本發(fā)明涉及一種航空地面設施領域，特別是一種機場灑布車。

背景技術：

目前，在冬季，機場跑道、滑行道、停機坪的路面由于積雪、結冰，使摩擦系數減小，而且，積雪覆蓋飛機起降標記、路面路標等，嚴重威脅飛機正常的滑行和起降，延誤航班，因此，通常采用除冰液灑布車進行機場道面除冰、防冰。其包括汽車底盤、機架、液罐、液路控制系統(tǒng)、車載液壓缸、主折疊臂、臂載液壓缸、副折疊臂和噴嘴，所述汽車底盤上設有液罐、噴灑裝置和泵房安裝孔，汽車底盤兩側分別設有機架，所述車載液壓缸一端與機架相連接，另一端與主折疊臂相連接，所述臂載液壓缸一端與主折疊臂相連接，另一端與臂載液壓缸相連接，所述主折疊臂和臂載折疊臂下端設有噴嘴，所述車載液壓缸、臂載液壓缸分別經液壓控制系統(tǒng)控制，這種結構的實質性不足：一是車輛功能單一，只能噴灑一種介質的液體，導致適用范圍小，使用率不高；二是灑布車噴灑除冰液進行防冰和除冰都是一種非常有效的方式，但要求噴灑的除冰液流量要穩(wěn)定，噴灑均勻，因為任何一塊極其微小的道面沒有噴灑到或者噴灑量不夠而結冰，都可能對飛機的起、降造成安全隱患，同時由于除冰液價格比較昂貴，對除冰液的噴灑提出了新的要求，既要滿足防冰、除冰要求，又要盡量節(jié)省、控制成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構新穎、操作方便、一機多用、使用率高、節(jié)約能源、噴灑濃度和寬度可調的機場灑布車。

本發(fā)明解決技術問題的技術方案是：

一種機場灑布車，包括汽車底盤、噴灑裝置、液罐、泵房和液路控制系統(tǒng)，所述噴灑裝置包括伸縮液壓缸、伸縮臂和噴嘴，所述伸縮液壓缸一端與機架相連接，另一端與伸縮臂相連接，所述噴嘴設置在伸縮臂下端，其特征在于設有變量柱塞泵、水泵驅動馬達、除冰泵驅動馬達和水泵，所述液路控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)控制變量柱塞泵，所述變量柱塞泵分別驅動水泵驅動馬達和除冰泵驅動馬達，所述水泵驅動馬達驅動水泵，所述水泵將液罐中的水經輸出至噴灑管路，并由噴灑管路上均布設有的噴嘴噴出，所述除冰液驅動馬達驅動除冰泵，所述除冰泵將液罐中的除冰液輸出至噴灑管路，并由噴灑管路上設有的噴嘴噴出，噴灑管路上設有水路壓力控制閥、水路流量控制閥和水路溢流閥，所述噴灑管路上設有液路壓力控制閥、液路流量控制閥和液路溢流閥，所述水路壓力控制閥、水路流量控制閥和水路溢流閥以及液路壓力控制閥、液路流量控制閥和液路溢流閥分別與PLC控制系統(tǒng)相連接，以利于當水路壓力控制閥或液路壓力控制閥感應到管路或除冰液管路中的壓力高于調定值時，水路溢流閥或液路溢流閥打開，水或除冰液回流，并通過水路流量控制閥和液路流量控制閥檢測水泵和除冰泵的實際輸出流量并上傳至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據實際流量和濃度需求進行調節(jié)，同時，還可以單獨用于灑水，達到操作方便、一機多用、使用率高的作用。

本發(fā)明所述PLC控制系統(tǒng)包括PID控制模塊、速度傳感器和流量傳感器，所述速度傳感器加裝在灑布車的變速箱輸出軸上，以采集灑布車行駛速度，流量傳感器加裝在液體泵出口側，以采集液體泵的流量實際值，所述灑布車的操作面板上設有噴灑密度按鈕，所述速度傳感器、流量傳感器和噴灑密度按鈕分別與PID控制模塊相連接，所述PID控制模塊中嵌有液體流量調節(jié)算法，流量傳感器將檢測到的液體泵的實際流量以電流信號信息上傳至PID控制模塊，通過PID控制模塊中由液體流量調節(jié)算法設置的需求值和采集的流量實際值進行比較，需求值和采集的流量實際值的差值，作為偏差PID控制模塊的輸入，并將PID控制模塊的比例輸出信號作用到液壓泵比例閥，比例閥即調整液體泵的驅動馬達轉速，從而調整了液體泵的流量，實現(xiàn)了流量的精確控制，而且，由于噴灑流量隨車速聯(lián)動，當車速變化時，流量會通過液體流量調節(jié)算法自動進行調節(jié)，保證了單位面積噴灑量始終處于恒定，達到了控制精確、節(jié)約能源、輸出恒定、噴灑面均勻、全面、有效防冰、除冰的作用。

