CN104790325A - 一种环保车液压及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环保车，公开了一种环保车液压系统，液压及控制系统包含发动机，发动机分别连接变量泵、第一定量泵与第二定量泵，变量泵连接行走马达，第一定量泵分别连接风机马达与垃圾箱升降液压缸，第二定量泵分别连接盘刷定量马达、盘刷升降液压缸以及转向油缸。本发明为了保障作业安全，在清扫和转向系统中采用了转向优先分流控制技术；为了保证清扫车对作业工况有较好的适应性。

Description

一种环保车液压及控制系统
技术领域
 本发明涉及环保车，尤其涉及了一种环保车液压及控制系统。
背景技术
在我国，清扫车研究起步较晚，20世纪60年代，我国研制生产出了第一代扫路机，从此揭 了我国研发清扫车的序幕。但由于当时的清扫车性能差、质量差、外观差及清扫效果均较差，加上受到当时使用条件的限制，因此只有少数大城市使用。70年代后国内相关科研机构、生产厂家加大了清扫车的研究 发力度，北京和上海研制`出的S31型、S32型和S15型等大、中、小三种规格的纯扫式扫路机相继投入使用，天津研制的式纯吸式扫路机小批量投入使用。与第一代技术水平相比，第二代有了较大的提高，但由于纯扫式的清扫效率不高、除尘系统可靠性问题等原因，因此又研发了第三代扫路机，该扫路车采用扫刷清扫与真空气力输送相结合以及湿式除尘的方法，使清扫效率提高到吸扫式的90%左右，而且解决了清扫时扫刷的二次扬尘污染及垃圾箱内垃圾尘土与空气的分离问题。
随着社会的发明，清扫车的市场需求曰益扩大，各地纷纷开发生产清扫车，各种类型和规格的吸扫式清扫车不断涌现，清扫车在短时间内迅速完成了由单一品种到多品种的转化，形成了自行发和引进国外技术相结合的格局。虽然清扫车功能越来越多，国产清扫车在清扫效率、清扫能力、除尘效果等还是存在一些缺点：
1）清扫车的机械品种、规格较少，产品缺乏系列化。目前国内清扫车基本上是单独的清扫车即只能扫路、不作它用，无法满足养护部门工作的多样性，功能单一。
2）清扫车的基础件由于质量不稳定、制造工艺问题、技术不完善等原因，其可靠性较差。
3）清扫车工作过程中的尾气排放和噪声污染较大，舒适性较差。
发明内容
本发明针对现有技术中功能单一以及可靠性较差以及舒适性较差等缺点，提供了一种环保车液压系统。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种环保车液压系统，液压及控制系统包含发动机，发动机分别连接变量泵、第一定量泵与第二定量泵，变量泵连接行走马达，第一定量泵分别连接风机马达与垃圾箱升降液压缸，第二定量泵分别连接盘刷定量马达、盘刷升降液压缸以及转向油缸；发动机连接变量泵，变量泵分别连接第一安全阀与第二安全阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通，在连通的管路上设有补油溢流阀，补油溢流阀连接补油泵，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路并联梭阀，所述梭阀串联背压溢流阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路分别并联第一行走马达与第二行走马达，整个回路形成行走液压回路；第二定量泵串联优先阀，所述第二定量泵连接过滤器，所述优先阀连接负载传感转向阀，所述负载传感转向阀连接转向油缸，转向油缸连接冷却器，所述优先阀连接连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油红；所述优先阀连接连接二位二通阀，所述二位二通阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，所述负载传感转向阀与冷却器连接的管路上连接有三位四通阀，所述三位四通阀分别连接优先阀与液控单向阀。行走液压系统采用闭式回路:发动机通过三角皮带驱动液压油泵，液压油泉输出的压力油驱动液压马达旋转，从而带动前轮旋转，从而带动清扫车行走。清扫车行驶速度的控制由操作人员通过控制脚踏板的位置来控制液压油泵的排量来实现。行走控制部分由左、右行驶马达和换向阀组成，主要控制清扫车的行驶速度和转向。通过控制变量菜的排量来控制清扫车的行驶速度，实现无级变速。
作为优选，行走马达包括第一行走马达与第二行走马达，所述盘刷定量马达包括第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达。
作为优选，所述液控单向阀与盘刷油红之间设有流阀。
作为优选，所述二位二通阀与第一盘刷定量马达之间设有调速阀。
