CN103950870B - 一种双泵供油带能量回收的叉车液压*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双泵供油带能量回收的叉车液压***。包括油箱、第一油泵、电机、多路阀、两只升降油缸、两只倾斜油缸、转向油缸、负荷传感转向器、第二油泵、方向控制阀、限速阀;多路阀由进回油阀片总成、倾斜换向阀片和进油阀片组成,且为片式多路阀;进回油阀片总成内设有三位八通升降换向阀和第一主安全阀;倾斜换向阀片包括倾斜三位六通换向阀、第一补油阀过载阀和第二过载补油阀;进油阀片包括分流阀、优先阀、转向安全阀和第二主安全阀。本发明既适用于混合动力叉车也适用于电动叉车。以7t电动叉车为例,一次充电,按照整车能耗试验方法测试结果,***能耗降低25%,整车工作循环时间延长了50分钟。
Description
技术领域
本发明属于液压技术领域,具体涉及叉车液压***。
背景技术
叉车是通过起重***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***的温升,影响了***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。我们了解的国外叉车下降能量回收***是通过外接一组或两组电磁换向阀来满足起升下降油路切换要求,成本高,控制复杂。专利号ZL201120038176.8《混合动力叉车液压***》和专利号ZL201220118243.1《一种带能量回收的节能型叉车液压***》技术方案是:双泵输出的压力油是在升降换向阀片的进油口合流,然后通过升降换向阀片的内部单个油道输出给升降油缸,双泵回油也是在升降换向阀片的内部单个油道进行的,由于升降换向阀体内单个油道开口设计受限制,当双泵同时工作供给需要大流量的起升***液压油时,压力损失大,***能耗大;且下降时,油道从A口引至B口,因多路阀结构设计需要,油道长,压力损失也大,***能耗加大。所以有必要对液压***做进一步改进设计,一方面满足下降能量回收的要求;另一方面需达到减少液压***的功率损失和降低成本目的。
发明内容
为了解决上述的带能量回收的节能型叉车液压***存在的问题,本发明通过结构改进,提供一种供油流量大、结构原理先进、制造成本低、操作方便、节能效率好的双泵供油带能量回收的叉车液压***。
具体的技术解决方案如下:
一种双泵供油带能量回收的叉车液压***,包括油箱1、第一油泵3、电机4、多路阀5、两只升降油缸9、两只倾斜油缸10、转向油缸11、负荷传感转向器12、滤油器18、第二油泵19、方向控制阀20、限速阀21,所述各部件之间通过管路连接;多路阀5由进回油阀片6、倾斜换向阀片7和进油阀片8组成,且为片式多路阀;所述进回油阀片6内设有三位八通升降换向阀61和第一主安全阀63;所述倾斜换向阀片7包括倾斜三位六通换向阀、第一过载补油阀71和第二过载补油阀72;所述进油阀片8包括分流阀81、优先阀83、转向安全阀82和第二主安全阀84。
第一油泵3的吸油口通过单向阀2与油箱1相通,第一油泵3的出油口与进回油阀片6的进油口P1连通,进回油阀片6内的油路分为两路,一路连通升降换向阀61的第一进油口C,另一路连通第一主安全阀63的进口;所述第一主安全阀63的出口与环形回油道14连通;所述升降换向阀61的第一回油口G通过回油道15与环形回油道14连通,升降换向阀61的第一出油口H与第二单向阀65的进油口连通,第二单向阀65的出油口与三通管64的第一接口连通;升降换向阀61的第二出油口J与三通管64的第二接口连通;三通管64的第三接口与进回油阀片6的第一工作油口A1连通,进回油阀片6的第一工作油口A1通过三通管与两只升降油缸9连接;升降换向阀61的第三出油口D与进回油阀片6的第二工作油口Pt口连通;升降换向阀61的第二进油口E连通第一单向阀62的出油口,第一单向阀62的进油口与环形进油道17连通;升降换向阀61的第三进油口K与中位油道16连通;升降换向阀61的第二回油口F与环形回油道14连通;升降换向阀61处于中位