CN101012049A - 一种混合动力叉车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力混合叉车，尤其涉及的是一种结构简单利用混合动力的装卸作业装置，属于装卸装置技术领域。其主要包括发动机、发电/电动机、逆变系统、液压油泵、ECU控制器、逆变系统、装卸装置、行走装置、操控装置，特征是所述的发电/电动机安装在发动机的飞轮端，以发电机模式工作时由所述的发动机驱动，通过ECU控制器连接控制逆变系统；发动机的另一端通过传动系连接液压油泵，并由所述的发动机驱动。本发明能使叉车整体的动力装置布置简单化、紧凑化；能用提高发动机运行的效率来提高能量的转换效率；提高了由于装卸载荷的急剧上升所需动力提升的响应时间，使装卸作业变得轻松，并可降低ECU控制器的复杂程度。

Description

一种混合动力叉车

技术领域

本发明涉及一种采用混合动力装置的叉车，尤其涉及的是一种结构简单利用混合动力的装卸作业装置，属于装卸装置技术领域。

背景技术

目前，已有的混合动力叉车，如专利公开号为CN1839091A所公开的：一种装卸作业用工业车辆的装卸装置，其主要包括发动机、发电/电动机、液压油泵、逆变系统、ECU控制器、行走装置、操控装置及装卸装置；发电/电动机连接逆变系统以及连接用于储能的蓄电池；液压油泵连接装卸装置；与上述逆变系统连接的行走装置；操控上述装卸装置及行走装置的操控装置与ECU控制器连接。在发动机与发电电动机两者间进行动力之断接的离合器、电池以及用以驱动叉子的装卸泵，发电电动机采用发电机模式和电动机模式中的任一种模式，当装卸负荷(用装卸杠杆位置传感器来检出)小于预定值时将离合设成断开状态，使发动机停止或空转，同时用电动机模式的发电电动机驱动装卸泵，如果在离合器断开状态下装卸作业中负荷增大到预定值以上，就增大发电电动机的输出并开始增大发动机的转速，当发动机的转速与发电电动机的转速相等时，将离合器设成连接状态，用发动机驱动装卸泵。这种结构复杂、制造成本高，且使用离合器降低了传动效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种不用离合器混合动力叉车，能使叉车整体的动力装置布置简单化、紧凑化；能用提高发动机运行的效率来提高能量的转换效率；制造成本低，实用性强，使装卸作业变得轻松。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明主要包括发动机、发电/电动机、液压油泵、逆变系统、ECU控制器、行走装置、操控装置及装卸装置；发电/电动机连接逆变系统以及连接用于储能的蓄电池；液压油泵连接装卸装置；与上述逆变系统连接的行走装置；操控上述装卸装置及行走装置的操控装置与ECU控制器连接，其特征是所述的发电/电动机安装在发动机的飞轮端，以发电机模式工作时由所述的发动机驱动，通过ECU控制器连接控制逆变系统，给蓄电池充电或给所述的行走装置提供驱动的电能，以电动机模式工作时由蓄电池经由ECU控制器控制的逆变系统提供能量，辅助发动机驱动液压油泵；发动机的另一端通过传动系连接液压油泵，并由所述的发动机驱动。

本发明所述的发动机通过传动系与液压油泵连接。

本发明所述的传动系采用齿轮传动系或是链条传动系。

本发明所述的行走电机采用交流感应电机。

本发明所述的发电/电动机为多极永磁内转子式发电/电动机。

本发明所述的行走装置中的转向机构不局限于液压转向机构，还可以是电动转向机构。

本发明所述的发电/电动机还可以是发电机。

本发明与巳有技术相比具有以下优点：

本发明由于采用发动机、液压油泵、发电/电动机一体化设置的结构，使叉车整体的动力装置布置简单化、紧凑化；发动机的转速由ECU控制器能根据装卸载荷大小来控制，当装卸载荷不大于设定值时控制发动机处于最经济的工况下运行，只有当装卸载荷大于设定值时，发动机的转速才提升，与装卸作业时所需功率相匹配，用提高发动机运行的效率来提高能量的转换效率；同时由其一体化设置，提高了由于装卸载荷的急剧上升所需动力提升的响应时间，使装卸作业变得轻松，并降低了ECU控制器的复杂程度；制造成本低，实用新强，所匹配的发动机功率可以比传统的内燃叉车的发动机功率小15％～30％。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一的A局部放大图。

图3是本发明实施例一的混合动力叉车框图。

图4是本发明实施例二的混合动力叉车框图。

图5是本发明实施例三的混合动力叉车框图。

图6是本发明实施例四的混合动力叉车框图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由发动机1、发电/电动机2、液压油泵3、发动机电调装置4、储油箱5、ECU控制器6、逆变系统7、蓄电池8、压力传感器9、液压转向阀10、传动系11、多路阀12、提升油缸13、叉子14、倾斜油缸15、加速踏板16、制动踏板17、提升操纵手柄18、倾斜操纵手柄19、行走操纵手柄20、转向电机21、转向液压泵22、转向盘23、转向器24、后转向桥25、转向油缸26、行走电机27、前桥28、行走装置29、操控装置30、装卸装置31、动力装置32、发电机33、电动转向器34、电动转向桥35及转向电机36等组成。

