CN101573498A - 用于提高挖掘机的压平作业能力的液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挖掘机的液压系统，其结构上得到改善从而能够在水平地面或倾斜地面上容易地进行压平作业。动臂控制阀在其一侧具有第四位置，由此，通过截断从泵供应液压工作流体所经过的通道，并允许动臂缸系统的液压工作流体入口和出口彼此连通，使动臂缸能够自由进行升降。

Description

用于提高挖掘机的压平作业能力的液压系统
技术领域
本发明涉及挖掘机液压系统，挖掘机的能力得到提高从而能够在水平地面或倾斜地面上轻松地进行压平作业，更具体的说，本发明涉及一种能够使不擅长挖掘机的操作者在水平地面或倾斜地面上进行压平作业的挖掘机液压系统。
背景技术
在使用挖掘机的作业中，水平地面或倾斜地面的压平作业完全取决于挖掘机操作者的经验和技术，并且公认为很难由不擅长操作设备的初学者来完成。
水平地面或倾斜地面的压平作业(有时称为熨平(ironing))是作为夷平地面之后的压实作业(compacting work)的一部分来执行的。在压平作业中，在挖掘机铲斗的平坦部与地面接触的状态下拖拉铲斗，由此在按压的同时压平地面，就像用熨斗熨衣服一样。
压平作业通过动臂(boom)、斗杆(arm)及铲斗的联合操作来实现，即，在铲斗的平坦部与地面接触的状态下按压地面并同时拖拉斗杆，这是在水平地面或倾斜地面上形成平压面的关键作业。
此时，按压地面的力必须在一定程度上是均匀的。其间，如果对地面按压了过度或非均匀的力，则按压作业将会导致地面平坦度的均匀性出现问题。
按压地面的力由通过动臂、斗杆及铲斗的联合操作而施加给铲斗的机械压力来决定。然而，很难将该机械压力适当地施加给地面。这只能够通过对挖掘机的操纵杆进行熟练操作来实现。此外，除了施加均匀的力之外，还必须使铲斗的平坦部与地面持续接触。
总而言之，要通过手柄来操控挖掘机的动臂、斗杆及铲斗。如图5所例示，挖掘机的典型手柄配有：使挖掘机的机身摆动的摆臂(swinglever)和实现斗杆的倾倒/推挤操作的斗杆臂(arm lever)，它们安装在驾驶员可及范围内的一侧；以及实现铲斗的升高/下降操作的臂和实现铲斗倾倒/推挤操作的臂，它们安装在驾驶员可及范围内的另一侧。在这种挖掘机中，作业的结果取决于对手柄进行操作的适当程度。
但是对于常规的挖掘机而言，很难适当地操控手柄来执行压平作业。应该通过对手柄进行控制来操纵动臂、斗杆及铲斗，而使动臂的升高/下降操作、斗杆的倾倒/推挤操作以及铲斗的倾倒/推挤操作适当地平衡。这样，不熟练的操作者很难在考虑所有这三个部件的操作的同时来控制手柄。
发明内容
因此，本发明致力于解决现有技术中出现的问题，本发明的一个目的是提供一种挖掘机液压系统，使缺乏操作设备的技巧或技术的不熟练操作者也能够简单地进行在水平地面或倾斜地面上的压平作业。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有动臂、斗杆和铲斗的挖掘机的液压系统，其结构得到了改善，从而能够在水平地面或倾斜地面上轻松地进行压平作业。
本发明的一个实施方式提供了一种挖掘机液压系统，该挖掘机液压系统包括：泵；动臂缸，其利用从所述泵提供的液压工作流体(hydraulicoperating fluid)来驱动动臂，使其进行升降；以及动臂控制阀22，其控制从所述泵供应给所述动臂缸的液压工作流体的流动，并且控制所述动臂缸的运转，其中，所述动臂控制阀22能够切换至以下位置中的一个位置：使所述动臂保持中立(neutrality)的第一位置、使所述动臂升高的第二位置、使所述动臂降低的第三位置，以及允许所述动臂通过自重或外力而自由升高或下降的第四位置，在所述第四位置，所述动臂控制阀22截断从所述泵向所述动臂缸供应的所述液压工作流体，并允许所述动臂缸的头侧腔和杆侧腔彼此连通。
根据本发明的一个实施例，所述液压系统还包括止动器11，该止动器11限制所述动臂控制阀22被切换至第四位置，从而只允许将所述动臂控制阀22切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。
