高位叉装车及基于单泵供油的液压控制系统与方法与流程

1.本发明属于液压控制技术领域，尤其涉及一种高位叉装车及基于单泵供油的液压控制系统与方法。


背景技术：

2.高位叉装车液压系统一般由行走系统、上车多路阀系统、转向系统、行走制动系统组成，行走系统一般采用静液压驱动或者液力变矩器的独立系统，转向系统一般采用ls型（load senser，即负载敏感型）转向器控制车桥转向动作，臂架动作及支腿动作则通过上车多路阀进行控制。
3.行走制动关乎设备及人员的安全，设备行走时，系统可能需要同时执行转向、行走制动及上车多路阀动作，目前行走制动一般采用充液阀+蓄能器或者增压型制动阀实施行车制动控制。充液阀+蓄能器的制动方式有非ls型充液阀和ls型充液阀两种。
4.对于非ls型充液阀系统，一般由单独一个齿轮泵或与发动机散热系统共用一个液压泵对蓄能器充液，且充液优先以保证行走制动系统正常工作，另一个液压负载敏感泵向转向器、上车多路阀动作供油，并通过优先阀进行流量分配，实现转向流量优先，如图1所示。对于旋转型叉装车，当其中心回转接头通道数量受限时，该方案无法使用，且可能需增加额外的齿轮泵，增加了总体成本。
5.对于ls型充液阀系统，如图2所示，则由一个液压负载敏感泵同时向转向器、ls型充液阀、上车多路阀动作供油，并通过优先阀进行流量分配，即优先阀cf口（即优先流量口）向转向器与ls型充液阀优先供油，ef口（即剩余流量口）向上车多路阀供油，上车多路阀系统、转向系统、行走制动系统的ls油压（或负载反馈油压）通过梭阀网络对比后反馈至负载敏感泵，实现流量控制。这种方式解决了一个泵同时向三个系统供油以及中心回转接头数量受限的问题，但因ls型充液阀的ls压力（或负载反馈压力）需通过梭阀网络反馈至优先阀，而动态ls转向系统在待机状态下又需通过中位进行ls持续泄油，因此，ls油液在通过梭阀网络反向流动时会憋压，导致发动机憋压熄火，或者充液系统建不起压力，需要通过额外的电磁阀、传感器进行检测及控制，增加了系统的控制难度及故障风险。
6.增压型制动阀则一般由低压油路供油，再通过制动阀增压实现行走制动，增压型制动阀驾驶制动感受较差，且由于增压缸、自带油包等导致体积较大，对安装空间要求较高，导致安装受限。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种高位叉装车及基于单泵供油的液压控制系统与方法，以解决传统ls型充液阀系统在ls油液通过梭阀网络反向流动时憋压导致的发动机熄火，或充液阀系统建不起压力，增加系统的故障风险。
8.本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种基于单泵供油的液压控制系统，包括负载敏感泵、液压油箱、优先阀、ls型充液阀、转向器、制动阀、制动蓄能器以
及压力检测单元；所述负载敏感泵由驱动机构驱动且其进油口与所述液压油箱连接，所述负载敏感泵的出油口与所述优先阀的p口连接，所述优先阀的cf口与所述转向器的p口连接，所述优先阀的ef口与上车多路阀连接，所述ls型充液阀的a口同时与制动阀和制动蓄能器连接；所述系统还包括第一梭阀和第二梭阀，所述负载敏感泵的出油口还与所述ls型充液阀的p口连接；所述ls型充液阀的ls口与第一梭阀连接，所述第一梭阀同时与优先阀的ls口、转向器的ls口和第二梭阀连接，所述第二梭阀与所述负载敏感泵的ls口连接；所述压力检测单元设于所述ls型充液阀的sw口且用于检测制动蓄能器压力。
9.进一步地，所述负载敏感泵的出油口依次通过过载保护阀、减压阀与所述ls型充液阀的p口连接；所述减压阀的t口与所述液压油箱连接。
10.进一步地，所述过载保护阀为电控阀或液控阀，当所述过载保护阀为电控阀时，所述过载保护阀为电磁开关阀、电磁比例阀或伺服阀。
