CN117303232A - 伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机，伸缩液压系统包括液压泵，比例换向阀，第一端液控腔连接有设置第一压力控制阀的第一换向阀先导控制油路，第二端液控腔连接有设置第二压力控制阀的第二换向阀先导控制油路，第一、第二压力控制阀分别用于控制流向比例换向阀相应的端部液控腔的先导油液的油压；平衡阀，设置在无杆腔工作油路上；电比例溢流阀，连接至有杆腔工作油路；第三压力控制阀，设置在平衡阀的液控端与有杆腔工作油路之间的平衡阀先导控制油路中，用于控制流向平衡阀的先导油液的油压。本申请的新型伸缩液压系统可通过精确的比例控制，满足不同的回缩工况下的作业需要，兼顾平稳可靠性、伸缩速度、工作效率。

Description

伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机

技术领域

本申请属于工程机械领域，具体地，涉及一种伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机。

背景技术

在汽车起重机中，一般通过伸缩液压系统结合绳排机构驱动吊臂伸缩。具体地，对于电控比例操纵的汽车起重机而言，通过电控先导控制手柄控制比例换向阀的换向和阀口开度，从而液压油可进入油缸的无杆腔或有杆腔，推动伸缩油缸的伸出和回缩，从而实现吊臂的可控伸出和回缩。其中，通过控制比例换向阀的阀口开度，即通过比例换向阀的流量大小，可控制伸缩油缸伸出速度，实现伸缩油缸带动吊臂伸出吊臂至需要长度的功能。

在伸缩液压系统工作过程中，要求具有较高的安全性、平稳性，因此一般设置了系统溢流阀和油缸前的平衡阀。但在不同因素的影响下，吊臂伸缩过程的平稳可靠性、伸缩速度、工作效率等难以兼顾。

发明内容

本申请的目的是提供一种伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机，以提升吊臂伸缩的平稳可靠性、灵活性以及工作效率，适于更多种不同工况。

为了实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供一种伸缩液压系统，所述伸缩液压系统包括：

液压泵，为伸缩油缸泵送液压油；

比例换向阀，用于伸缩控制所述伸缩油缸，所述比例换向阀的第一端液控腔连接有设置第一压力控制阀的第一换向阀先导控制油路，且第二端液控腔连接有设置第二压力控制阀的第二换向阀先导控制油路，所述第一压力控制阀和所述第二压力控制阀分别用于控制流向所述比例换向阀相应的端部液控腔的先导油液的油压；

平衡阀，设置在所述伸缩油缸的无杆腔与所述比例换向阀的第一工作油口之间的无杆腔工作油路上；

电比例溢流阀，连接至所述伸缩油缸的有杆腔与所述比例换向阀的第二工作油口之间的有杆腔工作油路；和

第三压力控制阀，设置在所述平衡阀的液控端与所述有杆腔工作油路之间的平衡阀先导控制油路中，并用于控制所述流向所述平衡阀的液控端的先导油液的油压。

在一些实施方式中，通过所述第二压力控制阀流向所述比例换向阀的第二端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀的阀杆切换至第二阀位，在所述第二阀位，所述比例换向阀的主进油口与所述第二工作油口连通；

其中，所述第二压力控制阀为第二电比例减压阀，所述第二电比例减压阀由电控先导控制手柄操控，所述电控先导控制手柄朝所述第二电比例减压阀输出的输出电流与通过所述第二电比例减压阀流向所述第二端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

在一些实施方式中，通过所述第一压力控制阀流向所述比例换向阀的第一端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀的阀杆切换至第一阀位，在所述第一阀位，所述比例换向阀的主进油口与所述第一工作油口连通；其中，所述第一压力控制阀为第一电比例减压阀，所述第一电比例减压阀由电控先导控制手柄操控，所述电控先导控制手柄朝所述第一电比例减压阀输出的输出电流与通过所述第一电比例减压阀流向所述第一端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

在一些实施方式中，所述第三压力控制阀为第三电比例减压阀，所述平衡阀的两个液控端分别为与所述第三电比例减压阀的输出油口相连的第一控制端以及与所述伸缩油缸的无杆腔相连且设有压缩弹簧的第二控制腔。

在一些实施方式中，所述伸缩液压系统包括：

无杆腔压力传感器，用于检测所述伸缩油缸的无杆腔或所述无杆腔工作油路的油压；和

臂架长度传感器，用于检测臂架长度。

在一些实施方式中，所述伸缩液压系统包括：

控制器，被配置为：

确定所述比例换向阀切换至所述第二阀位；

根据所述无杆腔压力传感器的油压检测值和所述臂架长度传感器的臂架长度检测值，确定所述伸缩油缸的回缩工况类型；

根据所述伸缩油缸的回缩工况类型，对应控制所述电比例溢流阀和所述第三电比例减压阀各自的最大输入电流。

在一些实施方式中，所述伸缩油缸的回缩工况类型包括空载回缩工况、短臂轻载回缩工况和长臂重载回缩工况；

并且，根据所述伸缩油缸的工况类型，对应控制所述电比例溢流阀和所述第三电比例减压阀各自的最大输入电流，包括：

在所述空载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀的最大输入电流为第一电流值，控制所述第三电比例减压阀的最大输入电流为第二电流值；

