CN101954927A - 单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，包括主副液控手柄、负载敏感变量泵、负荷传感主转向器、负荷传感副转向器、前后轮转向油缸、前后轮液压马达和工作执行机构，负载敏感变量泵接PVG多路集成阀，PVG多路集成阀分接主副液控手柄、前后轮液压马达和工作执行机构，还通过防爆型二位三通电磁阀分接负荷传感主转向器和负荷传感副转向器；负荷传感主转向器接前轮转向油缸，负荷传感副转向器接后轮转向油缸，前后轮转向油缸通过三位四通电磁阀相接；在前、后轮液压马达之间接有调姿阀和防爆型二位四通电液阀。本发明既可实现行驶系统、转向系统和工作执行机构的单泵供油，又可实现液压系统的电气防爆、双向驾驶和全向转向。

Description

单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统

技术领域

    本发明涉及一种叉车上的液压工作系统，具体地说是一种单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统。

背景技术

叉车按传动方式分类，可分为机械式（纯机械式与电机械式）、液力机械式和液压传动式。纯机械式叉车，一般结构比较复杂；电机械式叉车，需要昂贵的电调速控制系统，并且还得考虑电调速装置的防爆问题；液力机械式叉车，效率较低，油液温升高，容易引起元件表面高温，调速范围也不够宽；液压传动式叉车，具有防爆成本低、传动平稳、无级变速、布置灵活和功率密度大等特性，因而在叉车领域得到广泛的应用，尤其负荷传感系统因其节能、效率高和寿命长的显著优点，在现代工程机械中获得了广泛的应用。

液压传动式叉车的工作系统，又分为闭式液压传动系统和开式液压传动系统。闭式液压传动系统一般无法与叉车的转向系统和工作执行机构系统共泵供油，而需要多个油泵分别供油，并且还要另加补油泵和散热装置等。当转向系统和工作执行机构系统是采用两个油泵独立供油时，还存在有溢流损失较大的缺陷，并且要频繁地启动和制动。另外，闭式液压传动系统需要三台电机驱动，因而造成叉车的整机重量增加，并且还需配置大量的防爆器件。

目前，国内外的电动叉车多是直接采用一个集成的电动驱动轮，驱动力一般较小，当在坡度较大的区域进行作业时，其驱动力不足。而以内燃机为动力的叉车，又不具备防爆功能，并且通常此类叉车也不具备全向行驶的功能。这因为车轮的回转角度会受到车桥的限制，因而无法满足在狭窄空间搬运作业的要求。防爆蓄电池叉车属特种车辆，应用于对搬运设备有特殊防爆要求的场合。由于具有防爆要求，此种叉车对液压传动系统的元器件的选型，尤其是对电器元件的选用有着非常严格的限制，许多在普通叉车上可以使用的性能优良的元器件和成熟技术在防爆叉车上就不能使用，而且防爆叉车的设计成本很高。

发明内容

本发明的目的就是提供一种单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，以解决防爆叉车多泵供油、油耗高、结构复杂以及不能双向驾驶和全向转向的问题。

本发明是这样实现的：一种单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，包括主液控手柄、副液控手柄、工作执行机构、负载敏感变量泵、负荷传感主转向器、负荷传感副转向器、前轮转向油缸、后轮转向油缸、前轮液压马达和后轮液压马达，所述负载敏感变量泵的出口接PVG多路集成阀，所述PVG多路集成阀的LS管路与所述负载敏感变量泵的变量机构相接，所述PVG多路集成阀的出口分接所述主液控手柄、副液控手柄、前轮液压马达、后轮液压马达和工作执行机构，还通过防爆型二位三通电磁阀分接所述负荷传感主转向器和负荷传感副转向器；所述负荷传感主转向器的出口接所述前轮转向油缸，所述负荷传感副转向器的出口接所述后轮转向油缸，所述前轮转向油缸和所述后轮转向油缸通过三位四通电磁阀相接；在所述前轮液压马达与所述后轮液压马达之间接有调姿阀和防爆型二位四通电液阀。

