CN113789824A - 一种挖掘机斗杆增速液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程机械技术领域，公开了一种挖掘机斗杆增速液压系统，包括为所述液压系统提供工作油的第一主泵和第二主泵、为所述液压系统提供先导油的先导泵、作为执行器的动臂油缸和斗杆油缸；还包括设置于动臂油缸与动臂第一控制阀、动臂第二控制阀之间的动臂向斗杆回路再生控制阀所述动臂向斗杆回路再生控制阀用于控制动臂油缸的无杆腔或有杆腔向斗杆油缸再生的驱动回路之间再生与非再生的切换。本发明的有益效果为集成设计动臂油缸无杆腔、有杆腔向斗杆油路再生的驱动回路，通过动臂向斗杆回路再生控制阀可实现回路之间再生与非再生的切换、可实现多工况下回路之间流量再生切换。

Description

一种挖掘机斗杆增速液压系统

技术领域

本发明属于挖掘机液压驱动系统技术领域，涉及一种挖掘机斗杆增速液压系统。

背景技术

挖掘机液压驱动系统可进行多个液压缸复合动作，完成挖掘机作业循环，其中动臂和斗杆复合动作涉及挖掘、卸载、平地等多个工况，对挖掘机作业效率和能耗具有重要影响。挖掘机动臂下降和斗杆复合动作时，动臂油缸无杆腔回油流量的一小部分再生至动臂油缸有杆腔，满足自身再生需求，其余流量直接回油箱，未得到充分利用；挖掘工况下，动臂上升和斗杆复合动作，动臂油缸有杆腔回油流量直接回油箱，未进行利用。动臂油缸大有杆腔回油流量的利用率低，影响整机作业效率和能耗。

现有挖掘机液压驱动系统，动臂下降和斗杆复合动作时，动臂油缸受拉力负载，有杆腔进油，无杆腔回油，为控制动臂下降速度，通过减小阀口节流面积调节无杆腔具有一定背压，具备动臂无杆腔向有杆腔的再生条件，动臂无杆腔约40%流量向动臂有杆腔再生即可满足自身流量需求，其余60%流量回油箱，未向其他回路再生，动臂无杆腔回油流量利用率低，大部分流量回油箱，没有向斗杆油缸再生，影响斗杆工作效率； 同时，动臂无杆腔回油流量大，背压高，造成功率损失大，能耗高。挖掘工况下，动臂上升和斗杆内收复合动作时，动臂油缸有杆腔受负载影响处于高压状态，具备向斗杆油路的再生条件，但动臂油缸有杆腔全部流量回油箱，未向其他回路再生，也没有向斗杆油缸再生，影响斗杆挖掘速度，且动臂有杆腔以高压状态回油，能量损失较大。

专利ZL201780076869.6提出了一种油压挖掘机驱动系统，采用两位两通再生阀，实现动臂回路向斗杆回路再生，公开了一种能使动臂的势能以加快斗杆缸的动作速度的形式再生或再生为向斗杆缸的工作油的供给能量的油压挖掘机驱动系统，但其只能实现动臂大腔向斗杆回路再生，无法实现动臂小腔向斗杆回路的再生控制，斗杆增速、效率提升能力有限。

发明内容

为了解决现有技术中无法实现动臂小腔向斗杆回路的再生控制，斗杆增速、效率提升能力有限的问题，本发明提供了一种挖掘机斗杆增速液压系统，集成设计动臂油缸无杆腔、有杆腔向斗杆油路再生的驱动回路，通过动臂向斗杆回路再生控制阀可实现回路之间再生与非再生的切换、可实现多工况下回路之间流量再生切换。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种挖掘机斗杆增速液压系统，包括为所述液压系统提供工作油的第一主泵（3）和第二主泵（2）、为所述液压系统提供先导油的先导泵（4）、驱动所述第一主泵（3）、第二主泵（2）以及先导泵（4）的发动机（1）、用于调节所述第一主泵（3）排量的第一流量调节装置（54）、用于调节所述第二主泵（2）排量的第二流量调节装置（53）、作为执行器的动臂油缸（26）和斗杆油缸（27）、与所述动臂油缸（26）连接的动臂第一控制阀（18）和动臂第二控制阀（14）、与所述斗杆油缸（27）连接的斗杆控制阀（34）、用于防止动臂自动下降的动臂保持阀（19）、用于向所述第一流量调节装置（54）和第二流量调节装置（53）输出信号的控制装置（37），还包括设置于动臂油缸（26）与动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）之间的动臂向斗杆回路再生控制阀（22），所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）用于控制动臂油缸（26）的无杆腔或有杆腔向斗杆油缸（27）再生的驱动回路之间再生与非再生的切换。