根据本发明的一个实施例，所述动臂控制阀22的第四位置位于所述动臂控制阀的一个最外侧端口，并且所述止动器11与所述动臂控制阀22的另一最外侧端口相连，向该另一最外侧端口提供预定的液压，从而限制所述动臂控制阀被切换至第四位置。
根据本发明的另一个实施例，该液压系统还包括：齿轮泵9；连接所述止动器11和所述齿轮泵9的先导线路(pilot line)Pi2；以及第一方向控制阀8，其安装在所述先导线路Pi2上，并在第一位置与第二位置之间进行切换，在第一位置处，所述先导线路Pi2与所述齿轮泵9连通，在第二位置处，所述先导线路Pi2与箱(tank)连通。
此外，本发明的液压系统还包括用于对第一方向控制阀8进行切换的方向控制开关20。根据本发明的一个实施例，所述方向控制开关20选择性地切换至以下位置中的一个位置：第一位置(挖掘作业位置或模式1)，在该位置处，第一方向控制阀8被切换至第一位置，所述止动器11通过所述先导线路Pi2与所述齿轮泵9连通，并且所述止动器11的功能被激活以限制所述动臂控制阀22被切换至第四位置；以及第二位置(压平作业位置或模式2)，在该位置处，第一方向控制阀8被切换至第二位置，所述先导线路Pi2与箱T连通，并且所述止动器11的功能被无效，从而允许所述动臂控制阀22被切换至第四位置。
方向控制开关的第一位置对应于图3和图4中由“模式1”表示的位置，即用于进行挖掘作业的位置。此外，方向控制开关的第二位置对应于图3和图4中由“模式2”表示的位置，即用于进行压平作业的位置。
另外，根据本发明的另一个实施例，为了在方向控制开关20被切换从而选择了压平作业位置的情况下也能够执行普通的挖掘作业，只有当所述动臂控制阀22的动臂升高侧端口Pi的压力大于或等于预定基准压力时，才将所述动臂控制阀22切换至第四位置，而当所述动臂升高侧端口的压力小于所述基准压力时，所述动臂控制阀22只能切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。由此，能够控制挖掘作业所需的动臂升高/下降操作。在此情况下，所述基准压力被设定成这样的压力，即：当操作者沿所述动臂升高的方向操纵手柄使其超过了预定位移或角度时，在所述动臂升高侧端口出现的压力。
本发明的另一个方面提供了一种挖掘机液压系统，其结构上得到了改善，能够容易地进行压平作业，能够应用于具有两个泵的双泵液压系统。
具体而言，提供了一种用于提高挖掘机的压平作业能力的液压系统，该液压系统包括：第一和第二泵P1和P2；动臂缸，其利用从所述第一和第二泵提供的液压工作流体来驱动动臂，使其进行升降；以及第一和第二动臂控制阀2和3，它们控制从第一和第二泵供应给所述动臂缸的液压工作流体的流动，并且控制所述动臂缸的运转，其中第一和第二动臂控制阀2和3包括通过液压方式与动臂升高先导线路Pi连接的动臂升高侧端口，当所述动臂升高时，流过所述第一和第二动臂控制阀2和3的液压工作流体汇合，并供应给所述动臂缸，并且第一动臂控制阀2能够被切换至以下位置中的一个位置：使所述动臂保持中立的第一位置；使所述动臂升高的第二位置；使所述动臂降低的第三位置；以及第四位置，在该第四位置处，通过截断从所述泵向所述动臂缸供应的液压工作流体，并允许所述动臂缸的头侧腔和杆侧腔彼此连通，使得所述动臂能够通过自重或外力而自由升高或下降。
根据本发明的一个实施例，该液压系统还包括止动器11，该止动器11限制第一动臂控制阀2被切换至第四位置，从而只允许将第一动臂控制阀2切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。
根据本发明的另一实施例，该液压系统还包括用于控制所述止动器的第一方向控制阀8。
此外，本发明的液压系统还包括用于中断所述动臂升高先导线路Pi与第二动臂控制阀3的连接的中断装置。所述中断装置的一个例子包括能够在第一位置与第二位置之间进行切换的第二方向控制阀10，在第一位置处，所述动臂升高先导线路Pi与第二动臂控制阀3相连，在第二位置处，所述动臂升高先导线路Pi与第二动臂控制阀3断开。
