CN106402059A - 负载口独立阀、液压总线控制系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载口独立阀、液压总线控制系统及工程机械，涉及液压领域，用以提高液压系统的模块化程度。该负载口独立阀包括主油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口。负载口独立阀能在下列状态一和状态二之间切换；状态一为主油口与第一工作油口液压连通、第二工作油口与回油口液压连通；状态二为主油口与第二工作油口液压连通、第一工作油口与回油口液压连通。其中，主油口的压力、第一工作油口的压力和第二工作油口的压力至少其中之一能调节。上述技术方案提供的负载口独立阀，为进油口、两个工作油口独立设置了比例控制阀，故能够独立控制进油口、两个工作油口的压力。

Description

负载口独立阀、液压总线控制系统及工程机械

技术领域

本发明涉及液压领域，具体涉及一种负载口独立阀、液压总线控制系统及工程机械。

背景技术

目前，市场主流的工程机械液压系统包括：普通节流调速系统、负流量控制系统、LS负载敏感系统、LUDV流量共享系统等。无一例外地，这些液压系统均采用集中式控制方案，即液压系统的核心元件-多路阀为一个整体式组件，与液压泵就近安装，一个多路阀控制所有执行器的运动方向和速度。

另外，从本质上讲，上述液压系统均为阀控系统。多路阀的每个工作联均为单阀芯结构，一个主阀芯同时控制着执行器进油节流口和回油节流口的大小。当主阀芯位移一定时，进油节流口与回油节流口的尺寸均为定值。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有工程机械液压系统均采用集中式控制方案，使得液压系统模块化程度不高、扩展能力不强；液压管路冗长、错综复杂，导致装配、维护不便，故障处理困难。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种负载口独立阀、液压总线控制系统及工程机械，用以提高液压系统的模块化程度。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种负载口独立阀，包括主油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述负载口独立阀能在下列状态一和状态二之间切换；状态一为所述主油口与所述第一工作油口液压连通、所述第二工作油口与所述回油口液压连通；状态二为所述主油口与所述第二工作油口液压连通、所述第一工作油口与所述回油口液压连通；其中，所述主油口的压力、所述第一工作油口的压力和所述第二工作油口的压力至少其中之一能调节。

在可选的实施例中，负载口独立阀包括第一比例减压阀、第一比例换向阀、第二比例换向阀；

所述第一比例换向阀的进油口和所述第二比例换向阀的进油口均与所述第一比例减压阀的出油口连通，所述第一比例减压阀的进油口作为所述负载口独立阀的主油口，所述第一比例换向阀的出油口作为所述第一工作油口，所述第二比例换向阀的出油口作为第二工作油口。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括单向阀，所述单向阀设于所述第一比例减压阀的出油口与所述第一比例换向阀的进油口和所述第二比例换向阀的进油口之间的油路上。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第三比例换向阀，所述第三比例换向阀设于所述第二比例换向阀的出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第四比例换向阀，所述第四比例换向阀设于所述第一比例换向阀的出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第五比例换向阀，所述第五比例换向阀设于所述第一比例换向阀的出油口和所述第二比例换向阀的出油口之间。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第一溢流补油阀，所述第一溢流补油阀设于所述第一比例换向阀出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第二溢流补油阀，所述第二溢流补油阀设于所述第二比例换向阀出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第一压力检测部件，所述第一压力检测部件用于检测所述单向阀或所述第一比例减压阀的出油口压力。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第二压力检测部件，所述第二压力检测部件用于检测所述第一比例换向阀的出油口压力。

在可选的实施例中，负载口独立阀还包括第三压力检测部件，所述第三压力检测部件用于检测所述第二比例换向阀的出油口压力。

本发明实施例还提供一种液压总线控制系统，包括执行器和本发明任一技术方案所提供的负载口独立阀，每个所述执行器对应一个所述负载口独立阀。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括泵，所述泵的出油口液压连接所述负载口独立阀的主油口。

