基于适时背压的压缩式垃圾车电液控制系统设计

摘要：根据压缩式垃圾车的性能要求，进行了垃圾车的装载和排出工作过程设计，提出了基于适时背压的垃圾压缩策略，研究了压缩式垃圾车的控制工作流程，采用嵌入式PLC控制器，进行了电液控制系统设计，实现了基于适时背压垃圾压缩，形成手动及自动的双重控制，提高了垃圾车装运效率。
关键词：压缩式垃圾车；适时背压；PLC
前言
压缩式垃圾车能够一次性压缩，破碎垃圾，提高了装载量；且装填、压缩，密封运输、自卸为一体，自动化程度高，运载能力强，降低了运输成本，深受广大环卫部门的欢迎。传统压缩式垃圾车的操纵方面，通常采用的PLC进行控制液压系统实现垃圾车的“装-运-卸”三个环节，满足了垃圾装运使用的基本要求。为了能更好地进行垃圾的装运，我们研究了基于适时背压的压缩式垃圾车电液控制系统，从最大程度上提高垃圾的压缩比，并进行了垃圾的装载与排出过程设计，实现了手动及自动的双重控制，进一步提高了装载效率，降低了环卫工人的劳动强度。
1原理设计
压缩式垃圾车是在汽车二类底盘上改装而成，它主要由排出机构、车箱、汽车底盘、压缩机构、填料器、填料器刮板机构及倾倒装置等组成，如图1所示。
 
图1 YD5070ZY5后压缩式垃圾车
压缩式垃圾车的工作系统除车辆自身的行走系统外，还包括垃圾的装载和排出。装载：是通过倾倒装置将装在垃圾筒中的垃圾倒入填料器，垃圾由填料器中的下刮板反转，上刮板带动下刮板下行，下刮板刮动，上刮板提升，将垃圾刮入车箱进行压缩，并根据需要进行垃圾的计量，直至垃圾装满车箱，如图2a所示。
这里垃圾装载压缩分为过程压缩和垃圾装载终了压缩。过程压缩采用适时背压压缩，即以刮板刮入垃圾上升为主动作用力，垃圾刮入车厢后，在刮板和排出板之间形成作用力，排出板上的背压力是伴随刮板主动作用力增大而加大，当达到设定的背压力后，排出板才向后移动，实现了垃圾装载过程压实，一方面提高了压缩率，另一方面可有效地将垃圾中的水压出来；当刮板完成上升压缩垃圾后，在排出板上形成的背压力自动消失，从而，使刮板在下行的过程中，垃圾不会下落，保证了装载效率。垃圾装载终了压缩，是排出板已经退到箱体未端，无法再向后移动，此时仍向厢内刮入垃圾，所形成的压缩，这可以提高装载量，实现最大压缩率。
排出：是垃圾运输到目的地后，填料器与车箱的锁钩松开，排出板将垃圾推出，同时举在空中的填料器进行二次动作，以清除夹在刮板中的垃圾，排出板从出口处向后返回，复位，填料器向下轻缓回位，自动锁钩将填料器与车箱锁闭，完成工作循环，如图2b所示。
 
图2压缩式垃圾车的工作过程
2系统的控制工作流程设计
根据工作过程要求，首先用倾倒装置将垃圾翻倒到填料器中，然后进行装载控制，下刮板反转，检测到反转限位信号后，上刮板开始下降，在下降的过程中，当检测到压力信号或下限位信号时，刮板开始刮入，检测到刮入限位信号后，上刮板开始上升，在上升的同时给出信号，使排出板返回，进行双向压缩，上刮板到达上限位时，整个装载压缩的单循环就完成了。当整个车子都装满后，进行排料，操作驾驶室里的控制盒，给出信号，自动打开锁钩，填料器开始举升，升到一定位置后，进行清料处理，将填料器中的垃圾清空，排出缸开始动作，将垃圾推出，液压缸推到最大位置后，填料器开始下降，在下降之前，首先给出排出板信号，让其先返回1s，然后填料器下降，下降到位后，发出信号，锁钩缸动作。整个排料任务完成。系统的工作流程控制如图3所示。