CN103009996A - 万向叉车行走驱动液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种万向叉车行走驱动液压系统，包括变量泵、电液控制单元以及液压马达，其中电液控制单元分别与变量泵和液压马达相连。采用本发明的万向叉车行走驱动液压系统，解决了减小车身尺寸和提高动力性能的矛盾，省去了复杂的电机控制系统和轮边减速器，充分发挥了液压驱动系统控制简便、功率密度大、结构紧凑的优势。系统设计经过了深入论证、计算和广泛调研，液压回路充分体现了安全和节能要求，总成部件成熟先进，选型合理，技术指标确定恰当。

Description

万向叉车行走驱动液压系统

技术领域

本发明涉及一种工程机械领域设备，尤其是一种万向叉车行走驱动液压系统。

背景技术

叉车是一种把水平运输和垂直升降有效结合起来的装卸机械，有装卸、起重及运输等综合功能，具有工作效率高、操作使用方便和机动灵活等优点，被广泛用于厂矿、仓库、车站、港口、流通或配送中心等场所。由于叉车体积较小，能进入船舱和仓库等狭小空间作业。所以空间能得到充分利用。普通叉车一般都采用后轮转向，在叉取货物时，转向比较频繁。且转角较大。因此，在狭窄的空间作业比较困难，影响作业效率。

而万向叉车则具备在平面任意方向行走的功能，适用于狭窄场地内的货物叉装和短途运输。万向叉车的行走系统通常采用麦克纳姆螺旋滚轮（Mecanum Wheel）驱动技术，4个滚轮镜像布置，独立驱动，通过操纵手柄分别控制4个滚轮的旋转方向和速度，即可驱动车辆在平面任意方向上行驶。麦克纳姆螺旋滚轮结构最早出现在1973年，1997年美国人开始研究万向搬运机械，2002年以后国际上逐渐开发出基于麦克纳姆螺轮的搬运车辆，但大多为小吨位、电机驱动方式。中国人民解放军军事交通学院在国内首先研制成功1吨万向叉车，即采用旋滚轮3的轮边电机1设置轮边减速器2的驱动方式，电机控制系统和传动结构都较为复杂，结构尺寸较大，其车轮总成结构如图1所示。

一般采用液压行走驱动的车辆，多采用变量泵配合变量马达的闭式回路容积调速方式。这种回路效率高，油箱容积小。但万向叉车的4个驱动马达需要独立控制，其转速大小和方向可能都不相同，因此无法实现由1个变量泵分别对4个马达进行调节控制。而单靠马达的变量调节，其排量换向时输出扭矩减小的特点不符合车辆行驶规律。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种采用开式回路的压力—流量控制方式的万向叉车行走驱动液压系统，从而使万向叉车的车体结构更加紧凑，车辆的功力性能和路面适应性更好。

为解决上述问题，本发明的一种万向叉车行走驱动液压系统，包括变量泵、电液控制单元以及液压马达，其中电液控制单元分别与变量泵和液压马达相连。

所述变量泵为斜盘式轴向柱塞变量泵。

所述液压马达为低速大扭矩径向柱塞马达。

所述电液控制单元包括依次相连的电控手柄、电子放大器以及高压负荷传感多路阀，所述高压负荷传感多路阀连接于液压马达和变量泵之间。

所述万向叉车行走驱动液压系统还包括行车制动阀块，该行车制动阀块设置在液压马达与高压负荷传感多路阀之间。

采用本发明的万向叉车行走驱动液压系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)采用液压驱动相比于电驱动，其动力指标明显提高，根据液压部件选型结果反向校核整车动力指标，最高车速可提高25%，车轮最大输出扭矩提高38%，其最大爬坡能力也将有相应提高；

2)由于选用的低速大扭矩径向柱塞马达结构紧凑，外形尺寸小，且省去了现有技术中的轮边减速器，其轴向尺寸较原有电机配合减速器结构减小200mm以上，为进一步减小车身宽度提供了空间；

3)采用液压驱动的万向叉车可以充分发挥液压传动输出扭矩大、低速稳定性好的优势，进一步提高车辆的行驶稳定性和通过性。

附图说明

图1为现有技术中万向叉车驱动系统示意图。

图2为本发明万向叉车行走驱动液压系统结构框图。

图3为本发明万向叉车行走驱动液压系统原理图。

图中：轮边电机1；轮边减速器2；旋滚轮3；行车制动阀块4；低速大扭矩径向柱塞马达5；高压负荷传感多路阀的回油联6；斜盘式轴向柱塞变量泵7；高压负荷传感多路阀的进油联8；高压负荷传感多路阀的换向阀联9

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图2、3所示，本发明的万向叉车行走驱动液压系统，包括斜盘式轴向柱塞变量泵、低速大扭矩径向柱塞马达、行车制动阀块、电控手柄、电子放大器以及高压负荷传感多路阀。