在可选的实施例中，所述负载口独立阀的数量至少为两个，各所述负载口独立阀的主油口通过进油总线与所述泵的出油口液压连接，各所述负载口独立阀的回油口通过回油总线回油。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括溢流阀，所述溢流阀与所述泵液压连接，用于对所述泵进行溢流保护。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括第二比例减压阀，所述第二比例减压阀的进油口与所述泵的出油口液压连接，所述第二比例减压阀的出油口用于与行走马达高低速切换口液压连接。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括第三比例减压阀，所述第三比例减压阀的进油口与所述泵的出油口液压连接，所述第三比例减压阀的出油口用于与回转马达制动解锁口液压连接。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括控制器，所述控制器与所述泵、所述负载口独立阀电气连接。

在可选的实施例中，液压总线控制系统还包括控制手柄，所述控制手柄与所述控制器电气连通，以通过所述控制器控制与执行器连接的所述负载口独立阀。

在可选的实施例中，所述控制手柄的数量至少为两个，每个所述控制手柄单独控制至少一个所述负载口独立阀。

在可选的实施例中，所述泵包括电比例泵。

本发明实施例还提供一种工程机械，包括本发明任一技术方案所提供的液压总线控制系统。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案提供的负载口独立阀，在进油口设置了比例减压阀,为第一、第二两个工作油口独立设置了比例换向阀，故能够独立控制进油口、两个工作油口的压力，以使得进油压力以及提供给执行器的油压都满足要求。上述结构的负载口独立阀，使得在液压系统中能模块化使用，能根据执行器的数量确定负载口独立阀的数量，从而提高液压系统模块化程度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的负载口独立阀原理示意图；

图2为本发明实施例提供的液压总线控制系统原理示意图；

图3为执行器为液压油缸的液压总线控制系统示意图；

图4为执行器为液压马达的液压总线控制系统示意图。

附图标记：

1、电比例泵；2、溢流阀；31、第二比例减压阀；32、第三比例减压阀；4、泵压力传感器；51至5n、负载口独立阀；61至6n、执行器；7、控制器；8、左电子手柄；9、右电子手柄；11、进油总线；12、出油总线；501：第一比例减压阀；502：单向阀；5031：第一压力传感器；5032：第二压力传感器；5033：第三压力传感器；5041：第一比例换向阀；5042：第二比例换向阀；5043：第三比例换向阀；5044：第四比例换向阀；5045：第五比例换向阀；5051：第一溢流补油阀；5052：第二溢流补油阀。

具体实施方式

下面结合图1～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明实施例提供一种负载口独立阀，包括主油口、回油口、用于与执行器液压连通的第一工作油口和用于与执行器液压连通的第二工作油口。负载口独立阀能在下列状态一和状态二之间切换：状态一为主油口与第一工作油口液压连通、第二工作油口与回油口液压连通。状态二为主油口与第二工作油口液压连通、第一工作油口与回油口液压连通。其中，主油口的压力、第一工作油口的压力和第二工作油口的压力至少其中之一能调节。

主油口的压力、第一工作油口的压力和第二工作油口的压力至少其中之一能调节，具体来说，分为以下几种情况：其中一个油口的压力能调节、其中两个油口的压力能单独调节、三个油口的压力都能单独调节。

本实施例中，以三个油口压力都能单独调节为例。当然，也可以其中两个油口的压力能单独调节，比如第一工作油口的压力和第二工作油口的压力能单独调节。

上述技术方案提供的负载口独立阀，主油口的压力、第一工作油口的压力和第二工作油口的压力至少其中之一能调节，故能够独立控制主油口、两个工作油口的压力，以使得进油压力以及提供给执行器的油压都满足要求。

