新型16吨叉车工作装置电液控制

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大吨位(通常指起重量大于 l0吨以上)平衡重式叉车工作装置的压力高、流量大，因此合理设计液压系统，对于确保车辆使用安全、可靠，装卸作业快捷、高效，降低产品成本、减少液压系统故障，有着决定性意义。本文介绍-种新型大吨位叉车工作装置电液控制系统，能较好地达到上述要求，并具有能完成多项 目控制、性能优良、工作可靠、易于检修和成本低等优点。

2 常规液压系统大吨位叉车由于起重量大，起升油缸直径大，为满足高效的工作性能，满载最大起升速度-般要求达到0.4rTl/s以上，先进产品可达 0.6rn/s，所以系统中液压油流量大，-般在3Umin以上，在这样大流量情况下，目前常规系统大多为双泵或多泵供油。液压系统的型式决定油泵类型，常见有两大类型，分别是定量齿轮泵和变量柱塞泵。

早期的大吨位叉车液压系统大多采用齿轮泵、直动多路阀等元件组成液压系统。-般空载、满载最大起升速度以相同方式，操纵手柄幅度控制滑阀开度，实现节流调速，操控方式落后。起升速度需兼顾重载与空载、安全与效率的不同要求，起升速度过快，工作效率高但重载起升不安全，特别是当门架处于· l 6 ·前倾位置、货物在高位的危险情况时；起升速度慢则空载时间长，工作效率低。有些技术部门为解决该问题，采用液控滑阀与逻辑阀组合方法，改进为双速起升功能，即空载时为快速模式，重载时为慢速模式，安全与效率兼顾，效果不错。但其液压阀结构较复杂、阀组数量多，制造困难成本高，且节流凋速系统压力损失大、温升快，加之其系统中阀组、接头及管路繁多，容易发生漏油而使产品可靠性明显降低，带来的弊端不容忽视。

变量泵-般大多采用液控(HC)斜盘通轴泵，与负载敏感多路阀、优先阀等元件组成流量随负载变化的负荷传感型液压系统，其工作原理是根据负载信号自动调节变量泵的斜盘角度改变排量，使输出流量与执行油缸需要相适应，在执行机构不工作时，泵处于零排量”工况，所 以无节流损失，液压油不易过热 、油箱容量也较小，柱塞泵还有耐压高、容积效率高等优点。但柱塞泵、负载敏感多路阀均对液压油洁净度要求高，-旦油液污染后磨损加快，造成故障多、产品寿命缩短。油泵、多路阀的价格是齿轮泵和普通多路阀的48倍，整机成本上升。

3.新电液控制系统本文介绍-种新型的 l6吨叉车工作装置电液控制系统，其主要由定量泵、多路阀、先导阀、电比例手柄、压力传感器、位置传感叉车技术 圆 Ⅱ器、CAN总线控制器(ECU)等组成，其液压原 理如图 1。

图 1 16吨叉车工作装置液压系统原理图系统中三组油泵为高强度铸铁壳体齿轮 起重量 9o%时，l(3电磁阀会接通，三组油泵泵，最大工作压力 3lMPa，排量分别为 40ml、 由阀块 B2、A1油口-起双油路向起升油缸63rnl、40ml；多路阀为片式组合多路阀，三组油 供油，油缸快速起升，货叉最大起升速度可达泵分别从图中左端P1油口、右端 P2、P13油口 0.6ITl/s。起升油缸单双速还受门架倾角、起供油，中部为大通径合流回油口，油液阻力 升高度等参数控制，详见后文叙述。