11.进一步地，所述减压阀为直动式减压阀或先导式减压阀。进一步地，所述ls型充液阀为单回路充液阀或双回路充液阀，当所述ls型充液阀为单回路充液阀时，制动阀为单制动阀；当所述ls型充液阀为双回路充液阀时，制动阀为双制动阀。
12.进一步地，所述转向器、ls型充液阀和制动阀均具有t口，所述转向器、ls型充液阀和制动阀的t口均与所述液压油箱连接。
13.进一步地，所述系统还包括控制器、以及与所述控制器连接的报警模块，当制动蓄能器压力低于ls型充液阀设定的压力下限值且未对制动蓄能器充液时，控制报警模块发出警报或在发出警报的同时限制动作。
14.进一步地，所述系统还包括溢流阀，所述负载敏感泵的出油口还通过溢流阀与所述液压油箱连接。
15.基于同一构思，本发明还提供了一种如上所述基于单泵供油的液压控制系统的控制方法，包括：系统启动待机，当制动蓄能器压力低于ls型充液阀设定的压力下限值时，ls型充液阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵的排量变化并通过ls型充液阀直接向制动蓄能器充油；当制动蓄能器压力到达ls型充液阀设定的压力上限值时，ls型充液阀换向，使负载敏感泵的ls口与液压油箱相通，负载敏感泵恢复低压待机状态；当制动阀工作使制动蓄能器压力下降，并下降至低于ls型充液阀设定的压力下限值时，ls型充液阀换向，ls型充液阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵的排量变化并通过ls型充液阀直接向制动蓄能器充油；当转向器动作、或上车多路阀动作、或转向器与上车多路阀同时动作时，转向器和/或上车多路阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵通过优先阀向转向器和/或上车多路阀供油，且转向流量优先。
16.进一步地，当转向器和/或上车多路阀动作，使负载敏感泵的出油压力高于ls型充液阀设定的压力上限值时，负载敏感泵的出油压力经减压阀减压后实时对制动蓄能器进行充液，其中，减压阀的设定压力值高于ls型充液阀设定的压力上限值。
17.基于同一构思，本发明还提供了一种高位叉装车，包括如上所述基于单泵供油的
液压控制系统。
18.有益效果与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用ls型充液阀+负载敏感泵同时向转向系统、行走制动系统与上车多路阀系统动作供油，优先阀与ls型充液阀在主油路上并联，由负载敏感泵直接向行走制动系统供油，而不通过优先阀进行流量分配，ls型充液阀的负载反馈压力直接通过梭阀反馈至负载敏感泵，无需反馈至优先阀，避免了待机状态下转向系统反馈油液在中位持续泄油时憋压导致的发动机熄火或建不起压力的问题，确保了制动蓄能器始终保有刹车储备压力，无需增加额外的检测元件及控制阀；优先阀仅对转向系统、上车多路阀系统进行流量优先分配，避免了优先阀的cf口进行二次流量优先分配问题；在ls型充液阀前增设减压阀和过载保护阀，避免了充液压力过大导致行走制动系统故障或失效。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明背景技术中非ls型充液阀系统液压原理图；图2是本发明背景技术中ls型充液阀系统液压原理图；图3是本发明实施例中液压控制系统液压原理图；其中，实线表示主油路，虚线表示负载反馈油路；图4是本发明实施例中充液路径；图5是本发明实施例中反馈油路路径。
21.其中，1-负载敏感泵，2-转向器，3-优先阀，4-充液阀，5-制动阀，6-制动蓄能器，7-压力检测单元，8-溢流阀，9-液压油箱，10-齿轮泵，11-第二梭阀，12-ls型充液阀，13-第一梭阀，14-过载保护阀，15-减压阀。
具体实施方式