在所述PVG多路集成阀中内置有优先阀，所述优先阀的EF口接至所述PVG多路集成阀的进油管口；所述负载敏感变量泵的出口接所述优先阀的进油口，所述防爆型二位三通电磁阀与所述优先阀的CF口相接。

所述负荷传感主转向器中的LS压力信号端与所述负荷传感副转向器中的LS压力信号端分接在第一梭阀的两端，所述第一梭阀的出口接所述优先阀中的转向LS反馈油路；所述第一梭阀与所述防爆型二位三通电磁阀为所述负荷传感主转向器和所述负荷传感副转向器的互锁机构。

在所述优先阀的CF口与转向LS反馈油路之间设有固定节流孔。

所述主液控手柄的两条控制油路分接至第二梭阀和第三梭阀的一端，所述副液控手柄的两条控制油路分接至所述第二梭阀和所述第三梭阀的另一端，所述第二梭阀的出口与所述第三梭阀的出口分接在所述PVG多路集成阀中的一个三位七通换向阀的两端；所述第二梭阀与所述第三梭阀为所述主液控手柄和所述副液控手柄的互锁机构。

本发明多负荷传感液压系统采用多负荷传感技术，由PVG多路集成阀采集防爆叉车的行驶系统、转向系统和工作执行机构的负载压力信号，并通过内置于PVG多路集成阀中的优先阀，优先保证转向系统所需的油液，以此实现防爆叉车的多工作系统单动力源驱动的集成设计。负载敏感变量泵的出口直接连接或通过优先阀连接PVG多路集成阀，PVG多路集成阀的出口分接主副液控手柄、前后轮液压马达和工作执行机构，并通过防爆型二位三通电磁阀接负荷传感主转向器和负荷传感副转向器，而负荷传感主转向器和负荷传感副转向器的出口各接一个转向油缸，两个转向油缸通过三位四通电磁阀连接在一起，由此实现防爆叉车的单油缸两轮独立转向工作模式和双油缸四轮联合转向工作模式的相互切换。负荷传感主转向器和负荷传感副转向器的互锁是通过第一梭阀采集的转向负载反馈信号来实现的。连接在前、后轮液压马达之间的调姿阀和防爆型二位四通电液阀，前者用于实现前、后轮液压马达在并联驱动工作模式下的横向行驶差速调姿功能，后者用于实现单马达加“自由轮”驱动工作模式与双马达并联驱动工作模式间的相互切换。主、副液控手柄的油路出口接在PVG多路集成阀的阀片驱动控制回路上，以实现前、后轮液压马达的无级节流调速，主、副液控手柄之间的互锁是由第二梭阀和第三梭阀来实现的。

防爆叉车的行驶系统、转向系统和工作执行机构的负载压力经过PVG多路集成阀中的梭阀比较后，将最大的负载压力值从PVG多路集成阀中的信号油道引回，再通过PVG多路集成阀的LS管路输入负载敏感变量泵的变量机构，这样，负载敏感变量泵就能够根据工作执行机构的各种需要，恰当供油，不存在溢流损失，节省了能量。此外，负荷传感主转向器和负荷传感副转向器的转向回路中的LS压力信号还用以控制PVG多路集成阀中的优先阀，从而优先保证负荷传感主转向器和/或负荷传感副转向器中的转向回路所需的油液。

接在前、后轮液压马达之间的防爆型二位四通电液阀，用于完成单马达加“自由轮”驱动工作模式与双马达并联驱动工作模式间的相互切换，以满足防爆叉车高速小扭矩工况和低速大扭矩工况的工作需要。