此外，根据本发明的一个实施例的液压系统还包括用于对第一方向控制阀8和第二方向控制阀10进行切换的方向控制开关20。
另外，该双泵液压系统还可以被设计成，为了在即使对方向控制开关20进行切换而选择了压平作业位置的情况下也能够允许执行普通的挖掘作业，当所述方向控制开关20被切换至第一位置时，只有当第一动臂控制阀2的动臂升高侧端口Pi的压力大于等于预定基准压力时，才能将第一动臂控制阀2切换至第四位置，而当所述动臂升高侧端口的压力小于所述基准压力时，第一动臂控制阀2只能切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。
利用具有根据本发明的液压系统的挖掘机，即使缺乏操作设备的技巧或技术的非熟练操作者也能够轻松自然地进行在水平地面或倾斜地面上的压平作业。
附图说明
图1是例示了公知挖掘机中的动臂控制阀22及其外围附件的构成的示意图；
图2是例示了根据本发明实施方式的挖掘机中的动臂控制阀22及其外围附件的构成的示意图；
图3是例示了根据本发明实施例的、提高了压平作业能力的具有两个泵的双泵液压系统的液压电路图；
图4示意性例示了图3的液压电路图中的第一动臂控制阀1及其外围附件；
图5是例示了作为挖掘机中的操作设备的手柄的液压电路图；
图6是示出先导阀的液压特性的曲线图；
图7例示了挖掘机在水平地面上执行压平作业的状态；而
图8例示了挖掘机在倾斜地面上执行压平作业的状态。
图中主要部分的标号说明
2：第一动臂控制阀
3：第二动臂控制阀
4：第一斗杆控制阀
5：第二斗杆控制阀
6：铲斗控制阀
8：第一方向控制阀
9：齿轮泵
10：第二方向控制阀
11：止动器
20：方向控制开关
21：控制阀部
22：动臂控制阀
23：动臂缸
24：动臂
具体实施方式
现在参照附图中例示的本发明的实施例来更详细地说明本发明的示范实施方式。
在整个附图和说明书中，针对相同或相似的部件尽可能使用相同的标号。
首先，图1是例示了具有动臂、斗杆和铲斗的普通挖掘机中的动臂控制阀22及其外围附件的构成的示意图。从图1可以看出，这种动臂控制阀可以切换到以下三个位置中的一个位置：从左侧观察，使动臂24升高的位置、使动臂24保持中立的位置、使动臂24降低的位置。
图2是例示了根据本发明实施方式的挖掘机中的动臂控制阀22及其外围附件的构成的示意图。从图2可以看出，动臂控制阀22具有：使动臂24保持中立的第一位置、使动臂24升高的第二位置、使动臂24降低的第三位置，以及允许动臂24通过自重或外力而升降的第四位置。动臂控制阀22可以切换到这四个位置中的一个位置。
根据本发明，动臂控制阀22可以由动臂升高先导信号Pi和动臂下降先导信号来操控，动臂升高先导信号Pi和动臂下降先导信号是通过挖掘机操作者对手柄的操纵而产生的(参见图5)。
当动臂控制阀22被切换到第四位置时，截断从泵向动臂缸供应液压工作流体所通过的通道。此时，由于头侧液压工作流体腔与杆侧液压工作流体腔彼此连通而形成闭环，所以动臂缸不仅可以通过自重而自由下降，而且还可以通过外力而自由升高(地理学的问题)。在该状态下，压平作业可以通过由动臂的自重引起的力来实现。在此情况下，因为通过动臂的自重而施加给地面的力可以认为是相对恒定的，所以在压平作业中无需另行控制用于使动臂降低的力。因此，操作者不需要执行动臂升高或动臂降低的操作。
结果，仅仅通过在动臂控制阀被固定在预定位置(即，第四位置)的状态下操控动臂和斗杆，就可以进行压平作业。
更具体地讲，如图7和8所例示，在将动臂控制阀固定到第四位置之后，使斗杆最大程度地伸长，由此使铲斗位于最远离挖掘机机身的位置。此时，铲斗的平坦外表面被控制成与地面平行。然后，为了拖动斗杆，朝向推挤侧控制斗杆控制手柄，从而在拖动斗杆的同时自然地实施压平作业。此时，必须将铲斗控制成使其平坦外表面与地面平行。在此情况下，由于在进行简单的拖动斗杆的操作(斗杆推挤操作)时只需精密地控制铲斗的平坦外表面，因此可以轻松地执行压平作业。
