CN102134048A - 混合动力叉车的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合动力叉车的液压系统。该系统包括电机、油泵、多路阀等，其中多路阀包括进回油阀片、升降换向阀片、中间连接阀片、倾斜换向阀片和进油阀片，各部件之间通过管路连接；升降换向阀片为三位六通换向阀片，内置有中位通道、右位油道、左位油道，外接油口有A1、Pt和T2；中间连接阀片是过渡连接阀片，内置有油道；倾斜换向阀片为三位六通换向阀片；进油阀片内置有溢流阀、转向溢流阀和优先阀，外接油口有P2、CF和Ls口。本发明将货物的势能转化为液压油动能，推动马达旋转，而马达又带动发电机给车辆充电，达到能量回收的目的；实验证明，采用该技术的电瓶叉车一次充电，势能回收效率能达到59.7%，系统回收总效率能达到29.2%；系统能耗降低20%。

Description

混合动力叉车的液压系统

技术领域

本发明属于混合动力叉车技术领域，具体涉及混合动力叉车液压系统。

背景技术

近年来，在世界范围内对环境意识的提高的背景下，对CO₂的排放量减少，和燃料费用降低的市场需求催生了混合动力叉车的出现。所谓混合动力总的来说就是一个将发动机系统和电动机系统集成起来的一个动力系统来驱动叉车工作的动力系统，其控制系统会随着叉车具体的工况来自动调节混合动力系统的工作方式，已达到节能低排有害气体的目的。

叉车是通过起重系统来完成对货物的托取、升降、堆放、码垛等工序的。叉车在叉取货物下降过程中，是利用各种节流方式来控制重物的下降速度。在这个过程中，重力势能全部通过节流阀转化为热能。不仅会造成液压系统的温升，影响了系统及元件的可靠性和整车的工作效率。随着国际能源供应的日益紧张以及世界范围内环保意识的逐渐增强，绿色、节能已成为各行业技术及产品的未来发展趋势。形势的发展使我们认识到：将这些废弃的势能和液压能回收和再利用是节能减排的有效途径，尤其对反复举升、下降的叉车有较大的现实意义。另外，现有的叉车液压系统转向采用的是恒流型分流系统，功率消耗大，系统温升高，所以有必要设计新型液压系统来解决这些问题。

发明内容

为了使液压回路对叉车起重系统势能进行回收，以及采用负荷传感优先转向系统代替恒流型转向系统，达到节约能源，减少功率损失，提高系统效率的目的；本发明提供一种混合动力叉车液压系统。

具体的技术解决方案如下：

混合动力叉车的液压系统，包括单向阀1、电机2、油泵3、多路阀4、起升油缸13、倾斜油缸14、转向油缸15、负荷传感转向器16、滤油器20、双联油泵21、液控顺序阀22、限速阀23和油箱24，所述各部件之间通过管路连接。

其中多路阀4为片式多路阀，包括进回油阀片5、升降换向阀片6、中间连接阀片7、倾斜换向阀片8和进油阀片9，由三个双头螺栓和螺母将各片连接合装在一起。

油泵3的吸油口通过单向阀1与油箱24相通，油泵3的出油口与进回油阀片5上的P1口相通，进回油阀片5内设有进回油单向阀51，进回油单向阀51的出口设置有两条通路，一路和升降换向阀片6的进油口连通，通过升降换向阀片6内的中位油道61和中间连接阀片7内的回油道18与回油管路相连；另一路连通主安全阀52的进口，主安全阀52的出口与回油管路的回油口T1相通；升降换向阀片6的出油口A1与三通管11的第一接口连接，三通管11的第二接口通过管路12与起升油缸13连接，三通管11的第三接口与液控顺序阀22的控制d口相连；升降换向阀片6的Pt口连通液控顺序阀22的进油口a；双联油泵21输出口连通着进油阀片9的P2口，进油阀片9的P2口通过三通管分为两路，一路连通着溢流阀91的进口，溢流阀91的出口通过环形油道17连通着回油口T1，另一路连通着优先阀93，优先阀93通过LS信号油路与负荷传感转向器16的LS口连通，优先阀93的CF口与负荷传感转向器的P口连通，优先阀93的EF口与倾斜换向阀片8的进油口连接，倾斜换向阀片8的中位油道81和油道19与升降换向阀片6的进油口连接，升降换向阀片6的中位通道61和中间连接阀片7的回油道18与回油口T1相连；倾斜换向阀片8的出油口A2和出油口B2分别与倾斜油缸14无杆腔和有杆腔连接；升降换向阀片6中设置了内部泄油道T2与油箱24直接相通。

