清雪车液压避障系统的设计

　　随着社会的发展及机械化技术水平的不断提高，针对浮雪、冰以及冰雪混合物，人们迫切需要有一种性能良好、自动化程度较高的机械来代替传统的清雪方法。清雪车在路面上进行清雪作业时，雪层下面可能会有障碍物，比如突起的台阶或下水道井盖以及散落的重物块等。由于它们被积雪覆盖，驾驶员无法看到。如果不能及时避障，就会造成清雪车铲雪机构的损害，甚至造成人员的伤害。因此研制清雪车的自动避障系统显得非常重要。

　　1 液压避障系统的结构

　　清雪车液压避障系统由双摇杆机构和液压传动避障系统组成，双摇杆机构由上、下摇杆，摇杆座、复位弹簧等组成^[1]，用于避让弱障碍物; 液压传动避障系统用于避让强障碍物 ( 15 ～25 mm 高度的障碍物) 。液压传动避障系统如图1 所示。

　　2 液压系统的设计

　　2. 1 液压避障系统的工作原理

　　液压避障系统由位于清雪车上的液压泵站、液压控制元件等组成[2]，原理如图2 所示。

　　图中单向阀2 可防止油倒流，起保护液压泵的作用; 溢流阀3 起调节工作压力的作用; 蓄能器 4 起短期供油作用，为液压系统蓄能; 三位四通电磁换向阀5 和6 起换向作用，分别实现清雪铲的上升、下降和后退、回位动作; 液控单向阀 7 起平衡作用，对平衡回路的锁定性好; 可调单向节流阀 8 起平衡油路的作用，可控制活塞的下降速度，起背压作用; 节流阀 9起调节下降速度的作用，工作时流量最大; 分流集流器10 在受不均载荷时可确保流量相同，从而保证系统同步。

　　2. 2 液压回路的选择

　　2. 2. 1 供油方式的选择

　　由于液压缸在工作时的Qmax和Qmin值相差很大，从提高系统效率、减小体积和简化结构、提高工作可靠性、节省能量等方面考虑，故决定采用单泵供油( 定量泵) 。

　　2. 2. 2 调速方式的选择

　　液压调速回路分为节流调速、容积调速和联合调速三大类[12]。通过工况图，找出最高压力、最高流量和最大功率及其相应参数。因为该系统的压力不高、流量不大、功率较小、负载变化不大、工作平稳性要求不高，故可采用节流阀调速回路。这种调速回路具有结构简单、工作可靠、成本低廉、使用维护方便、调速范围广等优点，但是其能量损失大、效率低、发热量大。为了防止动力部件前冲现象发生，在回油路上增加背压。

　　2. 2. 3 速度换接方式的选择

　　该系统要求液压缸能进能退，且需要在行程结束后停止保压，故选用三位四通电磁换向阀。其特点是换向简单、调速比较方便、阀的安装也比较容易，但是速度换向的平稳性低。