其间，如果不顾正在执行压平作业而将动臂控制阀22切换至第四位置，则动臂立刻执行另一作业过程中的自由运动，从而下降。这种动臂的突然下降会导致事故发生。为了防止这种事故，需要在挖掘机执行作业(例如挖掘作业，而并非压平作业)的过程中防止动臂控制阀22被切换到第四位置。
为此，根据本发明的一个实施例，该液压系统包括止动器11，该止动器11控制动臂控制阀22以防止其被随意切换到第四位置。
从图2可清楚地看出，动臂控制阀22在其一侧还配有止动器11，该止动器11限制动臂控制阀22被切换至第四位置，从而只允许动臂控制阀22被切换至第一、第二和第三位置中的一个位置。
根据本发明的具有图2所示构成的实施例，动臂控制阀22具有与其动臂升高侧端口，即，其最外侧端口相邻的第四位置，并且止动器11连接至另一最外侧端口，即，动臂降低侧的端口。对止动器实施预定的液压可限制动臂控制阀被切换至第四位置。
此外，参照图2，本发明的液压系统还可以包括用于控制止动器的第一方向控制阀8。为了利用第一方向控制阀8来控制止动器，液压系统还包括齿轮泵9以及连接止动器11和齿轮泵9的先导线路Pi2。可以将第一方向控制阀安装在先导线路Pi2上。
此外，本发明的液压系统还包括方向控制开关20。该方向控制开关决定了作业模式。在进行压平作业的情况下，动臂控制阀22可以被设置为切换至第四位置。在其他情况下，动臂控制阀22可以被设置为不切换至第四位置。
具体而言，根据本发明的一个实施例，可以通过操作者的操纵将方向控制开关20选择性地切换至第一位置(模式1)和第二位置(模式2)中的一个位置。在本实施方式中，该方向控制开关设置在驾驶室(未图示)内的预定位置处，为按钮形状，并且该方向控制开关与如下所述的螺线管式的第一方向控制阀10以及将在后面描述的下一实施方式中的第二方向控制阀10电连接。这里，方向控制开关20的第一位置是指这样的位置：在该位置处，第一方向控制阀8被切换至第一位置，从而允许止动器11通过先导线路Pi2与齿轮泵9连通。根据这种构成，止动器11处于作业状态，从而可以防止动臂控制阀22被切换至第四位置。方向控制开关20的第二位置是指这样的位置：在该位置处，第一方向控制阀8被切换至第二位置，从而允许先导线路Pi2与箱Y连通。这样，止动器11的功能得到释放，从而动臂控制阀22可以被切换至第四位置。
这里，方向控制开关20的第一位置对应于图3和图4中模式1所表示的位置，该位置用于进行挖掘作业。此外，方向控制开关20的第二位置对应于图3和图4中模式2所表示的位置，该位置用于进行压平作业。
其间，即使操纵了方向控制开关20从而选择了压平作业，也能够适用于执行普通的挖掘作业。
如图6所示，只有当动臂控制阀22的动臂升高侧液压线路pi的压力大于等于预设的基准压力(例如26k)时，动臂控制阀22才可以被设置为切换至第四位置。因此，在对手柄进行控制从而使动臂升高侧液压线路的压力小于基准压力的情况下，第一动臂控制阀被设置为只能切换至第一、第二和第三位置中的一个位置，从而能够执行普通的挖掘作业。根据图6的构成，可以将操作者沿动臂升高的方向拉动手柄的操控杆使其位移10mm时所出现的压力设定成为液压线路的预设基准压力。在操作者沿动臂升高的方向拉动手柄的操控杆而使其位移10mm或更小的情况下，第一动臂控制阀只能被切换至第一、第二和第三位置中的一个位置。相反，在操作者沿动臂升高的方向拉动手柄的操控杆使其位移10mm或更大的情况下，第一动臂控制阀可被设置为切换至第一到第四位置中的一个位置。
另外，图3是例示了根据本发明一个实施例的、具有两个泵的双泵液压系统的液压电路图。图4示意性例示了图3的液压电路图中的第一动臂控制阀1及其外围附件。此外，图5是例示了作为挖掘机中的一个操作设备的手柄的液压电路图。
图3所例示的液压系统包括第一和第二泵P1和P2、控制阀部21、斗杆推挤先导线路Pac、动臂升高先导线路Pi、第一方向控制阀8以及第二方向控制阀10。