本發(fā)明所述液體流量調節(jié)算法為：

由于灑布車的關鍵就是單位面積噴灑介質噴灑量的精確控制，噴灑介質噴灑量就是液體泵的實際流量，單位面積噴灑介質噴灑量的精確控制，實際上就是液體泵的實際流量的控制，因此，

下面對灑布車工作情況進行分析，設：

行駛速度為ν，單位：公里/小時（km/h）；

噴灑密度為ρ，單位：毫升/平方米（ml/㎡）；

噴灑寬度為α，單位：米（m）；

液體泵流量為λ，單位：立方米/小時（m3/h）；

列立方程式如下：

其中，噴灑密度ρ和噴灑寬度α，是在噴灑作業(yè)前由操作員進行設定，為一固定值，簡化為k；行駛速度ν是根據駕駛員的操作而隨時變化，因此上述方程可簡化為：

通過簡化方程式可得出，灑布車的噴灑性能關鍵就是不同車速下，液體泵實際流量的控制；為滿足精確控制的要求，直接采集液體泵實際流量作為反饋信號，將實際噴灑量對應實際行駛速度形成閉環(huán)控制，最終實現(xiàn)噴灑性能與車速同步。

本發(fā)明所述液壓泵采用變量液壓泵，以利于通過調節(jié)排量實現(xiàn)對噴灑流量的控制。

本發(fā)明所述流量傳感器可采用電磁流量計，以達到具有輸出反饋電流信號的功能。

本發(fā)明可在所述噴灑管路上對應每個噴嘴設有單元電磁閥，以利于根據實際工況打開不同的單元電磁閥，以達到噴射寬度可調的作用。

本發(fā)明所述噴嘴可采用扇形噴嘴，以達到噴射角度大、流量大、噴霧效果好的作用。

本發(fā)明所述液罐上部配有清洗人孔和液體加注口，在開啟時可以對液罐進行清洗和檢修；并方便快速對接進行液體加注；所述液罐內部設置防蕩隔板,，所述放蕩隔板是由縱向防蕩板和橫向防蕩板相互交叉固定連接而成，所述縱向防蕩板和橫向防蕩板上下左右分別與液罐內壁固定連接，以達到減小液體對液罐的沖擊作用。

本發(fā)明所述所述縱向防蕩板和橫向防蕩板兩端面分別是由水平設置的凸面和凹面間隔排列而成，以達到進一步減小液體對液罐的沖擊作用。

本發(fā)明可在所述液罐與汽車底盤的大梁之間通過錐型橡膠減震器彈性連接，以減小沖擊，大大提高了液罐的使用壽命。

本發(fā)明可在所述汽車底盤大梁上預留液罐及泵房安裝位置及安裝孔，以達到安裝方便的作用。

本發(fā)明由于采用上述結構，使得除冰液和水的噴灑或除冰液的濃度調節(jié)功能于一身，實現(xiàn)了一機多用，具有結構新穎、操作方便、一機多用、使用率高、噴灑濃度和寬度可調等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多功能灑布車回收狀態(tài)的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明多功能灑布車展開狀態(tài)的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明多功能灑布車液路原理圖。

圖4為本發(fā)明液路控制系統(tǒng)的流程控制圖。

圖5是本發(fā)明液路控制系統(tǒng)的結構示意圖。

圖6是本發(fā)明中液罐的結構示意圖。

圖7是圖6的俯視圖。

附圖標記：汽車底盤1、噴灑裝置2、液罐3、泵房4、液路控制系統(tǒng)5、除冰泵6、水泵7、溢流閥8、電磁流量計9、電磁水閥10、噴嘴11、伸縮液壓缸12、伸縮臂13、變量柱塞泵14、水泵驅動馬達15、除冰泵驅動馬達16、噴灑管路17。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。