22.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.下面以具体地实施例对本技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
24.如图3所示，本实施例所提供的一种基于单泵供油的液压控制系统，包括负载敏感泵1、液压油箱、优先阀3、ls型充液阀12、转向器2、制动阀5、制动蓄能器6、第一梭阀13和第二梭阀11、压力检测单元7；负载敏感泵1由驱动机构驱动且其进油口与液压油箱连接，负载敏感泵1的出油口同时与优先阀3的p口（即进油口）、ls型充液阀12的p口连接，优先阀3的cf口（即优先流量口）与转向器2的p口连接，优先阀3的ef口（即剩余流量口）与上车多路阀连
接，ls型充液阀12的a口（即充液出油口）同时与制动阀5和制动蓄能器6连接；ls型充液阀12的ls口（即负载反馈油口）与第一梭阀13连接，第一梭阀13同时与优先阀3的ls口、转向器2的ls口和第二梭阀11连接，第二梭阀11与负载敏感泵1的ls口连接；压力检测单元7设于ls型充液阀12的sw口（即压力检测口）且用于检测制动蓄能器6压力。
25.本发明的液压控制系统，采用ls充液阀+负载敏感泵1+优先阀3向转向器2、制动阀5以及上车多路阀供油，负载敏感泵1直接向行走制动系统供油，而不通过优先阀3，转向系统与上车多路阀系统通过优先阀3进行流量分配，确保转向流量优先，充液路径如图4所示。ls型充液阀12、转向器2以及上车多路阀的负载反馈压力通过第一梭阀13、第二梭阀11反馈至负载敏感泵1，ls型充液阀12的负载反馈压力无需反馈至优先阀3，实现了压力和流量分配控制，反馈油路路径如图5所示。
26.本实施例中，如图3所示，负载敏感泵1的出油口依次通过过载保护阀14、减压阀15与ls型充液阀12的p口连接；减压阀15的t口与液压油箱连接。在ls型充液阀12的p口前增设过载保护阀14和减压阀15，减压阀15避免了充液压力过大导致行走制动系统故障或失效；当制动蓄能器6压力高于充液回路安全设定值时，控制过载保护阀14关闭，将充液回路与主油路切断，采用压力检测单元7对充液回路压力进行实时监测，确保了系统的安全性和可靠性。
27.本实施例中，过载保护阀14既可以采用电控阀，例如电磁开关阀、电磁比例阀或伺服阀，也可以采用液控阀。当过载保护阀14为电控阀时，由控制器根据制动蓄能器6压力和充液回路安全设定值来控制过载保护阀14关闭。过载保护阀14可以是两位阀或三位阀（指阀芯上有两个或三个不同工作位置）；过载保护阀14还可以是两通阀、三通阀或四通阀（指阀体上有两个、三个或四个可与系统中不同油管或气体相连的接口）。本实施例中，减压阀15为直动式减压阀或先导式减压阀。
28.本实施例中，压力检测单元7为压力传感器或压力开关。
29.本实施例中，ls型充液阀12为单回路充液阀或双回路充液阀，当ls型充液阀12为单回路充液阀时，制动阀5为单制动阀，对应一个制动蓄能器6；当ls型充液阀12为双回路充液阀时，制动阀5为双制动阀，对应两个制动蓄能器6，如图3所示，ls型充液阀12的a1口同时与其中一个制动蓄能器6和制动阀5连接，a2口同时与另一个制动蓄能器6和制动阀5连接。制动蓄能器6通过制动阀5向制动机构提供制动用压力油。
30.本实施例中，转向器2、ls型充液阀12和制动阀5均具有t口（即安全阀回油口），转向器2、ls型充液阀12和制动阀5的t口均与液压油箱连接。本发明液压控制系统还包括溢流阀8，负载敏感泵1的出油口还通过溢流阀8与液压油箱连接。
31.本实施例中，所述系统还包括控制器以及与控制器连接的报警模块，当压力检测单元7检测到的制动蓄能器6压力低于ls型充液阀12设定的压力下限值且未对制动蓄能器6充液时，控制器控制报警模块发出警报，或在发出警报的同时并限制相关动作，例如压力不够，刹车失效，则限制行走动作。