参见图1，负载口独立阀包括第一比例减压阀501、第一比例换向阀5041、第二比例换向阀5042。第一比例换向阀5041的进油口和第二比例换向阀5042的进油口均与第一比例减压阀501的出油口连通，第一比例减压阀501的进油口作为负载口独立阀的主油口，第一比例换向阀5041的出油口作为第一工作油口，第二比例换向阀5042的出油口作为第二工作油口。

第一工作油口、第二工作油口与执行器的相应油口连接。比如，执行器为油缸，第一工作油口可以连接油缸小腔油口，第二工作油口可以连接油缸大腔油口。执行器可以也可以是液压马达，执行器和负载口独立阀一一对应，两者的数量可以任意多个，这取决于现场需要。

上述技术方案设计的负载口独立阀结构简单、加工难度小、降低了阀芯设计难度，并且互换性强，因此通用性比传统多路阀更好。

上述技术方案中，负载口独立阀由一个比例换向阀单独调节液压油缸或液压马达的入口流量，一个比例换向阀单独调节液压油缸或液压马达的回油压力，可大大降低回油侧节流损失，并且各个执行器的负载口独立阀可任意互换。再则，比例减压阀可对比例换向阀的前后压差进行可变调节，在微动操作时可提高控制精度。

参见图1，进一步地，负载口独立阀还包括单向阀502，单向阀502设于第一比例减压阀501的出油口与第一比例换向阀5041的进油口和第二比例换向阀5042的进油口之间的油路上。单向阀502的出油口同时与第一比例换向阀5041的进油口和第二比例换向阀5042的进油口液压连通。设置单向阀502，可以防止执行器在启动瞬间出现回油现象，进而避免出现下滑等问题。

参见图1，负载口独立阀还包括第三比例换向阀5043，第三比例换向阀5043设于第二比例换向阀5042的出油口和负载口独立阀的回油口之间。第三比例换向阀5043用于限制和调节第二工作油口的回油压力。

参见图1，负载口独立阀还包括第四比例换向阀5044，第四比例换向阀5044设于第一比例换向阀5041的出油口和负载口独立阀的回油口之间。第四比例换向阀5044用于限制和调节第一工作油口的回油压力。

参见图1，负载口独立阀还包括第五比例换向阀5045，第五比例换向阀5045设于第一比例换向阀5041的出油口和第二比例换向阀5042的出油口之间。在执行器进出油口并联第五比例换向阀5045作为流量再生阀，可以独立调节再生流量，最大限度地减少主泵输出流量，降低功率损失。

参见图1，负载口独立阀还包括第一溢流补油阀5051，第一溢流补油阀5051设于第一比例换向阀5041出油口和负载口独立阀的回油口之间。

第一溢流补油阀5051包括反向并联的溢流阀和单向阀，溢流阀的进油口作为第一溢流补油阀5051的进油口，溢流阀的出油口作为第一溢流补油阀5051的出油口。单向阀的进油口液压连通溢流阀的出油口，单向阀的出油口液压连通溢流阀的进油口。单向阀可以起到补油的作用，后文将结合具体应用场景加以介绍。

参见图1，负载口独立阀还包括第二溢流补油阀5052，第二溢流补油阀5052设于第二比例换向阀5042出油口和负载口独立阀的回油口之间。

第二溢流补油阀5052包括反向并联的溢流阀和单向阀，溢流阀的进油口作为第二溢流补油阀5052的进油口，溢流阀的出油口作为第二溢流补油阀5052的出油口。单向阀的进油口液压连通溢流阀的出油口，单向阀的出油口液压连通溢流阀的进油口。单向阀可以起到补油的作用，后文将结合具体应用场景加以介绍。

参见图1，负载口独立阀还包括第一压力检测部件，第一压力检测部件用于检测单向阀502或第一比例减压阀501的出油口压力。本实施例中，第一压力检测部件包括第一压力传感器5031，压力传感器检测准确迅速。

参见图1，负载口独立阀还包括第二压力检测部件，第二压力检测部件用于检测第一比例换向阀5041的出油口压力。本实施例中，第二压力检测部件包括第二压力传感器5032，压力传感器检测准确迅速。

