黄茂锋

摘 要：多功能清洁车液压系统设计，包括行走液压系统、吸扫液压系统、独立散热液压系统、油缸动作控制液压系统，其中行走液压系统采用闭式液压系统设计。不仅小安装空间、减少了由管路连接，而且提高了系统的可靠性。

关键词：清洁车;液压系统;设计

1 引言

在清扫设备的传动方式中，一般有液压传动、机械传动、电传动三类传动方式。与其它传动方式相比，液压传动具有明显的优势：①从结构上看，在传递相同功率的情况下，液压传动有体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活的特点;②从性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，能迅速换向和变速，调速范围宽，动作响应性快，控制、调节比较简单，便于与电气控制相配合;③从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可靠，元件通用率化高，易于实现系列化、标准化。

2 多功能清洁车结构

多功能清扫车外形结构如图1所示。整车结构主要由以下几部分组成：驾驶室总成、操纵系统、电气系统、空调系统、车架总成、行走系统、清扫系统、吸尘总成、动力总成、液压系统和覆盖件等。其工作原理是：由发动机驱动液压泵，给液压执行元件提供动能，前端扫刷1首先把地面的垃圾扫到中间，在前车架底部的斗形吸嘴2里装有滚刷，滚刷往前刷扫，把中间汇集的垃圾上扬，然后在垃圾箱10的内腔负压作用下，通过吸嘴2、吸管4把垃圾吸到垃圾箱里;吸尘总成9在吸尘马达驱动叶轮高速旋转下，对垃圾箱10内腔进行吸尘、过滤，通过后侧排气口及顶盖间隙排气，使垃圾箱10内腔产生强大的负压，垃圾能快速被吸收。前端清扫机构与A型架15之间是快换连接设计，可以把整个清扫机构换成其他功能辅具，如吹雪机、推雪铲、绿林修剪机等，进行不同功能作业;水箱、垃圾箱、吸尘总成这几部分整体与后车架连接也是快换设计，可以把这几部分去掉，换装成撒盐斗、小车箱等。使机器真正起到一机多能，一机多用的多功能用途。

3 行走液压系统

如图2所示，行走液压系统主要由双向变量泵P1、补油P2、四个行走马达2和控制阀组成一个闭式液压系统。主油路是：P1泵的出油口与两个前轮马达2的进油口相连，前轮马达2的回油口与两个后轮马达2的进油口相连，后轮马达2的回油口与双向变量泵P1的进油口相连。系统工作原理是：双向变量泵P1提供压力油驱动行走马达旋转，从而使车辆前进、后退行驶;补油泵P2出油口的压力油分两路：一路经过减压阀7减压后，给脚踏先导阀8提供先导油，先导油经过脚踏先导阀8后，进入双向变量泵P1的伺服缸，通过改变P1泵的排量来调节行走马达的转速度，从而调节车辆的行走速度;另一路油通过单向阀3向主油路低压侧补油，系统中通过补油泵2补充经油箱冷却的新鲜压力油，多余的油通过冲洗阀9回到油箱。高压溢流阀4是起到保持、稳定系统压力的作用，当过载或杀车时，系统压力瞬时升高，高压溢流阀4及时进行溢流卸压，压力油卸到压力较低的补油油路。溢流阀6主要作用是建立补油油路的系统压力，可以根据实际需要调节溢流阀6的溢流压力，从而调节系统的补油量。二位二通电磁阀5（也叫杀车阀）在踩下杀车踏板时断电，接通回油箱的油路，变量泵P1伺服缸的先导油直接被卸载回油箱，变量泵P1迅速回到零位，马达杀车。为了方便拖车，系统中设计了拖车阀10（转阀），当车辆在失去动力的情况下需要拖车时，把拖车阀10旋转到接通位置，使马达的进、回油口接通，避免出现敝压制动。

闭式系统相对开式系统散热条件较差，而冲洗阀9通过阀心梭阀的作用，会在进、回油侧产生一定的压力差时，卸掉低压侧部分热油，通过补油泵P2和冲洗阀9的相互作用，很好地解决系统散热问题，对行走系统起着至关重要的作用。