首先，控制阀部21包括第一和第二动臂控制阀2和3、第一和第二斗杆控制阀4和5以及其他阀，例如直线行进控制阀、左/右转向控制阀、选择控制阀以及摆动控制阀。这里，省略了与直线行进控制阀、左/右转向控制阀、选择控制阀以及摆动控制阀的功能相关联的具体描述，因此将省略它们的标号。
在图3中，第一动臂控制阀2和第二斗杆控制阀5通过中央并行线路Ps而与第一泵P1连通。第二动臂控制阀3和第一斗杆控制阀4通过另一中央并行线路而与第二泵P2连通。流过第二动臂控制阀3的液压工作流体经由预定路径A8’与流过第一动臂控制阀2的液压工作流体汇合，然后被供应至动臂缸。
此外，第一和第二动臂控制阀2和3的动臂升高侧端口通过动臂升高先导线路Pi而彼此液压连接。此外，可以发现，第一和第二动臂控制阀2和3的动臂升高侧端口彼此液压连接，从而当提升动臂时，流过第一和第二动臂控制阀2和3的液压工作流体能够汇合。
在图3所示的双泵液压系统中，第一动臂控制阀2具有使动臂保持中立的第一位置、使动臂升高的第二位置、使动臂降低的第三位置以及允许动臂通过自重或外力而升降的第四位置。第一动臂控制阀2可以切换到这四个位置中的一个位置。
这里，当第一动臂控制阀2被切换至第四位置时，挖掘机处于压平作业模式。作为参考，中立位置是动臂缸的入口和出口被关闭的位置。
从图3可以清楚地看出，该液压系统包括止动器11，该止动器11限制第一动臂控制阀2被切换至第四位置，从而只允许第一动臂控制阀2被切换至第一、第二和第三位置中的一个位置。更具体地讲，第一动臂控制阀2具有与该第一动臂控制阀2的一个最外侧端口相邻的第四位置，并且止动器11连接至另一最外侧端口。对第一动臂控制阀的另一端口施加预定的液压可限制第一动臂控制阀被切换至第四位置。在图3中，止动器11被安装在第一动臂控制阀2的动臂下降侧端口处。
连同止动器11的控制，图3和4中所例示的液压系统还可以包括齿轮泵9、与止动器11和齿轮泵9连接的先导线路Pi2，以及安装在先导线路Pi2上的第一方向控制阀8，该第一方向控制阀8在第一位置与第二位置之间切换，在第一位置处，先导线路Pi2与齿轮泵9连通，而在第二位置处，先导线路Pi2与箱连通。
当第一方向控制阀8被切换至第一位置，即连通位置时，止动器起到了防止第一动臂控制阀被切换至第四位置的作用。
另外，在动器11的功能由于第一方向控制阀8的切换而得到释放的情况下，第一动臂控制阀2能够被切换至第四位置。
另外，在双泵液压系统的情况下，与压平作业(其中第一动臂控制阀2被切换至第四位置)无关，可通过第二动臂控制阀3使液压工作流体供应至动臂缸。具体而言，当沿着第二动臂控制阀3抬高动臂的方向将液压工作流体供应至动臂缸时，未适当地进行基于自重的压平作业，且动臂会进行危险的不规律的运动。为了防止这种危险，需要固定第二动臂控制阀3，使其在正进行压平作业时无法被切换。为此，可以中断发送给第二动臂控制阀3的控制信号。根据本发明的一个实施例，该液压系统可以采用这样的方法，即：在压平作业中，截断通向第二动臂控制阀3的动臂升高先导线路Pi。
为此，该双泵液压系统还可以包括用于中断动臂升高先导线路Pi与第二动臂控制阀3的连接的装置。这种中断装置的一个例子包括第二方向控制阀10。第二方向控制阀10可以被设置为在第一位置与第二位置之间进行切换，在第一位置处，动臂升高先导线路Pi与第二动臂控制阀3相连，而在第二位置处，动臂升高先导线路Pi断开与第二动臂控制阀3的连接。
根据本发明的一个实施例，该液压系统还可以包括方向控制开关20，该方向控制开关20对第一方向控制阀8和第二方向控制阀10进行切换。更具体的讲，方向控制阀20可以被设置为选择性地切换至以下位置中的一个位置：第一位置，在该第一位置处，它将第一方向控制阀8切换至第一位置，使止动器11通过先导线路Pi2而与齿轮泵9连通，从而使止动器11的功能激活而限制第一动臂控制阀2被切换至第四位置，并且在该第一位置处，它将第二方向控制阀10切换至第一位置，使第二动臂控制阀3与动臂升高先导线路Pi连通，从而可以在动臂升高的方向上切换第一动臂控制阀2和第二动臂控制阀3；以及第二位置，在该第二位置处，它将第一方向控制阀8切换至第二位置，使先导线路Pi2与箱T连通，从而使止动器11的功能无效以允许第一动臂控制阀2被切换至第四位置，并且在该第二位置处，它将第二方向控制阀10切换至第二位置，使动臂升高先导线路Pi与箱T连通，防止第二动臂控制阀3与动臂升高先导线路Pi连通，从而不能切换第二动臂控制阀3。