参见图1，负载口独立阀还包括第三压力检测部件，第三压力检测部件用于检测第二比例换向阀5042的出油口压力。本实施例中，第三压力检测部件包括第三压力传感器5033，压力传感器检测准确迅速。

下面介绍一个具体应用场景。

参见图1至图3，第一比例减压阀501进油口与负载口独立阀5的P口(即主油口)液压连接，出油口与单向阀502进油口液压连接。单向阀502出油口与第一压力传感器5031进油口、第一比例换向阀5041进油口及第二比例换向阀5042进油口液压连接。

第一比例换向阀5041出油口与第二压力传感器5032进油口、第四比例换向阀5044进油口、第五比例换向阀5045一个油口(图1中的左油口)、第一溢流补油阀5051进油口及负载口独立阀5的第一工作油口(A口)液压连接。

第二比例换向阀5042出油口与第三压力传感器5033进油口、第三比例换向阀5043进油口、第五比例换向阀5045另一个油口(图1中的右油口)、第二溢流补油阀5052进油口及负载口独立阀5的第二工作油口(B口)液压连接。

第三比例换向阀5043、第四比例换向阀5044、第一溢流补油阀5051及第二溢流补油阀5052的出油口全部与负载口独立阀5的回油口(T口)液压连接。

参见图3，以执行器为液压油缸为例，负载口独立阀5的A口连接液压油缸有杆腔(小腔)，B口连接液压油缸的无杆腔(大腔)。负载口独立阀5由电子手柄、控制器7控制。在由多个电子手柄时，负载口独立阀5具体被哪个电子手柄控制取决于分组情况。

下面结合图1、图3，进一步描述本发明实施例的具体实施方式，此处以左电子手柄8或右电子手柄9独立控制几个执行器为前提。

参见图3，第一种情况：当液压油缸6处于伸出工况，根据负载的性质，具体可以分为正负载伸出工况、负负载伸出工况。

(1)正负载伸出工况时，控制器7根据左电子手柄8或右电子手柄9发出的指令信号大小，成比例地输出控制信号给第二比例换向阀5042，控制其阀口开度。控制器7根据第三压力传感器5033检测到的B口压力信号，发出控制信号给第一比例减压阀501，对第二比例换向阀5042的阀口压差ΔP1进行闭环控制，从而实现液压油缸6伸出速度的比例控制。

同时，控制器7根据第二压力传感器5032检测到的A口压力信号，发出控制信号给第四比例换向阀5044，对执行器6的A口压力进行闭环控制。在正负载伸出过程平稳的前提下，可以尽量保持第四比例换向阀5044阀口全开，从而最大限度地降低回油背压，降低功率损失。

(2)负负载伸出工况时，A口压力被第四比例换向阀5044控制在一个能够抵御负载失控的压力值，也就是说，第四比例换向阀5044在尽量降低回油背压的同时代替了传统工程机械液压系统中的平衡阀的作用。同时，控制器7根据第三压力传感器5033检测到的B口压力信号，发出控制信号给第四比例换向阀5044，对执行器6的B口压力进行闭环控制，防止由于负载伸出过快而第二比例换向阀5042进油不足导致的油缸吸空现象。

在负负载伸出工况时，控制器7根据第二压力传感器5032检测到的A口压力信号，发出控制信号给第四比例换向阀5044，对执行器6的A口压力进行闭环控制。采用负载口独立控制技术，独立调节执行器回油背压，使其维持在一个较小值，可以降低电比例泵的输出功率，提升液压系统的节能效果。

(3)在负负载伸出工况时，还可以采取流量再生模式，控制器7根据左电子手柄8或右电子手柄9发出的指令信号大小，成比例地输出控制信号给第五比例换向阀5045，控制其阀口开度，使得小腔油液能流向大腔，即实现全部流量再生。回油速度由第五比例换向阀5045控制。大腔不足油液由第二溢流补油阀5052的单向阀补充。第四比例换向阀5044不工作。采取流量再生模式液压系统节能效果显著。

