四扫刷扫路车扫盘液压系统.pdf

四扫刷 扫路 车扫盘液压系统 刘芳贤 郑州宇通重工有限公 司 摘要 四扫刷扫路车液压系统中， 对扫盘的液压控制非常重要， 直接影响扫路车的工作效率和性能。 根据四扫刷扫路车工况要求 ， 分析扫盘液压系统工作原理， 提出了一种切实可行的扫路车扫盘液压系统解决 方案， 为同类产品设计提供技术参考。 关键词 扫路车； 液压系统； 扫盘 ； 扫刷 目前 ， 在国内扫路车市场中， 四扫刷扫路车所 占的市场份额比较大， 广泛应用于城市街道、 城市 主干道、 广场等场所。在扫路车的工作过程中， 扫盘 升降控制和扫刷马达旋转控制都非常重要， 如果扫 盘升降或者扫刷马达旋转出现问题 ， 将导致实际清 扫效果变差， 因此扫盘升降和扫刷马达旋转必须性 能稳定可靠， 在进行液压系统设计 、 元件选取时都 必须充分考虑到这一点。 P1 1 液压系统工作原理分析 四扫刷扫路车的扫盘 刷 、 吸嘴下降都是依靠 自 重下落， 收刷、 收吸嘴采用液压动力方式驱动； 扫 刷马达采用串联系统。四扫刷扫路车扫盘液压系统 原理如图 1 所示 。 四扫刷扫路车的工作模式通常分为 3 种， 第一 种是全扫模式， 即 4 个扫刷 左前扫刷 、 右前扫刷、 1 ． 单向阀2 ． 主溢流阀3 ． 卸荷电磁换向阀4 ． 收扫刷电磁换向阀5 ． 左前扫刷下落电磁换向阀6 ． 左 、右后 扫刷和吸嘴下降电磁换向阀7 ． 右前扫刷下降电磁换向阀8 ． 全扫电磁换向阀9 ． 右扫电磁换向阀 1 0 ． 左扫 电磁换向阀1 1 ． 电比例流量控制阀 图1 四扫刷扫路车扫盘液压系统原理图 作者简介 刘芳贤 1 9 7 6 一 ， 男， 陕西西安人 ， 工程师， 学士， 研究方向 流体动力控制及自 动化。 一 48 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 右后扫刷、 左后扫刷 和吸嘴全部下落至地面后 ， 4 个扫刷马达全部旋转 ， 进行清扫作业 ； 第二种是右 扫模式， 即右前扫刷、 右后扫刷、 左后扫刷和吸嘴下 降至地面后， 右前扫刷马达、 右后扫刷马达和左后 扫刷马达旋转 ， 进行清扫作业； 第三种是左扫模式， 即左前扫刷、 右后扫刷、 左后扫刷和吸嘴下降至地 面后 ， 左前扫刷马达 、 左后扫刷马达和右后扫刷马 达旋转， 进行清扫作业。 扫刷上升、 下降和马达旋转， 全部采用 P L C控 制， 可以进行程序设定。各工作模式下阀的通电情 况如表 1 所示 。 表 1 各工作模式下阀的通电情况 动作名称 阀的通电情况 全扫模式 Y V 1 、 Y V 3 、 Y V 4 、 Y V 5 、 Y V 6 、 Y V 9 右扫模式 Y V1 、 Y V 4 、 Y V 5 、 Y V 6 、 Y V 7 、 Y V 9 左扫模式 Y Vl 、 Y V 3 、 Y V 4 、 Y V 6 、 Y V 8 、 Y V 9 收刷 Y V1 、 Y V 2 在全扫模式下， Y V 1 通电，系统建立压力； Y V 3 通电， 左前扫刷液压缸有杆腔与回油相通 ， 左前扫 刷依靠 自重下落至地面， 左前扫刷液压缸无杆腔与 油箱连通 ， 从油箱补油 依靠真空吸油 ； Y V 4通电， 右后扫刷液压缸有杆腔、 左后扫刷液压缸有杆腔和 吸嘴液压缸无杆腔全部与回油相通 ，右后扫刷、 左 后扫刷和吸嘴依靠 自重下落至地面， 右后扫刷液压 缸无杆腔、 左后扫刷液压缸无杆腔从油箱补油； Y V 5 通电， 右前扫刷液压缸有杆腔与回油相通， 右前扫 刷依靠 自重下落至地面， 右前扫刷液压缸无杆腔与 油箱连通， 从油箱补油； Y V 6 通电， 左前扫刷马达 、 右前扫刷马达、右后扫刷马达和左后扫刷马达旋 转， 进行清扫作业。 