本发明通过负荷传感主转向器和负荷传感副转向器的转向回路中的LS压力信号，控制第一梭阀实现负荷传感主转向器与负荷传感副转向器间的互锁；通过一个三位四通电磁阀实现前、后轮转向油缸的单油缸与双油缸的互锁，完成防爆叉车的前轮独立转向、后轮独立转向或四轮联动转向的工作过程，从而实现防爆叉车的全向行驶和四轮转向功能。

本发明还可采用脚踏式先导阀、梭阀等全液控技术，以降低防爆叉车的防爆成本和技术难度，解决防爆叉车上的主、副驾驶室的操纵互锁问题，实现防爆叉车的双向驾驶功能。

本发明是一种结构简单、防爆成本低、低速稳定性好、功能多和可移植性强的节能型液压传动系统，既可实现防爆叉车的行驶系统、转向系统和工作执行机构的单泵供油，满足节能降耗的要求，减少原动机和液压动力元件的配置，又可实现液压系统以及防爆叉车的电气防爆、双向驾驶和全向转向等功能，由此提高了防爆叉车的安全性能和使用性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明多负荷传感液压系统包括主液控手柄13、副液控手柄14、负载敏感变量泵1、负荷传感主转向器2、负荷传感副转向器3、前轮转向油缸4、后轮转向油缸5、前轮液压马达9、后轮液压马达10和工作执行机构8等部分。

在PVG多路集成阀7中按常规方式设置有梭阀和三个三位七通换向阀21（三位七通换向阀的数量可根据需要进行增减），工作执行机构8的进出油路分接在右边的两个三位七通换向阀21上。在PVG多路集成阀7中还内置有作为PVG多路集成阀的前级机构的优先阀19。其中，优先阀19的EF口接在PVG多路集成阀7的进油管口上，优先阀19的进油口与负载敏感变量泵1的出口相接，优先阀19的CF口作为PVG多路集成阀7与防爆型二位三通电磁阀15的连接端口。PVG多路集成阀7用于采集防爆叉车的行驶系统、转向系统和工作执行机构的最大负载压力信号，并通过LS管路与负载敏感变量泵1的变量机构连接。PVG多路集成阀7的出口依次接主液控手柄13、副液控手柄14、前轮液压马达9、后轮液压马达10和工作执行机构8，并通过优先阀19和防爆型二位三通电磁阀15分接负荷传感主转向器2和负荷传感副转向器3，以向上述各部分提供高压油。负荷传感主转向器2和负荷传感副转向器3中的LS压力信号端分接在第一梭阀16的两端，第一梭阀16的出口接优先阀19中的转向LS反馈油路。第一梭阀16与防爆型二位三通电磁阀15为负荷传感主转向器2和负荷传感副转向器3的互锁机构。

在优先阀19的CF口与转向LS反馈油路之间设有固定节流孔20。这样就等于为PVG多路集成阀7开通了一个信号反馈通路，通过固定节流孔20即可快速获取负荷传感主转向器2和/或负荷传感副转向器3的转向操作信号，由此克服了因过长油路传输所造成的转向回馈信号损失严重和信号失真度大的问题。

负荷传感主转向器2的出口与前轮转向油缸4相接，负荷传感副转向器3的出口与后轮转向油缸5相接，前轮转向油缸4和后轮转向油缸5通过三位四通电磁阀6连接在一起。在前轮液压马达9与后轮液压马达10之间接有调姿阀11和防爆型二位四通电液阀12。

主液控手柄13有两条控制油路分接到第二梭阀17和第三梭阀18的一端，副液控手柄14有两条控制油路分接到第二梭阀17和第三梭阀18的另一端（包括图1中的N1至N1连线端），第二梭阀17的出口和第三梭阀18的出口分接在PVG多路集成阀7中左边的一个三位七通换向阀21的两端（包括图1中的N2至N2连线端）。由此使得第二梭阀17与第三梭阀18成为主液控手柄13和副液控手柄14间的互锁机构。