本案中，正负载工况是指负载阻碍执行器将要执行的动作，负负载工况指负载有助于执行器将要执行的动作。

在执行器进出油口并联一个比例阀作为流量再生阀，可以独立调节再生流量，最大限度地减少泵输出流量，降低功率损失。

参见图3，下面介绍第二种情况：缩回工况。根据负载的性质，具体可以分为正负载缩回工况、负负载缩回工况。

(1)当液压缸6处于正负载缩回工况时，控制器7根据左电子手柄8或右电子手柄9发出的指令信号大小，成比例地输出控制信号给第一比例换向阀5041，控制其阀口开度。控制器7根据第二压力传感器5032检测到的A口压力信号，发出控制信号给第一比例减压阀501，对第一比例换向阀5041的阀口压差ΔP2进行闭环控制，从而实现液压缸6缩回速度的比例控制。同时，控制器7发出控制信号给第三比例换向阀5043，可以尽量保持第三比例换向阀5043阀口全开，从而最大限度地降低回油背压，降低功率损失。

(2)当液压缸6处于负负载缩回工况时，控制器7根据左电子手柄8或右电子手柄9发出的指令信号大小，成比例地输出控制信号给第五比例换向阀5045，控制其阀口开度，使得大腔油液能部分流向小腔，部分从第三比例换向阀5043回油，实现流量再生。控制器7根据第三压力传感器5033检测到的B口压力信号，发出控制信号给第三比例换向阀5043，对执行器6的B口压力进行闭环控制。同时，控制器7根据第二压力传感器5032检测到的A口压力信号，发出控制信号给第三比例换向阀5043，对执行器6的A口压力进行闭环控制，实现A口防吸空控制。此处，需要说明的是，A口防吸空控制优先于B口压力闭环，即：先保证A口不吸空，在此基础上做B口压力闭环。在上述控制过程中，第四比例换向阀5044不通电、不导通。上述过程实现了执行器6的重力下落，不需要电比例泵1输出任何流量，实现节能。当然了，也可以选择不再生。

下面介绍第三种情况：工程机械处于微动操作模式。

当工程机械处于微动操作模式时，控制器7可以降低阀口压差ΔP1、ΔP2的设定值，而第一比例换向阀5041和第二比例换向阀5042的阀口开度不变，根据阀口流量公式，负载口独立阀5将成比例输出更小流量，从而提高控制精度。在微动操作模式下，采用变压差控制技术，负载口独立阀将输出更小的比例流量，从而提高了液压系统的控制精度。