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第三进油口K与第二回油口F相通;升降换向阀61换向到右位时,第一进油口C与第一出油口H相通,第二进油口E与第二出油口J相通;升降换向阀61换向到左位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第二出油口J与第三出油口D接通,第三进油口K与第二回油口F相通;进回油阀片6的第二工作油口Pt与方向控制阀20的进油口a相连;第二油泵19的出油口通过进油阀片8的进油口P2与分流阀81的入口连通,分流阀81的第一出油口BF连通着制动***,分流阀81的第二出油口与优先阀83的入口连通;优先阀83通过LS信号油路13与负荷传感转向器12的信号口LS连通;转向安全阀82的进油端与LS信号油路13连通,出油端与环形回油道14连通;所述优先阀83的第一出油口CF与负荷传感转向器12的进油口P连通,第二出油口EF连通着四通管85的第一接口,四通管85的第二接口连通着中位油道16,四通管85的第三接口与环形进油道17连通;四通管85的第四接口连通着第二主安全阀84的的进口,第二主安全阀84的出口与环形回油道14连通;倾斜换向阀片7的倾斜第一出油口A2和倾斜第二出油口B2分别连通着倾斜油缸10有杆腔和无杆腔;第一过载补油阀71的进油端与倾斜第一出油口A2连通,第二过载补油阀72的进油端与倾斜第二出油口B2连通,第一过载补油阀71的出油端和第二过载补油阀72的出油端分别连通着环形回油道14;所述环形回油道14经回油口T和滤油器18连通着油箱1。
所述方向控制阀20为两位三通电磁换向阀或两位三通电液换向阀,其进油口a连通着进回油阀片6的第二工作油口Pt,第一出油口b通过限速阀21与油箱1连通,第二出油口c与第一油泵3的进油口连通;方向控制阀20常位状态时,进油口a和第一出油口b连通,得电换向后,进油口a与第二出油口c相通。
本发明的有益技术效果体现在以下方面:
1.本发明既适用于混合动力叉车也适用于电动叉车。以7t电动叉车为例,采用该技术,一次充电,按照整车能耗试验方法测试结果,***能耗降低25%,整车工作循环时间延长了50分钟;
2.通过对多路阀升降三位八通阀内部油道的创新设计,采用双油道提供双油泵进油通道,***压力损失小,能耗低;在三位八通阀内部开通回油通道接通下降发电油路,油路短,压力损失小,能量回收效率高,且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;
3.两个液压泵可以单独也可合流供油给货物装卸起升***,且合流是在多路阀内部油道中组合完成,不需要外接油道,结构简单紧凑,管路少,制造成本低;门架倾斜动作由单泵供油实现,没有节流损失,效率高;
4.通过在多路阀进油阀片内置一个分流阀,一个优先阀,一方面使得结构紧凑,管路布置简洁;另一方面,使得单独泵源就能实现制动、转向动作,且互不干扰,避免了因制动转向关联需要,要求两个油泵同时工作而造成的***功率损失;
5.倾斜油路由单独的过载保护,安全性好,避免了因倾斜工作压力较低,工作频繁,起升倾斜由一主安全阀(主安全阀的压力设置是根据起升油路的工作压力来确定的)控制而造成的***功率损失大的问题;
6.货物起升和货物下降发电两种状态下,液压泵和液压泵转换为马达工况时始终与电机的旋向相同,使得整机控制***简单方便可靠且响应快,避免因换向旋转造成的冲击;
7.在回油路设置限速阀,一方面控制空载或载荷较小情况下升降油缸的下降速度;另一方面当***出现故障情况时,可以实现货物以安全速度下降,从而保证整机安全性;
8.利用压力信号控制在不同载荷状态下的发电窗口,***简单,控制精确。
附图说明
图1是本发明的***原理图。
图2是本发明的多路阀原理图。