实施例一：

如图1、2、3所示：本发明主要由行走装置29、操控装置30、装卸装置31、动力装置32以及ECU控制器6等组成。

本发明动力装置32主要由发动机1、发电/电动机2、液压油泵3、发电机电调装置4、储油箱5、逆变系统7、蓄电池8、油压传感器9、液压换向阀10以及传动系11等组成，传动系11采用齿轮传动系或可以是链条传动系。采用发动机电调装置4设置在发动机1上，发动机电调装置4与ECU控制器6连接，根据ECU控制器6的旋转控制信号来驱动和控制发动机1的运行工况。液压油泵3安装在发动机1的齿轮室端，并由所述的发动机1驱动，为所述的装卸装置31提供驱动的压力流体；所述的发电/电动机2安装在发动机1的飞轮端，发电/电动机2的内转子与发动机1的旋转体直接连接或用联接器连接，发电/电动机2的外定子安装在发动机1上，发电/电动机2由ECU控制器6控制可以选择发电机或者是电动机之一的模式来工作，通过ECU控制器控制逆变系统7。发动机1的另一端通过传动系11(齿轮传动)连接液压油泵3，液压油泵3的出油口用管路连接装卸装置31中的多路阀12，油压传感器9、液压换向阀10安装在管路中，油压传感器9设在液压油泵3的出油端或出油管路上，用于检测液压油的压力；液压油泵3为装卸装置31提供液压油驱动装卸装置31进行装卸作业。发电/电动机2连接由ECU控制器6控制的逆变系统7，逆变系统7将发电/电动机2的转速、电流、温度等信号反馈给ECU控制器6。逆变系统7与用于储能的蓄电池8连接；逆变系统7向行走装置29提供动力，液压油泵3连接储油箱5，储油箱5连接装卸装置31；ECU控制器6与操控装置30连接。

上述ECU控制器6根据叉车装卸作业时油压传感器9的信号来判断负荷大小并控制发电/电动机2的工作模式，当装卸作业负荷不大于设定值时，指令发电/电动机2处于发电机工作模式，当装卸作业负荷大于设定值时，指令发电/电动机2处于电动机工作模式，由蓄电池8通过逆变系统7向电动机供电，并控制电动机的功率随着装卸作业负荷的增大而增大，辅助发动机为液压油泵3提供驱动动力。

本发明所述的装卸装置31主要由多路阀12、提升油缸13、叉子14以及倾斜油缸15等组成，多路阀12分别用油管连接提升油缸13、倾斜油缸15，叉子14通过门架分别与倾斜油缸15及提升油缸13连接，并跟据ECU控制器6的指令来驱动提升油缸13，或驱动倾斜油缸15，或同时驱动提升油缸13和倾斜油缸15的动作作相应的装卸作业，装卸装置31由动力装置32提供的液压油来驱动，最后液压油由多路阀12回到储油箱5。

本发明所述的操控装置30主要由加速踏板16、制动踏板17、提升操纵手柄18、倾斜操纵手柄19以及行走操纵手柄20等组成，加速踏板16、制动踏板17、提升操纵手柄18、倾斜操纵手柄19以及行走操纵手柄20分别通过导线与ECU控制器6连接。操作装置30的主要是给叉车发相应的作业指令，经由各功能操纵手柄给ECU控制器6相应的指令，使ECU控制器6控制动力装置32、装卸装置31以及行走装置29作相对的作业。

本发明所述的行走装置29，其主要由转向电机21、转向油泵22、转向盘23、转向器24、后转向桥25、转向油缸26、行走电机27、前桥28等组成。采用行走电机27安装在前桥28上，或与前桥28制成一体，并与逆变系统7连接；行走机构行走电机27采用交流感应电机。转向机构采用液压助力转向机构或电动转向机构，液压助力转向机构采用转向油缸26安装在后转向桥25上，转向油缸26两端通过油管分别与转向器24连接，转向盘23设置在转向器24上，转向器24与转向油泵22连接，转向油泵22与储油箱5连接，转向油泵22连接转向电机21，转向电机21分别与逆变系统7及ECU控制器6连接。

行走电机27根据ECU控制器6的指令驱动前桥28，使叉车前进或后退，转向盘23的左右旋转给ECU控制器6发出指令，再由ECU控制器6控制转向电机21旋转带动转向液压泵22提供转向液压油，经由转向器24控制转向油缸26的运动方向来驱动转向桥25使叉车作相应的左、右转向或保持直行；行走装置29由蓄电池8或发电/电动机2经由逆变系统7提供的动力驱动，并且行走电机27中设有多余能量回收装置，将叉车在停车或下坡时的制动能量回收，经由逆变系统7，将回收能量储存于蓄电池8中。

