用于對(duì)進(jìn)入的熱水產(chǎn)生湍流作用以加強(qiáng)換熱，同時(shí)凸塊30的高度也不宜做得太高，否則容易造成流動(dòng)死區(qū)，相反如果凸塊30的高度過低則湍流效果不佳，經(jīng)反復(fù)多次試驗(yàn)，將凸塊30的高度設(shè)置為鋁隔板36和外缸壁之間的距離的1/5。如圖6所示，所述活塞26的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞33，柱塞33的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起34，即前一個(gè)正向螺旋、后一個(gè)反向螺旋，以此類推。。。柱塞33和螺旋凸起34的目的是對(duì)進(jìn)氣氣流進(jìn)行合理組織以通過增加缸內(nèi)湍流而強(qiáng)化氣缸內(nèi)壁與缸內(nèi)氣體間的對(duì)流換熱；所述活塞26整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽31，環(huán)形槽31上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽32，固定孔槽32上固接有軟性物35(例如棉花、海綿等)，所述軟性物35穿過活塞26與氣缸25之間的間隙與氣缸25的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽32之間的距離為h。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用無(wú)減壓閥的供氣系統(tǒng)時(shí)，由于氣缸氣壓的增大，氣缸25和活塞26之間的間隙漏氣會(huì)比帶減壓閥的系統(tǒng)漏氣量更大，因此必須采用特定的設(shè)計(jì)來(lái)減少間隙漏氣，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。采用棉花、海綿等具有較好氣密性的軟性物35，以及采用較小的間隔布置，能有效較小氣缸和活塞之間的漏氣；同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，由于供氣壓力較高，軟性物35與氣缸25之間的摩擦力相對(duì)于活塞26的動(dòng)能來(lái)說幾乎可以忽略不計(jì)，而且間隔布置而非連續(xù)布置的軟性物35也有效減小了摩擦，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，其用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體壓力等處的壓力值，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥22前溫度、排氣電磁閥22后溫度等處的溫度值。啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值α，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥21；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸25內(nèi)氣體的壓力p、氣缸25內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥22前溫度T1和排氣電磁閥22后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸25內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥22前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)如果上一循環(huán)和實(shí)時(shí)測(cè)量的溫差增大，說明溫度減小量增大，則此時(shí)A1也增大，通過等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)提高計(jì)算得到的排氣壓力先驗(yàn)值，進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間提前，起到防止過快膨脹、減小溫差，使得整體過程更加接近等溫膨脹過程進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)出力的作用。當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥21，其中pom為排氣電磁閥22的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸25的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸25的最低工作壓力，從k1的表達(dá)式可以看出根據(jù)此方法得出的進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)刻既保證了實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥22卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥22前溫度和排氣電磁閥22后溫度，由于排氣電磁閥2處于膨脹過程的末端，很容易發(fā)生低溫結(jié)霜導(dǎo)致卡澀的現(xiàn)象，|T1‘-T2’|越大表明上一循環(huán)中排氣電磁閥22的前后溫差越大，排氣電磁閥22越容易發(fā)生結(jié)霜而導(dǎo)致卡澀，此時(shí)在這一循環(huán)中k2自動(dòng)增大以提高氣缸25的進(jìn)氣壓力閥值，從而增大排氣電磁閥22的入口壓力以保證其順利開啟，在第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令k2＝1。