CN110905889B - 一种强制冷却的制动系统及冷却制动方法 - Google Patents

一种强制冷却的制动系统及冷却制动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种强制冷却的制动系统及冷却制动方法，包括液压泵、制动阀和制动器，所述液压泵的输出端分别与蓄能器和二位二通换向阀的进油口连接，所述蓄能器的输出端分别与二位二通换向阀的阀杆端口、制动阀的进油口连接，所述制动阀的制动出油口与制动器连接，制动阀的回油口通过散热器与液压油箱连接；所述二位二通换向阀的出油口通过第二单向阀与制动器连接。本系统中制动阀与制动器之间的连接管路既是制动管路，制动阀工作时将液压油经制动阀导入制动器中进行制动；同时也是冲洗冷却管路，制动阀不工作时，制动器中的高温液压油会经制动阀进入散热器中进行散热冷却处理，降低了整个系统中液压油的油温，提高了系统的安全性。

Description

一种强制冷却的制动系统及冷却制动方法
技术领域
本发明涉及叉车的制动系统，具体涉及一种强制冷却的制动系统及冷却制动方法。
背景技术
叉车的制动系统保证叉车的制动，其性能的可靠与否直接关系到整车的安全，十分重要。现在的制动系统中，从制动阀到制动器的这一部分油液大部分是被封闭在这部分空间内而无法进入系统循环。当整车频繁制动时，制动器制动而产生的热量会传导到这部分油液中，长时间工作后，该部分制动油中本来溶解的空气就会因为高温而游离出来，再次制动时，因为有空气的存在，就会导致制动延迟甚至失效的情况出现，严重影响整车作业的安全。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种管路简单，能使制动器的油液循环流动，且能进行散热的制动系统。并同时提供上述制动系统的冷却制动方法。
一种强制冷却的制动系统，包括液压泵、制动阀和制动器，所述液压泵的输出端分别与蓄能器和二位二通换向阀的进油口连接，所述蓄能器的输出端分别与二位二通换向阀的阀杆端口、制动阀的进油口连接，所述制动阀的制动出油口与制动器连接，制动阀的回油口通过散热器与液压油箱连接；所述二位二通换向阀的出油口通过第二单向阀与制动器连接。
进一步方案，所述液压泵与蓄能器之间串接有第一单向阀。
进一步方案，所述二位二通换向阀的出油口还连接有第三单向阀，所述第三单向阀的出油口与液压油箱连接；所述第三单向阀的正向开启压力值高于第二单向阀的正向开启压力值。
进一步方案，所述液压泵的进油端连接有吸油过滤器，散热器与液压油箱之间连接有回油过滤器。
进一步方案，所述液压油箱上安装有呼吸器。
进一步方案，所述蓄能器的输出端连接有压力开关；压力开关起警示作用，主要用于检测蓄能器中液压油的压力大小。
所述液压泵的输出端通过安全阀与液压油箱连接。安全阀起限定制动系统中压力的作用。
本发明的另一个发明目的是提供上述制动系统的冷却制动方法，其步骤如下：
（1）初始状态时，二位二通换向阀的进油口关闭，液压泵给蓄能器充液；
（2）蓄能器中的高压油压力增大，将二位二通换向阀的进油口与出油口导通，液压泵输出的液压油经二位二通换向阀、第二单向阀流入制动器中，从制动器另一油口流出，再经制动阀的制动出油口、回油口而进入散热器中，最后经散热器散热后流回液压油箱，实现冲洗冷却；
（3）当踩下制动阀到终位时，制动阀的进油口与制动出油口相通、回油口关闭，蓄能器中的油液经制动阀进入制动器中进行制动；
（4）二位二通换向阀的出油口压力增大，而打开第三单向阀，则液压泵输出的液压油经二位二通换向阀、第三单向阀流回液压油箱中；
（5）制动结束后，制动阀的进油口关闭，蓄能器内的高压油压力降低，二位二通换向阀关闭，则液压泵继续为蓄能器充液；然后重复上述步骤（2）进行冲洗冷却。
本发明中二位二通换向阀的左侧有弹簧控制，并与位于阀右侧的阀杆连接，阀杆端口与蓄能器的输出端连接，初始状态时受弹簧的弹力，其进油口与出油口均处于关闭状态，当蓄能器中液压油的油压增大，并达到大于弹簧力时，会推动阀杆向内移动，从而将二位二通换向阀中的进油口与出油口导通。即二位二通换向阀中的弹簧力限定制动阀的进油压力；
