CN104033433A - 基于单发动机道路清扫车液压控制系统 - Google Patents

Abstract

一种基于单发动机道路清扫车液压控制系统，包括行走液压控制系统以及清扫液压控制系统；行走液压控制系统包括控制端与油门踏板相连的三位四通阀，三位四通阀的输出端经电磁浮动阀连接双向变量泵，双向变量泵与双向定量马达的进出油口分别连接，形成循环回路；清扫液压控制系统包括油箱，以及平行设置的分动箱，分动箱均由控制作用相反的两个电磁换向阀控制，油箱与分动箱通过管路连接，并在连接的管路上设置液压泵；扫盘马达由单独的马达电磁换向阀控制，该电磁换向阀与油箱之间平行设置有两个用于分流的电磁换向阀；油箱与分动箱之间还分别连接溢流阀和卸荷电磁换向阀。本发明减少了副发动机，不改变司机驾驶汽车的习惯，节省了大量的燃油。

Description

基于单发动机道路清扫车液压控制系统

技术领域

本发明涉及一种车辆自动控制系统，具体涉及一种基于单发动机道路清扫车液压控制系统。

背景技术

伴随着我国的城市化进程越来越快，城市变大，道路、广场、公园变多，城市的清扫清洁工作变得越来越重要和繁重，因此清扫车的数量不断增加，但是清扫车发展至今，市场上都还没有单发动机清扫车，均为双发动机机型，即底盘发动机只提供行驶系统的动力，而副发动机负责为清扫工作装置提供动力。在车辆进行清扫作业时，底盘发动机提供的行走功率只占发动机总功率的20％一30％，发动机并没有工作在最佳经济区，这样势必造成油耗增加，噪声增大，排出的废气量也随之增大；而副发动机只在清扫作业时工作，其功率利用率也很低，同时两台发动机工作的噪声更大，以及清扫车主发动机作业时低速行驶，出现“大马拉小车”现象；同时必须配置副发动机所需的相关附件和控制装置，从而增加了清扫车的制造成本。同时由于全球控制排放等原因，在满足欧I到欧IV排放法规要求的过程中，中型清扫车底盘发动机的功率已经从57kW逐步上升到120kW以上，今后，国家对环卫等特种车辆将会执行更加严格的控制排放标准，如果要求清扫车车的副发动机也达到欧III或欧IV排放标准，清扫车的制造成本，油耗将面临更严峻的考验，因此研制高质量的单发动机清扫车是十分重要和必要的，对于节约能源和改善环境具有非常重大的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种基于单发动机道路清扫车液压控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括行走液压控制系统以及清扫液压控制系统；

所述的行走液压控制系统包括控制端与油门踏板相连的三位四通阀，三位四通阀的输出端经电磁浮动阀连接双向变量泵，双向变量泵与双向定量马达的进出油口分别连接，形成循环回路；

所述的清扫液压控制系统包括油箱，以及平行设置的分动箱，所述的分动箱均由控制作用相反的两个电磁换向阀控制，油箱与分动箱通过管路连接，并在连接的管路上设置带有液压马达的液压泵；扫盘马达由单独的马达电磁换向阀控制，该电磁换向阀与油箱之间平行设置有与不同泄流量调速阀相配合的第一分流电磁换向阀和第二分流电磁换向阀；所述的油箱与分动箱之间还分别连接有溢流阀以及卸荷电磁换向阀。