所述液控顺序阀22为两位三通液控阀，其b口与油泵3的进油口连通，其c口通过限速阀23与油箱24相通。

所述多路阀在进回油阀片5内设有一个主安全阀52，以限定油泵3的最高工作压力；所述进油阀片9内置有溢流阀91和转向溢流阀92，溢流阀91在混合动力叉车的液压系统中起定压溢流作用；转向溢流阀91的一端与LS信号油路相通，另一端通过环形油道17与回油口T1相通。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1. 本发明将货物的势能转化为液压油动能，推动马达旋转，而马达又带动发电机给车辆充电，达到能量回收的目的；通过实验证明，采用该技术的电瓶叉车一次充电，势能回收效率能达到59.7%，系统回收总效率能达到29.2%；系统能耗降低20%。

2.起升和下降发电两种状态，电机旋向一致，使电器控制简单方便可靠。

3.起升和下降发电都是通过手动操纵多路阀升降阀杆来实现的，不需要增加控制元件，操作简单方便，成本低。

4.系统元件集成化程度高（系统中的大部分控制元件都集成在多路阀中），结构紧凑，管路布置简洁，成本低。

5.采用负荷传感型优先流量控制阀替代现有的多路阀中恒流型分流阀，使流量成为可控变量，消除恒流造成的功率损失，从而降低能量损失，提高系统效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明的多路阀主视图。

图3是本发明的多路阀原理图。

图4是图2的A向视图。

图5是图2的B向视图。

上图中：1.单向阀  2.电机  3.油泵  4.多路阀  5.进回油阀片  51. 进回油单向阀  52.主安全阀  6.升降换向阀片  61.中位通道  62.右位油道  63.左位油道 7.中间连接阀片  8.倾斜换向阀片  81.中位油道  9.进油阀片  91.溢流阀  92.转向溢流阀  93.优先阀 10.压力控制油路  11.三通管  12.管路  13.起升油缸  14.倾斜油缸  15.转向油缸 16.负荷传感转向器  17.多路阀环形油道  18.回油道  19.油道  20.滤油器  21.双联油泵22.液控顺序阀  23.限速阀  24.油箱。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

实施例：

参见图1，混合动力叉车的液压系统包括单向阀1、电机2、油泵3、多路阀4、起升油缸13、倾斜油缸14、转向油缸15、负荷传感转向器16、滤油器20、双联油泵21、液控顺序阀22、限速阀23和油箱24，所述各部件之间通过管路连接。其中多路阀4为片式多路阀，见图2、图4和图5，包括进回油阀片5、升降换向阀片6、中间连接阀片7、倾斜换向阀片8和进油阀片9，由三个双头螺栓和螺母将各片连接合装在一起。

所述的多路阀在进回油阀片5内设有进回油单向阀51和主安全阀52，外接油口有P1和回油口T1；所述升降换向阀片6为三位六通换向阀片，内置有中位通道61、右位油道62、左位油道63，外接油口有A1、Pt和T2；所述中间连接阀片7是一过渡连接阀片，内置有油道；所述倾斜换向阀片8为三位六通换向阀片，内置有中位油道81，外接油口有A2和B2。所述进油阀片9内置有溢流阀91、转向溢流阀92和优先阀93，外接油口有P2、CF和Ls口。

