一种试车道路布水喷头的制作方法

1.本发明属于汽车测试装置领域，涉及一种试车道路布水装置。


背景技术：

2.汽车abs等性能测试过程中，均需要准备能模拟低附着系数的试车道路，采用的方式大部分为向玄武岩、瓷砖或玻璃砖上布水以得到不同附着系数的试车道路，现行的布水方式多为漫水式、喷水式和喷漫结合式。
3.漫水式布水方式是利用低附道路横向坡度的特点，于较高一侧设置漫水沟槽利用重力自然布满路面。优点是水膜成型较好，对试车没有干涉。缺点是对漫水沟与试验路面衔接处施工要求高；对路面平整度及横坡坡度施工要求高；为避免水膜厚度过大和过小对加压设备和管路系统调试要求也高；水膜形成过程较长，试验车辆需要一定的等待时间；同时后期道路及漫水沟槽沉降后布水均匀度变差，甚至出现部分路面无水，部分水膜厚度超标的情况。
4.喷水式布水方式是利用布水喷头或穿孔管对道路路面喷水，可单侧或双侧喷水。优点是布水快速，道路及喷水设施沉降变形对布水影响小。最主要的缺点是，现有的布水喷头一般喷水高度较高，严重影响试车安全，只能在试车间隙喷水，或与车辆通过路线交叉喷水；且一般为线型喷水，难以形成均匀水膜，部分还需引导车辆行驶带动水膜成型。同时国内现在尚无试车道路专用的喷头，多用绿化喷灌类塑料喷头代替，喷水时会有喷嘴弹出地面，影响试车安全。
5.为了解决上述漫水式和喷水式两种布水方式存在的问题，将两种布水模式结合使用，即喷漫结合式布水方式，在试车前采用喷水模式，克服了水膜在初次覆盖试验道路过程中遇到的各种困难，使其迅速满足试车道路水膜厚度的要求，减少试车等待时间；试车过程中，由漫水补水系统对道路进行漫水，满足试车时对车辆的无干扰要求；同时可根据不同试验车辆对喷水高度、喷水距离等不同的要求，切换喷头布水和漫水系统运行。其缺点是需要喷水管和漫水管两套布水设施，管路系统复杂，占地多，一次性投入成本高；且试验过程中要对供水模式实时切换，控制系统复杂，不易操作，后期管理维护工作量大。


技术实现要素：

6.为解决背景技术中所述的问题，本发明提出了一种试车道路布水喷头。
7.试车道路布水喷头，包括顶部的喷头头部总成、底部的喷头底座总成和连接喷头头部总成和喷头底座总成的高度调节机构；所述的喷头头部总成包括外部的喷头体、设置于喷头体底部的流量调节器、设置于喷头体顶部的阀芯和对阀芯顶部进行封闭的阀门，所述的阀芯上可依据喷水角度、喷水量和喷水形态的需求沿径向设置对应的喷水槽；所述的高度调节机构包括高度调节筒体和高度调节圈，所述的高度调节筒体外侧可与喷头底座总成相配合连接，高度调节筒体内侧与喷头体的外侧相配合连接，所述的高度调节圈可在高度调节筒体的外侧上下移动并固定以调节高度调节筒体与喷头底座总成的配合长度。
8.所述的喷头头部总成还包括设置于阀芯底部的小密封圈、设置于喷头体外侧的大密封圈以及锁紧流量调节器的螺栓。小密封圈和大密封圈的设置保证了喷头头部总成的密封性，流量调节器使用螺栓进行锁紧，操作简便便于调节。
9.所述的喷头体外侧的安装筒顶部设置有密封凸缘，所述的密封凸缘上沿径向设置有可安装大密封圈的大密封圈槽；所述的喷头体的顶部端面设置有喷头头部安装孔，顶部往下依次设置有阀芯安装槽、通水槽和螺栓配合孔，所述的阀芯安装槽、通水槽和螺栓配合孔呈阶梯型分布，所述的螺栓配合孔贯通喷头体的底部，所述的阀芯安装槽的端面上设置有可安装小密封圈的小密封圈槽；所述的喷头体的底部围着螺栓配合孔的周边设置有多个流量调节槽，所述的流量调节槽与通水槽部分重合构成通水孔。喷头体结构的设计，使得喷头头部总成的各部件均可便捷的安装于喷头体上，喷头顶部端面设置的喷头头部安装孔，使得喷头头部总成十分易于与高度调节装置安装配合和拆卸。
10.所述的流量调节器包括多孔的圆盘，所述的圆盘的中部设置有螺栓安装孔，所述的螺栓安装孔的周围设置有多个流量调节孔。该流量调节器安装于喷头体的底部时，只需使流量调节孔与流量调节槽处于不同的重合程度即可达到不同流量的控制。
11.所述的阀门包括上部的封闭圆盘和封闭圆盘底部设置的阀门安装柱，所述的阀门安装柱与螺栓配合孔配合连接。该阀门安装柱与锁紧流量调节器的螺栓与喷头体内的同一个螺栓配合孔配合连接，结构简单，配合简便。
12.所述的阀芯呈环状结构，阀芯的内环半径小于阀芯安装槽的半径大于通水槽的半径。阀芯结构和尺寸的设计不仅便于阀门的安装，也保证可喷出水流的稳定性。
13.所述的高度调节机构还包括上部的密封筒体，所述的密封筒体内壁与喷头体外侧的密封凸缘及大密封圈紧密配合，所述的密封筒体的顶部设置有对称的凹口。该密封筒体的设计使得喷头头部总成可牢固密封地安装于高度调节装置的高度调节筒体内，密封筒体顶部设置的凹口，使得喷头头部总成拆卸后易于取出。