单向阀502可以防止执行器6在起动瞬间出现下滑现象。

第一至第五比例换向阀采用电液先导控制形式，在常态下，阀口被钢球双向封死，确保执行器静止时不会下落，而无需单独增加负载保持阀。

第一溢流补油阀5051及第二溢流补油阀5052分别限制了执行器A、B口的最高工作压力，并在液压缸出现吸空现象时及时补油。

参见图2，本发明实施例还提供一种液压总线控制系统，包括执行器和本发明任一技术方案所提供的负载口独立阀，每个执行器对应一个负载口独立阀。

负载口独立阀的数量与执行器的数量一一对应，可以根据需要为液压总线控制系统设置多个执行器和负载口独立阀。各个执行器之间不相互影响，是独立的支路。

负载口独立阀采用单阀芯对执行器进行速度和方向控制，在控制执行器进油口流量的同时也能单独调节执行器出油口的回油背压，不会因重复节流造成损失，制约了整机节能效果。

参见图2，液压总线控制系统还包括泵，泵的出油口液压连接负载口独立阀的主油口。本实施例中，泵具体包括电比例泵1。

参见图2，负载口独立阀的数量至少为两个，各负载口独立阀的主油口通过进油总线11与泵的出油口液压连接，各负载口独立阀的回油口通过回油总线12回油。

上述技术方案，引入现场总线技术，实现工程机械液压系统的分布式控制，提高液压系统的模块化程度，增强系统扩展能力。同时，简化液压管路，便于液压系统维护和故障处理。

参见图2，液压总线控制系统还包括溢流阀2，溢流阀2与泵液压连接，用于对泵进行溢流保护。具体来说，溢流阀2用于限制电比例泵出油口压力峰值，起到系统保护作用。

参见图2，液压总线控制系统还包括第二比例减压阀31，第二比例减压阀31的进油口与泵的出油口液压连接，第二比例减压阀31的出油口用于与行走马达高低速切换口PS液压连接。行走马达常态下是低速，控制口通油后变为高速行走。

参见图2，液压总线控制系统还包括第三比例减压阀32，第三比例减压阀32的进油口与泵的出油口液压连接，第三比例减压阀32的出油口用于与回转马达制动解锁口PG液压连接。回转马达静止时自动锁住，防止工程机械左右转动而伤人，控制口通油后才能解锁工作。

参见图2，液压总线控制系统还包括控制器7，控制器7与泵、负载口独立阀电气连接。所有的电气连接可以是模拟信号连接方式也可以是CAN总线连接方式，这取决于所采用的传感器和比例阀的信号类型。

参见图2，液压总线控制系统还包括控制手柄，控制手柄与控制器7电气连通，以通过控制器7控制与执行器连接的负载口独立阀。通过手柄，可以控制负载口独立阀的连通状态，进而控制执行器执行伸出、回缩、回转、微动等多种操作。

参见图2，控制手柄的数量至少为两个，每个控制手柄单独控制至少一个负载口独立阀。本实施例中，以设置六个负载口独立阀、两个手柄为例，每个手柄控制三个负载口独立阀。控制手柄单独控制负载口独立阀，是指通过一个控制手柄能实现与负载口独立阀液压连接的执行器的全部动作，比如执行器为油缸，则能实现起升、降落操作；比如执行器为液压马达，则能实现正转、反转操作。

参见图2，控制器7能根据泵的进油口和出油口的压差控制泵的开度。上述技术方案，取消了传统负载敏感液压系统中的LS反馈油路，采用电比例泵与负载口独立阀同步调节的智能流量控制技术，提高了液压系统的响应速度和稳定性。

下面介绍一个具体实施例。

一种液压总线控制系统主要由电比例泵、溢流阀2、比例减压阀、泵压力传感器4、负载口独立阀(51～5n)、执行器(61～6n)、控制器7、左电子手柄8及右电子手柄9等元件组成。

参照图1，具体来说：电比例泵1出油口同时与溢流阀2进油口、第二比例减压阀31进油口、第三比例减压阀32进油口、泵压力传感器4进油口、负载口独立阀51至5n进油口液压连接。负载口独立阀51至5n出油口分别与执行器61至6n工作口液压连接。

控制器7与电比例泵1、第二比例减压阀31、第三比例减压阀32、泵压力传感器4、负载口独立阀51至5n、左电子手柄8、右电子手柄9电气连接。

第二比例减压阀31和第三比例减压阀32作为备用阀，通常其出油口被堵死。当执行器为行走马达时，第二比例减压阀31出油口与行走马达高低速切换口PS液压连接，用于实现行走马达的高低速切换。当执行器为回转马达时，第三比例减压阀32出油口与回转马达制动解锁口PG液压连接，用于实现回转马达的制动解锁。

