本實用新型屬于液壓技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

后裝壓縮式垃圾車是一種垃圾收集與轉(zhuǎn)運的環(huán)衛(wèi)專用車輛，具有垃圾運量大、且可避免沿途撒漏而造成二次污染的優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)主要包括：二類汽車底盤、密封垃圾箱、推板機構(gòu)、填料器、刮板滑板機構(gòu)、傾倒裝置以及相關(guān)的液壓和電氣系統(tǒng)。具體工作流程為：傾倒裝置將垃圾桶翻起，垃圾入斗；刮板上翻；滑板帶著刮板下降到位；刮板反轉(zhuǎn)將垃圾挖起；滑板帶著刮板上升，將垃圾壓入箱內(nèi)。循環(huán)作業(yè)直至垃圾箱裝滿，垃圾運送至卸料場，填料器整體在舉升油缸的作用下向上翻轉(zhuǎn)，推板油缸伸出推動推板向后移動，將整箱垃圾推出車外而卸料。

隨著人們環(huán)保意識的不斷加強，各地政府對排放的要求日益提高，而純電動汽車具有零排放、低噪音和高效率等優(yōu)點，因此越來越受到國家和企業(yè)的重視，各種純電動乘用車已經(jīng)大量推向市場。目前，電動汽車的應(yīng)用也逐漸滲透到環(huán)衛(wèi)、郵政、物流等專用車領(lǐng)域，其中，純電動壓縮式垃圾車目前已經(jīng)逐漸被主機廠家推向市場。而目前專用主機廠開發(fā)純電動壓縮式垃圾車的基本思路是在純電動車底盤上配置傳統(tǒng)的上裝液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)原理如圖1所示，該結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的定量泵開中心多路閥系統(tǒng)，每一組油缸連接一片三位六通多路閥，控制每一組油缸的方向和速度，該方案能滿足上裝設(shè)備的工作要求，但是能耗較高，不利于電池能量的有效利用，具體表現(xiàn)如下：

1壓縮式垃圾車在裝載垃圾的過程中，需要人工將更換垃圾桶，這一過程短則幾秒，長則需要幾分鐘，這一段時間電機驅(qū)動液壓泵不做功，全部油液通過多路閥旁路回油箱，因此這段時間的能量全部浪費；

2該上裝設(shè)備是多執(zhí)行器系統(tǒng)，每組油缸的換向和調(diào)速都是依靠多路閥組來實現(xiàn)，油缸調(diào)速的時候，閥口的節(jié)流損耗較大，特別是低速運行時；

3翻桶油缸、刮板油缸、滑板油缸和舉升油缸在工作過程中存在大量負負載工況，多路閥控制系統(tǒng)是利用閥口的液阻或平衡閥來提供背壓，使油缸運行平穩(wěn)，因此這些工況下的負載的勢能全部損耗在閥口轉(zhuǎn)換為熱量而消耗掉。

以上這些方面都會不利于動力電池中電能的有效利用，從而影響整車的續(xù)航里程和電池壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了一種純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控系統(tǒng)，該方案可以減小原系統(tǒng)中的空流、節(jié)流損耗，并回收負載重力勢能，因此可以提高電池電能的有效利用率。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是：

純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)，包括雙向定量泵/馬達、第二液壓泵、翻桶油缸、舉升油缸、刮板油缸、滑板油缸、推板油缸、液壓油箱，其特征在于，系統(tǒng)還包括動力單元I、輔助泵源II、閉式傳動單元III、推板系統(tǒng)IV、主控制器；

所述動力單元I包括變速電機、電機控制器、動力電池、定速電機，動力電池通過電機控制器分別連接定速電機和變速電機；

所述輔助泵源II包括輔助液壓泵、電磁溢流閥、第九兩位兩通電磁換向閥、第一壓力傳感器，輔助液壓泵出口的兩分支，分別連接電磁溢流閥和第九兩位兩通電磁換向閥，第一壓力傳感器的測壓口連接在第九兩位兩通電磁換向閥的出口；