14.所述的喷头底座总成包括底部的固定底板、设置在固定底板上的底座筒体和与底座筒体相连通的进水管。
15.所述的底座筒体顶部设置有固定连接圈，所述的固定连接圈包括上部的凸缘和下部的配合部，下部的配合部与底座筒体的内侧通过螺纹配合，上部的凸缘下表面与底座筒体顶部贴合，所述的固定连接圈的内侧与高度调节筒体的外侧配合连接。
16.所述的固定底板上设置有固定螺孔。使用螺钉穿过固定底板上的固定螺孔，即可使整个布水喷头固定在所需的位置。
17.本发明与现有技术相比，喷头头部总成的阀芯可按照喷水角度、喷水量和喷水形态的需求设置不同的型号供调换，通过对各型号的阀芯的喷水槽角度的排布可实现喷水方向360
°
可调，通过对各型号的阀芯的喷水槽的形态和开口大小的排布可实现喷水量和喷水形态的调节，如可以使喷水水流呈较密集的线性分布，在布水时既能最大程度布满试车道路，又能避免面状分布的水流在风力作用下发生雾化的问题，从而消除了对试车人员的视线干扰，减少了试车过程中的安全隐患；喷头头部总成的底部还设置有流量调节器，从而可准确控制进入阀芯的水流量；本发明的高度调节机构能根据喷头所需的高度进行准确调整，高度调节筒体和高度调节圈的配合使得高度调节过程十分简单；在喷水过程中水经进水管依次进入底座筒体和高度调节筒体，再进入喷头头部总成，有效减少了给水压力对喷
头出水水流形态的影响，降低了喷头出水的不稳定性；本发明的阀芯和流量调节器等各部件均采用分离式设置，更换和维修极其方便快捷。本发明中布水喷头的主体外部结构可均采用不锈钢制品，能将布水喷头整体直接埋设安装于试验道路中，有效避免了试验车辆碾压时对喷头造成破坏，并避免了因喷头破损对高速行驶的试验车辆造成的安全隐患。
18.本发明针对模拟低附着系数试车道路现有布水模式的缺点，提供了一种喷水流量、喷水方向和喷水角度均可调整的一体化的试车道路布水喷头，通过更换阀芯、调节流量调节器和高度调节机构，能满足低附着系数试车道路多种布水要求，实现喷水和补水一体化；该布水喷头可直接埋设于试验道路内，不影响行车安全；另外布水喷头的主体外部结构均可采用不锈钢或耐腐蚀金属材质，抗老化锈蚀；布水喷头各组成部件的分离式设计使得安装维修更换十分方便快捷，配备的给水管路系统简单，系统调试和使用控制简便有效，既节省一次性投资，又便于系统运维和改建，具有极大的推广价值。
附图说明
19.图1为试车道路布水喷头的等轴侧视图。
20.图2为试车道路布水喷头的侧视图。
21.图3为试车道路布水喷头的a
‑
a截面图及水流方向示意图。
22.图4为试车道路布水喷头的主体结构示意图。
23.图5为喷头头部总成的示意图。
24.图6为喷头头部总成的爆炸图。
25.图7为喷头体的结构示意图i。
26.图8为喷头体的结构示意图ii。
27.图9为喷头体的结构示意图iii。
28.其中：1
‑
喷头头部总成；1.1
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阀门；1.11
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阀门安装柱；1.12
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封闭圆盘；1.2
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阀芯；1.21
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喷水口；1.3
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小密封圈；1.4
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喷头体；1.40
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喷头头部安装孔；1.41
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密封凸缘；1.42
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安装筒；1.43
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大密封圈槽；1.44
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阀芯安装槽；1.45