制动阀是一个三位三通滑阀，共有3个油口：进油口、制动出油口和回油口。处于初始位置时，制动阀的制动出油口和回油口相通，进油口则处于关闭状态；当踩下制动阀处于过渡位置时，进油口、制动出油口和回油口各不相通；当继续踩下制动阀到终位时，进油口、制动出油口相通，回油口则处于关闭状态。
制动器为两个，第一制动器及第二制动器并联，二位二通换向阀的出油口分别与第二单向阀、第三单向阀的进油口连接，第二单向阀的出油口连接到第一制动器及第二制动器右油口；由于第二单向阀的单向可通过性，液压油可经第二单向阀流向第一制动器、第二制动器，而不能从第一制动器、第二制动器流向第二单向阀。
而制动阀的制动出油口连接到第一制动器、第二制动器左油口；当制动阀处于初始位置时，其制动出油口和回油口连通，第一制动器、第二制动器中的液压油从制动阀的制动出油口到回油口，然后进入散热器进行散热冷却，最后进入液压油箱。从而对制动器中的高温液压油进行反冲冷却。
第三单向阀的出油口连接到回油过滤器，其正向的开启压力值高于第二单向阀的正向开启压力值，作用是当系统在冲洗冷却工况时，限定二位二通换向阀的出油口经第二单向阀流向制动器的油液压力。
初始状态时，二位二通换向阀处于关闭状态，液压泵导出的液压油则会流向第一单向阀，给蓄能器充液。此时，系统处于蓄能器充液工况；蓄能器中液压油增多，其油压也增大，当其大于二位二通换向阀中弹簧力时，会推动阀杆向内移动，从而将二位二通换向阀中的进油口与出油口导通。则液压泵导出的液压油直接经二位二通换向阀、第二单向阀流入第一制动器和第二制动器中，此时制动阀不工作，其中制动出油口与回油口是导通状态，则制动器中的高温液压油被带出，经制动阀的制动出油口、回油口而流进散热器中，经散热器散热后，再经回油过滤器而流回液压油箱。此时系统由蓄能器充液工况转为冲洗冷却工况；
当踩下制动阀时，其进油口与制动出油口相通，蓄能器中储存的高压液压油经制动阀的进入第一制动器、第二制动器中实施制动。由于第二单向阀处于反向截止状态，二位二通换向阀的出油口处油压增大，从而打开第三单向阀，则液压泵导出的液压油经二位二通换向阀、第三单向阀和回油过滤器流回油箱，此时系统处于制动工况；
当系统进行若干次制动后，导致蓄能器内的高压液压油的压力降低到无法平衡二位二通换向阀左侧弹簧设定的压力值时，二位二通换向阀又会由导通变为关闭状态，液压泵转而为蓄能器充液，系统则重新处于蓄能器充液工况。
所以本发明的制动系统与现有技术产品相比具有以下方面的优点：
1、管路简单，制动阀与制动器之间的连接管路既是制动管路，制动阀工作时将液压油经制动阀导入制动器中进行制动；同时也是冲洗冷却管路，制动阀不工作时，制动器中的高温液压油会经制动阀进入散热器中进行散热冷却处理，降低了整个系统中液压油的油温，提高了系统的安全性；
2、本系统的散热性能较好，整个系统中液压油是循环流动的，不再有液压油被封闭在制动阀与制动器之间这一空间因散热不畅而导致制动失效。同时系统配有散热器，能对高温油液进行良好地散热；
3、制动性能较好且安全，系统在配有正常的制动回路的同时，也提供了第三单向阀而构成的紧急制动回路，能保证在整车失去动力的情况下仍可进行可靠的制动。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明液压原理图；
图中：1-液压泵、2-安全阀、3-第一单向阀、4-蓄能器、5-二位二通换向阀、6-压力开关、7-制动阀、8-制动器、81-第一制动器、82-第二制动器、9-第二单向阀、10-散热器、11-液压油箱、12-第三单向阀、13-回油过滤器、14-吸油过滤器、15-呼吸器。
具体实施方式
实施例1：
一种强制冷却的制动系统，如图1所示，包括液压泵1、制动阀7和制动器8，所述液压泵1的输出端分别与蓄能器4和二位二通换向阀5的进油口连接，所述蓄能器4的输出端分别与二位二通换向阀5的阀杆端口、制动阀7的进油口连接，所述制动阀7的制动出油口与制动器8连接，制动阀7的回油口通过散热器10与液压油箱11连接；所述二位二通换向阀5的出油口通过第二单向阀9与制动器8连接。
进一步方案，所述液压泵1与蓄能器4之间串接有第一单向阀3。使液压泵供油单向进入蓄能器中，避免了蓄能器中液压油反向流出。