进一步地，在动臂下降与斗杆复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）左位工作，实现动臂油缸（26）无杆腔油液向斗杆回路再生；在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）右位工作，实现动臂油缸（26）有杆腔油液向斗杆油缸（27）无杆腔的再生；在其他工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）中位工作，实现动臂油缸（26）无杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂（49）下降单动作及动臂（49）下降与其他动作复合的复合动作正常运行，实现动臂油缸（26）有杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂（49）上升单动作及动臂（49）上升与其他动作复合的复合动作正常运行。

进一步地，所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）包括再生阀芯（58）、依次分布的第一节流槽（56）、第二节流槽（57）、第三节流槽（59）以及用于油液流通的A口、B口、C口和D口；所述再生阀芯（58）用于切换再生工况，控制再生节流面积，其A口与第一分管路（20）相连，B口与动臂下降分配管路（17）相连，C口与第四分管路（23）相连，D口与动臂下降管路（25）相连；

当所述再生阀芯（58）保持中位，A口与C口油路不连通，不进行回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油与回油；

当所述再生阀芯（58）左移，再生控制阀（22）左位工作，A口与C口通过第一节流槽（56）连通，实现动臂油缸（26）无杆腔流量向斗杆回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油；

当所述再生阀芯（58）右移，再生控制阀（22）右位工作，A口与其他油口均不连通；C口和D口通过第三节流槽（59）连通，实现动臂油缸有杆腔向斗杆回路再生，B口和D口通过第二节流槽（57）保留一定的节流面积，限制动臂有杆腔回油面积，保证动臂回路油液顺利再生到斗杆回路。

进一步地，所述动臂保持阀（19）设置于动臂油缸（26）与动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）之间。

进一步地， 还包括用于检测第一主泵（3）压力的第一主泵压力传感器（6）和用于检测第二主泵（2）压力的第二主泵压力传感器（5）。

进一步地，还包括单向阀（24），所述单向阀（24）设置于动臂向斗杆回路再生控制阀（22）与斗杆控制阀（34）之间。

进一步地，在动臂下降与斗杆外摆复合动作工况下，动臂第一控制阀（18）右位工作；所述动臂第二控制阀（14）左位工作；所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）左位工作；所述斗杆控制阀左位工作；第一主泵的压力油依次经第一动臂分配管路（8）、动臂第一控制阀（18）、动臂下降分配管路（17）、动臂向斗杆回路再生控制阀（22）、动臂下降管路（25）进入动臂油缸（26）的有杆腔，动臂油缸（26）缩回；动臂油缸（26）无杆腔的油液经动臂保持阀（19）后分为三路，第一路经第一分管路（20）、动臂向斗杆回路再生控制阀（22）、第四分管路（23）、单向阀（24）、斗杆分配管路（28）、斗杆控制阀（34）进入斗杆油缸（27）的有杆腔，实现动臂油缸（26）无杆腔向斗杆油缸（27）有杆腔再生；第二路经第二分管路（15）、动臂第二控制阀（14）、第二油箱管路（12）流回油箱（7）；第三路经第三分管路（16）进入动臂第一控制阀（18），其右位工作，油液在此进一步分为两路，其中第一路经第一油箱管路（9）流回油箱（7），第二路经其阀内置的单向阀再生回动臂油缸（26）的有杆腔。当再生条件成立时，单向阀（24）打开，实现动臂回路向斗杆回路再生；当再生条件不成立时，单向阀（24）关闭，防止斗杆回路油液倒流。