此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥22；排氣電磁閥22打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥22再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥22，α2為人為設(shè)定的閾值，λ2為第二常數(shù)因子，通過等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)起到提前關(guān)閉排氣電磁閥22的作用，此處假設(shè)轉(zhuǎn)角α是不斷增大的，每轉(zhuǎn)過一圈增加360°，由A2的表達(dá)式可知其值總是小于1，當(dāng)溫差增大時(shí)A2減小，則排氣電磁閥22的關(guān)閉條件值越低，從而使得曲軸轉(zhuǎn)角α能更快到達(dá)關(guān)閉條件值，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥22開啟的時(shí)段中，溫度調(diào)節(jié)器24的調(diào)節(jié)閥23會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸25內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥21前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥23的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管19和加熱套管20中的熱水溫度。令λ1＝0.0017，λ2＝0.0026，h＝7mm。優(yōu)選地，因?yàn)殡姶砰y從通到斷或從斷到通需要反應(yīng)時(shí)間，所以為了更準(zhǔn)確地控制電磁閥的通斷時(shí)刻，需要在理想位置的基礎(chǔ)之上設(shè)定一定的提前量，而且這個(gè)提前量不能是定值，即其不僅應(yīng)該與電磁閥的固有反應(yīng)時(shí)間有關(guān)，還應(yīng)該與曲軸的具體角速度ω(通過轉(zhuǎn)角α得到)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)證明這樣的可變提前量能有效地提高電磁閥提前量的精確程度，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率。因?yàn)樗玫倪M(jìn)排氣電磁閥均為失電常閉式電磁閥，所以通電延遲后打開，斷電延遲后關(guān)閉。設(shè)定：曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖發(fā)生數(shù)度量，0-1023脈沖數(shù)目范圍與0-360°對(duì)應(yīng)。進(jìn)氣電磁閥21打開的理想位置為0(0°)，關(guān)閉的理想位置為排氣壓力先驗(yàn)值與排氣電磁閥22開啟壓力相等的位置；排氣電磁閥22打開的理想位置為512(180°)，關(guān)閉的理想位置為0(0°)。則進(jìn)排氣電磁閥的通斷電位置應(yīng)該比理想動(dòng)作位置有所提前，提前的量可由電磁閥的通電、斷電反應(yīng)時(shí)間和曲軸的轉(zhuǎn)速按以下各式計(jì)算得到：進(jìn)氣電磁閥21打開的提前量為排氣電磁閥22打開的提前量為排氣電磁閥22關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度,U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22采用的反應(yīng)時(shí)間相同，單位：ms。在此實(shí)施例的清掃裝置中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥18和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸25的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少，令λ1＝0.0017，λ2＝0.0026，h＝7mm，實(shí)驗(yàn)表明其整體效率較未經(jīng)改造前提高了6.5％，漏氣量減少了9.4％，取得了意想不到的效果。