一种环保车控制系统，包括PLC控制模块，所述PLC控制模块控制电磁换向阀，所述电磁换向阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，电磁换向阀连接单向阀，所述单向阀连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油缸，所述盘刷油缸连接寄存器，所述寄存器上设有接近开关，所述液控单向阀与单向阀连接的管路上分别设有溢流阀与定量泵。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明为了保障作业安全，在清扫和转向系统中采用了转向优先分流控制技术；为了保证清扫车对作业工况有较好的适应性。行走系统釆用静液压无级变速驱动技术度的道路进行清扫作业及运输。
本发明选用松下FP-X系列的PLC作为本次控制系统的主控制器，同时进行了按钮及指示灯选型、中间继电器选型、接近 关的选型及控制输入输出点分配等，编制了系统控制程序并进行了模拟运行调试。通过对环保车车PLC控制系统的研究，有利于降低操作工人的工作强度、提高其工作效率、而且还能改善清扫车的工作质量、减少能源消耗、延长清扫车的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明的行走液压回路结构图；
图3是发明的另一部分示意图；
图4是本发明的PLC控制系统的结构图。
1.标号说明：1.发动机；2.变量泵；3.补油泵；4.第一单向阀；5.第二单向阀；6.第一安全阀；7.第二安全阀；8.补油溢流阀；9.背压溢流阀；10.梭阀；11.第一行走马达；12.第二行走马达；13.过滤器；14.定量泵；15.优先阀；16.负载传感转向阀；17.转向油缸；18.三位四通阀19.液控单向阀；20.节流阀；21.盘刷油缸；22.单向阀；23. 二位二通阀；24.调速阀25.第一盘刷定量马达；26.第二盘刷定量马达；27.溢流阀；28.冷却器；29.电磁换向阀；30.寄存器；31.接近开关；32.定量泵。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
一种环保车液压系统，如图1，2，3所示，液压及控制系统包含发动机，发动机分别连接变量泵、第一定量泵与第二定量泵，变量泵连接行走马达，第一定量泵分别连接风机马达与垃圾箱升降液压缸，第二定量泵分别连接盘刷定量马达、盘刷升降液压缸以及转向油缸；发动机连接变量泵，变量泵分别连接第一安全阀与第二安全阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通，在连通的管路上设有补油溢流阀，补油溢流阀连接补油泵，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路并联梭阀，所述梭阀串联背压溢流阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路分别并联第一行走马达与第二行走马达，整个回路形成行走液压回路；第二定量泵串联优先阀，所述第二定量泵连接过滤器，所述优先阀连接负载传感转向阀，所述负载传感转向阀连接转向油缸，转向油缸连接冷却器，所述优先阀连接连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油红；所述优先阀连接连接二位二通阀，所述二位二通阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，所述负载传感转向阀与冷却器连接的管路上连接有三位四通阀，所述三位四通阀分别连接优先阀与液控单向阀。
通过调节变量泵的排量即可改变行走马达的转速和方向。变量泵和马达由两根主管沟通，正常工作时，变量泵出口马达进口间管道为进油管，其压力由负载决定；马达出口变量泵进口间管道为回油管，其压力等于补油压力。反向工作时，两管功能及压力随之转换。补油泵通过单向阀向低压管补油，用以补偿主栗和行走马达的泄油，并保证低压管有一个恒定的压力值，以防止气穴现象和空气渗入系统，同时通过补油路中的油液的循环，也能帮助系统散热。补油压力由溢流阀调节。为保证液压元件不受压力冲击而损坏，在进、回油管间跨接了第一单向阀与第二单向阀。为使马达内部的驱动花键得到足够润滑，在马达中集成了梭阀和背压溢流阀用于壳体泄油，以利于换热。忽略摩擦力矩和传动效率，清扫车行走液压系统的功率平衡方程为
式中: 一发动机转速；一发动机输出转矩；一泵转速；—泵排量；一马达转速；，一马达排量；一驱动轮转速； 一负载转矩；—高低压管道间压差。
则马达转速：   （3.2）                                              系统压差：        （3.3）
马达的输出转矩：（3.4）
马达的输出功率：（3.5）
因补油泵输出流量及压力远小于变量泵，故补油泉驱动功率可忽略。
在不考虑负载变化时，马达的输出功率与泵排量成正比，输出转矩不因改变而发生变化。