32.本实施例还提供了一种如上所述基于单泵供油的液压控制系统的控制方法，包括：（1）高位叉装车启动待机，当制动蓄能器6压力低于ls型充液阀12设定的压力下限值时，ls型充液阀12的负载反馈压力通过第一梭阀13、第二梭阀11反馈至负载敏感泵1的ls
口，负载敏感泵1通过ls型充液阀12直接向制动蓄能器6充油；当制动蓄能器6压力到达ls型充液阀12设定的压力上限值时，ls型充液阀12换向，使负载敏感泵1的ls口与液压油箱相通，充液结束，负载敏感泵1恢复低压待机状态。
33.（2）行走制动阀5工作使制动蓄能器6的压力下降，当制动蓄能器6压力下降到低于ls型充液阀12设定的压力下限值时，负载敏感泵1通过ls型充液阀12直接向制动蓄能器6充油。根据制动蓄能器6压力与ls型充液阀12设定的压力下限值和压力上限值，实现制动蓄能器6的自动循环充液动作，确保了制动蓄能器6始终保有刹车储备压力。
34.（3）当转向器2动作、或上车多路阀动作、或转向器2与上车多路阀同时动作时，转向器2和/或上车多路阀的负载反馈压力通过第一梭阀13、第二梭阀11反馈至负载敏感泵1的ls口，负载敏感泵1通过优先阀3向转向器2和/或上车多路阀供油，并通过优先阀3进行流量分配，确保了转向器2流量优先。多动作同时执行时，转向与制动充液优先。
35.（4）当转向器2和/或上车多路阀动作，使负载敏感泵1的出油压力高于ls型充液阀12设定的压力上限值时，负载敏感泵1的出油压力经减压阀15减压后可实时对制动蓄能器6进行充液，并确保制动蓄能器6的压力值处于安全值范围内，减压阀15的设定压力值略高于ls型充液阀12设定的压力上限值。
36.（5）当减压阀15失效，压力检测单元7检测到的制动蓄能器6压力高于充液回路安全设定值时，控制过载保护阀14关闭，将充液回路与主油路切断，确保充液回路安全。
37.本发明采用一个负载敏感泵1同时为转向系统、行走制动系统以及上车多路阀系统供油，省去一个单独的充液回路动力源，简化了充液回路以及管路，为旋转型叉装车节省了2个中心回转接头通道，降低了总体成本。
38.本发明由负载敏感泵1直接向行走制动系统供油，而不通过优先阀3进行流量分配，ls型充液阀12的负载反馈压力直接通过梭阀反馈至负载敏感泵1，无需反馈至优先阀3，避免了待机状态下转向系统反馈油液在中位持续泄油时憋压导致的发动机熄火或建不起压力的问题，确保了制动蓄能器6始终保有刹车储备压力，无需增加额外的检测元件及控制阀。
39.以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于单泵供油的液压控制系统，包括负载敏感泵、液压油箱、优先阀、ls型充液阀、转向器、制动阀、制动蓄能器以及压力检测单元；所述负载敏感泵由驱动机构驱动且其进油口与所述液压油箱连接，所述负载敏感泵的出油口与所述优先阀的p口连接，所述优先阀的cf口与所述转向器的p口连接，所述优先阀的ef口与上车多路阀连接，所述ls型充液阀的a口同时与制动阀和制动蓄能器连接；其特征在于：所述系统还包括第一梭阀和第二梭阀，所述负载敏感泵的出油口还与所述ls型充液阀的p口连接；所述ls型充液阀的ls口与第一梭阀连接，所述第一梭阀同时与优先阀的ls口、转向器的ls口和第二梭阀连接，所述第二梭阀与所述负载敏感泵的ls口连接；所述压力检测单元设于所述ls型充液阀的sw口且用于检测制动蓄能器压力。2.根据权利要求1所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述负载敏感泵的出油口依次通过过载保护阀、减压阀与所述ls型充液阀的p口连接；所述减压阀的t口与所述液压油箱连接。3.