4 吸扫液压系统

清扫液压系统主要由齿轮泵P3、刷扫马达1、滚刷马达2、吸尘马达8、调速阀块4、散热器Rt和回油滤Ft组成。刷扫马达1标配是两个，可以扩充增加两个边扫马达3。原理如图3所示，刷扫马达1、滚扫马达2、吸尘马达8是通过串联连接，扩充的两个边扫马达3串连后，再与刷扫马达1、滚刷马达2进行并联连接。工作原理是：启动机器，按下前动力输出按钮，比例电磁阀6得电，P3泵压力油经调速阀块A口到刷扫马1、滚刷马达2、边扫马达3，通过调速阀块中的二位二通电磁阀5，经散热器Rt、过滤器Ft回油箱。刷扫马达1、滚刷马达2、边扫马达3的转速由调速阀块中的比例电磁阀6调节（调节线圈电流），当刷扫马达1、滚刷马达2、边扫马达3不处在最大转速工作时，部分压力侧通过比例电磁阀6到电磁阀5，经散热器Rt、过滤器Ft回油箱。当按下后动力输出按钮，电磁阀5得电，刷扫马达1、滚刷马达2、边扫马达3的回油不能通过电磁阀5回油箱，而是要经过吸尘马达8后，再经散热器Rt、过滤器Ft回油箱;经比例电磁阀6过来的这部分油也要经过吸尘马达8后，再经散热器Rt、过滤器Ft回油箱，所以吸尘马达8开启即以最大速度运转，不对其进行调速，以保证吸扫效果。溢流阀7主要是起到保持、稳定系统压力的作用。

5 独立散热液压系统

独立散热液压系统主要由齿轮泵P4、冷却阀块1、冷却马达2、散热器Rt和回油滤Ft组成。如图4所示，齿轮泵P4出油口与冷却阀块1的P口相连，冷却阀块1的B出口与冷却马达2的进油口相连，冷却马达的回油口与冷却阀块A口相连，回油经散器Rt冷却和回油滤Ft过滤后回到油箱。冷却马达驱动风扇对油散热器Rt和水散热器进行吸风式散热，冷却马达2的转速通过电磁比例溢流阀5来调節，正反转则由二位四通电磁阀3来控制，单向阀4是防止冷却马达2在止停机瞬间由于惯性出现吸空。系统通ECU对检测到的油温、水温数据进行分析，按计定好的程序自动对冷却马达进行调速控制，程序设定在机器启动时或工作过程中定时强制冷却马达2反转一定时间，以清除吸附在散热器表面的灰尘和垃圾，保证散热器散热效果和表面清洁。

6 油缸动作控制液压系统

如图5所示，机器所有油缸动作由齿轮泵P5来独立供油，齿轮泵P5压力油经流量分配阀1分成两路：一路经过转向器2到两个转向油缸3，由转向器控制转向油缸的伸缩，从而控制铰接车架的转向;另一路侧通过多路阀4不同阀片去控制不同油缸的动作，其中侧刷收张油缸7是通过多路4.1阀片配合选择电磁阀8来分别控制其伸缩;垃圾箱倾卸油缸9侧通过多路4.3阀片来控制其伸缩。A架升降油缸6只有大腔接油路，小腔不接油路，通过多路阀4.2阀来控制其升降，通过调节溢流阀5.2的溢流压力来实现刷扫盘对地面压力的调节。具体原理是：当重力分配阀5中的电磁阀5.1在断电情况下，操纵多路阀片4.2，使其位上位时，油缸在清扫机构的重力作用下，大腔的油经过多路阀片4.2到旁通回油路，经散热器Ft、过滤器Rt回油箱，油缸回缩;多路阀位于下位时，压力油经过多路阀片4.2进入到油缸大腔，油缸伸出，油缸出现过载时，压力油通过多路阀中的溢流阀4.5溢流，到旁通回油路，经散热器Ft、过滤器Rt回油箱。操纵过程中，油缸不管处于任何位置，使多路阀回中位时，油缸即能停止在该位置;当重力分配阀中电磁阀5.1在通电的情况下，操纵多路阀片4.2，使其位上位时，油缸在清扫机构的重力作用下，大腔的油经过溢流阀5.2到散热器Ft、过滤器Rt回油箱，油缸回缩;使多路阀位于下位时，压力油经过多路阀片4.2进入油缸大腔，油缸伸出，油缸出现过载时，压力油通过溢流阀5.2溢流，经散热器Ft、过滤器Rt回油箱。在提升操作过程中，不管油缸处于任何高度，使多路阀回中位时，油缸会在清扫机构的重力作用下回到地面位置。

7 结语

上述多功能清洁车液压系统中，行走、吸扫、独立散热、油缸动作等各个功能模块都是独立油泵供油，油路也相对独立，稳定可靠，互不干扰。整个系统结构紧凑、功能齐全、操作方便，机器功能拓展方便，非常适合城市小型多用途清扫车的应用。

参考文献：

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[3]利乎.液压传动系统及设计[M].北京：化学工业出版社，2005.