實(shí)施例5：如圖1所示的一種多功能路面清掃裝置，包括車體1、水箱2、垃圾容納箱3、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4、吸塵器5、太陽(yáng)能電池6和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所述水箱2和垃圾容納箱3相鄰地安裝在車體1上，由車頂?shù)奶?yáng)能電池6供電的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷4和吸塵器5安裝在車體1的底部；多個(gè)噴水口7設(shè)置在車體1的兩側(cè)，通過水泵將水箱2內(nèi)的水從噴水口7噴出；發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在車體1內(nèi)用作驅(qū)動(dòng)車體1的動(dòng)力。如圖2所示，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮泵2、壓縮空氣罐、進(jìn)氣電磁閥21、發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣電磁閥22、換熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述壓縮空氣罐內(nèi)部分割為設(shè)置在上方的高壓區(qū)17和設(shè)置在下方的低壓區(qū)16，高壓區(qū)17的一端通過高壓入口閥14與所述空氣壓縮泵11相連，另一端通過高壓出口閥15與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，低壓區(qū)16的一端通過低壓入口閥12與所述空氣壓縮泵11相連，另一端依次通過單向逆止閥、低壓出口閥13與所述進(jìn)氣電磁閥21相連，進(jìn)氣電磁閥21向所述發(fā)動(dòng)機(jī)提供高壓或低壓的壓縮空氣；所述進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22均為失電常閉式的先導(dǎo)式電磁閥。高壓區(qū)17的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為15MPa～30MPa，低壓區(qū)16的壓縮空氣用于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使用，壓力范圍為2MPa～10MPa，具體的切換條件可以按實(shí)際情況來(lái)設(shè)定。同時(shí)，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓力的壓縮空氣切換至低壓力的壓縮空氣時(shí)，由于是在進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行切換的，因此高壓出口閥15后的管道內(nèi)常常會(huì)發(fā)生憋壓的現(xiàn)象，導(dǎo)致低壓出口閥12打開之后無(wú)法克服管道內(nèi)的壓力出力，進(jìn)氣電磁閥21打開以后往往會(huì)有一小段時(shí)間的“壓力真空期”，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的出力不平滑，因此還設(shè)置有切換泄壓管道，切換泄壓管道的一端與所述高壓出口閥15與所述低壓出口閥13之間的管道相連，另一端與所述低壓區(qū)16的上部相連，切換泄壓管道上設(shè)置有泄壓電磁閥18，當(dāng)從高壓往低壓切換時(shí)，高壓出口閥15關(guān)閉以后，控制器首先檢測(cè)高壓出口閥15后管道上的壓力值p1，并將其與低壓區(qū)16的壓力p2比較，當(dāng)p1＞p2時(shí)，將泄壓電磁閥18打開，這時(shí)候泄壓電磁閥18內(nèi)的壓力迅速泄至低壓區(qū)16內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到p1≤p2時(shí)，關(guān)閉泄壓電磁閥18。綜合考慮到節(jié)省成本和泄壓效果，將所述切換泄壓管道的管徑設(shè)置為高壓區(qū)17出口管徑的1/4。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括氣缸25、活塞26、與活塞26相連的曲軸，曲軸包括曲柄、連桿和飛輪，飛輪(圖中未示出)安裝在曲軸的一端；所述排氣電磁閥22設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管道上，排氣電磁閥22后的排氣管道分為兩路，一路直接排大氣或者去制冷系統(tǒng)，另一路通過調(diào)節(jié)閥23進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器24，用于對(duì)溫度調(diào)節(jié)器24的出口熱水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持氣體的膨脹過程盡可能接近等溫膨脹過程，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的出力。