湖北程力集團通過多年研究并結(jié)合后裝壓縮式垃圾車設(shè)計發(fā)現(xiàn):如在結(jié)構(gòu)減重、載荷分布、卸料機構(gòu)、壓縮機構(gòu)、液壓控制方式及密封等方面設(shè)計不當將直接影響車輛的裝載量、密封性、穩(wěn)定性、作業(yè)可靠性及行駛安全性。

1、提高載質(zhì)量利用系數(shù)

載質(zhì)量利用系數(shù)的提高將有助于降低車輛的運行成本。后裝壓縮式垃圾車的載質(zhì)量利用系數(shù)主要由二個方面組成:

1.1 、底盤的載質(zhì)量利用系數(shù)

在底盤選型時,選擇技術(shù)含量高、動力性好、自重相對較輕的底盤。

1.2、 專用裝置的自重

后裝壓縮式垃圾車由于結(jié)構(gòu)復雜,自重較大,在設(shè)計時應盡量采用新材料、新技術(shù)、新工藝。主要零部件采用高強度鋼板 ,輔助件(如擋泥板、裝飾件、蓋板等)采用比重較輕的注塑件。主要構(gòu)件采用特殊加工工藝方法 ,如:車廂側(cè)板及頂板采用數(shù)控折彎成弧形結(jié)構(gòu)。受力構(gòu)件采用局部加強法等 ,從而降低專用裝置的重量。

2、細化軸荷分布計算

常規(guī)垃圾車設(shè)計中,計算與測量整車軸荷分布一般只計算車輛在空載和滿載狀態(tài)下的軸荷分布 ,以判斷汽車軸荷分布是否滿足法規(guī)要求。但由于后裝壓縮式垃圾車的裝載方式及作業(yè)特點比較特殊 ,有時一個垃圾收集點的垃圾不能填滿整個車廂 ,車輛必須行駛至下一個垃圾收集點或去垃圾處置場卸料 ,此時裝載的垃圾多置于車廂尾部(雙向壓縮式尤其突出),從而降低轉(zhuǎn)向軸的載質(zhì)量 ,影響車輛軸荷分布。因此,在計算與測量后裝壓縮式垃圾車軸荷分布時應將其分割成多個裝載段 ,使每個工況都能滿足法規(guī)要求 ,保證車輛行駛安全 ,同時可作為專用裝置定位及底盤選取的依據(jù)。

3、合理選擇卸料方式

3.1、 車廂后傾式卸料方式

其原理是:在傾卸油缸的作用下,車廂、壓縮機構(gòu)及車廂內(nèi)的垃圾繞車架尾部的回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)至一定角度后車廂內(nèi)的垃圾靠自重下落實現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,但在實際使用時存在許多弊端 ,如:

a、由于垃圾在車廂內(nèi)被壓實 ,垃圾與車廂四周存在著較大的膨脹力與磨檫力,垃圾不易倒出,嚴重時垃圾的自重不足以克服摩擦力,產(chǎn)生垃圾脹死現(xiàn)象。

b、在傾翻作業(yè)時,車廂、壓縮機構(gòu)及垃圾的重心將后移、上升,車輛前橋負荷降低,影響整車縱向穩(wěn)定性,嚴重時,前橋離地,整車傾翻(特別在路基較為松散的填埋場)。

c、 傾翻時,所有重量將集中至車廂回轉(zhuǎn)中心及汽車大梁尾部,將對汽車大梁及后橋產(chǎn)生嚴重的損壞。

3.2 推板卸料方式

其原理是:在車廂內(nèi)設(shè)置一塊面板呈鏟形并能沿預定軌道滑行的推板,推板在油缸的推動下,向車廂尾部作水平推擠運動,將垃圾推出車廂,實現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式雖結(jié)構(gòu)較為復雜,但卸料不受垃圾壓縮比的限制,卸料干凈,對車架的載荷分布較為均勻,卸料過程平穩(wěn)、安全。同時,可利用推板的阻力實現(xiàn)壓縮車雙向壓縮。因此,推板卸料是后裝壓縮式垃圾車較為理想的卸料方式。

4、提高垃圾壓縮比

壓縮機構(gòu)中刮板對垃圾的壓強將直接影響垃圾的壓縮比。當壓強增大時,垃圾的壓縮比將增大;反之則減小。因而在設(shè)計壓縮機構(gòu)時,應努力提高刮板的壓強。根據(jù)壓縮機構(gòu)受力示意圖(圖1)可知，