进一步方案，所述二位二通换向阀5的出油口还连接有第三单向阀12，所述第三单向阀12的出油口与液压油箱11连接；所述第三单向阀12的正向开启压力值高于第二单向阀9的正向开启压力值。
进一步方案，所述液压泵1的进油端连接有吸油过滤器14，散热器10与液压油箱11之间连接有回油过滤器13。吸油过滤器使经过滤后清洁的液压油进入系统中，回油过滤器保证经系统循环后流回液压油箱的油品清洁度
进一步方案，所述液压油箱11上安装有呼吸器15。呼吸器保证液压油箱内外的气压平衡并保证油箱内空气的清洁度。
进一步方案，所述蓄能器4的输出端连接有压力开关6；压力开关起警示作用，主要用于检测蓄能器中液压油的压力大小。
所述液压泵1的输出端通过安全阀2与液压油箱11连接。安全阀起限定制动系统中压力的作用。
本发明中二位二通换向阀5的左侧有弹簧控制，并与位于阀右侧的阀杆连接，阀杆端口与蓄能器4的输出端连接。初始状态时，受弹簧的弹力，其进油口P2与出油口N2均处于关闭状态，当蓄能器4中液压油的油压增大，并大于弹簧力时，会推动阀杆向内移动，从而将二位二通换向阀5中的进油口P2与出油口N2导通。即二位二通换向阀5中的弹簧力限定制动阀的进油压力。
二位二通换向阀5的出油口N2分别与第二单向阀9、第三单向阀12的进油口连接，第二单向阀的出油口连接到第一制动器81及第二制动器82的右油口B1、B2；由于第二单向阀9的单向可通过性，液压油只能经第二单向阀9流向第一制动器81、第二制动器82中，而不能从第一制动器81、第二制动器82流向第二单向阀9。第三单向阀12的出油口连接到回油过滤器13，其正向的开启压力值高于第二单向阀9的正向开启压力值，如设置第三单向阀正向的开启压力值为0.5MPa，第二单向阀的正向开启压力值为0.2MPa。即当系统在冲洗冷却工况时，限定二位二通换向阀5的出油口经第二单向阀9流向制动器8的油液压力。
制动阀7是一个三位三通滑阀，共有3个油口：进油口P1、制动出油口A和回油口N1。处于初始位置时，制动阀的制动出油口A与回油口N1相通，进油口P1则处于关闭状态；当踩下制动阀处于过渡位置时，P1、A及N1各不相通；当继续踩下制动阀到终位时，P1、与A相通，N1则处于关闭状态。
制动阀的制动出油口A连接到第一制动器81、第二制动器82的左油口A1、A2；当制动阀7处于初始位置时，其制动出油口A和回油口N1连通，第一制动器81、第二制动器82中的液压油从制动阀7的制动出油口A到回油口N1，然后进入散热器10进行散热冷却，最后经回油过滤器13进入液压油箱11。从而对制动器8中的高温液压油进行反冲冷却。
实施例2：
上述制动系统的冷却制动方法，其步骤如下：
（1）初始状态时，二位二通换向阀5的进油口P2关闭，液压油箱11中的液压油经吸油过滤器14过滤后，经液压泵1导出，经第一单向阀3给蓄能器4充液；
（2）蓄能器4中的高压油压力增大到15MPa时，当达到二位二通换向阀5左侧弹簧设定压力值时，则推动其阀杆移动，将二位二通换向阀5的进油口P2与出油口N2导通，液压泵1输出的液压油经二位二通换向阀5、第二单向阀9流入制动器8中，从制动器8另一油口流出，再经制动阀7的制动出油口A、回油口N1而进入散热器10中，最后经散热器10散热后，流回液压油箱11，实现冲洗冷却；
（3）当踩下制动阀7到终位时，制动阀7的进油口P1与制动出油口A相通、回油口N1关闭，蓄能器4中的油液经制动阀7的进油口P1到制动出油口A，再进入制动器8中进行制动；
（4）二位二通换向阀5的出油口压力增大到0.5MPa，而打开第三单向阀12时，则液压泵1输出的液压油经二位二通换向阀5、第三单向阀12流回液压油箱11中；控制了从二位二通换向阀5经第二单向阀9流向制动器8的油液压力；
（5）制动结束后，制动阀7的进油口关闭，蓄能器4内的高压油压力降低到无法平衡二位二通换向阀5左侧弹簧设定压力值时，二位二通换向阀5关闭，则液压泵1继续为蓄能器4充液；然后重复上述步骤（2）进行冲洗冷却。
