后装压缩式垃圾车主箱中的推板油缸有两个作用:垃圾压缩过程中提供背压力,而卸载垃圾时提供推力。目前市场上的产品,油缸的摆放有两种方式:平置(图1)和斜置(图2)。表面上看这两种方式在功能上没有什么区别,但认真分析,却存在很大的差异。
1 垃圾收集时压缩原理
如图3,推板推置主箱末端。通过填塞箱后压缩机构的提升,垃圾不断地被压送到主箱中。在提升垃圾的过程中,滑板提升压力作为背压回路远端控制信号通过油口Pil将先导阀B打开,使得推板油缸无杆腔回油路与背压阀A相通,当且仅当垃圾挤压力超过推板油缸的背压阀A调定的预压力(图中为2 MPa)时,推板油缸无杆腔内的液压油通过背压阀A一部分回油箱。一部分通过单向阀补入有杆腔,从而垃圾和推板向主箱前端移动,直到推板油缸完全收回,垃圾充满整个主箱。
2 推板油缸推力
推板油缸是多级油缸,在收缩过程中,推力会因为活塞截面积的不同发生阶段性的变化。而且在实际工作中,在垃圾挤压的情况下,油缸活塞杆由小到大顺序收回,所以推力F油缸变化的趋势是由小到大。以三级油缸为例,推力变化趋势与推板后退行程L的关系见图4。
F油缸=PSi
式中:F油缸——推板油缸推力
P——背压值
Si——活塞的作用面积
3 背压力
3.1 平置油缸
当油缸平置时(图5),F背压=F油缸,推力F油缸变化的趋势是由小到大,从而导致背压力的变化,这与用户追求的整车垃圾压缩后密度均匀的效果是相背的,意味着被压缩的垃圾是前松后紧,而且满载时也会造成整车后桥过重。
3.2 斜置油缸
在推板油缸斜置的情况下,随着推板向主箱前端移动,θ的增大,背压力(F背压)逐渐减小(图6),F背压=F油缸cosθ。但同时,因为活塞截面积阶段性的增大,又会在一定程度上弥补因角度变化引起的背压力损失。
通过对比,我们可以发现推板油缸斜置方式比较平置方式有以下优点:
a、节省安装空间,提高主箱容积利用率。
b、有利于垃圾在压缩过程中密度均匀。
c、利于油缸的保护,避免主箱内污水损害油缸体,保证使用寿命。
d、有利于推板平稳移动(防偏转)。