如附圖所示，一種機場灑布車，包括汽車底盤1、噴灑裝置2、液罐3、泵房4和液路控制系統(tǒng)5，所述噴灑裝置2包括伸縮液壓缸12、伸縮臂13和噴嘴11，所述伸縮液壓缸12一端與機架相連接，另一端與伸縮臂13相連接，所述噴嘴11設置在伸縮臂13下端，其特征在于設有變量柱塞泵14、水泵驅動馬達15、除冰泵驅動馬達16和水泵7，所述液路控制系統(tǒng)5采用PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)控制變量柱塞泵14，所述變量柱塞泵14分別驅動水泵驅動馬達15和除冰泵驅動馬達16，所述水泵驅動馬達15驅動水泵7，所述水泵7將液罐3中的水經輸出至噴灑管路17，并由噴灑管路17上均布設有的噴嘴11噴出，所述除冰液驅動馬達16驅動除冰泵6，所述除冰泵6將液罐3中的除冰液輸出至噴灑管路17，并由噴灑管路17上設有的噴嘴11噴出，噴灑管路上設有水路壓力控制閥、水路流量控制閥和水路溢流閥，所述噴灑管路17上設有液路壓力控制閥、液路流量控制閥和液路溢流閥，所述水路壓力控制閥、水路流量控制閥和水路溢流閥以及液路壓力控制閥、液路流量控制閥和液路溢流閥分別與PLC控制系統(tǒng)相連接，以利于當水路壓力控制閥或液路壓力控制閥感應到管路或除冰液管路中的壓力高于調定值時，水路溢流閥或液路溢流閥打開，水或除冰液回流，并通過水路流量控制閥和液路流量控制閥檢測水泵7和除冰泵的實際輸出流量并上傳至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據實際流量和濃度需求進行調節(jié)，同時，還可以單獨用于灑水，達到操作方便、一機多用、使用率高的作用。

本發(fā)明所述PLC控制系統(tǒng)包括PID控制模塊、速度傳感器和流量傳感器，所述速度傳感器加裝在灑布車的變速箱輸出軸上，以采集灑布車行駛速度，流量傳感器加裝在液體泵出口側，以采集液體泵的流量實際值，所述灑布車的操作面板上設有噴灑密度按鈕，所述速度傳感器、流量傳感器和噴灑密度按鈕分別與PID控制模塊相連接，所述PID控制模塊中嵌有液體流量調節(jié)算法，流量傳感器將檢測到的液體泵的實際流量以電流信號信息上傳至PID控制模塊，通過PID控制模塊中由液體流量調節(jié)算法設置的需求值和采集的流量實際值進行比較，需求值和采集的流量實際值的差值，作為偏差PID控制模塊的輸入，并將PID控制模塊的比例輸出信號作用到液壓泵比例閥，比例閥即調整液體泵的驅動馬達轉速，從而調整了液體泵的流量，實現(xiàn)了流量的精確控制，而且，由于噴灑流量隨車速聯(lián)動，當車速變化時，流量會通過液體流量調節(jié)算法自動進行調節(jié)，保證了單位面積噴灑量始終處于恒定，達到了控制精確、節(jié)約能源、輸出恒定、噴灑面均勻、全面、有效防冰、除冰的作用。

本發(fā)明所述液體流量調節(jié)算法為：

由于灑布車的關鍵就是單位面積噴灑介質噴灑量的精確控制，噴灑介質噴灑量就是液體泵的實際流量，單位面積噴灑介質噴灑量的精確控制，實際上就是液體泵的實際流量的控制，因此，

下面對灑布車工作情況進行分析，設：

行駛速度為ν，單位：公里/小時（km/h）；

噴灑密度為ρ，單位：毫升/平方米（ml/㎡）；

噴灑寬度為α，單位：米（m）；

液體泵流量為λ，單位：立方米/小時（m3/h）；

列立方程式如下：

其中，噴灑密度ρ和噴灑寬度α，是在噴灑作業(yè)前由操作員進行設定，為一固定值，簡化為k；行駛速度ν是根據駕駛員的操作而隨時變化，因此上述方程可簡化為：

通過簡化方程式可得出，灑布車的噴灑性能關鍵就是不同車速下，液體泵實際流量的控制；為滿足精確控制的要求，直接采集液體泵實際流量作為反饋信號，將實際噴灑量對應實際行駛速度形成閉環(huán)控制，最終實現(xiàn)噴灑性能與車速同步。

本發(fā)明所述液壓泵采用變量液壓泵，以利于通過調節(jié)排量實現(xiàn)對噴灑流量的控制。

本發(fā)明所述流量傳感器可采用電磁流量計，以達到具有輸出反饋電流信號的功能。

本發(fā)明可在所述噴灑管路上對應每個噴嘴設有單元電磁閥，以利于根據實際工況打開不同的單元電磁閥，以達到噴射寬度可調的作用。

本發(fā)明所述噴嘴可采用扇形噴嘴，以達到噴射角度大、流量大、噴霧效果好的作用。

本發(fā)明所述液罐上部配有清洗人孔和液體加注口，在開啟時可以對液罐進行清洗和檢修；并方便快速對接進行液體加注；所述液罐內部設置防蕩隔板,，所述放蕩隔板是由縱向防蕩板和橫向防蕩板相互交叉固定連接而成，所述縱向防蕩板和橫向防蕩板上下左右分別與液罐內壁固定連接，以達到減小液體對液罐的沖擊作用。