所以本系统中液压油是循环流动的，不再有液压油被封闭在制动阀与制动器之间这一空间因散热不畅而导致制动失效。同时系统配有散热器，能对高温油液进行良好地散热；即制动阀与制动器之间的连接管路既是制动管路，制动阀工作时将液压油经制动阀导入制动器中进行制动；同时也是冲洗冷却管路，制动阀不工作时，制动器中的高温液压油会经制动阀进入散热器中进行散热冷却处理，降低了整个系统中液压油的油温，提高了系统的安全性。

Claims (8)

1.一种强制冷却的制动系统，包括液压泵(1)、制动阀(7)和制动器(8)，其特征在于：所述液压泵(1)的输出端分别与蓄能器(4)和二位二通换向阀(5)的进油口连接，所述蓄能器(4)的输出端分别与二位二通换向阀(5)的阀杆端口、制动阀(7)的进油口连接，所述制动阀(7)的制动出油口与制动器(8)连接，制动阀(7)的回油口通过散热器(10)与液压油箱(11)连接；所述二位二通换向阀(5)的出油口通过第二单向阀(9)与制动器(8)连接；
冲洗冷却时，蓄能器(4)中的高压油压力增大，将二位二通换向阀(5)的进油口与出油口导通，液压泵(1)输出的液压油经二位二通换向阀(5)、第二单向阀(9)流入制动器(8)中，从制动器另一油口流出，再经制动阀的(7)制动出油口、回油口而进入散热器(10)中，最后经散热器散热后流回液压油箱(11)；
制动阀(7)工作时，制动阀(7)的进油口与制动出油口相通、回油口关闭，蓄能器中的油液经制动阀(7)进入制动器(8)中进行制动；制动结束后，制动阀(7)、二位二通换向阀(5)的进油口均关闭，则液压泵(1)为蓄能器(4)充液。
2.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述液压泵(1)与蓄能器(4)之间串接有第一单向阀(3)。
3.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述二位二通换向阀(5)的出油口还连接有第三单向阀(12)，所述第三单向阀(12)的出油口与液压油箱(11)连接；所述第三单向阀(12)的正向开启压力值高于第二单向阀(9)的正向开启压力值。
4.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述液压泵(1)的进油端连接有吸油过滤器(14)，散热器(10)与液压油箱(11)之间连接有回油过滤器(13)。
5.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述液压油箱(11)上安装有呼吸器(15)。
6.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述蓄能器(4)的输出端连接有压力开关(6)。
7.根据权利要求1所述的制动系统，其特征在于：所述液压泵(1)的输出端通过安全阀(2)与液压油箱(11)连接。
8.一种如权利要求1所述的制动系统的冷却制动方法，其特征在于：步骤如下：
(1)初始状态时，二位二通换向阀(5)的进油口关闭，液压泵(1)给蓄能器(4)充液；
(2)蓄能器(4)中的高压油压力增大，将二位二通换向阀(5)的进油口与出油口导通，液压泵(1)输出的液压油经二位二通换向阀(5)、第二单向阀(9)流入制动器(8)中，从制动器(8)另一油口流出，再经制动阀(7)的制动出油口、回油口而进入散热器(10)中，最后经散热器(10)散热后流回液压油箱(11)，实现冲洗冷却；
(3)当踩下制动阀(7)到终位时，制动阀(7)的进油口与制动出油口相通、回油口关闭，蓄能器(4)中的油液经制动阀(7)进入制动器(8)中进行制动；
(4)二位二通换向阀(5)的出油口压力增大，而打开第三单向阀(12)时，则液压泵(1)输出的液压油经二位二通换向阀(5)、第三单向阀(12)流回液压油箱(11)中；
(5)制动结束后，制动阀(7)的进油口关闭，蓄能器(4)内的高压油压力降低到无法平衡二位二通换向阀(5)左侧弹簧设定压力值时，二位二通换向阀(5)关闭，则液压泵(1)继续为蓄能器(4)充液；然后重复上述步骤(2)进行冲洗冷却。
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