根据本发明的一个实施例，方向控制开关20可以与第一和第二方向控制阀8和10液压连接或电连接。
图4中更详细地例示了本发明的第一动臂控制阀2的连接。第一动臂控制阀2的左侧与动臂升高先导线路Pi相连，并且右侧设有止动器11。在第一方向控制阀8的第一位置处，止动器11可与第一方向控制阀8连通，因此能够从齿轮泵9供应液压工作流体。
从第一泵P1释放出的压力油(pressure oil)流过中央并行线路Ps，并且液压工作流体响应于第一动臂控制阀2的切换而被供应至动臂缸。
另外，尽管对方向控制开关20进行操作而选择了压平作业位置，但是挖掘机仍然能够进行普通的挖掘作业。
换句话说，如图6所例示，只有当动臂控制阀22的动臂升高侧液压线路Pi的压力大于等于预设的基准压力(例如26k)时，动臂控制阀22才可以被设置为切换至第四位置。因此，在对手柄进行控制从而使动臂升高侧液压线路的压力小于该基准压力的情况下，第一动臂控制阀被设置为只能切换至第一、第二和第三位置中的一个位置，从而能够执行普通的挖掘作业。例如，对于图6的构成，基于操作者沿动臂升高的方向拉动手柄的操控杆使其位移10mm，当位移小于10mm时，第一动臂控制阀可以被设置为只能切换至第一、第二、第三位置中的一个位置，而当位移大于10mm时，第一动臂控制阀可以被设置为能够切换至第一到第四位置中的一个位置。这种为了将第一动臂控制阀2切换至第四位置而操纵动臂升高手柄的方法，也可以改变到沿下降方向操控动臂24的情况。在此情况下，动臂24将通过这样的方式来运转，即：在下降时，由于自重而下降。
下面将描述利用具有根据本发明的上述液压系统的挖掘机的压平作业和普通挖掘作业。
<压平作业>方向控制开关20的第二位置
当操作者为了进行压平作业而将方向控制开关切换至与压平作业相对应的第二位置时，第一方向控制阀8被切换至第二位置，并且先导线路Pi2与箱T连通。结果，使止动器11的功能无效，进而第一动臂控制阀2可被切换至第四位置。此外，第二方向控制阀10被切换至第二位置，由此允许第二动臂控制阀3的动臂升高先导线路Pi与箱T连通，从而第二动臂控制阀3未进行切换。此时，当第一动臂控制阀2被切换至第四位置时，动臂缸23的入口和出口彼此连通。
这样，包括动臂在内的前部由于自重而下降，铲斗的平坦表面与地面接触，从而出现按压动作(pressing action)。之后，如图7和8所示，当沿着推挤方向拖动斗杆时，所述前部的自重作用于地面，从而实现了压平作业。
另外，如果在压平作业中不可避免地需要执行动臂升高操作时，如图6所例示，可以将动臂控制阀2和3的液压特性分为两个阶段，从而可以改变其操作。图6中，在以下条件下可以将第一动臂控制阀2切换至第一、第二和第三位置中的一个位置：先导压力为20k，且行程为10mm或更小，从而执行允许进行动臂升高/下降的普通挖掘作业。只有当先导压力超过20k时，第一动臂控制2才可被设置为切换至第四位置。
换句话说，如果尽管将方向控制开关20选择为压平作业模式，但操作者略微拉动了动臂升高手柄(压力为20k或更小，位移为10mm或更小)，则第一动臂控制阀2在从第一位置到第三位置的范围内进行切换，而不会被切换至第四位置，并且第二动臂控制阀3仍然未进行切换。在此情况下，利用流过第一动臂控制阀2的液压工作流体使动臂24进行升降。同时，直到操作者拉动动臂升高手柄使其位移10mm或更多进而先导压力超过20k时，第一动臂控制阀2才被切换至第四位置，即悬浮状态，因此动臂由于其自重而向地面下降。
<普通作业>方向控制开关20的第一位置