本發(fā)明所述橫向防蕩板端面是由水平設置的凸面和凹面間隔排列而成，以達到進一步減小液體對液罐的沖擊作用。

本發(fā)明可在所述液罐與汽車底盤的大梁之間通過錐型橡膠減震器彈性連接，以減小沖擊，大大提高了液罐的使用壽命。

本發(fā)明可在所述汽車底盤大梁上預留液罐及泵房安裝位置及安裝孔，以達到安裝方便的作用。

如圖1所示，本發(fā)明包括汽車底盤、機架、液罐、液路控制系統(tǒng)、噴灑裝置、變量柱塞泵、水泵驅動馬達、除冰泵驅動馬達、水泵，圖中汽車底盤1是本發(fā)明的行走及承載裝置，汽車底盤大梁上預留機架、液罐及泵房安裝位置及安裝孔，以達到安裝方便的作用。

圖中噴灑裝置2安裝于底盤駕駛室后方，可以通過液壓缸的伸縮進行展開、回收，以實現(xiàn)不同寬度的噴灑模式，最大展開寬度達14.5m，為用戶提供多種選擇。

圖中液罐3外形采用臥式箱型結構，并配有清洗人孔，開啟時可以對液罐和水罐進行清洗和檢修；內部設置防蕩隔板，起導流作用，并可減小對液罐的沖擊；還設置了液體加注口，方便快速對接進行液體加注；液罐與大梁之間通過錐型橡膠減震器彈性連接，減小沖擊，大大提高了液罐的使用壽命。

圖中泵房4位于車輛尾部，用于放置液路系統(tǒng)元件及整個管路，泵房主體為框架焊合結構，由薄板、槽鋼及角鋼等拼接而成，泵房還配備有卷簾門、U型登梯及可折疊踏板(圖中未有顯示)，方便人員進行操作、檢查及維修。

本發(fā)明工作原理：通過汽車底盤發(fā)動機取力器驅動液壓控制系統(tǒng)中的變量柱塞泵工作，變量柱塞泵驅動水泵驅動馬達或除冰泵驅動馬達，當要灑水時，所述水泵驅動馬達驅動水泵，所述水泵將液罐中的水經水管輸出至噴灑管路，并由噴灑管路上均布設有的噴嘴噴出，當要噴灑防冰液時，所述除冰液驅動馬達驅動除冰泵，所述除冰泵將液罐中的除冰液經除冰液管路輸出至噴灑管路，并由噴灑管路上均布設有的噴嘴噴出，以達到根據需要通過水路流量控制閥檢測水泵或液路流量控制閥檢測除冰泵的實際輸出流量并上傳至PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)根據實際流量和濃度需求進行調節(jié)，達到除冰液自動調節(jié)濃度的作用；當水路壓力控制閥或液路壓力控制閥感應到水管或除冰液管路中的壓力高于調定植時，水路溢流閥或液路溢流閥打開，水或除冰液回流，達到使用安全的作用。

在工作過程中需要調節(jié)噴灑流量時，通過速度傳感器采集灑布車行駛速度并上傳至PID控制模塊，同時，點擊旋轉操作面板上的噴灑密度設定旋鈕，設定目標噴灑密度，其中，除冰劑20ml/m²～50ml/m²；或者，水100ml/m²～300ml/m²；，并根據灑布車兩側噴灑臂展收狀態(tài)，科確定噴灑寬度為3.2m、或者9.35m、或者15m，上述數據上傳至PID控制模塊中，通過PID控制模塊中的液體流量調節(jié)算法計算出液體泵流量的需求值，通過液體泵流量的需求值與實際值的差值，作為偏差PID控制模塊的輸入，并將PID控制模塊的比例輸出信號，作用到液壓泵比例閥，從而改變液體泵的驅動馬達轉速，改變液體泵的流量，然后再通過流量傳感器，將液體泵流量實際值反饋到與需求值進行比較，形成實際噴灑量對應實際行駛速度的閉環(huán)控制，本發(fā)明通過流量反饋將實際噴灑量對應實際行駛速度的閉環(huán)控制，可以忽略到噴灑介質的自身密度參數，不同密度參數的噴灑介質，最終的噴灑流量都是相同的，因此，本發(fā)明能夠實現(xiàn)不同車速下、噴灑密度和噴灑寬度下，單位面積噴灑介質噴灑量的精確控制。

本發(fā)明由于采用上述結構和算法，實現(xiàn)了一機多用，具有結構新穎、操作方便、一機多用、使用率高、噴灑濃度和寬度可調等優(yōu)點。