影響刮板壓強的因素主要有四個方面:

a、 刮板的壓縮面積根據(jù)使用場合、投料方式、垃圾投入量來確定,如能滿足使用要求,刮板的面積應盡量小。

b、壓縮油缸的安裝形式應能充分利用油缸的最大能力 ,即在壓縮垃圾過程中應使油缸無桿腔作用。

c、滑板與導軌的摩擦力將有助于提高垃圾壓縮力。因而 ,在選取滑板滑塊與導軌材料時應配對選取相對摩擦系數(shù)較小的材料;減小壓縮油缸軸線與滑板導軌的夾角 ,以避免由于壓縮油缸安裝不當產(chǎn)生的扭力使N1、N2增大;減小壓縮油缸軸線與滑塊中心線的平行偏移量,假如油缸軸線上偏于滑塊中心線,將增大N1、N2的值,如軸線下偏于滑塊中心線,將減小N1、N2的值,但結(jié)構(gòu)上很難布置,故通常將壓縮油缸置于滑塊中心線上。

d、壓縮油缸與地面的水平夾角θ1越小,則壓縮油缸的推力沿車廂長度方向的分力將越大,有利于垃圾填滿整個車廂,提高垃圾壓縮比。

圖 1 　 壓縮機構(gòu)受力示意圖

5、合理選擇壓縮機構(gòu)液壓控制方式

壓縮機構(gòu)的控制系統(tǒng)會直接影響液壓系統(tǒng)的可靠性,因而合理選擇壓縮機構(gòu)液壓控制方式將對后裝壓縮式垃圾車的性能起到至關(guān)重要的作用。

5.1、 滑動刮板式壓縮機構(gòu)工作步驟

壓縮機構(gòu)每一工作循環(huán)有以下四個步驟:

a、刮板開－當垃圾倒入填塞器裝料斗后,操作刮板油缸控制閥 ,使刮板油缸活塞桿回縮,刮板向外翻轉(zhuǎn)。

b、滑板下－當刮板油缸活塞桿回縮到位后,操作滑板油缸控制閥使滑板油缸活塞桿回縮,滑板帶動刮板沿軌道向下運動 ,刮板壓向裝料斗內(nèi)的垃圾。

c、刮板進－當滑板油缸活塞桿回縮到位后,反向操作刮板油缸控制閥使刮板油缸活塞桿外伸,刮板向內(nèi)翻轉(zhuǎn),將裝料斗內(nèi)的垃圾刮起,盛于刮板上。

d、滑板上－ 當刮板油缸活塞桿外伸到位后,反向操作滑板油缸控制閥使滑板油缸活塞桿外伸,滑板帶動刮板沿軌道向上運動,將垃圾推入壓實到車廂內(nèi)。
5.2 、壓縮機構(gòu)液壓控制方式

壓縮機構(gòu)的液壓系統(tǒng)控制方式主要有電控式、手控式、氣控式(氣控式最終的實現(xiàn)形式可歸入電控或手控) 。

電控式系統(tǒng)對壓縮機構(gòu)的控制需通過發(fā)送器遞信號,發(fā)送器一般采用電器開關(guān)或采用PC延程序。這種控制方式操作方便、自動化程度高。在實際應用時,由于垃圾車受垃圾污染嚴重,須經(jīng)清洗,同時結(jié)構(gòu)磨損,車輛震動,開關(guān)容易失效,系可靠性差.如采用PC延時程序則要求液壓油泵油量穩(wěn)定,但由于發(fā)動機特性原因,在空載與重載發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化較大,同時由于油泵效率及管道力等差異,難以滿足供油量要求,其結(jié)果表現(xiàn)為執(zhí)機構(gòu)要么不到位,要么提前到位,液壓系統(tǒng)長期工后發(fā)熱嚴重,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。手控式系統(tǒng)工作可靠,但要實現(xiàn)壓縮機構(gòu)自化一般通過液壓順序閥來實現(xiàn),這種形式的液壓路由于液壓順序閥進油口與順序口壓差大,尤其載時壓差更大。同時由于控制人員操作時的滯后為,引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱嚴重,系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

圖 2 　 壓縮機構(gòu)液壓原理圖

我們在設(shè)計時采用較為先進的自動跳位手動換向閥系統(tǒng),其原理見圖2。工作過程是:同時操作兩聯(lián)換向閥,將閥芯推至A位,閥芯定位器將閥芯定位,此時刮板油缸液壓回路通,油缸有桿腔進油,活塞桿回縮,實現(xiàn)刮板開啟。當刮板油缸活塞桿回縮到位后,有桿腔壓力升高,定位器控制壓力將定位器頂開,換向閥閥芯在彈簧的作用下自動彈至中位,刮板油缸回路斷開。高壓油 P2通向滑板油缸液壓回路,油缸有桿腔進油,活塞桿回縮,實現(xiàn)滑板下降。當滑板油缸活塞桿回縮到位后,有桿腔壓力升高,定位器控制壓力將定位器頂開,換向閥閥芯在彈簧的作用下自動彈至中位,滑板油缸回路斷開。反向同時操作兩聯(lián)換向閥,將閥芯拉至B位,則可自動順序完成刮板刮進及滑板上升。這種控制方式不但可以避免人為因素和環(huán)境因素的影響,同時可以有效地降低液壓系統(tǒng)油液溫度,提高液壓系統(tǒng)可靠性。如配以機械遠程控制 ,操作更為方便。

6、完善車輛密封

后裝壓縮式垃圾車由于壓縮力大,經(jīng)壓縮后的垃圾產(chǎn)生大量的污水,如不加以控制,將嚴重影響環(huán)境,因而在設(shè)計時應從以下三個方面完善車輛密封即:在車廂與填塞器之間安裝耐用型密封條,并加以壓縮、鎖緊;車廂底板做成前低后高,將污水控制在車廂內(nèi);在填塞器下部安裝便于清洗的積污水槽,用于車廂與填塞器之間滴漏的污水的臨時儲存。