所述的双向变量泵还连接有用于进行辅助工作的补油泵。

所述的补油泵的入口管路上设置有过滤器。

所述的分动箱包括吸嘴升降油缸、左扫盘升降油缸、右扫盘升降油缸、翻斗油缸和后门油缸。

所述的油箱与分动箱之间的连接管路上，与液压泵平行设置有用于防止液压泵因故障无法供油时提供应急压力油源的手摇泵。

所述的液压泵、溢流阀、卸荷电磁换向阀与分动箱之间，以及第一分流电磁换向阀、第二分流电磁换向阀与扫盘马达之间通过同一根管路连接，并在该连接管路上设置压力表。

与现有技术相比，本发明在原有清扫车的车身底盘上额外增加了一个清扫液压控制系统，结合行走液压控制系统解决了清扫车在正常工作状态下发动机长期处于非最佳经济区的问题。本发明的行走液压控制系统采用双向变量泵与双向定量马达组成的循环系统，由于该系统为闭式回路，从而泵的流量始终等于马达的流量，三位四通阀与驾驶室的油门踏板直接相连，当踩踏油门踏板改变泵的排量时，马达的转速就会发生改变，从而实现对汽车变速的目的。双向变量泵能够将发动机传过来的机械能转变为液压系统的液压能，并且通过改变自身的排量来改变马达转速，第一分流电磁换向阀和第二分流电磁换向阀配合泄流量不同的调速阀，起到在某些场合进行分流的作用，当某一电磁换向阀分得的流量大时，将使流经扫盘马达中的油液很少，此时的扫盘马达处于低速阶段，反之，马达处于中速阶段。本发明不会改变驾驶员驾驶汽车的习惯，踩油门踏板时汽车依然能进行加速，使发动机始终处于经济点，即需要高速时用机械驱动，在作业中需要低速大扭矩时用液压驱动，在不影响整车性能的基础上减少了副发动机，同时减少了尾气排放量与噪声。本发明能为用户节省大量的燃油消耗，为国家节能减排贡献巨大力量，在清扫车行业具有划时代的意义。

进一步的，双向变量泵与双向定量马达组成的闭式循环系统通常存在液压油泄漏，双向变量泵连接有用于进行辅助工作的补油泵，该补油泵能对系统补油，维持系统油液压力适当。

附图说明

图1行走液压控制系统示意图；

图2清扫液压控制系统示意图；

附图中：1.补油泵；2.双向变量泵；3.电磁浮动阀；4.三位四通换向阀；5.双向定量马达；6.油箱；7.液压泵；8.手摇泵；9.单向阀；10.溢流阀；11.压力表；12.过滤器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，2，本发明包括行走液压控制系统以及清扫液压控制系统；行走液压控制系统包括控制端与油门踏板相连的三位四通阀4，三位四通阀4的输出端经电磁浮动阀3连接双向变量泵2，双向变量泵2的出油口连接双向定量马达5的进油口，双向变量泵2的进油口连接双向定量马达5的出油口，形成循环回路；双向变量泵2还连接有用于进行辅助工作的补油泵1，补油泵1的入口管路上设置有过滤器12；清扫液压控制系统包括油箱6，以及平行设置的分动箱，分动箱包括吸嘴升降油缸、左扫盘升降油缸、右扫盘升降油缸、翻斗油缸和后门油缸，分动箱均由控制作用相反的两个电磁换向阀控制，油箱6与分动箱通过管路连接，并在连接的管路上设置带有液压马达的液压泵7；油箱6与分动箱的连接管路上，与带有液压马达的液压泵7平行设置有在液压泵7因故障无法供油时提供应急压力油源的手摇泵8；液压泵7与手摇泵8的出口管路上设置有单向阀9；扫盘马达由单独的马达电磁换向阀DT10控制，该电磁换向阀与油箱6之间平行设置有与不同泄流量调速阀相配合的第一分流电磁换向阀DT2和第二分流电磁换向阀DT3；所述的油箱6与分动箱之间还分别连接溢流阀10和卸荷电磁换向阀DT1；液压泵7、溢流阀10、卸荷电磁换向阀DT1与分动箱之间，以及第一分流电磁换向阀DT2、第二分流电磁换向阀DT3与扫盘马达之间通过同一根管路连接，并在连接管路上设置压力表11。

本发明的工作原理为：行走液压控制系统包括双向变量泵2，其用途是将发动机传过来的机械能转变为液压系统的液压能，并且能改变自身排量而来改变马达转速，从而实现对汽车进行调速的目的，是整个液压系统的动力源；双向定量马达5是整个底盘液压系统的执行元件，用它来直接驱动汽车行驶；过滤器12实现过滤功能，以便给补油泵1提供干净油液；该系统为闭式回路优点在于能回收液压马达5出油口的液压油动能，实现功率回收，但是闭式液压回路通常存在液压油泄漏，所以在该系统中添加了一个小功率补油泵1。该补油泵能对系统补油，维持系统油液压力适当。三位四通阀4的控制端直接与油门踏板相连，驾驶员可以通过踩踏油门踏板而来改变而来改变三位四通阀4中液压油的流向与流量。电磁浮动阀3是浮动的，由三位四通阀4而产生的液压油进入电磁浮动阀从而带动变量泵的变量机构，从而实现变量泵排量的改变，从而实现驾驶员对清扫车车速的控制。通过变量泵与定量马达系统对汽车行驶速度进行调节，不会改变司机踩油门汽车加速的习惯；该液压系统不像一般的液压系统采用非功率回收的方式，由系统液压泵产生的能量还有大量的速度流直接回油箱最终转化成热能从而造成能量的浪费，同时还使油液发热升温。该系统的液压泵的出油口与马达的进油口直相连接，液压泵的回油口与马达的出油口直接相连，从而形成了一个闭式回路，可以回收马达出油口的大量速度流，从而减少能量损耗，降低系统油温。由于该系统采用双向变量泵和定量马达机构，通常马达的排量和电动机的转速为恒定值，由于该系统为闭式回路，从而泵的流量始终等于马达的流量，当我们踩油门踏板时改变泵的排量时，马达的转速就会发生改变，从而可以实现对汽车进行变速。

