随着中国经济建设的发展,中国公路建设特别是高速公路建设得到了全面的发展,快速有效的清除道路上冬季路面冰雪问题,多年来一直是国内外关注的重点课题。
在 我国的北方地区,雪季一般持续4~5个月的时间,部分地区持续时间甚至更长。每个雪季都会有几次大的降雪,由于冬季持续低温,积雪数月不化,若不能及时清 除,经车辆、行人碾压以后形成冰雪层,在这样的冰雪层中含有大量尘土、泥冰造成冰雪变得十分坚硬而且脆性低、韧性大,极易发生交通事故,对人们的生活和交 通运输造成很大的影响。因此及时快速清除寒冷地区公路、城市道路冰雪已成为保证公路安全和畅通的重要任务。
目前,世界各国采用的除雪(冰) 方法,应用最普遍的有两种,即溶解法和机械法。溶解法虽然具有除净率高的优点,但容易造成环境的污染。而机械法是国内外比较流行的除雪方式,特别是在路面 形成一定厚度、硬度的积雪时,机械法得到普遍的应用。但是现在的机械法除冰同样存在着作业速度低、整机利用率低、避让功能不理想、对路面保护能力差、清除 路面上压实冰雪的能力差等缺点。
在这里介绍一种在欧洲成功应用的除雪机液压控制系统,该系统是德国哈威液压公司根据实际工作情况通过多年研究出的液压解决方案。该方案可以自动根据积雪的硬度、厚度和密度的不同而控制除雪装置的力度。
除雪装置的液压控制系统介绍:
该液压控制系统是基于负载敏感反馈理论上的,该系统输出的流量也就是执行元件的运动速度只决定于控制输入(电控信号或手动控制信号),而不决定于外部负载,不受外负载力的变化影响。有了这一控制基础就给整个控制带来了便利和良好的可控性。
该系统的泵源可以根据不同的要求选择定量泵系统或变量泵系统,对于阀组仅需要作简单的变更就可以转换液压的输入方式。
因为对于不同的生产厂家不同的使用环境,定量泵和变量泵有着不同的优势,也有不同的缺点,所以在该系统中考虑到不同的需求设计的阀组可以十分方便的满足不同输入形式。
阀体执行元件控制部分介绍:融雪剂播撒控制(或者用于滚刷控制),雪铲(或滚刷的上下浮动控制,铲具的左右摇摆控制)。
作 为播撒控制元件使用的是两个比例流量截止阀,分别控制播撒盘的旋转速度,由于这里设计的是比例流量阀,其播撒的旋转速度可以根据车辆的行走速度及雪(冰) 的路面情况随时调整,以适应不同雪况对融雪剂的要求。当然这一片控制阀组也可以用于控制滚刷或除雪车中的滚刷的旋转速度,同时这组换向阀使用的是截止阀式 的中位机能,可以保证在阀中位时流量完全截止没有泄漏油,保证滚刷或播撒马达在受到外力干扰时也可以保持在停止位置。
第二片的换向阀中包含了比例换向阀和比例压力阀。本阀组由三个功能阀块组成:
① 比例换向阀:这里的比例换向阀是基于负载敏感原理基础上设计的,通过该阀输出的流量是不受负载影响的,由于有了这个基本功能的保障,该阀组在控制雪具浮动功能时就可以具有十分良好的可控性。
② 比例压力阀:通过中间的液桥可以实现对于浮动油缸的加压压力的控制。在以往的雪铲控制中的浮动功能,其铲具接触地面的压力,只决定于铲具自身的重量。这样 不论在任何的公路路况下,铲具的铲雪(冰)力基本相同,在除雪过程中就容易出现不是除雪效果不佳,就是除雪后对于路面的保护能力差等问题。而现在这里使用 的比例压力阀就可以准确的调整铲具的加压压力,对于雪下得多而厚或者是踏的较实的雪面,就可以加大油缸向下的压力,提高铲具的除雪能力。如果是雪较薄,仅 为浮雪,路面情况较好时,一方面可以减少浮动油缸的控制压力,另一方面还可以将浮动油缸轻轻向上抬起,也就是使雪铲接触地面的压力小于雪铲自重造成的接触 力,从而很好的保护路面,同时起到很好的避障功能。
③ 浮动阀芯:在该阀中也增加了简单直接的浮动功能,就是通过液桥和切换阀芯,在换向阀和压力阀全部处于切断状态,该阀芯可以预先设定好10-30bar的浮动控制压力,实现简单的浮动功能。
另外在该阀组上还装有压力保护阀,在铲具遇到有大的障碍物时,可以保护整个系统。最后一组也是负载敏感或比例多路阀用于控制铲具的左右摆动。
由于这几组阀片中都增加有流量补偿阀,其工作时每片皆可独立操作相互之间不会干扰。
整个阀组全部为钢制,也就是说不论是阀芯还是阀体都是一样的材料完成。这样特别适应低温的工作环境,由于使用同一材质,在低温使用时不会由于不同的阀体变形而造成大的阀芯内泄和阀芯卡死的现象。
该液压智能控制系统在国内外不同的除雪设备上得到广泛的应用,证明其对于不同厚度和硬度的冰雪层上都可以有效地进行清除。最大限度地解决了道路表面的积雪问题。
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