基于电动叉车的电液比例控制技术实践分析

何泽+隋明利

摘要：随着时代的发展和科学技术的进步，在很多工作场所都开始广泛应用叉车，比如铁路、港口、机场和仓库等。通过实践研究表明，采用叉车来装卸货物以及短途搬运等，工人的劳动强度可以得到有效的减轻，物流机械化作业得到了实现，但是传统的叉车工作装置控制系统存在着很大的局限性。文章分析了基于电动叉车的电液比例控制技术实践。

关键词：电动叉车；电液比例；控制技术

中图分类号：TH242 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0036-02

本文结合以往工程车辆工作装置的控制系统，改进和创新了我国现有叉车工作装置控制系统，设计出来了一套电液比例控制系统，这样既可以提高工作效率，又可以提高作业的智能化水平。

1 叉车概述

叉车作为一种重要的运输工具，可以有效地对物料进行运输和搬运，通过应用叉车，人们的劳动强度得到了很大程度的降低。叉车的车身是由车辆底盘来承担的，并且将发动机发出的动力给传递出去，这样叉车可以正常行驶。通过液压系统叉车可以完成工作，液压系统包括很多个组成部分，比如油箱、限速阀、液压缸等，它的能量是通过工作油液来传递的，对叉车门架的升降以及前后倾斜进行控制。

2 电液比例控制技术分析

在电液比例控制技术中，液压输出信号是通过模拟式或数字式输入电信号来控制和调节的，这样随着信号的变化，就可以改变输出液压油的流量或压力，这种变化是有着一定比例的，从而快速准确以及稳定地控制运动。电液比例控制技术具有一系列的优势，具体包括这些方面：一是操作不复杂，有着较高的自动化程度，编程控制比较容易实现。二是有着特别简单的控制原理和较高的控制精度，不需要使用较多的元件，有着较强的抗污染能力。三是工作平稳，不需要太高的制造成本和维修成本。

电液比例控制系统并没有特别复杂的组成部分，主要包括指令元件、液压放大、电液比例阀、液压执行机构以及比较放大器等组成部分。其中，元液比例阀是电液比例控制系统的关键控制元件，它结合了一般的液压阀，将阀的调节机构用比例电磁铁来代替，这个比例电磁铁由比例放大器来控制，从而有效地控制液压阀，保证能够连续成比例地控制液压阀输出压力或者流量，最终调节液压系统的工作压力、流量或者方向等等。因为电液比例阀在控制精度以及稳定性方面都比较的优良，那么一般的控制阀就需要发展为电液比例阀。比较放大器的作用就是综合、比较以及处理放大输入的电压指令信号，然后将其转换为电流控制信号，在电液比例阀比例电磁铁上输入，这样就会有相应的电磁力在比例电磁铁上产生，继而移动阀芯。电流和输出的电磁力呈正比的关系，并且会直接作用于阀芯产生的位移，这样就会有相应的液压油流量或者压力产生于液压阀上。通过改变输入的电信号，来对执行件的运动方向和速度等进行控制，这样就可以达到相应要求。

3 叉车新控制系统的组成以及工作原理

针对原来叉车控制系统的不足，本文将电液比例技术应用了进来，形成了全新的叉车控制系统。通常情况下，可以将该控制系统分为两个组成部分，分别是电子控制系统部分和液压控制系统部分。

在本组研究中，叉车工作控制系统的驾驶员要想完成作业控制要求，需要的控制手柄只有一个即可，将操作手柄向四个方向进行搬动，就可以完成前仰后合提升以及下降等所需动作，在对手柄进行搬动时，手柄下方的位置传感器会在检测到的同时，将相应的控制信号生成，在计算机控制模块中输入，同时，门架位置所检测到的实际位置信号也会被计算机控制模块所接收到，分析、处理并且放大这些信号，然后对各个PWM液压阀的电磁i型安全进行直接驱动，对电压比例阀进行有效控制，从而让叉车顺利完成各种任务。

其中，在这个液压系统中，电压比例阀是核心和关键，它对主油路换向阀阀芯的位移起到控制作用，并且对工作液压流量进行控制，进而对各项工作内容进行控制。在电气控制系统中，核心则是计算机控制模块，它的主要功能有：对操作手柄输入的PWM控制信号以及门架位置传感器的反馈信号进行接收，然后对这些信号进行综合变换和处理，对电液比例阀的工作进行控制，从而达到主油路上液压系统工作得到控制的目的。

液压系统的工作原理：我们用液控换向阀替代了原来的2个手动换向阀，液控换向阀是由先导阀组控制的，一共由4个PWM比例减压阀组成。叉车的门架作业动作则由1个控制手柄来完成，以前则是采用2个操作手柄来完成，并且将信号发生器加装在了手柄下方，与手柄偏转角度呈正比关系，然后又改装设计了主油路多路换向阀所共同组成的液压系统。叉车在作业过程中，有很多的部分都会共同运动。用一对液压缸来实现门架的前后倾和升降，它们在换向控制两个液控换向阀的时候，共用的是一套先导电液比例阀组。但是也存在着不同，在货物下降过程中，液压缸高位端接油箱供油，借助于自身重力作用货物就会下降，为了保证货物能够以稳定的速度下降，还将限速阀设置于油路上。

电气控制系统的工作原理：在整个电液比例控制系统中，前面所讲的液压系统其实发挥的是骨骼、肌肉的作用，要想顺利完成相关任务，当然离不开神经系统，也就是我们要讲到的电信号控制系统。我们都知道，门架的运动是叉车工作装置的主要动作，也就是门架向4个方向来运动，那么电气系统就是结合这些作业功能的具体要求，采集、处理以及运算这些控制电信号，然后在先导控制元件上加载。通过一套控制电路来实现电气控制系统的正常工作，而在这套控制电路中，核心元件就是计算机控制模块，控制电路的中心工作就是正确控制先导比例阀。将计算机控制模块作为叉车工作装置电控系统的硬件，软件的控制是由成熟的PID控制算法实现的。产生过手柄控制指令之后，还要叠加比较这些信号，并且经过必要的放大处理，才可以在比例阀控制线圈上加载。

4 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，叉车目前已经得到了广泛的运用，将其应用到生产工作当中，可以有效提高工作效率，降低工人的劳动强度。但是，通过实践发现，电动叉车传统的控制系统在运行当中存在着诸多问题。针对这种情况，本文在传统控制系统的基础上进行了改进，将电液比例控制技术应用了进来，希望有所帮助。

参考文献

[1] 朱建新，刘复平，朱俊霖.电动叉车势能回收液压系

统工作效率分析与实验[J].机械设计与研究，2011，

2（6）：123-125.

[2] 陈晓宇.电动叉车势能回收液压系统优化工作效率分

析与实验[J].中国机械，2013，2（7）：32-34.

[3] 郝前华，何清华，陈正.配置蓄能器的电动叉车液

压起升系统能耗试验研究[J].山东大学学报，2011，

2（6）：43-45.