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通水槽；1.46
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小密封圈槽；1.47
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螺栓配合孔；1.48
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通水孔；1.49
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流量调节槽；1.5
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大密封圈；1.6
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流量调节器；1.61
‑
流量调节孔；1.62
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螺栓安装孔；1.7
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螺栓；2
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高度调节机构；2.1
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密封筒体；2.2
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高度调节筒体；2.3
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高度调节圈；2.4
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台阶；2.5
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凹口；3
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喷头底座总成；3.1
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固定底板；3.2
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固定螺孔；3.3
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底座筒体；3.4
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进水管；3.5
‑
固定连接圈。
具体实施方式
29.下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述的位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
30.一种试车道路布水喷头的整体结构如图1和图2所示，底部为喷头底座总成3，高度调节机构2与喷头底座总成3的顶部相连接，喷头头部总成1安装于高度调节机构2内。
31.喷头头部总成1、高度调节机构2和喷头底座总成3的分离后的结构如图4所示，下面对其进行详细说明。
32.喷头底座总成3的底部为固定底板3.1，固定底板3.1呈正方形，四个角所在的位置均设置有固定螺孔3.2，固定底板3.1的中部上设置有空心圆柱形的底座筒体3.3，底座筒体3.3的下部设置有相连通的进水管3.4，底座筒体3.3的顶部设置有固定连接圈3.5，固定连接圈3.5下部的配合部与底座筒体3.3的内壁通过螺纹配合，配合后，固定连接圈3.5上部的凸缘的下表面与底座筒体3.3的顶部端面贴合，固定连接圈3.5的内侧也设置有内螺纹。使用螺钉穿过固定螺孔3.2后可将喷头底座总成3固定在所需的位置。
33.高度调节机构2的下部为设置有外螺纹和内螺纹的高度调节筒体2.2，上部为密封筒体2.1，密封筒体2.1的顶部设置有对称的凹口2.5，由于密封筒体2.1的内径大于高度调节筒体2.2，从而两者接合处构成台阶2.4；高度调节圈2.3呈圆环状，内侧面设置有可与高度调节筒体2.2的外螺纹配合的螺纹结构，从而高度调节圈2.3与高度调节筒体2.2的外侧配合后，通过旋转可在高度调节筒体2.2的外侧上下移动，高度调节筒体2.2的外螺纹还可与喷头底座总成3顶部的固定连接圈3.5配合连接，如图3的截面图所示，高度调节筒体2.2与固定连接圈3.5配合后，高度调节圈2.3的下部端面与固定连接圈3.5的上部端面贴合，故通过调节高度调节圈2.3的位置，即可调节高度调节筒体2.2与固定连接圈3.5的配合长度，实现布水喷头整体高度的调整。