Y V 9 通电， 通过调整电比例流量 控制阀 1 1 的占空比， 可以实现马达转速调节， 根据 扫路车实际清扫路面工况， 使清扫效果达到最佳。 在右扫模式下， Y V 1 通电，系统建立压力； Y V 4 通电， 右后扫刷液压缸有杆腔、 左后扫刷液压缸有 杆腔和吸嘴液压缸无杆腔全部与回油相通， 右后扫 刷、 左后扫刷和吸嘴依靠 自重下落至地面， 右后扫 刷液压缸无杆腔、 左后扫刷液压缸无杆腔从油箱补 油 ； Y V 5 通电， 右前扫刷液压缸有杆腔与回油相通。 右前扫刷依靠 自重下落至地面， 右前扫刷液压缸无 杆腔从油箱补油； Y V 6 、 Y V 7通电， 右前扫刷马达 、 右 后扫刷马达和左后扫刷马达旋转， 进行清扫作业。 在左扫模式下， Y V 1 通电，系统建立压力； Y V 3 通电， 左前扫刷液压缸有杆腔与回油相通， 左前扫刷 依靠 自 重下落至地面，左前扫刷液压缸无杆腔从油 箱补油 ； Y V 4 通电， 右后扫刷液压缸有杆腔、 左后扫 刷液压缸有杆腔和吸嘴液压缸无杆腔全部与回油相 通， 右后扫刷、左后扫刷和吸嘴依靠 自 重下落至地 面， 右后扫刷液压缸无杆腔、 左后扫刷液压缸无杆腔 从油箱补油； Y V 6 、 Y V 8 通电， 左前扫刷马达、 右后扫 刷马达和左后扫刷马达旋转， 开始进行清扫作业。 2 液压系统的优缺点 通过对扫盘液压系统进行分析和研究， 可以看 出此液压系统具有以下优点 1 单向阀、 主溢流阀、 电磁换向阀、 电比例流 量控制阀全部可以选择插装阀，做成集成阀组形 式， 整个阀组体积很小。 2 整个液压系统带进油单向阀，这对整个系 统和泵都有很好的安全保护作用， 泵不易受到负载 影响。 3 卸荷电磁换向阀 3 常通， 即Y V 1 不通电情 况下 ， 整个系统处于无压状态 ， 可以很好地实现泵 的零压启动 ； 同时， 在没有执行元件工作的情况下， 液压油经阀块、 管路、 冷却器、 回油过滤器回到油 箱 ， 可减少系统发热和功率损失。 4 电磁换向阀 5 ， 6 ， 7的阀内集成有单向阀， 在扫刷、 吸嘴收起后， 能够达到很好的锁止效果， 能 够有效防止扫刷、吸嘴由于阀泄漏造成的下落， 而 且在不通电的情况下， 阀也处于锁止位置， 整个液 压系统停止运转时， 阀内的单向阀常态锁止， 对车 辆 的转场 ， 非常有利 。 5 电磁换向阀 8 ， 9 ， 1 0 是马达旋转、 停止控制 阀， 阀内部带单向阀， 对于马达控制较一般不带单 向阀的电磁换向阀更为有效， 能够实现马达停止的 精确控制， 不会出现马达停不住的现象。 6 扫刷升降控制非常简单，利用尽可能少的 换向阀控制多个液压缸动作， 对于电气程序化设计 非常有利， 同时能更有效保证电气控制的可靠性。 7 采用电比例流量控制阀实现扫刷马达转速 控制 ， 具有更为广泛的适应不同工况的能力 ， 在不 同工况 ，通过调节电比例流量控制阀的占空比， 使 马达的转速适合具体工况， 达到最佳的清扫效果。 - - 4 9-- 落 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 的设计等， 也相对要增加许多难度 ， 成本也会有所 提高。 2 由于国内插装式液压元件性能较进口元件 差距较大， 目前国内主机厂， 一般都选用成本较高 的进口插装件， 阀体采用国内加工的方式。 3 4 个扫刷的下降和吸嘴的下降，主要是依 靠 自重实现， 自身质量大 ， 更有利于扫盘或者吸嘴 下落， 但扫盘和吸嘴质量要受到整体结构和成本限 制。因此设计扫盘和吸嘴结构时， 必须充分考虑运 动部位的有效润滑，最大限度地减少摩擦阻力， 如 销轴连接部位的润滑及配合间隙等。 4 扫刷或者吸嘴下落除受 自身重力和结构运 动摩擦阻力影响外， 也受扫刷液压缸、 吸嘴液压缸 的运行阻力影响。