当操作者为了进行挖掘作业而将方向控制开关20切换至第一位置时，第二方向控制阀10被切换至第一位置。因此，第一和第二动臂控制阀2和3的动臂升高先导线路Pi连通，以允许第一和第二动臂控制阀2和3在动臂升高的方向上进行切换。同时，第一方向控制阀8被切换至第一位置，从而第一动臂控制阀2的动臂降低侧端口的止动器11通过先导线路Pi2而与齿轮泵9连通。由此恢复了止动器11的功能，从而防止第一动臂控制阀2被切换至第四位置。
这样，当操作者操纵前部附件时，为了进行挖掘作业而在第一位置到第三位置(即，动臂升高、动臂降低以及动臂停止)的范围内来操作第一和第二动臂控制阀2和3，从而与其他前部附件一起来进行普通的挖掘作业。
在附图和说明书中对本发明的典型示范实施方式进行了公开，虽然采用了特定的术语，但应该理解，它们只是出于普通的描述性目的，而并非出于限定目的，本发明的范围在所附权利要求书中进行了阐述。

Claims (14)

1、一种用于提高挖掘机的压平作业能力的液压系统，该液压系统包括：
泵；
动臂缸，其利用从所述泵供应的液压工作流体来驱动动臂，使其进行升降；以及
动臂控制阀(22)，其控制从所述泵供应至所述动臂缸的液压工作流体的流动，并且控制所述动臂缸的运转，
其中，所述动臂控制阀(22)能够被切换至以下位置中的一个位置：使所述动臂保持中立的第一位置、使所述动臂升高的第二位置、使所述动臂降低的第三位置，以及允许所述动臂由于自重或外力而自由升高或降低的第四位置，
在所述第四位置，所述动臂控制阀(22)截断从所述泵向所述动臂缸供应的液压工作流体，并允许所述动臂缸的头侧腔和杆侧腔彼此连通。
2、根据权利要求1所述的液压系统，该液压系统还包括止动器(11)，该止动器(11)限制所述动臂控制阀(22)被切换至第四位置，从而只允许将所述动臂控制阀(22)切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。
3、根据权利要求2所述的液压系统，其中，
所述动臂控制阀(22)的第四位置位于所述动臂控制阀的一个最外侧端口处；并且
所述止动器(11)与所述动臂控制阀(22)的另一最外侧端口相连，向该另一最外侧端口供应预定的液压，以限制所述动臂控制阀被切换至第四位置。
4、根据权利要求2所述的液压系统，该液压系统还包括：
齿轮泵(9)；
连接所述止动器(11)和所述齿轮泵(9)的先导线路(Pi2)；以及
第一方向控制阀(8)，其安装在所述先导线路(Pi2)上，在第一位置与第二位置之间进行切换，在该第一位置处，所述先导线路(Pi2)与所述齿轮泵(9)连通，而在该第二位置处，所述先导线路(Pi2)与箱连通。
5、根据权利要求4所述的液压系统，该液压系统还包括用于对第一方向控制阀(8)进行切换的方向控制开关(20)，其中，所述方向控制开关(20)被选择性地切换至以下位置中的一个位置：
第一位置，在该位置处，第一方向控制阀(8)被切换至第一位置，所述止动器(11)通过所述先导线路(Pi2)与所述齿轮泵(9)连通，所述止动器(11)的功能被激活从而限制所述动臂控制阀(22)被切换至第四位置；以及
第二位置，在该位置处，第一方向控制阀(8)被切换至第二位置，所述先导线路(Pi2)与所述箱(T)连通，所述止动器(11)的功能被无效，从而允许所述动臂控制阀(22)被切换至第四位置。
6、根据权利要求5所述的液压系统，其中，
当所述方向控制开关(20)被切换至第一位置时，只有当所述动臂控制阀(22)的动臂升高侧端口(Pi)的压力大于等于预设基准压力时，所述动臂控制阀(22)才能被切换至第四位置，而当所述动臂升高侧端口的压力小于所述基准压力时，所述动臂控制阀(22)只能被切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置；并且
所述基准压力被设定成这样的压力，即当操作者沿所述动臂升高的方向操纵手柄使其超过预定的位移或角度时，在所述动臂升高侧端口处出现的压力。
7、一种用于提高挖掘机的压平作业能力的液压系统，该液压系统包括：
第一和第二泵(P1和P2)；
动臂缸，其利用从第一和第二泵供应的液压工作流体来驱动动臂，使其进行升降；以及