油泵3的吸油口通过单向阀1与液压油箱24相通，油泵3的出油口与进回油阀片5上的P1口相通，见图3，进回油阀片5内设有进回油单向阀51，进回油单向阀51的出口设置有两条通路，一路和升降换向阀片6的进油口连通，通过升降换向阀片6内的中位通道61与中间连接阀片7内的回油道18与回油管路相连；另一路连通主安全阀52的进口，主安全阀52的出口与回油管路的回油口T1相通；升降换向阀片6的出油口A1与三通管11的第一接口连接，三通管11的第二接口通过管路12与起升油缸13连接，三通管11的第三接口与液控顺序阀22的控制d口相连；升降换向阀片6的Pt口连通液控顺序阀22的进油口a；双联油泵21输出口通过进油阀片9上的P2口后与优先阀93相连，优先阀93通过LS信号油路与负荷传感转向器16的LS连通，优先阀93的CF口与负荷传感转向器16的P口连通，优先阀93的EF口与倾斜换向阀片8的进油口连接，倾斜换向阀片8的中位油道81和油道19与升降换向阀片6的进油口连接，升降换向阀片6的中位油道61和中间连接阀片7内的回油道18与回油管路相连；倾斜换向阀片8的出油口A2和出油口B2分别与倾斜油缸14无杆腔和有杆腔连通；升降换向阀片6中设置了内部泄油道T2与油箱直接相通。

液控顺序阀22为两位三通液控阀，其b口与油泵3的进油口连通，其c口通过限速阀23与油箱相通；所述液控顺序阀22分左右两位，在左位状态时，a口与c口相通；在右位状态时，a口与b口相通。

多路阀在进回油阀片5内设有一个主安全阀52，以限定油泵3的最高工作压力；所述进油阀片9内置有溢流阀91和转向溢流阀92，溢流阀91在混合动力叉车的液压系统中起定压溢流作用；转向溢流阀92的一端与LS信号油路相通，另一端通过环形油道17与回油口T1相通。

工作原理：

当叉车起升时，双泵同时供油。油泵3通过单向阀1从油箱24中吸油，输出的压力油通过多路阀4的P1口，经进回油单向阀51进入升降换向阀片6的进油口，与双联油泵21通过多路阀4的P2口到升降换向阀片6的进油口的压力油合流，经升降换向阀片6的右位油道62通过三通管11和管路12进入起升油缸13，实现门架起升动作。

下降分空载和有载两种工况介绍：由于空载下降回收的能量不足于抵消系统中机械损耗，所以在系统中设置了液控顺序阀22，由起升油缸13的缸底引过来的压力控制油路10液控顺序阀22的通断，控制压力大小根据系统负载大小设定。当起升油缸13的缸底压力小于液控顺序阀22设定的控制压力时，操纵升降换向阀片6至左位，起升油缸13的缸底输出的压力油由三通管11第一接口经升降换向阀片6的A1口通过左位油道63到Pt口，经液控顺序阀22的左位的a口和c口，再经限速阀23回油箱24。当起升油缸13的缸底压力大于液控顺序阀22设定的控制压力时，液控顺序阀22换向至右位；起升油缸13输出的压力油通过升降换向阀片6经Pt口和液控顺序阀22的右位油道（这时a口与b口相通）到达油泵3的吸油口，由于单向阀1的单向截止作用，来自起升油缸13的压力油进入油泵3，这时油泵3变成液压马达工况，带动电机2转动，使电机2变为发电机工况，发电机发出的电，快速对蓄电池进行充电，实现能量回收。其中单向阀1的开启设计压力≤16kPa（油泵3的自吸能力），才能保证泵有效工作。