其中电控手柄、电子放大器与高压负荷传感多路阀依次相连，高压负荷传感多路阀分别与斜盘式轴向柱塞变量泵和行车制动阀块相连，行车制动块对应与低速大扭矩径向柱塞马达相连，低速大扭矩径向柱塞马达用于驱动万向叉车轮，并且每一轮对应设置一个低速大扭矩径向柱塞马达。

所述斜盘式轴向柱塞变量泵，型号为A10VO 45DFR/31R-P R C 12 K01，公称压力28MPa，峰值压力35MPa，排量45mL，压力流量控制。

所述高压负荷传感多路阀，型号M4-12-1X/，通径12mm，闭芯式，公称压力27MPa（泵侧）、42MPa（执行器侧），带内部先导供给；进油联4M4-12-1X/J270 Y V01，主安全阀27MPa；换向阀联S M-M J 020-020 W2 1 K Q V01，带压力补偿和负载保持功能，无LS溢流阀，带测量接口，阀芯机能J,流量20L/min，电液比例控制，电源电压24V；回油联LA V01，连接板，无油口，氟橡胶密封。

所述低速大扭矩径向柱塞马达，型号MCR03 F 160 F180 Z-3X/B2 M/01/S，车轮马达，排量160mL，最高工作压力45MPa，液压释放停车制动器，丁晴橡胶密封，带安装车轮螺栓。

所述行车制动阀块，型号VBSO-DE-VF-30-FM,控制压力21MPa，最大流量60L/min。

所述电子放大器，型号：MHVA 8 B1X/24D,控制4个轴的放大器，工作电压24VDC，直接操纵比例电磁铁。

所述电控手柄,型号8THE 5-1X,电源电压24V，最大电流5A，输出比例电流0～2.5A。

本发明的万向叉车液压驱动系统，（1）采用带负荷传感的压力—流量控制变量泵，泵的变量控制阀会根据系统负载大小以及流量需求大小（即方向控制阀阀口大小），通过变量缸自动调节排量和输出流量。流量大且负载小时，增大排量；（2）采用比例减压阀控制的方向—控制。压马达的控制由采用比例减压阀控制的电液换向阀实现，比例减压阀的输出压力受电控手柄的输出电压调节，该压力在控制换向阀换向的同时，精确调节换向阀阀口开度大小，从而控制马达的输入流量及其转速；（3）保持输出流量恒定的负载压力补偿控制。压力补偿阀能在马达负载的变化时自动保持输出流量的恒定；（4）液压马达带停车制动器。当停车时，制动阀组输出压力小于设定压力，马达制动器蝶形弹簧释放，实现停车制动。另外，行走驱动系统变量泵带通轴接口，可与叉车工作装置液压泵连接。

本发明中万向叉车液压驱动系统采用开式回路的压力—流量控制方式。万向叉车由静止到运动的控制过程是：电控手柄摆动一定角度→成比例电压信号→电子放大器→成比例电流信号→高压负荷传感多路阀的换向阀联→成比例的压力—流量信号→成比例的径向柱塞马达扭矩—转速—转向（同时行车制动阀块输出一定控制压力，马达的驻车制动被打开）→车轮转动。为提高总体工作效率，采用变量泵供油，根据系统总流量需求自动调节泵排油量。万向叉车由运动到静止的控制过程是：电控手柄摆动角度变为零→电压信号为零→电子放大器→电流信号为零→高压负荷传感多路阀的换向阀联→压力-流量信号为零→径向柱塞马达→通过行车制动阀块实现行车制动→车轮转动速度降至零（同时行车制动阀块输出控制压力降至零，马达实现驻车制动）。

综上所述，万向叉车行走驱动液压系统的设计解决了减小车身尺寸和提高动力性能的矛盾，省去了复杂的电机控制系统和轮边减速器，充分发挥了液压驱动系统控制简便、功率密度大、结构紧凑的优势。系统设计经过了深入论证、计算和广泛调研，液压回路充分体现了安全和节能要求，总成部件成熟先进，选型合理，技术指标确定恰当。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种万向叉车行走驱动液压系统，其特征在于：包括变量泵、电液控制单元以及液压马达，其中电液控制单元分别与变量泵和液压马达相连。

2.如权利要求1所述万向叉车行走驱动液压系统，其特征在于：所述变量泵为斜盘式轴向柱塞变量泵。

3.如权利要求2所述万向叉车行走驱动液压系统，其特征在于：所述液压马达为低速大扭矩径向柱塞马达。

4.如权利要求3所述万向叉车行走驱动液压系统，其特征在于：所述电液控制单元包括依次相连的电控手柄、电子放大器以及高压负荷传感多路阀，所述高压负荷传感多路阀连接于液压马达和变量泵之间。

5.如权利要求4所述万向叉车行走驱动液压系统，其特征在于：所述万向叉车行走驱动液压系统还包括行车制动阀块，该行车制动阀块设置在液压马达与高压负荷传感多路阀之间。

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