所述閉式傳動單元III包括雙向定量泵/馬達、蓄能器、第一兩位兩通電磁換向閥~第八兩位兩通電磁換向閥、第一液控單向閥第二液控單向閥、第一安全閥、第二安全閥、第二壓力傳感器、第一接近開關(guān)~第八接近開關(guān)，雙向定量泵/馬達的進出口分別連接翻桶油缸、舉升油缸、刮板油缸、滑板油缸每一組油缸的兩腔，在且每一組油缸兩腔與雙向定量泵/馬達的進出口之間均分別用一只兩位兩通電磁換向閥隔開；每組油缸活塞桿在工作行程的最短和最長的位置均分別設(shè)有接近開關(guān)；所述兩只安全閥的出口相連，所述兩只安全閥兩個入口分別連接在雙向定量泵/馬達的入口和出口；所述兩只液控單向閥的正向入口相連，所述兩只液控單向閥兩個出口分別連接在雙向定量泵/馬達的入口和出口，每個液控口連接到對接液壓單向閥的出口，即對面的液控單向閥的出口；且兩只安全閥的出口、兩只液控單向閥正向入口和蓄能器的入口直接相連；

所述推板系統(tǒng)IV包括背壓閥、三位四通換向閥、單向閥，三位四通電磁換向閥的兩個出口分別連接推板油缸的兩腔，推板油缸的小腔通過單向閥與液壓油箱相連、推板油缸的大腔通過背壓閥和液壓油箱連接；所述的背壓閥由電磁換向閥、邏輯閥和溢流閥組成；

動力單元I中的變速電機與雙向定量泵/馬達連接，定速電機與輔助液壓泵連接，電機控制器與控制器通過CAN總線通訊；輔助泵源II中的第九兩位兩通電磁換向閥的出口與蓄能器的出口相連，輔助液壓泵的出口連接三位四通電磁換向閥的入口；

第一兩位兩通電磁換向閥~第九兩位兩通電磁換向閥、電磁溢流閥和背壓閥中的電磁換向閥的電磁鐵均連接主控制器的輸出端，兩個壓力傳感器的信號輸出端連接主控制器的信號采集口，八個接近開關(guān)的信號輸出端口連接主控制器的信號采集口。

進一步的方案是，變速電機和定速電機可以是交流異步電機、永磁同步電機或開關(guān)磁阻電機；

純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)，其特征在于，第一電磁換向閥~第九電磁換向泵均采用二通插裝閥作為主閥，電磁球閥作為先導閥的結(jié)構(gòu)形式；

所述的電機控制器中包括逆變橋、逆變橋、采樣電路和逆變控制器，逆變橋和逆變橋共用采樣電路和逆變控制器，分別構(gòu)成第一控制器和第二控制器；控制器連接定速電機，第二控制器連接變速電機；變速電機與控制器構(gòu)成的單元具有四象限運行功能，可以正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn)，每種轉(zhuǎn)向下既可以電動又可以發(fā)電；定速電機和控制器構(gòu)成的單元只具有單向電動功能。

在整個系統(tǒng)中，其中兩個液控單向閥作為補油閥；蓄能器作為差動缸兩腔流量匹配元件；雙向定量泵/馬達，即可以雙向旋轉(zhuǎn)，且既可以作為泵工況運行又可以作為馬達工況運行；

主控制器中含有控制程序，根據(jù)兩個壓力傳感器的信號值、八個接近開關(guān)的狀態(tài)來控制變速電機轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，定速電機的起停、換向閥電磁鐵電流的通斷。

本實用新型的有益效果：整體油路采用閉式系統(tǒng)可以大大減小油箱容量，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；根據(jù)各個執(zhí)行器的工況來設(shè)定電機轉(zhuǎn)速，可達到在上裝設(shè)備不工作時，電機停轉(zhuǎn)的效果，既提高作業(yè)效率，又避免了空流和節(jié)流損耗；在負負載工況通過雙向定量泵/馬達的轉(zhuǎn)換電機發(fā)電，可以將負載重力勢能轉(zhuǎn)換成電能，這樣大大減少了電池能量的消耗，提高了整車的續(xù)航里程以及延長了電池的壽命。

附圖說明

圖1 壓縮式垃圾車傳統(tǒng)上裝設(shè)備液壓系統(tǒng)圖；

圖2 本實用新型實施例系統(tǒng)原理圖；

圖3 電機控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1-變速電機、2-電機控制器、3-動力電池、4-雙向定量泵/馬達、5-蓄能器、6-定速電機、7-輔助液壓泵定量泵、8-電磁溢流閥、9-第一壓力傳感器、10-翻桶油缸、11-舉升油缸、12-刮板油缸、13-滑板油缸、14-主控制器、15-背壓閥、16-三位四通電磁換向閥、17-推板油缸、18-單向閥、19-第二壓力傳感器、20-液壓油箱、21-第一逆變橋、22-第二逆變橋、221-第一控制器、222-第二控制器、151-邏輯閥、152-電磁換向閥、153-溢流閥；