当起升不工作，倾斜和转向工作时，油泵3输出的压力油由升降换向阀片6的中位通道61经中间连接阀片7内的回油道18与回油口T1相连后回油箱。从双联油泵21输出的压力油通过多路阀4的P2口经进油阀片9中的优先阀93分为两部分，一部分从优先阀93的CF口优先分到叉车的负荷传感转向器16，推动转向油缸15控制车体的转向，另一部分从优先阀93的EF口到多路阀4的倾斜换向阀片8，以控制叉车门架前后倾动作。

当叉车起升和倾斜（或转向）联合操作要求时，油泵3输出的压力油仅供起升，双联油泵21输出的压力油供倾斜或转向，相互之间动作不干涉。

当升降和倾斜（或转向）都不工作，阀杆处于中立位置时，油泵3输出的压力油和双联油泵21输出的压力油在升降换向阀片6的进油口合流后，通过升降换向阀片6中的中位通道61经中间连接阀片7内的回油道18与回油口T1相连后回油箱。

Claims (1)

1.混合动力叉车的液压系统，包括单向阀（1）、电机（2）、油泵（3）、多路阀（4）、起升油缸（13）、倾斜油缸（14）、转向油缸（15）、负荷传感转向器（16）、滤油器（20）、双联油泵（21）、液控顺序阀（22）、限速阀（23）和油箱（24），所述各部件之间通过管路连接；其特征在于：

其中多路阀（4）为片式多路阀，包括进回油阀片（5）、升降换向阀片（6）、中间连接阀片（7）、倾斜换向阀片（8）和进油阀片（9），由三个双头螺栓和螺母将各片连接合装在一起；

油泵（3）的吸油口通过单向阀（1）与油箱（24）相通，油泵（3）的出油口与进回油阀片（5）上的P1口相通，进回油阀片（5）内设有进回油单向阀（51），进回油单向阀（51）的出口设置有两条通路，一路和升降换向阀片（6）的进油口连通，通过升降换向阀片（6）内的中位油道（61）和中间连接阀片（7）内的回油道（18）与回油管路相连；另一路连通主安全阀（52）的进口，主安全阀（52）的出口与回油管路的回油口（T1）相通；升降换向阀片（6）的出油口（A1）与三通管（11）的第一接口连接，三通管（11）的第二接口通过管路（12）与起升油缸（13）连接，三通管（11）的第三接口与液控顺序阀（22）的控制d口相连；升降换向阀片（6）的Pt口连通液控顺序阀（22）的进油口a；双联油泵（21）输出口连通着进油阀片（9）的P2口，进油阀片（9）的P2口通过三通管分为两路，一路连通着溢流阀（91）的进口，溢流阀（91）的出口通过环形油道（17）连通着回油口（T1），另一路连通着优先阀（93），优先阀（93）通过LS信号油路与负荷传感转向器（16）的LS口连通，优先阀（93）的CF口与负荷传感转向器的P口连通，优先阀（93）的EF口与倾斜换向阀片（8）的进油口连接，倾斜换向阀片（8）的中位油道（81）和油道（19）与升降换向阀片（6）的进油口连接，升降换向阀片（6）的中位通道（61）和中间连接阀片（7）的回油道（18）与回油口（T1）相连；倾斜换向阀片（8）的出油口（A2）和出油口（B2）分别与倾斜油缸（14）无杆腔和有杆腔连接；升降换向阀片（6）中设置了内部泄油道（T2）与油箱（24）直接相通；

所述液控顺序阀（22）为两位三通液控阀，其b口与油泵（3）的进油口连通，其c口通过限速阀（23）与油箱（24）相通；

所述多路阀在进回油阀片（5）内设有一个主安全阀（52），以限定油泵（3）的最高工作压力；所述进油阀片（9）内置有溢流阀（91）和转向溢流阀（92），溢流阀（91）在混合动力叉车的液压系统中起定压溢流作用；转向溢流阀（91）的一端与LS信号油路相通，另一端通过环形油道（17）与回油口（T1）相通。

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