进一步地，在动臂下降与斗杆内收复合动作工况下，与所述权利要求5的不同点在于，所述斗杆控制阀（34）右位工作，斗杆油缸（27）的无杆腔进油，有杆腔回油。

进一步地，在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，所述动臂第一控制阀（18）左位工作；动臂第二控制阀（14）右位工作； 动臂向斗杆回路再生控制阀（22）右位工作；斗杆控制阀（34）右位工作；第一主泵（3）的压力油依次经第一动臂分配管路（8）、动臂第一控制阀（18）、第三分管路（16），第二主泵（2）的压力油经第二动臂分配管路（13）、动臂第二控制阀（14）、第二分管路（15），两个主泵的压力油在动臂保持阀（19）的进油口汇合，经动臂保持阀（19）后进入动臂油缸（26）的无杆腔，动臂油缸（26）伸出；动臂油缸（26）有杆腔油液经动臂下降管路（25）、进入动臂向斗杆回路再生控制阀（22），并在阀内部分成两路，一路依次经第四分管路（23）、单向阀（24）、斗杆分配管路（28）、斗杆控制阀（34），进入斗杆油缸（27）的无杆腔，实现动臂油缸（26）有杆腔向斗杆油缸（27）无杆腔的再生；另一路依次经节流阀口（55）、动臂下降分配管路（17）、动臂第一控制阀（18）、第一油箱管路（9）流回油箱（7）。

进一步地，在非动臂下降与斗杆复合动作工况和动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）中位工作，动臂油缸（26）无杆腔油液直接通过油路和动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）回到油箱（7）。

与现有技术相比，本发明提供了一种挖掘机斗杆增速液压系统，具备以下有益效果：

（1）本发明提供的一种挖掘机斗杆增速液压系统，系统采用集成设计，集成设计动臂油缸无杆腔、有杆腔向斗杆油路再生的驱动回路，一是可实现多工况下回路之间流量再生切换，二是可实现回路之间再生与非再生的切换，系统简单、成本低。

（2）本发明在动臂下降和斗杆复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀左位工作，能够切换至动臂油缸无杆腔油液向斗杆回路再生模式，不仅可以进行动臂自身再生，还能实现动臂和斗杆回路间再生，一方面增加斗杆回路流量，提高斗杆油缸运行速度，提升作业效率；另一方面降低主泵提供流量，减小系统输出功率，降低系统能耗。

（3）本发明在挖掘工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀右位工作，能够切换至动臂油缸有杆腔向斗杆回路再生模式，增加斗杆回路流量，提高挖掘速度。

（4）本发明的液压系统在不符合回路间再生条件时，切换至回路间非再生模式，不影响其他工况正常运行。

（5）本发明的液压系统，通过动臂第二控制阀的左工作位能够实现动臂油缸无杆腔回油面积根据工况独立调节，动臂向斗杆回路再生工况下，该回油面积可根据需求调小，使回路间再生更易实现；反之，该回油面积可根据需求调大，这样便于系统调试，同时提高整机灵活性和作业性能。

（6）本发明设置了回路间再生单向阀，限制油液从动臂回路向斗杆回路单向流动，防止斗杆回路油液倒流。

附图说明

图1为本发明的液压系统主回路示意图；

图2为本发明的操作系统回路示意图；

图3为具备本发明的液压系统的液压挖掘机结构示意图；

图4 为本发明变量机构（即第一流量调节装置54和第二流量调节装置53）输入信号与主泵（即第一主泵3和第二主泵2）排量关系示意图；

图5为本发明的先导比例减压阀的电流信号与先导油口压力关系示意图；

图6为本发明动臂向斗杆回路再生控制阀22的结构示意图（由于单向阀24集成于动臂向斗杆回路再生控制阀22上，故一同示出）。

图中附图标记的含义为：1-发动机； 2-第二主泵； 3-第一主泵； 4-先导泵； 5-第二主泵压力传感器； 6-第一主泵压力传感器； 7-油箱； 8-第一动臂分配管路；9-第一油箱管路；10A-10D、21A、21B、33A、33B-先导油口；12-第二油箱管路；13-第二动臂分配管路；14-动臂第二控制阀；15-第二分管路；16-第三分管路；17-动臂下降分配管路；18-动臂第一控制阀；19-动臂保持阀；20-第一分管路；22-动臂向斗杆回路再生控制阀；23-第四分管路；24-单向阀；25-动臂下降管路；26-动臂油缸；27-斗杆油缸；28-斗杆分配管路；29-第三油箱管路；31-斗杆伸出管路；32-斗杆内收管路；34-斗杆控制阀；35-先导控制管路；36-动臂操作手柄；37-控制装置；38-斗杆操作手柄； 39～46-先导比例减压阀；47-车体；48-行驶装置；49-动臂；50-斗杆；51-铲斗；52-铲斗油缸；53-第二流量调节装置；54-第一流量调节装置；55-节流阀口；56-第一节流槽；57-第二节流槽；58-再生阀芯；59-第三节流槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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做出创造性劳动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。