液压缸阻力越大， 扫盘、 吸嘴的下 落就会越慢， 甚至可能出现不能下落的情况。因此 扫刷液压缸、 吸嘴液压缸的设计必须要做到阻力尽 可能小。一般情况下， 液压缸启动压力必须控制在 0 ．3 M P a 以下， 但液压缸启动压力也不能过低 ， 否则 可能会出现内泄或者外漏情况。因为液压缸的阻力 主要受导向套密封和活塞密封影响， 如果内泄和外 漏控制的要求很高，势必会选用高精度的密封件， 这样必然会导致液压缸运行阻力增大， 最终也会使 扫刷或者吸嘴下降困难。 5 因马达是相互串联关系， 扫刷马达工作时 由于马达自身内泄因素，马达各 自实际转速要有 所差异 ，油液 先经过 的马达转速要较油液后经过 的马达转速高一些 ， 但只要马达布局合理， 对实际 的清扫效果影响不大。大多数主机厂马达的布置 方案如下 第一种是 左前扫马达 右前扫马达一右后扫 马达 左后扫马达 ； 第二种是 右前扫马达一左前扫马达一左后扫 马达一右后扫马达。 由于我国的道路都是靠右侧行驶， 因此扫路车 在实际的作业过程中， 全扫模式和右扫模式的使用 几率要比左扫模式几率高， 多数厂家都采用第一种 方案布置马达 。 6 由于马达是相互串联的关系，后一马达的 入 口压力是前一马达的阻力 ， 这样必然导致 系统压 力升高； 系统压力高， 对液压元件要求也会有所提 一 5 0 3 液压元件的选取 在整个扫路车工作系统中， 扫盘液压系统非常 重要， 它控制扫刷、 吸嘴的升降和扫刷马达的旋转 ， 直接影响清扫效果。因此， 扫盘液压系统中， 高可靠 性、 高性价 比的液压元件选取也很关键 。 液压缸选取 必须考虑液压缸产品质量 液压 缸内泄和外漏 ， 同时要兼顾液压缸运行阻力 ， 以保 证扫盘和吸嘴的顺利下落。 马达选用 要充分考虑内泄量， 以保证各马达 转速差异尽可能小。 目前 ， 一般都选用进 口品牌或 者合资品牌产品， 如萨澳、 怀特、 伊顿等品牌产品。 阀组选用 阀组是整个液压 系统的核心部件 ， 其元件基本上全部为插装件。从产品质量角度考 虑 ， 选用进 口品牌是非常必要 的； 从成本角度考虑 ， 阀体的加工完全可以在国内进行。 4 结束语 通过对 四扫刷扫路 车扫盘液压系统进行 分析 可知 ， 该系统完全可以满足 目前 国内市场对扫路车 的技术性能要求。四扫刷扫路车扫盘液压系统设计 原理简单 ， 所选用的液压元件都比较常规 ， 采用最 少的元件来控制多个执行元件 ， 使电气控制变得简 单 ， 多个动作复合控制完全可以实现一键操作。四 扫刷扫路车扫盘液压系统可以作为一种切实有效 的系统解决方案进行实际运用 ， 也可为同类产品设 计开发提供技术参考。 参考文献 f 1 】 徐宁． 吸扫式扫路车液压系统的总体设计与研究[ J ] ． 液 压与气动， 2 0 0 8 5 3 2 3 4 ． [ 2 ] 徐宁， 吴三达． 吸扫式扫路车液压系统的总体设计与研 究[ J 】 ． 商用汽车， 2 0 0 6 6 8 3 8 5 ． [ 3 ]3 马世德． 扫路车电液控制系统分析与改进[ J 】 ． 广东公路 交通 ， 2 0 0 1 2 6 4 6 6 ． [ 4 ] 刘新磊， 田晋跃， 耿兴平． 城市扫路车静压传动调速特 性分析[ J 】 ． 建筑机械， 2 0 0 6 8 6 1 6 3 ． 【 5 ]胡玉兴． 液压传动[ M】 ． 北京 中国铁道出版社， 2 0 0 6 ． 通信地址河南省郑州市中原区西站路 9 9号郑州宇通重 工有限公司控制技术研究所 4 5 0 0 5 1 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 7 1 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m