上图中序号:油箱1、单向阀2、第一油泵3、电机4、多路阀5、进回油阀片6、升降换向阀61、第一单向阀62、第一主安全阀63、三通管64第二单向阀65、倾斜换向阀片7、第一过载补油阀71、第二过载补油阀72、进油阀片8、分流阀81、转向安全阀82、优先阀83、第二主安全阀84、四通管85、升降油缸9、倾斜油缸10、转向油缸11、负荷传感转向器12、LS信号油路13、环形回油道14、回油道15、中位油道16、环形进油道17、滤油器18、第二油泵19、方向控制阀20、限速阀21。
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和图2,一种双泵供油带能量回收的叉车液压***包括油箱1、第一油泵3、电机4、多路阀5、两只升降油缸9、两只倾斜油缸10、转向油缸11、负荷传感转向器12、滤油器18、第二油泵19、方向控制阀20、限速阀21,所述各部件之间通过管路连接;多路阀5由进回油阀片6、倾斜换向阀片7和进油阀片8组成,且为片式多路阀;所述进回油阀片6内设有三位八通升降换向阀61和第一主安全阀63;所述倾斜换向阀片7包括倾斜三位六通换向阀、第一过载补油阀71和第二过载补油阀72;所述进油阀片8包括分流阀81、优先阀83、转向安全阀82和第二主安全阀84。
第一油泵3的吸油口通过单向阀2与油箱1相通,第一油泵3的出油口与进回油阀片6的进油口P1连通,进回油阀片6内的油路分为两路,一路连通升降换向阀61的第一进油口C,另一路连通第一主安全阀63的进口;所述第一主安全阀63的出口与环形回油道14连通;所述升降换向阀61的第一回油口G通过回油道15与环形回油道14连通,升降换向阀61的第一出油口H与第二单向阀65的进油口连通,第二单向阀65的出油口与三通管64的第一接口连通;升降换向阀61的第二出油口J与三通管64的第二接口连通;三通管64的第三接口与进回油阀片6的第一工作油口A1连通,进回油阀片6的第一工作油口A1通过三通管64与两只升降油缸9连接;升降换向阀61的第三出油口D与进回油阀片6的第二工作油口Pt口连通;升降换向阀61的第二进油口E连通第一单向阀62的出油口,第一单向阀62的进油口与环形进油道17连通;升降换向阀61的第三进油口K与中位油道16连通;升降换向阀61的第二回油口F与环形回油道14连通;升降换向阀61处于中位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第三进油口K与第二回油口F相通;升降换向阀61换向到右位时,第一进油口C与第一出油口H相通,第二进油口E与第二出油口J相通;升降换向阀61换向到左位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第二出油口J与第三出油口D接通,第三进油口K与第二回油口F相通;进回油阀片6的第二工作油口Pt与方向控制阀20的进油口a相连;第二油泵19的出油口通过进油阀片8的进油口P2与分流阀81的入口连通,分流阀81的第一出油口BF连通着制动***,分流阀81的第二出油口与优先阀83的入口连通;优先阀83通过LS信号油路13与负荷传感转向器12的信号口LS连通;转向安全阀82的进油端与LS信号油路13连通,出油端与环形回油道14连通;所述优先阀83的第一出油口CF与负荷传感转向器12的进油口P连通,第二出油口EF连通着四通管85的第一接口,四通管85的第二接口连通着中位油道16,四通管85的第三接口与环形进油道17连通;四通管85的第四接口连通着第二主安全阀84的的进口,第二主安全阀84的出口与环形回油道14连通;倾斜换向阀片7的倾斜第一出油口A2和倾斜第二出油口B2分别连通着倾斜油缸10有杆腔和无杆腔;第一过载补油阀71的进油端与倾斜第一出油口A2连通,第二过载补油阀72的进油端与倾斜第二出油口B2连通,第一过载补油阀71的出油端和第二过载补油阀72的出油端分别连通着环形回油道14;所述环形回油道14经回油口T和滤油器18连通着油箱1。
所述方向控制阀20为两位三通电磁换向阀,其进油口a连通着进回油阀片6的第二工作油口Pt,第一出油口b通过限速阀21与油箱1连通,第二出油口c与第一油泵3的进油口连通;方向控制阀20常位状态时,进油口a和第一出油口b连通,得电换向后,进油口a与第二出油口c相通。
本发明的工作原理说明如下:
当叉车叉取货物做起升动作时,进回油阀片6中的三位八通的升降换向阀61换向至右位,双泵同时供油。第一油泵3通过单向阀2从油箱1中吸油,输出的压力油通过多路阀5的进油口P1,进入升降换向阀61的第一进油口C、第一出油口H、第二单向阀65,与第二油泵19输出的压力油通过多路阀5的进油口P2经分流阀81、优先阀83、环形进油道17、第一单向阀62、第二进油口E、第二出油口J在三通管64合流,经进回油阀片6的第一工作油口A1进入两只升降油缸9,实现装卸货物的起升动作。其中进回油阀片6中的第一主安全阀63是限定第一油泵3的最高工作压力。第二油泵19的最高工作压力由第二主安全阀84是限定。
当叉车叉取货物下降时,三位八通的升降换向阀61换向至左位。由于空载或载荷较小情况下,下降回收的能量不足于抵消***中损耗,所以在起升油缸缸底设置一压力传感器,压力大小根据***实际需求来设定。为此下降分两种工况介绍:当压力传感器检测到油缸底部压力低于设定值时,方向控制阀20处于常位状态,两只升降油缸9下降输出的压力油经过进回油阀片6的第一工作油口A1、三通管64、三位八通的升降换向阀61的第二出油口J、第三出油口D、进回油阀片6的第二工作油口Pt到达方向控制阀20的进油口a,再通过方向控制阀20的第一出油口b和限速阀21回油箱1。当压力传感器检测到油缸底部压力大于设定值时,方向控制阀20得电换向,两只升降油缸9下降输出的压力油经过进回油阀片6的第一工作油口A1、三通管64、三位八通的升降换向阀61的第二出油口J、第三出油口D、第二工作油口Pt到达方向控制阀20的进油口a,再通过方向控制阀20的第二出油口c到达第一油泵3的进油口,由于单向阀2的单向截止作用,单向阀2关闭,使得升降油缸9中输出的压力油只能进入第一油泵3的进油口,驱动第一油泵3带动电机4旋转发电,并经过逆变器将电能储存在存储器中,实现能量回收。这时第一油泵3变成液压马达工况,电动机变为发电机工况。
当起升不工作,倾斜、制动或转向工作时,第一油泵3可以通过电器控制让其不工作。从第二油泵19输出的压力油通过多路阀组的进油阀片8的进油口P2经其中的分流阀81以稳定的流量通过其第一出油口BF供油给制动***,满足制动油源需求;多余的油液进入优先阀83,在不打转向时,负荷传感转向器12的LS口将压力几乎为零的反馈信号通过LS信号油路13反馈给优先阀83,此时油液除了信号油路中流动的0.5~1L/min的流量回油箱外,大部分油液经优先阀83的第二出油口EF进入多路阀5的倾斜换向阀片7的进油口,以实现叉车门架前后倾动作,提高了***的效率;当打转向时,负荷传感转向器12的LS口实时将转向压力信号通过LS信号油路13传给优先阀83,优先阀83根据反馈信号通过第一出油口CF供给负荷传感转向器12所需的油液流量,推动转向油缸11控制车体转向;多余的油液经优先阀83的第二出油口EF进入多路阀5的倾斜换向阀片7,以实现叉车门架前后倾动作;倾斜换向阀片7中内设的第一过载补油阀71有两个作用,一是限定倾斜油缸有杆腔的最高压力,另一是为防止门架在高货位倾斜油缸后倾动作过快引起的吸空现象,实现补油功能;倾斜换向阀片7中内设的第二过载补油阀72也有两个作用,一是限定倾斜油缸无杆腔的最高压力,另一是为防止倾斜油缸10前倾动作过快引起的吸空现象,实现补油功能;其中进油阀片8中的第二主安全阀84是限定第二油泵19的最高工作压力。
当叉车起升和倾斜或转向联合操作要求时,第一油泵3输出的压力油仅供起升,第二油泵19输出的压力油供给倾斜、制动或转向,相互之间动作不干涉。
当升降和倾斜(或制动、转向)都不工作,第一油泵3可以通过电器控制让其不工作,第二油泵19若由电机4驱动可以通过电器控制也让其不工作。第二油泵19若由发动机驱动,输出的油液经多路阀组中的分流阀81,一部分以稳定的流量供给制动***,多余的油液通过优先阀83、中位油道16,经环形回油道14、回油口T和滤油器18回油箱1。
Claims (1)