所有的电气连接既可以是模拟信号连接方式也可以是CAN总线连接方式，这取决于所采用的比例阀和传感器的信号类型。

电比例泵1出油口液压管路与整个系统的回油液压管路形成了本发明实施例所述的液压总线，即图1所示的P、T两根管路。与现有工程机械液压系统不同的是，各个执行器(61至6n)的动作不再是由一个整体式多路阀集中控制，而是由多个负载口独立阀(51至5n)分别控制，并且这些负载口独立阀通常固定在被控执行器附近(比如挖掘机或汽车起重机的臂架上)，与自动控制技术领域的CAN总线系统类似，每个负载口独立阀的P、T口均挂接在液压总线上，负载口独立阀的A、B口与被控执行器的工作口连接。

负载口独立阀5的个数由执行器6的个数决定，一个液压总线控制系统通常包含三个以上的执行器6。执行器的动作由多个负载口独立阀分别控制，并且这些负载口独立阀固定在被控执行器附近(比如挖掘机或汽车起重机的臂架上)。每个负载口独立阀的P、T口均挂接在液压总线上，A、B口与被控执行器的工作口连接。负载口独立阀5完全互换，数量由执行器6的个数决定。各个执行器所用的负载口独立阀原理、结构一致，完全互换。

执行器既可以是液压油缸，也可以是液压马达，比如回转马达或者行走马达。

当单个执行器工作时，控制器7根据左电子手柄8或右电子手柄9发出的指令信号大小，成比例地输出控制信号给负载口独立阀5，负载口独立阀5自动对相应执行器6进行速度控制、背压控制和防吸空控制。同时，控制器7根据负载口独立阀5的控制信号的大小，计算出执行器6的流量需求，自动调节电比例泵1的输出流量。泵压力传感器4用于监测电比例泵出油口压力，确保电比例泵1出油口维持一个比执行器进油口压力稍高的压力值。采用进出油口压力独立调节技术可以实现各个工况的防吸空控制，降低了液压系统故障率，延长了阀、缸、马达、密封件等元件的使用寿命。

当左电子手柄8和右电子手柄9同时操作时，即多个执行器同时工作时，若执行器需求流量之和小于电比例泵的最大输出流量，则控制过程与上述的单个执行器控制方式一致。若执行器需求流量之和超出电比例泵的最大输出流量，泵压力传感器4便会感受到电比例泵1出油口压力不足，控制器7将自动成比例减小各个负载口独立阀(51至5n)的控制信号，直至电比例泵1出油口压力恢复到合理值。

以上过程实现了电比例泵和负载口独立阀同步调节的智能流量控制，以及采用电控方案的流量抗饱和功能。并且，取消了传统负载敏感液压系统中的LS反馈油路，采用电比例泵与负载口独立阀同步调节的智能流量控制技术，提高了液压系统的响应速度和稳定性。

单向阀502可以防止执行器6在起动瞬间出现下滑现象。

第一溢流补油阀5051及第二溢流补油阀5052分别限制了执行器A、B口的最高工作压力，降低执行器A、B口压力冲击；并由于第一溢流补油阀5051及第二溢流补油阀5052都具有单向阀，能在液压油缸出现吸空现象时及时补油。

各负载口独立阀内部的所有比例换向阀均采用电液先导控制形式，原理、结构一致，可以完全互换。在常态下，比例换向阀的阀口被钢球双向封死，可以确保执行器不会下落，因而无需单独增加负载保持阀。

图4给出了执行器为液压马达的一个实施例，具体实施方式与图3实施例类似，此处不再赘述。

采用液压总线控制系统的工程机械依靠电控技术实现以上控制功能的同时，易于实现智能化，并且所有控制功能均采用软件程序实现，便于加密，使主机很难被仿制。

本发明另一实施例提供一种工程机械，包括本发明任一技术方案所提供的液压总线控制系统。该工程机械可以是挖掘机、泵车、汽车起重机等主机。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (22)

1.一种负载口独立阀，其特征在于，包括主油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述负载口独立阀能在下列状态一和状态二之间切换；状态一为所述主油口与所述第一工作油口液压连通、所述第二工作油口与所述回油口液压连通；状态二为所述主油口与所述第二工作油口液压连通、所述第一工作油口与所述回油口液压连通；其中，所述主油口的压力、所述第一工作油口的压力和所述第二工作油口的压力至少其中之一能调节。