VD1~VD9-第一兩位兩通電磁換向閥~第九兩位兩通電磁換向閥、J1~J8-第一接近開關(guān)~第八接近開關(guān)、V1-第一液控單向閥、V2-第二液控單向閥、V3-第一安全閥、V4-第二安全閥；

I-動力單元、II-輔助泵源、III-閉式傳動單元、IV-推板系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖2所示，純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)，包括雙向定量泵/馬達4、第二液壓泵7、翻桶油缸10、舉升油缸11、刮板油缸12、滑板油缸13、推板油缸17、液壓油箱20，其特征在于，系統(tǒng)還包括動力單元I、輔助泵源II、閉式傳動單元III、推板系統(tǒng)IV、主控制器14；

所述動力單元I包括變速電機1、電機控制器2、動力電池3、定速電機6，動力電池3通過電機控制器2分別連接定速電機6和變速電機1；

所述輔助泵源II包括輔助液壓泵7、電磁溢流閥8、第九兩位兩通電磁換向閥VD9、第一壓力傳感器9，輔助液壓泵7出口的兩分支，分別連接電磁溢流閥8和第九兩位兩通電磁換向閥VD9，第一壓力傳感器9的測壓口連接在第九兩位兩通電磁換向閥VD9的出口；

所述閉式傳動單元III包括雙向定量泵/馬達4、蓄能器5、第一兩位兩通電磁換向閥VD1~第八兩位兩通電磁換向閥VD8、第一液控單向閥、V1第二液控單向閥V2、第一安全閥V3第二安全閥V4、第二壓力傳感器19、第一接近開關(guān)J1~第八接近開關(guān)J8，雙向定量泵/馬達4的進出口分別連接翻桶油缸10、舉升油缸11、刮板油缸12、滑板油缸13每一組油缸的兩腔，在且每一組油缸兩腔與雙向定量泵/馬達4的進出口之間均分別用一只兩位兩通電磁換向閥隔開；每組油缸活塞桿在工作行程的最短和最長的位置均分別設(shè)有接近開關(guān)；所述兩只安全閥的出口相連，所述兩只安全閥兩個入口分別連接在雙向定量泵/馬達4的入口和出口；所述兩只液控單向閥的正向入口相連，所述兩只液控單向閥兩個出口分別連接在雙向定量泵/馬達4的入口和出口，每個液控口連接到對接液壓單向閥的出口；且兩只安全閥的出口、兩只液控單向閥正向入口和蓄能器的入口直接相連；

所述推板系統(tǒng)IV包括背壓閥15、三位四通換向閥16、單向閥18，三位四通電磁換向閥16的兩個出口分別連接推板油缸17的兩腔，推板油缸17的小腔通過單向閥18與液壓油箱20相連、推板油缸17的大腔通過背壓閥15和液壓油箱20連接；所述的背壓閥15由電磁換向閥152、邏輯閥151和溢流閥153組成；

動力單元I中的變速電機1與雙向定量泵/馬達4連接，定速電機6與輔助液壓泵7連接，電機控制器2與控制器14通過CAN總線通訊；輔助泵源II中的第九兩位兩通電磁換向閥VD9的出口與蓄能器5的出口相連，輔助液壓泵7的出口連接三位四通電磁換向閥16的入口；

第一兩位兩通電磁換向閥VD1~第九兩位兩通電磁換向閥VD9、電磁溢流閥8和背壓閥15中的電磁換向閥152的電磁鐵均連接主控制器14的輸出端，兩個壓力傳感器的信號輸出端連接主控制器14的信號采集口，八個接近開關(guān)的信號輸出端口連接主控制器14的信號采集口。

進一步的方案是，變速電機1和定速電機6可以是交流異步電機、永磁同步電機或開關(guān)磁阻電機；

純電動壓縮式垃圾車上裝設(shè)備閉式變轉(zhuǎn)速泵控液壓系統(tǒng)，其特征在于，第一電磁換向閥~第九電磁換向泵均采用二通插裝閥作為主閥，電磁球閥作為先導閥的結(jié)構(gòu)形式；

所述的電機控制器2中包括逆變橋21、逆變橋22、采樣電路和逆變控制器，逆變橋21和逆變橋22共用采樣電路和逆變控制器，分別構(gòu)成第一控制器221和第二控制器222；控制器221連接定速電機6，第二控制器222連接變速電機1；變速電機1與控制器222構(gòu)成的單元具有四象限運行功能，可以正轉(zhuǎn)也可以反轉(zhuǎn)，每種轉(zhuǎn)向下既可以電動又可以發(fā)電；定速電機6和控制器1構(gòu)成的單元只具有單向電動功能。