以上是本发明的一个优选实施例。本发明还可在上述系统结构的基础上做一些小的变动，如取消优先阀，或是采用其他机构取代优先阀等，只要系统的整体结构和工作原理不变，则均可达到基本相同的作用效果。

本发明的功能及相应的工作原理说明如下：

1、多负荷传感回路。

在PVG多路集成阀7中内置优先阀19，将防爆叉车的负荷传感驱动系统、负荷传感转向系统和工作执行机构进行集成组合，组成一个多负荷传感回路。负荷传感主转向器2和负荷传感副转向器3采集的LS压力信号，一方面控制优先阀19，以保证本发明多负荷传感液压系统优先将油液供给负荷传感转向系统；另一方面，通过PVG多路集成阀7中的梭阀对负荷传感驱动系统和工作执行机构的压力信号值进行比较，将系统的最高负载压力信号反馈到负载敏感变量泵1的变量机构，从而控制负载敏感变量泵1的排量，使负载敏感变量泵1能够根据各执行机构的需要恰当供油，避免溢流损失，实现了节能的目的。

2、双驾驶室操纵。

主液控手柄13和副液控手柄14通过控制PVG多路集成阀7中的三位七通换向阀21的液压回路来实现对换向阀的换向操作。通过对主液控手柄13和副液控手柄14阀口开度的控制，以调节三位七通换向阀21的阀口开度，进而控制流过三位七通换向阀21的油液流量，由此实现对车速的无级调节。

主液控手柄13和负荷传感主转向器2以及副液控手柄14和负荷传感副转向器3这两套装置分别布置在防爆叉车的主、副驾驶室内，以使每个驾驶室均可实现对防爆叉车的加减速和转向控制，实现防爆叉车的双向驾驶功能。当在主驾驶室进行操纵时，防爆型二位三通电磁阀15自动进行切换，将高压油供给负荷传感主转向器2，并将负荷传感副转向器3锁死；第二梭阀17和第三梭阀18则将副驾驶室中的副液控手柄14锁死。这样，在主驾驶室进行操纵时，副驾驶室里的操纵就不起作用。

3、多转向方式。

3.1前、后轮独立转向。

防爆型二位三通电磁阀15、第一梭阀16和三位四通电磁阀6完成负荷传感主转向器2与负荷传感副转向器3以及前轮转向油缸4与后轮转向油缸5的互锁，由此实现防爆叉车纵向行驶时的前轮独立转向和后轮独立转向。

其工作原理是：当驾驶员在主驾驶室操作时，防爆型二位三通电磁阀15失电，只有负荷传感主转向器2工作。在三位四通电磁阀6处于中位时，只有前轮转向油缸4左右移动，实现前轮的左右转向。当驾驶员在副驾驶室操作时，防爆型二位三通电磁阀15得电，只有负荷传感副转向器3工作。在三位四通电磁阀6处于中位时，只有后轮转向油缸5左右移动，实现后轮的左右转向。

3.2 四轮联动转向。

在三位四通电磁阀6处于左位或右位工作时，前轮转向油缸4与后轮转向油缸5串联组合，实现四轮联动转向，由此解决防爆叉车在狭窄空间作业的问题。

其工作原理是：当前轮转向油缸4和后轮转向油缸5移动的方向相同时，四个车轮的转动方向和角度相同，且转角可以超过90°。在双马达并联驱动工作模式下，可以实现防爆叉车的蟹行或全向行驶。当前轮转向油缸4和后轮转向油缸5移动的方向相反时，防爆叉车的两个前轮与两个后轮的转动方向相反但转过的角度相同，此时即可实现四轮对角转向。

3.3 横向差速调姿转向。

通过操纵调姿阀11，即可调节前轮液压马达9和后轮液压马达10的流量，从而改变两个液压马达的转速，实现差速转向。

其工作原理是：防爆型二位四通电液阀12得电，在双马达并联驱动工作模式下，防爆叉车的两个前轮和两个后轮同向转动90°并纵向行驶。通过操纵调姿阀11改变进入两个液压马达的流量，由此改变前轮液压马达9和后轮液压马达10的转速，即可实现差速转向。