如图3所示，其作用是实现环保的实现车辆的转向。操作时通过方向盘带动转向器驱动转向油虹来操纵和控制环保车的行驶方向。为了保证转向性能的可靠性，系统采用了优先分流阀，既能实现盘刷系统和转向系统的合并，也可以使两个或两个以上的执行元件在承受不同负载时仍能获得相等(或成一定比例)的流量，从而实现执行元件的同步运动。
PLC控制系统
一种环保车控制系统，其特征在于：包括PLC控制模块，所述PLC控制模块控制电磁换向阀，所述电磁换向阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，电磁换向阀连接单向阀，所述单向阀连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油缸，所述盘刷油缸连接寄存器，所述寄存器上设有接近开关，所述液控单向阀与单向阀连接的管路上分别设有溢流阀与定量泵。
盘刷系统中盘刷升降社两组执行机构，其中盘刷马达是由一个二位二通电磁换向阀控制切断和连通油路来实现盘刷的旋转与停止，当二位二通阀断电时油路被隔断，盘刷马达停止工作，当二位二通阀得电时，阀芯推至左位油路连通，盘刷马达开始工作。盘刷升降由一个油紅来控制实现，油社的伸缩两个控制位置各有一个接近开关，用以自动控制时捕捉定位信号使用。当三位四通换向阀左位得电时，单作用虹因负载重力作用收缩；当三位四通换向阀右位得电时，单作用社无杆腔获得压力，单作用虹活塞杆伸出；当三位四通换向阀不得电时，单作用紅由液控单向阀锁定位置不动。
 PLC选型原则是能满足设计功能需求的前提下，选择性能可靠、维护使用方便、性价比高的机型目前市场上根据不同应用场合需求有多种规格的PLC产品型号，除国产品牌以外，常见的国外品牌有日本的松下、OMRON、MITSUBISHI、HITACHI，德国的西门子，韩国的LG等。通过性价比对比，我们选用松下FP-X系列的PLC作为本次控制系统的主控制器。该系列产品的特点是:超高速处理、充裕的大容量、广泛的扩展性和可靠的安全性。在选用PLC时要考虑PLC的供电方式、输入输出点数、输出类型和负载情况等几个主要的选型条件。由于小型垃圾清扫车是行走机械，无法提供交流220V电压，而车载蓄电池可以提供24V直流电源，故选型时供电方式选用直流供电方式。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种环保车液压系统，其特征在于：液压及控制系统包含发动机，发动机分别连接变量泵、第一定量泵与第二定量泵，变量泵连接行走马达，第一定量泵分别连接风机马达与垃圾箱升降液压缸，第二定量泵分别连接盘刷定量马达、盘刷升降液压缸以及转向油缸；发动机连接变量泵，变量泵分别连接第一安全阀与第二安全阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通，在连通的管路上设有补油溢流阀，补油溢流阀连接补油泵，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路并联梭阀，所述梭阀串联背压溢流阀，第一安全阀与第二安全阀相互连通的管路分别并联第一行走马达与第二行走马达，整个回路形成行走液压回路；第二定量泵串联优先阀，所述第二定量泵连接过滤器，所述优先阀连接负载传感转向阀，所述负载传感转向阀连接转向油缸，转向油缸连接冷却器，所述优先阀连接连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油红；所述优先阀连接连接二位二通阀，所述二位二通阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，所述负载传感转向阀与冷却器连接的管路上连接有三位四通阀，所述三位四通阀分别连接优先阀与液控单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种环保车液压系统，其特征在于：行走马达包括第一行走马达与第二行走马达，所述盘刷定量马达包括第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达。
3.根据权利要求1所述的一种环保车液压系统，其特征在于：所述液控单向阀与盘刷油红之间设有流阀。
4.根据权利要求1所述的一种环保车液压系统，其特征在于：所述二位二通阀与第一盘刷定量马达之间设有调速阀。
5.一种环保车控制系统，其特征在于：包括PLC控制模块，所述PLC控制模块控制电磁换向阀，所述电磁换向阀依次连接第一盘刷定量马达与第二盘刷定量马达，电磁换向阀连接单向阀，所述单向阀连接液控单向阀，所述液控单向阀连接盘刷油缸，所述盘刷油缸连接寄存器，所述寄存器上设有接近开关，所述液控单向阀与单向阀连接的管路上分别设有溢流阀与定量泵。
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