34.喷头头部总成1的整体结构如图5所示，其组成部件爆炸图如图6所示，喷头头部总成1的外部为喷头体1.4，其他各部件均安装于喷头体1.4上。
35.喷头体1.4的结构如图7、图8和图9所示，喷头体1.4呈筒状，外侧设置有安装筒1.42，安装筒1.42的外侧面设置有外螺纹，安装筒1.42顶部设置有密封凸缘1.41，密封凸缘1.41上沿径向设置有可安装大密封圈1.5的大密封圈槽1.43；喷头体1.4的顶部端面上均匀的设置有三个喷头头部安装孔1.40，这三个喷头头部安装孔1.40靠近边缘位置，喷头体1.4的顶部中部往下依次设置有阀芯安装槽1.44、通水槽1.45和螺栓配合孔1.47，阀芯安装槽1.44、通水槽1.45和螺栓配合孔1.47呈阶梯型分布，螺栓配合孔1.47贯通喷头体1.4的底部，阀芯安装槽1.44的端面上设置有可安装小密封圈1.3的小密封圈槽1.46；喷头体1.4的底部围着螺栓配合孔1.47的周边设置有多个流量调节槽1.49，流量调节槽1.49与通水槽1.45部分重合构成通水孔1.48。
36.因此，在喷头头部总成1中，小密封圈1.3安装于喷头体1.4的小密封圈槽1.46中；阀芯1.2安装于阀芯安装槽1.44中，阀芯1.2呈圆环状，阀芯1.2的内环半径小于阀芯安装槽1.44的半径大于通水槽1.45的半径，阀芯1.2的顶部端面上设置有多个喷水槽1.21；阀门1.1的底部设置有阀门安装柱1.11，阀门安装柱1.11可穿过阀芯1.2的内环与喷头体1.4的螺栓配合孔1.47配合连接，阀门1.1顶部的封闭圆盘1.12的下部端面对阀芯1.2的顶部实现封闭，具体如图3的截面图所示；大密封圈1.5安装于大密封圈槽1.43中；流量调节器1.6呈多孔的圆盘状，中部设置有螺栓安装孔1.62，螺栓安装孔1.62的周边设置有多个与流量调节槽1.49匹配的流量调节孔1.61，流量调节器1.6通过螺栓1.7与喷头体1.4的螺栓配合孔1.47配合连接，具体如图3的截面图所示，流量调节器1.6安装时，只需使流量调节孔1.61与流量调节槽1.49处于不同的重合程度即可达到不同流量的控制。
37.喷头头部总成1安装时，使用工具与喷头体1.4的顶部端面上设置的喷头头部安装孔1.40配合，将喷头体1.4的安装筒1.42旋入高度调节筒体2.2内，安装筒1.42的外螺纹与高度调节筒体2.2的内螺纹连接配合，配合后喷头体1.4外侧的密封凸缘1.41及大密封圈
1.5与密封筒体2.1的内壁紧密配合实现喷头头部总成1的密封，具体如图3的截面图所示。喷头头部总成1需要拆卸时，将喷头体1.4的安装筒1.42旋出高度调节筒体2.2，使用工具在密封筒体2.1顶部的凹口2.5处夹住喷头头部总成1，即可将喷头头部总成1拉出。
38.如图3的水流方向示意图所示，水先从进水管3.4中进入底座筒体3.3，然后进入高度调节筒体2.2，然后经由流量调节孔1.61及流量调节槽1.49，然后通过通水孔1.48进入通水槽1.45中，最后经由阀芯1.2上的喷水槽1.21喷出。
39.喷头头部总成1的阀芯1.2可按照喷水角度、喷水量和喷水形态的需求设置不同的型号供调换，通过对各型号的阀芯1.2的喷水槽1.21角度的排布可实现喷水方向360
°
可调，通过对各型号的阀芯1.2的喷水槽1.21的形态和开口大小的排布可实现喷水量和喷水形态的调节，如可以使喷水水流呈较密集的线性分布，在布水时既能最大程度布满试车道路，又能避免面状分布的水流在风力作用下发生雾化的问题，从而消除了对试车人员的视线干扰，减少了试车过程中的安全隐患。
40.喷头头部总成1的底部设置的流量调节器1.6，可根据喷水量的要求调节流量调节孔1.61与流量调节槽1.49的重合度，可从而可准确控制进入阀芯1.2的水流量。
41.高度调节机构2中，可依据所需的布水喷头来调节高度调节圈2.3的位置，从而调节高度调节筒体2.2与固定连接圈3.5的配合长度。
42.因此，该试车道路布水喷头通过更换阀芯1.2、调节流量调节器1.6和高度调节机构2，能满足低附着系数试车道路多种布水要求，实现喷水和补水一体化，布水喷头可直接埋设于试验道路内，不影响行车安全。另外布水喷头除了密封圈外均可采用不锈钢材质，可抗老化锈蚀。
43.以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。