4、高、低速驱动模式。

通过操纵防爆型二位四通电液阀12，实现单马达加“自由轮”驱动工作模式与双马达并联驱动工作模式的相互切换。

其工作原理是：当防爆型二位四通电液阀12失电后，后轮液压马达10的A、B口相通，作为自由轮随动，防爆叉车仅由前轮液压马达9驱动，由此实现单马达加“自由轮”的高速小扭矩驱动的工作模式。当防爆型二位四通电液阀12得电后，前轮液压马达9和后轮液压马达10并联，防爆叉车由前轮液压马达9和后轮液压马达10共同驱动，由此实现双马达并联的低速大扭矩驱动的工作模式。

5、多执行机构工作。

通过操纵PVG多路集成阀7的内置阀片来控制工作执行机构8，从而完成多种执行工作，如实现门架举升、门架前移、滑架板侧移以及吊具前伸等多种操作功能。

Claims (5)

1.一种单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，包括主液控手柄（13）、副液控手柄（14）、工作执行机构（8）、负载敏感变量泵（1）、负荷传感主转向器（2）、负荷传感副转向器（3）、前轮转向油缸（4）、后轮转向油缸（5）、前轮液压马达（9）和后轮液压马达（10），其特征是，所述负载敏感变量泵（1）的出口接PVG多路集成阀（7），所述PVG多路集成阀（7）的LS管路接所述负载敏感变量泵（1）的变量机构，所述PVG多路集成阀（7）的出口分接所述主液控手柄（13）、副液控手柄（14）、前轮液压马达（9）、后轮液压马达（10）和工作执行机构（8），并通过防爆型二位三通电磁阀（15）分接所述负荷传感主转向器（2）和负荷传感副转向器（3）；所述负荷传感主转向器（2）的出口接所述前轮转向油缸（4），所述负荷传感副转向器（3）的出口接所述后轮转向油缸（5），所述前轮转向油缸（4）和所述后轮转向油缸（5）通过三位四通电磁阀（6）相接；在所述前轮液压马达（9）与所述后轮液压马达（10）之间接有调姿阀（11）和防爆型二位四通电液阀（12）。

2.根据权利要求1所述的单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，其特征是，在所述PVG多路集成阀（7）中内置有优先阀（19），所述优先阀（19）的EF口接至所述PVG多路集成阀（7）的进油管口；所述负载敏感变量泵（1）的出口接所述优先阀（19）的进油口，所述防爆型二位三通电磁阀（15）与所述优先阀（19）的CF口相接。

3.根据权利要求2所述的单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，其特征是，所述负荷传感主转向器（2）中的LS压力信号端和所述负荷传感副转向器（3）中的LS压力信号端分接在第一梭阀（16）的两端，所述第一梭阀（16）的出口接所述优先阀（19）中的转向LS反馈油路；所述第一梭阀（16）与所述防爆型二位三通电磁阀（15）为所述负荷传感主转向器（2）和所述负荷传感副转向器（3）的互锁机构。

4.根据权利要求3所述的单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，其特征是，在所述优先阀（19）的CF口与转向LS反馈油路之间设有固定节流孔（20）。

5.根据权利要求1所述的单动力源多系统工作的多负荷传感液压系统，其特征是，所述主液控手柄（13）的两条控制油路分接至第二梭阀（17）和第三梭阀（18）的一端，所述副液控手柄（14）的两条控制油路分接至所述第二梭阀（17）和所述第三梭阀（18）的另一端，所述第二梭阀（17）的出口与所述第三梭阀（18）的出口分接在所述PVG多路集成阀（7）中的一个三位七通换向阀（21）的两端；所述第二梭阀（17）与所述第三梭阀（18）为所述主液控手柄（13）和所述副液控手柄（14）的互锁机构。

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