孝发热低，阀体左、右两部分最大流量为 起升油缸下降时，由于合流阀B2油路中l8ol，miIl、250l，m ，先导阀是 由 K1-K6电比 设有单向阀，只有当 l<2电磁阀及两起升油缸例插装阀、减压阀、蓄能器等元件组成集成油 阀块中的电磁支撑阀共通接通，在重力作用源块，由单轴多向电气控制手柄及若干按键 下，油液从Al油路经多路阀流回油箱。双级开关共同控制，既能实现比例控制，也能实现 阀控制加上回油路中设有2MPa背压蓄能器，开关控制。 确保货叉持久载荷时能保持位置，不会因阀升降作业时，当控制手柄搬动到起升位 芯泄漏造成油缸自动下滑，并能使货叉下降置后，CAN总线控制器根据右起升缸阀块上 时具有缓冲功能，终了不会撞击地面。Kl、压力传感器检测的数据，按照程序会做出相 为比例电磁阀，由行程与电流成正比例的控应的逻辑判断：当油压高于额定起重量时，指 制手柄控制，操作者能很好掌控升降速度。

令 Kl、I(3电磁阀不能接通致起升无动作，此 两组起油缸阀块中均有溢流阀，与多路阀中时显示屏显示故障信息；当压力低于额定起 的溢流阀组成多级保险，确保不能超载作业。

重量但高于额定起重量的9o%时，电磁阀Kl 起升管路中还设有常闭式手动阀，用于-旦接通，这时由阀块上Al口的Pl、P2向起升油 系统故障时应急落下载荷，也能用于蓄能器缸供油，P3油泵卸荷，油缸中速起升，货叉最 卸载。

大起升速度最高为0.42s；当油压低于额定 图1中多路阀的左侧阀片向倾斜缸供· 17 ·叉车技术 园 口油，其动作由K5、K6电磁阀控制。由于大吨位叉车多路阀无内置前倾 自锁阀，所 以在管路上安装有双向液控平衡阀，-则确保货叉长时间载荷，二则当发动机停机后操作者误动作手柄 ，也不会发生门架在重力作用下 自动前倾的危险情况。K4电磁阀控制多路阀向调距油缸供油，与 K7电磁阀-起控制两货叉距离增大与缩小，以适应不同长度货物装卸。以前的 l6吨以下叉车的货叉间距调整，大多靠人力直接搬动或摇动丝杆移动，大吨位叉车货叉较重，人力调整货叉间距比较困难费力。图 1方案中只增加-组阀片，既能达到起升油缸双油路供油和双速控制，又能实现货叉间距的液动调整，操作简便快捷、省时省力。

液压系统控制方式不同于目前大多厂家采用液压先导控制，而采用电液比例控制技术，不仅省略了诸多液压元件、控制管路，避免可能的油液渗漏，其最大优点是充分发挥CAN总线控制器优势，实现液压系统的闭环控制，能方便的实现智能控制，且成本大大低于变量泵系统。

新型 l6吨叉车在门架上设置了压力传感仪、门架倾角传感仪和货叉位置传感仪。

当起升货物超过额定起重量，即起升压力高于额定压力时，电磁阀 K1、I(3均断开，无法起升；当起升压力高于额定压力的90%，且门架的前倾角度大于 3o或货叉高度大于 2.5m的危险工况时，控制器自动切换至单速起升工况以确保安全，除此外均为双速工况，保证较高的工作效率。电气系统中电磁阀与液压回路中安全阀多重保护，确保作业安全，图2表示该控制子程序方框图。

4 结束语电比例控制通过CAN总线控制器的程序实现，由逻辑拈、高速计数拈以及以太网通讯拈等构成的控制器，功能强大、响应时间快，能快速实现数据采集和监控扫描，使控· 1 R ·制指令迅捷、精准 ，通过显示屏显示实时参数如货物童量、门架倾角，并能实现各 故障信息图文显示与储存。

图2 起升电气控制子程序方框图CAN总线控制器有强大拓展功能，通过相互兼容的通讯协议，能与应用 日益增多的发动机电子调速系统、变速箱电液控制系统- 起实现程序控制，从而实现从发动机、变速箱转速控制，亦即油泵转速控制，能实现系统流量、压力的全面控制。电液-体化控制技术，是 目前国内外工程机械普遍应用的先进技术，也是叉车技术发展的方向，有广阔的应用前景。