所述換熱系統(tǒng)包括形式為管式換熱器的溫度調(diào)節(jié)器24、布置在進(jìn)氣電磁閥21左右兩側(cè)管道上的預(yù)熱套管19、布置在氣缸25上的加熱套管20，設(shè)置預(yù)熱套管20的目的是為了對(duì)進(jìn)入氣缸25的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)熱，并保證進(jìn)氣電磁閥21前后溫差均勻、減小熱應(yīng)力。溫度調(diào)節(jié)器24的加熱熱源來(lái)自太陽(yáng)能集熱器或者其他方便連接(例如室內(nèi)暖氣)的熱源，通過熱水泵(圖中未示出)不斷向預(yù)熱套管19和加熱套管20供水，加熱后的熱水經(jīng)套管的出口流出。如圖3-4所示，所述氣缸25的外缸壁上還設(shè)置有鋁隔板36，鋁隔板36為圓環(huán)形，安裝在外缸壁與加熱套管20之間，鋁隔板36通過多個(gè)間隔布置的周向?qū)峁潭w29固定在外缸壁上，導(dǎo)熱固定體29除了固定作用外，一方面由于本方案采取的是壓縮空氣罐后不設(shè)置減壓閥，因此進(jìn)氣壓力很大，周向?qū)峁潭?29可以起到強(qiáng)化氣缸25強(qiáng)度的作用，另一方面由于導(dǎo)熱固定體29采用了導(dǎo)熱材料(例如鋁銅等金屬)，可以增強(qiáng)換熱。為了直觀，圖5給出了氣缸展開為平面時(shí)的示意圖，在相鄰兩個(gè)周向?qū)峁潭w29之間的外缸壁上還間隔設(shè)置有3個(gè)折向角為45°的導(dǎo)流體27，所述導(dǎo)流體27的高度為周向固定體高度的2/3，導(dǎo)流體27可以有效增長(zhǎng)熱水在氣缸25外壁面的停留時(shí)間，提高換熱效果。鋁隔板36上交錯(cuò)布置有多個(gè)圓形的均流水口28，套管中的水從均流水口28進(jìn)入和流出，設(shè)置鋁隔板36的目的一來(lái)是利用鋁金屬的導(dǎo)熱特性增強(qiáng)換熱，二是利用鋁隔板36和均流水口28來(lái)減緩水流速和均勻流量，以進(jìn)一步增強(qiáng)換熱并盡量使氣缸均勻加熱；鋁隔板36的內(nèi)表面上設(shè)置有多個(gè)間隔布置的凸塊30，用于對(duì)進(jìn)入的熱水產(chǎn)生湍流作用以加強(qiáng)換熱，同時(shí)凸塊30的高度也不宜做得太高，否則容易造成流動(dòng)死區(qū)，相反如果凸塊30的高度過低則湍流效果不佳，經(jīng)反復(fù)多次試驗(yàn)，將凸塊30的高度設(shè)置為鋁隔板36和外缸壁之間的距離的1/5。如圖6所示，所述活塞26的上表面還設(shè)置有多個(gè)向上凸起的圓錐形的柱塞33，柱塞33的表面上設(shè)置有多個(gè)相鄰螺旋方向相反的螺旋凸起34，即前一個(gè)正向螺旋、后一個(gè)反向螺旋，以此類推。。。柱塞33和螺旋凸起34的目的是對(duì)進(jìn)氣氣流進(jìn)行合理組織以通過增加缸內(nèi)湍流而強(qiáng)化氣缸內(nèi)壁與缸內(nèi)氣體間的對(duì)流換熱；所述活塞26整體呈圓柱形，其中部外表面上設(shè)置有一個(gè)凹陷的環(huán)形槽31，環(huán)形槽31上布置有多個(gè)間隔排列的固定孔槽32，固定孔槽32上固接有軟性物35(例如棉花、海綿等)，所述軟性物35穿過活塞26與氣缸25之間的間隙與氣缸25的外壁接觸，相鄰兩個(gè)所述固定孔槽32之間的距離為h。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用無(wú)減壓閥的供氣系統(tǒng)時(shí)，由于氣缸氣壓的增大，氣缸25和活塞26之間的間隙漏氣會(huì)比帶減壓閥的系統(tǒng)漏氣量更大，因此必須采用特定的設(shè)計(jì)來(lái)減少間隙漏氣，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。采用棉花、海綿等具有較好氣密性的軟性物35，以及采用較小的間隔布置，能有效較小氣缸和活塞之間的漏氣；同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明，由于供氣壓力較高，軟性物35與氣缸25之間的摩擦力相對(duì)于活塞26的動(dòng)能來(lái)說幾乎可以忽略不計(jì)，而且間隔布置而非連續(xù)布置的軟性物35也有效減小了摩擦，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。所述曲軸的軸端安裝有增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器(圖中未示出)，其用于將曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的脈沖數(shù)，以計(jì)數(shù)脈沖的形式向氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器提供曲軸的轉(zhuǎn)角α數(shù)值；所述控制器記錄通過壓力傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體壓力等處的壓力值，以及通過溫度傳感器檢測(cè)的氣缸25內(nèi)的氣體溫度、排氣電磁閥22前溫度、排氣電磁閥22后溫度等處的溫度值。