具备本发明的液压系统的液压挖掘机的结构示意图如图3所示，液压挖掘机包括行驶装置48和设置在行驶装置48上的车体47、设置于车体47上且相对于车体47作俯仰运动的动臂49、与动臂49的末端能够摆动连接的斗杆50、与斗杆50的末端能够摆动连接的铲斗51。

本发明的液压系统通过动臂油缸26的伸缩动作来驱动动臂49相对车体47做俯仰运动，动臂油缸26伸出，动臂49上升，反之，动臂下降。本发明的液压系统通过斗杆油缸27的伸缩动作来驱动斗杆50相对动臂49末端进行摆动，斗杆油缸27伸出，斗杆50内收，反之，斗杆外摆。本发明的液压系统还包括铲斗油缸52，通过铲斗油缸52的伸缩动作来驱动铲斗51相对斗杆50末端进行摆动，铲斗油缸52伸出，铲斗内收，反之，铲斗外摆。

虽然图1和图2中未视出铲斗油缸52及其管路，但第二主泵2通过管路、铲斗控制阀与铲斗油缸52连接。

此外，发明的液压系统中的车体47也可以不包括行驶装置48，可以将车体47装载于船舶上，或作为装载机、卸载机设置于港湾。

如图1和图2所示，本发明的液压系统包括为液压系统提供工作油的第一主泵3和第二主泵2、为液压系统提供先导油的先导泵4、驱动第一主泵3、第二主泵2以及先导泵4的发动机1、用于调节第一主泵3排量的第一流量调节装置54、用于调节第二主泵2排量的第二流量调节装置53、作为执行器的动臂油缸26和斗杆油缸27、与动臂油缸26连接的动臂第一控制阀18和动臂第二控制阀14、与斗杆油缸27连接的斗杆控制阀34、用于防止动臂自动下降的动臂保持阀19、用于向第一流量调节装置54和第二流量调节装置53输出信号的控制装置37，还包括设置于动臂油缸26与动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14之间的动臂向斗杆回路再生控制阀22，动臂向斗杆回路再生控制阀22用于控制动臂油缸26的无杆腔或有杆腔向斗杆油缸27再生的驱动回路之间再生与非再生的切换。

需要说明的是：第一主泵3、第二主泵2、先导泵4、发动机1、第一流量调节装置54、第二流量调节装置53、动臂油缸26、斗杆油缸27、动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14、斗杆控制阀34、动臂保持阀19、控制装置37等设备及其之间的连接关系是现有技术。

在本实施例的一种具体实施方式中，在动臂下降与斗杆复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀22左位工作，实现动臂油缸26无杆腔油液向斗杆回路再生；在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀22右位工作，实现动臂油缸26有杆腔油液向斗杆油缸27无杆腔的再生；在其他工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀22中位工作，实现动臂油缸26无杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂49下降单动作及动臂49下降与其他动作复合的复合动作正常运行，实现动臂油缸26有杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂49上升单动作及动臂49上升与其他动作复合的复合动作正常运行。

在本实施例的一种具体实施方式中，如图6所示，动臂向斗杆回路再生控制阀包括再生阀芯58、依次分布的第一节流槽56、第二节流槽57、第三节流槽59以及用于油液流通的A口、B口、C口和D口；再生阀芯58用于切换再生工况，控制再生节流面积，其A口与第一分管路20相连，B口与动臂下降分配管路17相连，C口与第四分管路23相连，D口与动臂下降管路25相连；

当再生阀芯58保持中位，A口与C口油路不连通，不进行回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油与回油；

当再生阀芯58左移，再生控制阀22左位工作，A口与C口通过第一节流槽56连通，实现动臂油缸26无杆腔流量向斗杆回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油；