在整個系統(tǒng)中，其中兩個液控單向閥作為補油閥；蓄能器5作為差動缸兩腔流量匹配元件；雙向定量泵/馬達，即可以雙向旋轉(zhuǎn)，且既可以作為泵工況運行又可以作為馬達工況運行；

主控制器中含有控制程序，根據(jù)兩個壓力傳感器的信號值、八個接近開關(guān)的狀態(tài)來控制變速電機轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速，定速電機的起停、換向閥電磁鐵電流的通斷。

其具體工作過程說明如下：

系統(tǒng)上電，執(zhí)行機構(gòu)動作前，主控制器14控制電磁溢流閥8中換向閥得電導通，檢測第一壓力傳感器9的壓力值P，當壓力值P小于設(shè)定的Pmin，則主控制器14通過CAN總線給電機控制器2發(fā)出定速電機6的啟動指令，延時1秒后，電磁溢流閥8中換向閥失電，第九兩位兩通電磁換向閥VD9得電導通，輔助液壓泵7向蓄能器5中充液，當?shù)谝粔毫鞲衅?的壓力值P到達設(shè)定的Pmax時，第九兩位兩通電磁換向閥VD9得電關(guān)閉，電磁溢流閥8中換向閥得電導通。

當翻桶油缸10動作時，第二兩位兩通電磁換向閥VD1,第五兩位兩通電磁換向閥VD5得電導通，第二兩位兩通換向閥VD2~第四兩位兩通電磁換向閥VD4, 第六兩位兩通電磁換向閥VD6~第八兩位兩通VD8失電關(guān)閉，主控制器14通過CAN總線發(fā)出變速電機1的目標轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，比如，翻桶油缸10伸出提升垃圾桶，雙向定量泵/馬達4輸出油液至翻桶油缸10大腔，由于小腔回油，小腔回油的流量比進油小，因此蓄能器5放液和小腔合流向雙向定量泵/馬達4供油；翻桶油缸10縮回時，變速電機1轉(zhuǎn)向改變，此時油缸小腔進液，大腔回液，回液流量大于雙向定量泵/馬達4所需流量，多余部分進入蓄能器5存儲，因此蓄能器5可以起到流量匹配的作用。

當舉升油缸11動作時，第二兩位兩通換向閥VD2,第六兩位兩通換向閥VD6得電導通，第一兩位兩通換向閥VD1,第三兩位兩通電磁換向閥VD3~第五兩位兩通電磁換向閥VD5,第七兩位兩通電磁換向閥VD7~第八兩位兩通電磁換向閥VD8失電關(guān)閉，舉升油缸11伸出時和翻桶油缸10類似，縮回使壓縮機構(gòu)下放時，此時壓縮機構(gòu)的重力使得雙向定量泵/馬達4工作在馬達工況，此時電機處于發(fā)電狀態(tài)，這樣可以將重力勢能轉(zhuǎn)換成電能存儲在動力電池中。

當刮板油缸12動作時，第三兩位兩通換向閥VD3,第七兩位兩通電磁換向閥VD7得電導通，第一兩位兩通電磁換向閥VD1~第二兩位兩通電磁換向閥VD2,第四兩位兩通電磁換向閥VD4~第六兩位兩通電磁換向閥VD6,第八兩位兩通電磁換向閥VD8失電關(guān)閉，刮板油缸12伸出和縮回的工況和舉升油缸11類似。

當滑板油缸13動作時，第四兩位兩通電磁換向閥VD4,第八兩位兩通電磁換向閥VD8得電導通，第一兩位兩通電磁換向閥VD1~第三兩位兩通電磁換向閥VD3,第五兩位兩通電磁換向閥VD5~第七兩位兩通電磁換向閥VD7失電關(guān)閉，滑板油缸13縮回時，當?shù)诙毫鞲衅?9所測壓力小于設(shè)定值Ps時，背壓閥15中電磁換向閥152失電，當壓力大于等于設(shè)定值Ps時，則該電磁換向閥152得電，使推板油缸17縮回，完成垃圾裝載過程。

當垃圾車在卸料場時，主控制器14使電磁溢流閥8中換向閥失電，啟動輔助液壓泵7，控制三位四通電磁換向閥16左邊電磁鐵得電使閥處于左位，這樣推板油缸17伸出，完成垃圾卸料過程。

當執(zhí)行機構(gòu)不動作時，變速電機1停止運行，這樣可以避免原系統(tǒng)的空流損耗。