啟動(dòng)信號(hào)來(lái)后，增量式增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角值α，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，打開進(jìn)氣電磁閥21；同時(shí)不斷實(shí)時(shí)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α、氣缸25內(nèi)氣體的壓力p、氣缸25內(nèi)氣體溫度T、排氣電磁閥22前溫度T1和排氣電磁閥22后溫度T2，控制器根據(jù)空氣的氣體方程和曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系按下式計(jì)算得到排氣壓力先驗(yàn)值p′：其中r為曲柄的長(zhǎng)度，l為連桿的長(zhǎng)度，n為多變系數(shù)，T‘為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的氣缸25內(nèi)氣體溫度，T1’為上一循環(huán)結(jié)束時(shí)的排氣電磁閥22前溫度，λ1為第一常數(shù)因子，如果當(dāng)前為第一循環(huán)則自動(dòng)令等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)如果上一循環(huán)和實(shí)時(shí)測(cè)量的溫差增大，說明溫度減小量增大，則此時(shí)A1也增大，通過等溫進(jìn)氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)提高計(jì)算得到的排氣壓力先驗(yàn)值，進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間提前，起到防止過快膨脹、減小溫差，使得整體過程更加接近等溫膨脹過程進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)出力的作用。當(dāng)排氣壓力先驗(yàn)值p′≥k1×k2×pom時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣電磁閥21，其中pom為排氣電磁閥22的額定開啟壓力，為每循環(huán)的閥值壓力系數(shù)，pmax為每循環(huán)氣缸25的最高工作壓力，pmin為每循環(huán)氣缸25的最低工作壓力，從k1的表達(dá)式可以看出根據(jù)此方法得出的進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)刻既保證了實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；k2＝0.001×|T1‘-T2’|+1為排氣電磁閥22卡澀修正系數(shù)，T1‘、T2’分別為上一循環(huán)的排氣電磁閥22前溫度和排氣電磁閥22后溫度，由于排氣電磁閥2處于膨脹過程的末端，很容易發(fā)生低溫結(jié)霜導(dǎo)致卡澀的現(xiàn)象，|T1‘-T2’|越大表明上一循環(huán)中排氣電磁閥22的前后溫差越大，排氣電磁閥22越容易發(fā)生結(jié)霜而導(dǎo)致卡澀，此時(shí)在這一循環(huán)中k2自動(dòng)增大以提高氣缸25的進(jìn)氣壓力閥值，從而增大排氣電磁閥22的入口壓力以保證其順利開啟，在第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令k2＝1。此后繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角α，當(dāng)α達(dá)到設(shè)定的排氣閥打開角度α1時(shí)，打開排氣電磁閥22；排氣電磁閥22打開后，繼續(xù)檢測(cè)曲軸轉(zhuǎn)角，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的初始進(jìn)氣角度α0時(shí)，進(jìn)氣電磁閥22再次打開，直至當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角α達(dá)到排氣閥關(guān)閉角度時(shí)，關(guān)閉排氣電磁閥22，α2為人為設(shè)定的閾值，λ2為第二常數(shù)因子，通過等溫排氣關(guān)閉項(xiàng)來(lái)起到提前關(guān)閉排氣電磁閥22的作用，此處假設(shè)轉(zhuǎn)角α是不斷增大的，每轉(zhuǎn)過一圈增加360°，由A2的表達(dá)式可知其值總是小于1，當(dāng)溫差增大時(shí)A2減小，則排氣電磁閥22的關(guān)閉條件值越低，從而使得曲軸轉(zhuǎn)角α能更快到達(dá)關(guān)閉條件值，當(dāng)處于第一個(gè)循環(huán)時(shí)自動(dòng)令A(yù)2＝1，至此發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)完成一個(gè)工作循環(huán)；在排氣電磁閥22開啟的時(shí)段中，溫度調(diào)節(jié)器24的調(diào)節(jié)閥23會(huì)根據(jù)上一循環(huán)的氣缸25內(nèi)溫度均值和進(jìn)氣電磁閥21前后溫度反饋值來(lái)控制調(diào)節(jié)閥23的開度，從而調(diào)節(jié)預(yù)熱套管19和加熱套管20中的熱水溫度。