本发明上述行走装置29由蓄电池或发电机通过逆变系统提供动力，并由ECU控制器根据操纵装置的信号来控制叉车的行走、停止、行走速度以及行走方向。

本发明的工作原理：

本发明中液压油泵用于给叉车装卸装置中的提升油缸及倾斜油缸提供驱动液压油，行走装置中设有行走马达驱动车辆行走，设有转向马达驱动转向液压油泵给转向桥提供转向驱动力，使转向桥更容易操纵，行走电机中设有能量回收装置，将叉车停止或下坡时的制动能量回收，并通过逆变系统将能量储存于蓄电池中。当装卸负不大于设定值时，仅用发动机给装卸装置提供动力，行走装置由蓄电池或发电/电动机以发电模式提供动力；当装卸负大于设定值时，发动机与发电/电动机以电动机模式同时为装卸装置提供动力，保证装卸作业的轻松完成，此时的行走装置由蓄电池提供动力。

实施例二：

图4所示是本发明混合动力叉车的第二实施例，它实际上是第一实施例的进一步的简化，不用发电/电动机2而使用发电机33，发电机33由发动机1驱动，仅能以发电模式工作。发电机33连接逆变系统7，逆变系统7直接与行走装置29中的行走电机27连接。经由ECU控制器6控制逆变系统7，给叉车的行走装置29及蓄电池8提供能量，其工作原理同第一实施例，取消了以电动机的工作模式，进一步降低ECU控制器6的复杂程度，起到降低成本的作用。

实施例三：

图5所示：本发明实施例三所述的行走装置29中取消了转向电机21和转向液压泵22。行走装置29主要由转向盘23、转向器24、后转向桥25、转向油缸26、行走电机27、前桥28等组成；行走电机27安装在前桥28上，或与前桥28制成一体，并与逆变系统7连接，转向油缸26安装在后转向桥25上，转向油缸26两端通过管路分别与转向器24连接，转向盘23设置在转向器24上，转向器24与ECU控制器6连接。转向所需的液压油由液压油泵3提供，进一步简化结构及减少零部件；转向盘23发出的转向信号给ECU控制器6，并由ECU控制器6给液压换向阀10指令关闭回油管路，此时如液压转向阀10已处于关闭状态则不作动作，由液压油泵3向转向器24提供动力，并由转向器24控制转向油缸26驱动后转向桥25，使叉车作转向动作，其余功能与图一实施例相同，在此不再叙说。

实施例四：

图6所示：本发明实施例四的行走装置29中不采用液压转向机构，而采用电动转向机构。行走装置29主要由转向盘23、电动转向器34、后转向桥25、电动转向桥35、行走电机27、前桥28及转向电机36等组成；行走电机27安装在前桥28上，或与前桥28制成一体，并与逆变系统7连接。电动转向机构采用电动转向桥35安装在后转向桥25上，电动转向桥35上设置转向电机36，转向电机36通过导线与逆变系统7连接，转向桥35通过导线与ECU控制器6连接。转向盘23设置在电动转向器34上，电动转向器34通过导线与ECU控制器6连接。电动转向机构由蓄电池8或发电/电动机2提供动力，当转向盘23发出转向信号，由电动转向器34将信号传递给ECU控制器6，ECU控制器6处理后向逆变系统7给出信号，驱动转向电机36控制电动转向桥35动作，驱动后转向桥25，使叉车作转向动作，同时电动转向桥35也向ECU控制器6反馈信号，告知转向状态参数，其功能与图一实施例相同。

Claims (6)

1、一种混合动力叉车，包括发动机(1)、发电/电动机(2)、液压油泵(3)、ECU控制器(6)、逆变系统(7)、行走装置(29)、操控装置(30)及装卸装置(31)；发电/电动机(2)连接逆变系统(7)以及连接用于储能的蓄电池(8)；液压油泵(3)连接装卸装置(31)；与上述逆变系统(7)连接的行走装置(29)；操控上述装卸装置(31)及行走装置(29)的操控装置(30)与ECU控制器(6)连接，其特征是：所述的发电/电动机(2)安装在发动机(1)的飞轮端，以发电机模式工作时由所述的发动机(1)驱动；发动机(1)的另一端通过传动系(11)连接液压油泵(3)，由所述的发动机(1)驱动。

2、根据权利要求1所述的一种混合动力叉车，其特征在于所述的传动系(11)是齿轮传动系。

3、根据权利要求1所述的一种混合动力叉车，其特征在于所述的传动系(11)可以是链条传动系。

4、根据权利要求1所述的一种混合动力叉车，其特征在于所述的行走装置(29)中的行走电机(27)采用交流感应电机。

5、根据权利要求1所述的一种混合动力叉车，其特征在于所述的发电/电动机(2)为多极永磁内转子式发电/电动机。

6、根据权利要求1所述的一种混合动力叉车，其特征在于所述的发电/电动机(2)可以是发电机(33)。

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