Q_泵流量＝Q_马达流量Q_泵流量＝n_电q_泵排量

Q_马达流量＝n_马达q_马达排量

电动机转速和马达排量均为固定值，所以马达的转速是变量泵排量的一次函数，因而当调节泵的排量时马达的转速会相应的发生变化，通过补油泵可以维持管路系统合适压力。

清扫液压控制系统液压阀DT1为卸荷阀，起到总体泄流作用，当DT1不得电时油泵7的全部油液直接回油箱。只要该液压系统处于工况状态DT1均得电。(后文中工况提到其它均不得电不包括DT1)齿轮泵8为手摇泵用于紧急情况下为系统提供液力油源，如收回已经放下的扫盘、吸嘴、顶起垃圾箱进行维修作业等。起初DT4得电，其它均不得电，吸嘴升降油缸下降准备工作，当吸嘴俩侧刚性部分与路面间的间隙在5～10mm左右时关闭DT4让其处于中位。此时再打开左右扫盘升降油缸的DT6，DT8电磁阀让扫盘升降油缸下降，其它均不得电，当盘刷与路面压力适当时关闭DT6，DT8让其处于中位，此时准备工作均完成。再让DT10得电，其它均不得电，此时主泵的液压油全部流经液压马达推动马达高速运转，此时马达处于高速运转阶段，此工况适合于路面很脏需要扫盘高速运转的场合，DT2和DT3配合后面的调速阀起到对主泵在某些场合进行分流。由于左右俩个调速阀的泄流量不一，左边泄流量大，右边泄流量小，因而当DT3得电时从阀中分得的流量大，从而使流经扫盘马达中的油液很少，因此此时的扫盘马达处于低速阶段；当DT2得电，情况类似DT3得电，马达处于中速阶段。当清扫工作结束时，只需DT10失电，DT7,DT5，DT9得电一小段时间此时扫盘升降油缸，吸嘴升降油缸均处于回位状态，然后关闭DT7，DT9和DT5，在此操作过程中多余的油液经溢流阀溢流回油箱。(在整个工况中DT1均不通，工况操作中调速阀不参加工作的，只要驾驶员操作DT系列中有多余的流量并且当液压油压力超过15MPa的均经溢流阀溢流回油箱)当需要倾翻箱体时可使DT11得电，需要箱体回位时DT12得电即可；当需要打开垃圾箱后门时可使DT13得电，需要关闭后门时DT14得电即可；最后关闭DT1实现液压油全部卸荷，至此该扫路车工作液压系统原理部分结束。

Claims (6)

1.一种基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：包括行走液压控制系统以及清扫液压控制系统；

所述的行走液压控制系统包括控制端与油门踏板相连的三位四通阀(4)，三位四通阀(4)的输出端经电磁浮动阀(3)连接双向变量泵(2)，双向变量泵(2)与双向定量马达(5)的进出油口分别连接，形成循环回路；

所述的清扫液压控制系统包括油箱(6)，以及平行设置的分动箱，所述的分动箱均由控制作用相反的两个电磁换向阀控制，油箱(6)与分动箱通过管路连接，并在连接的管路上设置带有液压马达的液压泵(7)；扫盘马达由单独的马达电磁换向阀(DT10)控制，该电磁换向阀与油箱(6)之间平行设置有与不同泄流量调速阀相配合的第一分流电磁换向阀(DT2)和第二分流电磁换向阀(DT3)；所述的油箱(6)与分动箱之间还分别连接有溢流阀(10)以及卸荷电磁换向阀(DT1)。

2.根据权利要求1所述的基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：所述的双向变量泵(2)还连接有用于进行辅助工作的补油泵(1)。

3.根据权利要求2所述的基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：所述的补油泵(1)的入口管路上设置有过滤器(12)。

4.根据权利要求1所述的基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：所述的分动箱包括吸嘴升降油缸、左扫盘升降油缸、右扫盘升降油缸、翻斗油缸和后门油缸。

5.根据权利要求1或4所述的基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：所述的油箱(6)与分动箱之间的连接管路上，与液压泵(7)平行设置有用于防止液压泵(7)因故障无法供油时提供应急压力油源的手摇泵(8)。

6.根据权利要求5所述的基于单发动机道路清扫车液压控制系统，其特征在于：所述的液压泵(7)、溢流阀(10)、卸荷电磁换向阀(DT1)与分动箱之间，以及第一分流电磁换向阀(DT2)、第二分流电磁换向阀(DT3)与扫盘马达之间通过同一根管路连接，并在该连接管路上设置压力表(11)。