2.根据权利要求1所述的负载口独立阀，其特征在于，包括第一比例减压阀(501)、第一比例换向阀(5041)、第二比例换向阀(5042)；

所述第一比例换向阀(5041)的进油口和所述第二比例换向阀(5042)的进油口均与所述第一比例减压阀(501)的出油口连通，所述第一比例减压阀(501)的进油口作为所述负载口独立阀的主油口，所述第一比例换向阀(5041)的出油口作为所述第一工作油口，所述第二比例换向阀(5042)的出油口作为第二工作油口。

3.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括单向阀(502)，所述单向阀(502)设于所述第一比例减压阀(501)的出油口与所述第一比例换向阀(5041)的进油口和所述第二比例换向阀(5042)的进油口之间的油路上。

4.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第三比例换向阀(5043)，所述第三比例换向阀(5043)设于所述第二比例换向阀(5042)的出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

5.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第四比例换向阀(5044)，所述第四比例换向阀(5044)设于所述第一比例换向阀(5041)的出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

6.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第五比例换向阀(5045)，所述第五比例换向阀(5045)设于所述第一比例换向阀(5041)的出油口和所述第二比例换向阀(5042)的出油口之间。

7.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第一溢流补油阀(5051)，所述第一溢流补油阀(5051)设于所述第一比例换向阀(5041)出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

8.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第二溢流补油阀(5052)，所述第二溢流补油阀(5052)设于所述第二比例换向阀(5042)出油口和所述负载口独立阀的回油口之间。

9.根据权利要求3所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第一压力检测部件，所述第一压力检测部件用于检测所述单向阀(502)或所述第一比例减压阀(501)的出油口压力。

10.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第二压力检测部件，所述第二压力检测部件用于检测所述第一比例换向阀(5041)的出油口压力。

11.根据权利要求2所述的负载口独立阀，其特征在于，还包括第三压力检测部件，所述第三压力检测部件用于检测所述第二比例换向阀(5042)的出油口压力。

12.一种液压总线控制系统，其特征在于，包括执行器和权利要求1-11任一所述的负载口独立阀，每个所述执行器对应一个所述负载口独立阀。

13.根据权利要求12所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括泵，所述泵的出油口液压连接所述负载口独立阀的主油口。

14.根据权利要求13所述的液压总线控制系统，其特征在于，所述负载口独立阀的数量至少为两个，各所述负载口独立阀的主油口通过进油总线与所述泵的出油口液压连接，各所述负载口独立阀的回油口通过回油总线回油。

15.根据权利要求13所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括溢流阀(2)，所述溢流阀(2)与所述泵液压连接，用于对所述泵进行溢流保护。

16.根据权利要求13所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括第二比例减压阀(31)，所述第二比例减压阀(31)的进油口与所述泵的出油口液压连接，所述第二比例减压阀(31)的出油口用于与行走马达高低速切换口液压连接。

17.根据权利要求13所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括第三比例减压阀(32)，所述第三比例减压阀(32)的进油口与所述泵的出油口液压连接，所述第三比例减压阀(32)的出油口用于与回转马达制动解锁口液压连接。

18.根据权利要求12所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括控制器(7)，所述控制器(7)与所述泵、所述负载口独立阀电气连接。

19.根据权利要求12所述的液压总线控制系统，其特征在于，还包括控制手柄，所述控制手柄与所述控制器(7)电气连通，以通过所述控制器(7)控制与执行器连接的所述负载口独立阀。

20.根据权利要求19所述的液压总线控制系统，其特征在于，所述控制手柄的数量至少为两个，每个所述控制手柄单独控制至少一个所述负载口独立阀。

21.根据权利要求13所述的液压总线控制系统，其特征在于，所述泵包括电比例泵。

22.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求12-21任一所述的液压总线控制系统。