当再生阀芯58右移，再生控制阀22右位工作，A口与其他油口均不连通；C口和D口通过第三节流槽59连通，实现动臂油缸有杆腔向斗杆回路再生，B口和D口通过第二节流槽57保留一定的节流面积，限制动臂有杆腔回油面积，保证动臂回路油液顺利再生到斗杆回路。

在本实施例的一种具体实施方式中，第二节流槽57上设置有节流阀口55，节流阀口55相对于其余节流槽的阀口长一截，这样设置是为了在动臂油缸有杆腔向斗杆回路再生，B口和D口通过第二节流槽57时，能够保留很小的节流面积，这样限制动臂有杆腔回油面积，保证动臂回路油液顺利再生到斗杆回路。

在本实施例的一种具体实施方式中， 本发明的液压系统还包括用于检测第一主泵3压力的第一主泵压力传感器6和用于检测第二主泵2压力的第二主泵压力传感器5，检测的2个主泵压力作为挖掘机工况的识别条件。

在本实施例的一种具体实施方式中，还包括单向阀24，单向阀24设置于动臂向斗杆回路再生控制阀22与斗杆控制阀34之间。

在本实施例的一种具体实施方式中，单向阀24集成于动臂向斗杆回路再生控制阀22上。

在本实施例的一种具体实施方式中，在动臂下降与斗杆外摆复合动作工况下，控制装置37根据动臂操作手柄36和斗杆操作手柄38的信号、第一主泵压力传感器6和第二主泵压力传感器5分别采集的第一主泵3和第二主泵2的压力信号和发动机1的转速值，判断到挖掘机处于动臂下降与斗杆外摆工况下，计算所有先导比例减压阀39～46的输出电流信号，同时计算第一流量调节装置54和第二流量调节装置53的输出信号。第一主泵6和第二主泵5分别根据第一流量调节装置54和第二流量调节装置55输入的信号大小，向液压系统提供相应流量的压力油。先导比例减压阀为42输出的先导压力油进入动臂第一控制阀18的先导油口10A,动臂第一控制阀18右位工作；先导比例减压阀39输出的先导压力油进入动臂第二控制阀14的先导油口10D,动臂第二控制阀14左位工作；先导比例减压阀43输出的先导压力油进入动臂向斗杆回路再生控制阀22的先导油口21B, 动臂向斗杆回路再生控制阀22左位工作；先导比例减压阀45输出的先导压力油进入斗杆控制阀34的先导油口33B,斗杆控制阀左位工作；第一主泵的压力油依次经第一动臂分配管路8、动臂第一控制阀18、动臂下降分配管路17、动臂向斗杆回路再生控制阀22、动臂下降管路25进入动臂油缸26的有杆腔，动臂油缸26缩回；动臂油缸26无杆腔的油液经动臂保持阀19后分为三路，防止油液泄漏，造成动臂下降。其中，第一路经第一分管路20、动臂向斗杆回路再生控制阀22、第四分管路23、单向阀24、斗杆分配管路28、斗杆控制阀34进入斗杆油缸27的有杆腔，实现动臂油缸26无杆腔向斗杆油缸27有杆腔再生，增加斗杆油缸27的进油流量，提高斗杆油缸27的工作速度；第二路经第二分管路15、动臂第二控制阀14、第二油箱管路12流回油箱7；第三路经第三分管路16进入动臂第一控制阀18，其右位工作，油液在此进一步分为两路，其中第一路经第一油箱管路9流回油箱7，第二路经其阀内置的单向阀再生回动臂油缸26的有杆腔。相比动臂下降单动作，动臂第二控制阀14的的回油面积减小，从而使动臂回路油液更容易再生到斗杆回路，这种回油面积根据工况独立调节的性能便于系统调试、提升整机性能。当再生条件成立时，单向阀24打开，实现动臂回路向斗杆回路再生；当再生条件不成立时，单向阀24关闭，防止斗杆回路油液倒流。由上述内容可知，动臂49下降过程中，动臂油缸26无杆腔的油液不仅可以进行动臂自身再生，还能实现动臂和斗杆回路间再生。回路间再生的益处体现在两方面，一方面增加斗杆回路流量，提高斗杆回路工作速度，提升作业效率；另一方面降低第一主泵3和第二主泵2提供流量，减小系统输出功率，降低能耗。

