一種多功能清潔車液壓系統(tǒng)設計

黃茂鋒

摘 要：多功能清潔車液壓系統(tǒng)設計，包括行走液壓系統(tǒng)、吸掃液壓系統(tǒng)、獨立散熱液壓系統(tǒng)、油缸動作控制液壓系統(tǒng)，其中行走液壓系統(tǒng)采用閉式液壓系統(tǒng)設計。不僅小安裝空間、減少了由管路連接，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。

關鍵詞：清潔車;液壓系統(tǒng);設計

1 引言

在清掃設備的傳動方式中，一般有液壓傳動、機械傳動、電傳動三類傳動方式。與其它傳動方式相比，液壓傳動具有明顯的優(yōu)勢：①從結(jié)構(gòu)上看，在傳遞相同功率的情況下，液壓傳動有體積小、重量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊、布局靈活的特點;②從性能上看，速度、扭矩、功率均可無級調(diào)節(jié)，能迅速換向和變速，調(diào)速范圍寬，動作響應性快，控制、調(diào)節(jié)比較簡單，便于與電氣控制相配合;③從使用維護上看，元件的自潤滑性好，易實現(xiàn)過載保護與保壓，安全可靠，元件通用率化高，易于實現(xiàn)系列化、標準化。

2 多功能清潔車結(jié)構(gòu)

多功能清掃車外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。整車結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成：駕駛室總成、操縱系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、車架總成、行走系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)、吸塵總成、動力總成、液壓系統(tǒng)和覆蓋件等。其工作原理是：由發(fā)動機驅(qū)動液壓泵，給液壓執(zhí)行元件提供動能，前端掃刷1首先把地面的垃圾掃到中間，在前車架底部的斗形吸嘴2里裝有滾刷，滾刷往前刷掃，把中間匯集的垃圾上揚，然后在垃圾箱10的內(nèi)腔負壓作用下，通過吸嘴2、吸管4把垃圾吸到垃圾箱里;吸塵總成9在吸塵馬達驅(qū)動葉輪高速旋轉(zhuǎn)下，對垃圾箱10內(nèi)腔進行吸塵、過濾，通過后側(cè)排氣口及頂蓋間隙排氣，使垃圾箱10內(nèi)腔產(chǎn)生強大的負壓，垃圾能快速被吸收。前端清掃機構(gòu)與A型架15之間是快換連接設計，可以把整個清掃機構(gòu)換成其他功能輔具，如吹雪機、推雪鏟、綠林修剪機等，進行不同功能作業(yè);水箱、垃圾箱、吸塵總成這幾部分整體與后車架連接也是快換設計，可以把這幾部分去掉，換裝成撒鹽斗、小車箱等。使機器真正起到一機多能，一機多用的多功能用途。

3 行走液壓系統(tǒng)

如圖2所示，行走液壓系統(tǒng)主要由雙向變量泵P1、補油P2、四個行走馬達2和控制閥組成一個閉式液壓系統(tǒng)。主油路是：P1泵的出油口與兩個前輪馬達2的進油口相連，前輪馬達2的回油口與兩個后輪馬達2的進油口相連，后輪馬達2的回油口與雙向變量泵P1的進油口相連。系統(tǒng)工作原理是：雙向變量泵P1提供壓力油驅(qū)動行走馬達旋轉(zhuǎn)，從而使車輛前進、后退行駛;補油泵P2出油口的壓力油分兩路：一路經(jīng)過減壓閥7減壓后，給腳踏先導閥8提供先導油，先導油經(jīng)過腳踏先導閥8后，進入雙向變量泵P1的伺服缸，通過改變P1泵的排量來調(diào)節(jié)行走馬達的轉(zhuǎn)速度，從而調(diào)節(jié)車輛的行走速度;另一路油通過單向閥3向主油路低壓側(cè)補油，系統(tǒng)中通過補油泵2補充經(jīng)油箱冷卻的新鮮壓力油，多余的油通過沖洗閥9回到油箱。高壓溢流閥4是起到保持、穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用，當過載或殺車時，系統(tǒng)壓力瞬時升高，高壓溢流閥4及時進行溢流卸壓，壓力油卸到壓力較低的補油油路。溢流閥6主要作用是建立補油油路的系統(tǒng)壓力，可以根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)溢流閥6的溢流壓力，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的補油量。二位二通電磁閥5（也叫殺車閥）在踩下殺車踏板時斷電，接通回油箱的油路，變量泵P1伺服缸的先導油直接被卸載回油箱，變量泵P1迅速回到零位，馬達殺車。為了方便拖車，系統(tǒng)中設計了拖車閥10（轉(zhuǎn)閥），當車輛在失去動力的情況下需要拖車時，把拖車閥10旋轉(zhuǎn)到接通位置，使馬達的進、回油口接通，避免出現(xiàn)敝壓制動。

閉式系統(tǒng)相對開式系統(tǒng)散熱條件較差，而沖洗閥9通過閥心梭閥的作用，會在進、回油側(cè)產(chǎn)生一定的壓力差時，卸掉低壓側(cè)部分熱油，通過補油泵P2和沖洗閥9的相互作用，很好地解決系統(tǒng)散熱問題，對行走系統(tǒng)起著至關重要的作用。

4 吸掃液壓系統(tǒng)