令λ1＝0.0019，λ2＝0.0028，h＝6mm。優(yōu)選地，因?yàn)殡姶砰y從通到斷或從斷到通需要反應(yīng)時(shí)間，所以為了更準(zhǔn)確地控制電磁閥的通斷時(shí)刻，需要在理想位置的基礎(chǔ)之上設(shè)定一定的提前量，而且這個(gè)提前量不能是定值，即其不僅應(yīng)該與電磁閥的固有反應(yīng)時(shí)間有關(guān)，還應(yīng)該與曲軸的具體角速度ω(通過轉(zhuǎn)角α得到)有關(guān)，實(shí)驗(yàn)證明這樣的可變提前量能有效地提高電磁閥提前量的精確程度，從而進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的效率。因?yàn)樗玫倪M(jìn)排氣電磁閥均為失電常閉式電磁閥，所以通電延遲后打開，斷電延遲后關(guān)閉。設(shè)定：曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度用旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖發(fā)生數(shù)度量，0-1023脈沖數(shù)目范圍與0-360°對(duì)應(yīng)。進(jìn)氣電磁閥21打開的理想位置為0(0°)，關(guān)閉的理想位置為排氣壓力先驗(yàn)值與排氣電磁閥22開啟壓力相等的位置；排氣電磁閥22打開的理想位置為512(180°)，關(guān)閉的理想位置為0(0°)。則進(jìn)排氣電磁閥的通斷電位置應(yīng)該比理想動(dòng)作位置有所提前，提前的量可由電磁閥的通電、斷電反應(yīng)時(shí)間和曲軸的轉(zhuǎn)速按以下各式計(jì)算得到：進(jìn)氣電磁閥21打開的提前量為排氣電磁閥22打開的提前量為排氣電磁閥22關(guān)閉的提前量為其中ω為曲軸的角速度,U1、U2分別為先導(dǎo)式電磁閥通電反應(yīng)時(shí)間和斷電反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)氣電磁閥21和排氣電磁閥22采用的反應(yīng)時(shí)間相同，單位：ms。在此實(shí)施例的清掃裝置中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，能源清潔無(wú)污染，具有清掃、吸塵和灑水等功能，移動(dòng)性強(qiáng)；同時(shí)采用氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車體，有輸出力矩大、可調(diào)性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；并且設(shè)計(jì)了一種新型的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其可根據(jù)轉(zhuǎn)速來(lái)選擇不同壓力的壓縮空氣，且為了克服從高壓氣源往低壓氣源切換的過程中容易產(chǎn)生“壓力真空期”的缺點(diǎn)，巧妙地利用泄壓電磁閥18和控制器配合保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑出力；該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的供氣管路不設(shè)置減壓閥，可以大大減少因?yàn)闇p壓導(dǎo)致的能量損失；將氣體的準(zhǔn)等溫膨脹過程和排氣壓力有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，根據(jù)每個(gè)循環(huán)的溫度情況和排氣壓力的先驗(yàn)值來(lái)確定進(jìn)氣電磁閥21的關(guān)閉時(shí)間，在不增加額外投資的情況下而僅僅通過修改控制器的算法就可以達(dá)到很好的效率提高效果，同時(shí)既保證了排氣壓力實(shí)際排氣壓力大于排氣電磁閥22的開啟閥值，又保證了不會(huì)高出閥值過多造成過多的排氣損失，而且采用的計(jì)算公式可以有效防止氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的閥值波動(dòng)過大，進(jìn)一步防止進(jìn)氣電磁閥21關(guān)閉時(shí)刻的誤判斷；根據(jù)無(wú)減壓閥的供氣方案，考慮到氣缸25的受壓增大、漏氣量增大和換熱的需要，重新設(shè)計(jì)了適合的氣缸結(jié)構(gòu)，該氣缸換熱效果強(qiáng)，且承壓能力較高，漏氣明顯減少，令λ1＝0.0019，λ2＝0.0028，h＝6mm，實(shí)驗(yàn)表明其整體效率較未經(jīng)改造前提高了6.8％，漏氣量減少了10.5％，取得了意想不到的效果。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。