在本实施例的一种具体实施方式中，在动臂下降与斗杆内收复合动作工况下，与在动臂下降与斗杆外摆复合动作工况下的不同点在于，斗杆控制阀34右位工作，斗杆油缸27的无杆腔进油，有杆腔回油。

在本实施例的一种具体实施方式中，在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，控制装置37根据动臂操作手柄36和斗杆操作手柄38的信号、第一主泵压力传感器6和第二主泵压力传感器5分别采集的第一主泵3和第二主泵2的压力信号和发动机1的转速值，判断到挖掘机处于动臂下降与斗杆外摆工况下，计算所有先导比例减压阀39～46的输出电流信号，同时计算第一流量调节装置54和第二流量调节装置53的输出信号。第一主泵6和第二主泵5分别根据第一流量调节装置54和第二流量调节装置55输入的信号大小，向液压系统提供相应流量的压力油。先导比例减压阀为41输出的先导压力油进入动臂第一控制阀18的先导油口10B,动臂第一控制阀18左位工作；先导比例减压阀40输出的先导压力油进入动臂第二控制阀14的先导油口10C,动臂第二控制阀14右位工作；先导比例减压阀44输出的先导压力油进入动臂向斗杆回路再生控制阀22的先导油口21A, 动臂向斗杆回路再生控制阀22右位工作；先导比例减压阀46输出的先导压力油进入斗杆控制阀34的先导油口33A,斗杆控制阀34右位工作；第一主泵3的压力油依次经第一动臂分配管路8、动臂第一控制阀18、第三分管路16，第二主泵2的压力油经第二动臂分配管路13、动臂第二控制阀14、第二分管路15，两个主泵的压力油在动臂保持阀19的进油口汇合，经动臂保持阀19后进入动臂油缸26的无杆腔，动臂油缸26伸出；动臂油缸26有杆腔油液经动臂下降管路25、进入动臂向斗杆回路再生控制阀22，并在阀内部分成两路，一路依次经第四分管路23、单向阀24、斗杆分配管路28、斗杆控制阀34，进入斗杆油缸27的无杆腔，实现动臂油缸26有杆腔向斗杆油缸27无杆腔的再生，增大挖掘流量，提高挖掘速度；另一路依次经节流阀口55、动臂下降分配管路17、动臂第一控制阀18、第一油箱管路9流回油箱7。由于节流阀口55限制回油面积，从而使动臂回路油液更容易再生到斗杆回路。当再生条件成立时，单向阀24打开，实现动臂回路向斗杆回路再生；当再生条件不成立时，单向阀24关闭，防止斗杆回路油液倒流。由上述内容可知，挖掘工况下，动臂回路油液可以再生到斗杆回路，增加斗杆回路流量，提高斗杆挖掘速度，提升作业效率。

在本实施例的一种具体实施方式中，在非动臂下降与斗杆复合动作工况和动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，根据外部输入条件，经控制装置37判断，不符合上述工况条件时，先导比例减压阀43、44的电流信号为零，动臂向斗杆回路再生控制阀22中位工作；此时，动臂油缸26无杆腔向斗杆回路的再生油路切断，动臂油缸26无杆腔油液直接通过油路和动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14回到油箱7，保证动臂下降单动作及动臂下降其他复合动作的正常运行；动臂油缸26有杆腔向斗杆回路的再生油路阻断，同时无节流阀口55作用，动臂油缸26有杆腔和动臂下降分配管路17之间通油面积增大，无节流作用，保证动臂上升单动作及动臂上升其他复合动作回油通畅、动作正常。

在本实施例的一种具体实施方式中，本发明中所有控制阀均采用先导电比例减压阀进行先导压力控制，为全电控系统。然而，采用部分电控系统的形式，也可实现本发明的目的，例如动臂第一控制阀的两个先导油口可采用液控先导形式，无需先导比例减压阀。需要说明的是，在本发明中，诸如简单油路形式的变化、同功能的控制阀的替换，均属于本专利的保护范围。