清掃液壓系統(tǒng)主要由齒輪泵P3、刷掃馬達1、滾刷馬達2、吸塵馬達8、調(diào)速閥塊4、散熱器Rt和回油濾Ft組成。刷掃馬達1標配是兩個，可以擴充增加兩個邊掃馬達3。原理如圖3所示，刷掃馬達1、滾掃馬達2、吸塵馬達8是通過串聯(lián)連接，擴充的兩個邊掃馬達3串連后，再與刷掃馬達1、滾刷馬達2進行并聯(lián)連接。工作原理是：啟動機器，按下前動力輸出按鈕，比例電磁閥6得電，P3泵壓力油經(jīng)調(diào)速閥塊A口到刷掃馬1、滾刷馬達2、邊掃馬達3，通過調(diào)速閥塊中的二位二通電磁閥5，經(jīng)散熱器Rt、過濾器Ft回油箱。刷掃馬達1、滾刷馬達2、邊掃馬達3的轉(zhuǎn)速由調(diào)速閥塊中的比例電磁閥6調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)線圈電流），當刷掃馬達1、滾刷馬達2、邊掃馬達3不處在最大轉(zhuǎn)速工作時，部分壓力側(cè)通過比例電磁閥6到電磁閥5，經(jīng)散熱器Rt、過濾器Ft回油箱。當按下后動力輸出按鈕，電磁閥5得電，刷掃馬達1、滾刷馬達2、邊掃馬達3的回油不能通過電磁閥5回油箱，而是要經(jīng)過吸塵馬達8后，再經(jīng)散熱器Rt、過濾器Ft回油箱;經(jīng)比例電磁閥6過來的這部分油也要經(jīng)過吸塵馬達8后，再經(jīng)散熱器Rt、過濾器Ft回油箱，所以吸塵馬達8開啟即以最大速度運轉(zhuǎn)，不對其進行調(diào)速，以保證吸掃效果。溢流閥7主要是起到保持、穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用。

5 獨立散熱液壓系統(tǒng)

獨立散熱液壓系統(tǒng)主要由齒輪泵P4、冷卻閥塊1、冷卻馬達2、散熱器Rt和回油濾Ft組成。如圖4所示，齒輪泵P4出油口與冷卻閥塊1的P口相連，冷卻閥塊1的B出口與冷卻馬達2的進油口相連，冷卻馬達的回油口與冷卻閥塊A口相連，回油經(jīng)散器Rt冷卻和回油濾Ft過濾后回到油箱。冷卻馬達驅(qū)動風扇對油散熱器Rt和水散熱器進行吸風式散熱，冷卻馬達2的轉(zhuǎn)速通過電磁比例溢流閥5來調(diào)節(jié)，正反轉(zhuǎn)則由二位四通電磁閥3來控制，單向閥4是防止冷卻馬達2在止停機瞬間由于慣性出現(xiàn)吸空。系統(tǒng)通ECU對檢測到的油溫、水溫數(shù)據(jù)進行分析，按計定好的程序自動對冷卻馬達進行調(diào)速控制，程序設定在機器啟動時或工作過程中定時強制冷卻馬達2反轉(zhuǎn)一定時間，以清除吸附在散熱器表面的灰塵和垃圾，保證散熱器散熱效果和表面清潔。

6 油缸動作控制液壓系統(tǒng)

如圖5所示，機器所有油缸動作由齒輪泵P5來獨立供油，齒輪泵P5壓力油經(jīng)流量分配閥1分成兩路：一路經(jīng)過轉(zhuǎn)向器2到兩個轉(zhuǎn)向油缸3，由轉(zhuǎn)向器控制轉(zhuǎn)向油缸的伸縮，從而控制鉸接車架的轉(zhuǎn)向;另一路側(cè)通過多路閥4不同閥片去控制不同油缸的動作，其中側(cè)刷收張油缸7是通過多路4.1閥片配合選擇電磁閥8來分別控制其伸縮;垃圾箱傾卸油缸9側(cè)通過多路4.3閥片來控制其伸縮。A架升降油缸6只有大腔接油路，小腔不接油路，通過多路閥4.2閥來控制其升降，通過調(diào)節(jié)溢流閥5.2的溢流壓力來實現(xiàn)刷掃盤對地面壓力的調(diào)節(jié)。具體原理是：當重力分配閥5中的電磁閥5.1在斷電情況下，操縱多路閥片4.2，使其位上位時，油缸在清掃機構(gòu)的重力作用下，大腔的油經(jīng)過多路閥片4.2到旁通回油路，經(jīng)散熱器Ft、過濾器Rt回油箱，油缸回縮;多路閥位于下位時，壓力油經(jīng)過多路閥片4.2進入到油缸大腔，油缸伸出，油缸出現(xiàn)過載時，壓力油通過多路閥中的溢流閥4.5溢流，到旁通回油路，經(jīng)散熱器Ft、過濾器Rt回油箱。操縱過程中，油缸不管處于任何位置，使多路閥回中位時，油缸即能停止在該位置;當重力分配閥中電磁閥5.1在通電的情況下，操縱多路閥片4.2，使其位上位時，油缸在清掃機構(gòu)的重力作用下，大腔的油經(jīng)過溢流閥5.2到散熱器Ft、過濾器Rt回油箱，油缸回縮;使多路閥位于下位時，壓力油經(jīng)過多路閥片4.2進入油缸大腔，油缸伸出，油缸出現(xiàn)過載時，壓力油通過溢流閥5.2溢流，經(jīng)散熱器Ft、過濾器Rt回油箱。在提升操作過程中，不管油缸處于任何高度，使多路閥回中位時，油缸會在清掃機構(gòu)的重力作用下回到地面位置。

7 結(jié)語

上述多功能清潔車液壓系統(tǒng)中，行走、吸掃、獨立散熱、油缸動作等各個功能模塊都是獨立油泵供油，油路也相對獨立，穩(wěn)定可靠，互不干擾。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、操作方便，機器功能拓展方便，非常適合城市小型多用途清掃車的應用。

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