第一和第二动臂控制阀(2和3)，它们对从第一和第二泵供应至所述动臂缸的液压工作流体的流动进行控制，并且控制所述动臂缸的运转，
其中，第一和第二动臂控制阀(2和3)包括通过液压方式与动臂升高引导线路(Pi)相连的动臂升高侧端口，
当所述动臂升高时，经过第一和第二动臂控制阀(2和3)的液压工作流体汇合，并被供应至所述动臂缸，并且
第一动臂控制阀(2)能够被切换至以下位置中的一个位置：使所述动臂保持中立的第一位置；使所述动臂升高的第二位置；使所述动臂降低的第三位置；以及第四位置，在该第四位置处，通过截断从所述泵供应至所述动臂缸的液压工作流体并允许所述动臂缸的头侧腔和杆侧腔彼此连通，使得所述动臂能够通过自重或外力而自由升高或降低。
8、根据权利要求7所述的液压系统，该液压系统还包括止动器(11)，该止动器(11)限制第一动臂控制阀(2)被切换至第四位置，从而只允许第一动臂控制阀(2)被切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置。
9、根据权利要求8所述的液压系统，其中，
第一动臂控制阀(2)的第四位置位于所述动臂控制阀的一个最外侧端口处；并且
所述止动器(11)与第一动臂控制阀(2)的另一最外侧端口相连，向该另一最外侧端口供应预定的液压，以限制所述动臂控制阀被切换至第四位置。
10、根据权利要求8所述的液压系统，该液压系统还包括：
齿轮泵(9)；
连接所述止动器(11)和所述齿轮泵的先导线路(Pi2)  以及
第一方向控制阀(8)，其安装在所述先导线路(Pi2)上，在第一位置与第二位置之间进行切换，在该第一位置处，所述先导线路(Pi2)与所述齿轮泵(9)连通，而在该第二位置处，所述先导线路(Pi2)与箱连通。
11、根据权利要求10所述的液压系统，该液压系统还包括中断装置，其中当通过切换第一方向控制阀(8)而使所述止动器(11)的功能被无效时，该中断装置中断所述动臂升高先导线路(Pi)与第二动臂控制阀(3)的连接。
12、根据权利要求11所述的液压系统，其中，所述中断装置包括能够在第一位置与第二位置之间进行切换的第二方向控制阀(10)，在该第一位置处，所述动臂升高先导线路(Pi)与第二动臂控制阀(3)相连，而在该第二位置处，所述动臂升高先导线路(Pi)与第二动臂控制阀(3)断开。
13、根据权利要求12所述的液压系统，该液压系统还包括用于对第一方向控制阀(8)和第二方向控制阀(10)进行切换的方向控制开关(20)，其中，所述方向控制开关(20)被选择性地切换至以下位置中的一个位置：
第一位置，在该位置处，第一方向控制阀(8)被切换至第一位置，所述止动器(11)通过所述先导线路(Pi2)与所述齿轮泵(9)连通，所述止动器(11)的功能被激活从而限制第一动臂控制阀(2)被切换至第四位置；而第二方向控制阀(10)被切换至第一位置，第二动臂控制阀(3)与所述动臂升高先导线路(Pi)连通，能够在所述动臂升高的方向上切换第一动臂控制阀(2)和第二动臂控制阀(3)；以及
第二位置，在该位置处，第一方向控制阀(8)被切换至第二位置，所述先导线路(Pi2)与所述箱(T)连通，所述止动器(11)的功能被无效从而允许第一动臂控制阀(2)被切换至第四位置；而第二方向控制阀(10)被切换至第二位置，所述动臂升高先导线路(Pi)与所述箱(T)连通，第二动臂控制阀(3)被阻止与所述动臂升高先导线路(Pi)连通，从而不被切换。
14、根据权利要求13所述的液压系统，其中，
当所述方向控制开关(20)被切换至第一位置时，只有当第一动臂控制阀(2)的所述动臂升高侧端口(Pi)的压力大于等于预设基准压力时，第一动臂控制阀(2)才能被切换至第四位置，而当所述动臂升高侧端口的压力小于所述基准压力时，第一动臂控制阀(2)只能被切换至第一位置、第二位置以及第三位置中的一个位置；并且
所述基准压力被设定成这样的压力，即当操作者沿所述动臂升高的方向操纵手柄使其超过预定的位移或角度时，在所述动臂升高侧端口处出现的压力。
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