第一主泵2和第二主泵3供给的工作油经过动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14，动臂向斗杆回路再生控制阀22、斗杆控制阀34的调节，进入液本发明液压系统的执行器动臂油缸26和斗杆油缸27，控制两执行器按照一定速度和方向运动。

控制装置37向第一流量调节装置54和第二流量调节装置53输出信号，分别控制第一主泵3和第二主泵2的排量大小，变量机构（即2个流量调节装置）输入信号越大，2个主泵排量越大，变量机构输入信号与主泵排量的关系如附图4所示。

本发明的液压系统的操作系统回路示意图如附图2所示，包括动臂、斗杆操作手柄36、38，控制装置37、先导比例减压阀39～46，先导控制管路35，动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14、动臂向斗杆回路再生控制阀22以及斗杆控制阀34。控制装置37根据动臂操作手柄36、斗杆操作手柄38的输入倾角信号，结合第一主泵压力传感器6和第二主泵压力传感5检测的压力值，判断挖掘机工况，向先导比例减压阀39～46输出相应电流信号，控制先导油口10A～10D、21A～21B、33A～33B的先导油压力大小，电流信号越大，先导油压力越大，先导比例减压阀电流信号与先导油口压力值的关系如附图5所示。先导油口10A～10D、21A～21B、33A～33B的先导油分别控制动臂第一控制阀18、动臂第二控制阀14、动臂向斗杆回路再生控制阀22、斗杆控制阀34的工作位置和阀口面积大小。

本发明提出的液压系统集成设计动臂油缸26无杆腔、有杆腔向斗杆油路再生的系统回路。通过该液压驱动系统，提升动臂下降和斗杆复合动作时动臂油缸26无杆腔回油流量利用率，提高工作效率，降低回油能量损失；实现动臂上升和斗杆内收挖掘工况下，动臂油缸26有杆腔流量向斗杆油缸无杆腔再生，提高斗杆挖掘速度，降低回油能量损失。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种挖掘机斗杆增速液压系统，包括为所述液压系统提供工作油的第一主泵（3）和第二主泵（2）、为所述液压系统提供先导油的先导泵（4）、驱动所述第一主泵（3）、第二主泵（2）以及先导泵（4）的发动机（1）、用于调节所述第一主泵（3）排量的第一流量调节装置（54）、用于调节所述第二主泵（2）排量的第二流量调节装置（53）、作为执行器的动臂油缸（26）和斗杆油缸（27）、与所述动臂油缸（26）连接的动臂第一控制阀（18）和动臂第二控制阀（14）、与所述斗杆油缸（27）连接的斗杆控制阀（34）、用于防止动臂自动下降的动臂保持阀（19）、用于向所述第一流量调节装置（54）和第二流量调节装置（53）输出信号的控制装置（37），其特征在于：还包括设置于动臂油缸（26）与动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）之间的动臂向斗杆回路再生控制阀（22），所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）用于控制动臂油缸（26）的无杆腔或有杆腔向斗杆油缸（27）再生的驱动回路之间再生与非再生的切换。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：在动臂下降与斗杆复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）左位工作，实现动臂油缸（26）无杆腔油液向斗杆回路再生；在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）右位工作，实现动臂油缸（26）有杆腔油液向斗杆油缸（27）无杆腔的再生；在其他工况下，通过动臂向斗杆回路再生控制阀（22）中位工作，实现动臂油缸（26）无杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂（49）下降单动作及动臂（49）下降与其他动作复合的复合动作正常运行，实现动臂油缸（26）有杆腔向斗杆回路的再生油路切断，保证动臂（49）上升单动作及动臂（49）上升与其他动作复合的复合动作正常运行。

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）包括再生阀芯（58）、依次分布的第一节流槽（56）、第二节流槽（57）、第三节流槽（59）以及用于油液流通的A口、B口、C口和D口；所述再生阀芯（58）用于切换再生工况，控制再生节流面积，其A口与第一分管路（20）相连，B口与动臂下降分配管路（17）相连，C口与第四分管路（23）相连，D口与动臂下降管路（25）相连；

当所述再生阀芯（58）保持中位，A口与C口油路不连通，不进行回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油与回油；

当所述再生阀芯（58）左移，再生控制阀（22）左位工作，A口与C口通过第一节流槽（56）连通，实现动臂油缸（26）无杆腔流量向斗杆回路再生；B口和D口连通，保证动臂油缸有杆腔正常进油；