根据权利要求2所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述过载保护阀为电控阀或液控阀，当所述过载保护阀为电控阀时，所述过载保护阀为电磁开关阀、电磁比例阀或伺服阀。4.根据权利要求2所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述减压阀为直动式减压阀或先导式减压阀。5.根据权利要求1所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述ls型充液阀为单回路充液阀或双回路充液阀，当所述ls型充液阀为单回路充液阀时，制动阀为单制动阀；当所述ls型充液阀为双回路充液阀时，制动阀为双制动阀。6.根据权利要求1所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述转向器、ls型充液阀和制动阀均具有t口，所述转向器、ls型充液阀和制动阀的t口均与所述液压油箱连接。7.根据权利要求1所述的基于单泵供油的液压控制系统，其特征在于：所述系统还包括控制器、以及与所述控制器连接的报警模块，当制动蓄能器压力低于ls型充液阀设定的压力下限值且未对制动蓄能器充液时，控制报警模块发出警报或在发出警报的同时限制动作。8.一种如权利要求1~7中任一项所述基于单泵供油的液压控制系统的控制方法，包括：系统启动待机，当制动蓄能器压力低于ls型充液阀设定的压力下限值时，ls型充液阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵的排量变化并通过ls型充液阀直接向制动蓄能器充油；当制动蓄能器压力到达ls型充液阀设定的压力上限值时，ls型充液阀换向，使负载敏感泵的ls口与液压油箱相通，负载敏感泵恢复低压待机状态；当制动阀工作使制动蓄能器压力下降，并下降至低于ls型充液阀设定的压力下限值时，ls型充液阀换向，ls型充液阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵的排量变化并通过ls型充液阀直接向制动蓄能器充油；当转向器动作、或上车多路阀动作、或转向器与上车多路阀同时动作时，转向器和/或上车多路阀的负载反馈压力通过第一梭阀、第二梭阀反馈至负载敏感泵的ls口，负载敏感泵通过优先阀向转向器和/或上车多路阀供油，且转向流量优先。
9.根据权利要求8所述基于单泵供油的液压控制系统的控制方法，其特征在于：当转向器和/或上车多路阀动作，使负载敏感泵的出油压力高于ls型充液阀设定的压力上限值时，负载敏感泵的出油压力经减压阀减压后实时对制动蓄能器进行充液，其中，减压阀的设定压力值高于ls型充液阀设定的压力上限值。10.一种高位叉装车，其特征在于，包括如权利要求1~7中任一项所述基于单泵供油的液压控制系统。

技术总结
本发明公开了一种高位叉装车及基于单泵供油的液压控制系统与方法，该系统包括负载敏感泵、液压油箱、优先阀、LS型充液阀、转向器、制动阀、制动蓄能器、第一梭阀和第二梭阀；负载敏感泵的出油口同时与优先阀的P口、LS型充液阀的P口连接，优先阀的CF口与转向器的P口连接，优先阀的EF口与上车多路阀连接，LS型充液阀的A口同时与制动阀和制动蓄能器连接；LS型充液阀的LS口与第一梭阀连接，第一梭阀同时与优先阀的LS口、转向器的LS口和第二梭阀连接，第二梭阀与负载敏感泵的LS口连接。本发明避免了待机状态下转向系统反馈油液在中位持续泄油时憋压导致的发动机熄火或建不起压力的问题。憋压导致的发动机熄火或建不起压力的问题。憋压导致的发动机熄火或建不起压力的问题。


技术研发人员：刘国良 魏星 陈学良 刘海涛 周智辉
受保护的技术使用者：湖南星邦智能装备股份有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/9/20