1.一种双泵供油带能量回收的叉车液压***,包括油箱(1)、第一油泵(3)、电机(4)、多路阀(5)、两只升降油缸(9)、两只倾斜油缸(10)、转向油缸(11)、负荷传感转向器(12)、滤油器(18)、第二油泵(19)、方向控制阀(20)、限速阀(21),所述各部件之间通过管路连接;多路阀(5)由进回油阀片(6)、倾斜换向阀片(7)和进油阀片(8)组成,且为片式多路阀;所述进回油阀片(6)内设有三位八通的升降换向阀(61)和第一主安全阀(63);所述倾斜换向阀片(7)包括倾斜三位六通换向阀、第一过载补油阀(71)和第二过载补油阀(72);所述进油阀片(8)包括分流阀(81)、优先阀(83)、转向安全阀(82)和第二主安全阀(84);
其特征在于:第一油泵(3)的吸油口通过单向阀(2)与油箱(1)相通,第一油泵(3)的出油口与进回油阀片(6)的进油口P1连通,进回油阀片(6)内的油路分为两路,一路连通升降换向阀(61)的第一进油口C,另一路连通第一主安全阀(63)的进口;所述第一主安全阀(63)的出口与环形回油道(14)连通;所述升降换向阀(61)的第一回油口G通过回油道(15)与环形回油道(14)连通,升降换向阀(61)的第一出油口H与第二单向阀(65)的进油口连通,第二单向阀(65)的出油口与三通管(64)的第一接口连通;升降换向阀(61)的第二出油口J与三通管(64)的第二接口连通;三通管(64)的第三接口与进回油阀片(6)的第一工作油口A1连通,进回油阀片(6)的第一工作油口A1通过三通管(64)与两只升降油缸(9)连接;升降换向阀(61)的第三出油口D与进回油阀片(6)的第二工作油口Pt口连通;升降换向阀(61)的第二进油口E连通第一单向阀(62)的出油口,第一单向阀(62)的进油口与环形进油道(17)连通;升降换向阀(61)的第三进油口K与中位油道(16)连通;升降换向阀(61)的第二回油口F与环形回油道(14)连通;升降换向阀(61)处于中位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第三进油口K与第二回油口F相通;升降换向阀(61)换向到右位时,第一进油口C与第一出油口H相通,第二进油口E与第二出油口J相通;升降换向阀(61)换向到左位时,第一进油口C与第一回油口G接通,第二出油口J与第三出油口D接通,第三进油口K与第二回油口F相通;进回油阀片(6)的第二工作油口Pt与方向控制阀(20)的进油口a相连;第二油泵(19)的出油口通过进油阀片(8)的进油口P2与分流阀(81)的入口连通,分流阀(81)的第一出油口BF连通着制动***,分流阀(81)的第二出油口与优先阀(83)的入口连通;优先阀(83)通过LS信号油路(13)与负荷传感转向器(12)的信号口LS连通;转向安全阀(82)的进油端与LS信号油路(13)连通,出油端与环形回油道(14)连通;所述优先阀(83)的第一出油口CF与负荷传感转向器(12)的进油口P连通,第二出油口EF连通着四通管(85)的第一接口,四通管(85)的第二接口连通着中位油道(16),四通管(85)的第三接口与环形进油道(17)连通;四通管(85)的第四接口连通着第二主安全阀(84)的的进口,第二主安全阀(84)的出口与环形回油道(14)连通;倾斜换向阀片(7)的倾斜第一出油口A2和倾斜第二出油口B2分别连通着倾斜油缸(10)有杆腔和无杆腔;第一过载补油阀(71)的进油端与倾斜第一出油口A2连通,第二过载补油阀(72)的进油端与倾斜第二出油口B2连通,第一过载补油阀(71)的出油端和第二过载补油阀(72)的出油端分别连通着环形回油道(14);所述环形回油道(14)经回油口T和滤油器(18)连通着油箱(1);
所述方向控制阀(20)为两位三通电磁换向阀或两位三通电液换向阀,其进油口a连通着进回油阀片(6)的第二工作油口Pt,第一出油口b通过限速阀(21)与油箱1连通,第二出油口c与第一油泵(3)的进油口连通;方向控制阀(20)常位状态时,进油口a和第一出油口b连通,得电换向后,进油口a与第二出油口c相通。
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