当所述再生阀芯（58）右移，再生控制阀（22）右位工作，A口与其他油口均不连通；C口和D口通过第三节流槽（59）连通，实现动臂油缸有杆腔向斗杆回路再生，B口和D口通过第二节流槽（57）保留一定的节流面积，限制动臂有杆腔回油面积，保证动臂回路油液顺利再生到斗杆回路。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：所述动臂保持阀（19）设置于动臂油缸（26）与动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）之间。

5.根据权利要求2所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于： 还包括用于检测第一主泵（3）压力的第一主泵压力传感器（6）和用于检测第二主泵（2）压力的第二主泵压力传感器（5）。

6.根据权利要求5所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：还包括单向阀（24），所述单向阀（24）设置于动臂向斗杆回路再生控制阀（22）与斗杆控制阀（34）之间。

7.根据权利要求6所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：在动臂下降与斗杆外摆复合动作工况下，动臂第一控制阀（18）右位工作；所述动臂第二控制阀（14）左位工作；所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）左位工作；所述斗杆控制阀左位工作；第一主泵的压力油依次经第一动臂分配管路（8）、动臂第一控制阀（18）、动臂下降分配管路（17）、动臂向斗杆回路再生控制阀（22）、动臂下降管路（25）进入动臂油缸（26）的有杆腔，动臂油缸（26）缩回；动臂油缸（26）无杆腔的油液经动臂保持阀（19）后分为三路，第一路经第一分管路（20）、动臂向斗杆回路再生控制阀（22）、第四分管路（23）、单向阀（24）、斗杆分配管路（28）、斗杆控制阀（34）进入斗杆油缸（27）的有杆腔，实现动臂油缸（26）无杆腔向斗杆油缸（27）有杆腔再生；第二路经第二分管路（15）、动臂第二控制阀（14）、第二油箱管路（12）流回油箱（7）；第三路经第三分管路（16）进入动臂第一控制阀（18），其右位工作，油液在此进一步分为两路，其中第一路经第一油箱管路（9）流回油箱（7），第二路经其阀内置的单向阀再生回动臂油缸（26）的有杆腔；当再生条件成立时，单向阀（24）打开，实现动臂回路向斗杆回路再生；当再生条件不成立时，单向阀（24）关闭，防止斗杆回路油液倒流。

8.根据权利要求7所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：在动臂下降与斗杆内收复合动作工况下，与所述权利要求7的不同点在于，所述斗杆控制阀（34）右位工作，斗杆油缸（27）的无杆腔进油，有杆腔回油。

9.根据权利要求6所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：在动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，所述动臂第一控制阀（18）左位工作；动臂第二控制阀（14）右位工作； 动臂向斗杆回路再生控制阀（22）右位工作；斗杆控制阀（34）右位工作；第一主泵（3）的压力油依次经第一动臂分配管路（8）、动臂第一控制阀（18）、第三分管路（16），第二主泵（2）的压力油经第二动臂分配管路（13）、动臂第二控制阀（14）、第二分管路（15），两个主泵的压力油在动臂保持阀（19）的进油口汇合，经动臂保持阀（19）后进入动臂油缸（26）的无杆腔，动臂油缸（26）伸出；动臂油缸（26）有杆腔油液经动臂下降管路（25）、进入动臂向斗杆回路再生控制阀（22），并在阀内部分成两路，一路依次经第四分管路（23）、单向阀（24）、斗杆分配管路（28）、斗杆控制阀（34），进入斗杆油缸（27）的无杆腔，实现动臂油缸（26）有杆腔向斗杆油缸（27）无杆腔的再生；另一路依次经节流阀口（55）、动臂下降分配管路（17）、动臂第一控制阀（18）、第一油箱管路（9）流回油箱（7）。

10.根据权利要求6所述的一种挖掘机斗杆增速液压系统，其特征在于：在非动臂下降与斗杆复合动作工况和动臂上升与斗杆内收复合动作工况下，所述动臂向斗杆回路再生控制阀（22）中位工作，动臂油缸（26）无杆腔油液直接通过油路和动臂第一控制阀（18）、动臂第二控制阀（14）回到油箱（7）。

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