在所述短臂轻载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀的最大输入电流为第三电流值，控制所述第三电比例减压阀的最大输入电流为第四电流值；

在所述长臂重载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀的最大输入电流为第五电流值，控制所述第三电比例减压阀的最大输入电流为第六电流值；

其中，所述第五电流值、所述第一电流值和所述第三电流值的大小依次递增，所述第六电流值、所述第二电流值和所述第四电流值的大小依次递增。

在一些实施方式中，所述伸缩液压系统还包括用于驱动所述液压泵的发动机，所述控制器还被配置为：

获取所述发动机的发动机转速以及所述电控先导控制手柄朝所述第二电比例减压阀输出的手柄输出电流；

根据所述发动机转速和所述手柄输出电流的大小，调节所述第三电比例减压阀的最大输入电流。

在一些实施方式中，所述控制器还被配置为：

根据所述伸缩油缸的回缩工况类型，控制所述发动机的发动机转速以及所述电控先导控制手柄朝所述第二电比例减压阀输出的手柄输出电流。

在一些实施方式中，通过所述第二压力控制阀流向所述比例换向阀的第二端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀的阀杆切换至第二阀位，在所述第二阀位，所述比例换向阀的主进油口与所述第二工作油口连通；

其中，所述第二压力控制阀为第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的进油口连接有液控先导手柄或比例减压阀，所述第二电磁换向阀的输出油口连接所述第二端液控腔。

根据本申请的第二方面，提供一种伸缩机构，包括吊臂和绳排机构，以及上述的伸缩液压系统，所述伸缩液压系统的伸缩油缸和所述绳排机构联合驱动所述吊臂进行吊臂伸缩动作。

根据本申请的第三方面，提供一种汽车起重机，包括上述的伸缩机构。

本申请的新型伸缩液压系统中，通过增设第三压力控制阀和采用比例控制的电比例溢流阀，从而可受控制器控制，进行精确的比例控制，在伸缩油缸回缩时，电比例溢流阀决定有杆腔工作油路的最大油压，第三压力控制阀控制平衡阀的通流阀口开度。通过适时控制第三压力控制阀和电比例溢流阀，可适于不同工况作业需求，在空载回缩工况和短臂轻载回缩工况下，都能实现平稳且较快速度的吊臂回缩，在长臂重载回缩工况下，以较低速度但平稳运行，控制臂架挠度，因此能够兼顾到平稳可靠性、伸缩速度、工作效率等等。

本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施方式，但并不构成对本申请实施方式的限制。在附图中：

图1为根据本申请的具体实施方式的伸缩液压系统的液压原理图；

图2为根据本申请的第一具体实施方式的伸缩液压系统在吊臂回缩工况下的液压原理图；

图3为根据本申请的第一具体实施方式的伸缩液压系统在吊臂回缩工况下的控制逻辑图；

图4为根据本申请的第二具体实施方式的伸缩液压系统的液压原理图；

图5为根据本申请的第二具体实施方式的伸缩液压系统在吊臂回缩工况下的控制逻辑图。

附图标记说明

1 第一电比例减压阀 2 比例换向阀

3 电比例溢流阀 4 第二电比例减压阀

5 第三电比例减压阀 6 平衡阀

7 无杆腔压力传感器 8 伸缩油缸

9 液控先导手柄 10 电控先导控制手柄

11 第一电磁换向阀 12 第二电磁换向阀

具体实施方式

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

下面参考附图描述根据本申请的伸缩液压系统、伸缩机构和汽车起重机。

本申请公开了一种新型伸缩液压系统。如图1所示，在一种具体实施方式中，伸缩液压系统包括：

液压泵(图中未显示)，为伸缩油缸8泵送液压油；

比例换向阀2，用于伸缩控制伸缩油缸8，比例换向阀的第一端液控腔(图1的比例换向阀2的右端)连接有设置第一压力控制阀(例如图示的第一电比例减压阀1)的第一换向阀先导控制油路(即从主进油口P0流向比例换向阀2的右端的先导油路)，且第二端液控腔(图1的比例换向阀2的左端)连接有设置第二压力控制阀(例如图示的第二电比例减压阀4)的第二换向阀先导控制油路(即从主进油口P0流向比例换向阀2的左端的先导油路)，第一压力控制阀和第二压力控制阀分别用于控制流向比例换向阀2相应的端部液控腔的先导油液的油压；

平衡阀6，设置在伸缩油缸8的无杆腔与比例换向阀2的第一工作油口102A之间的无杆腔工作油路上；

电比例溢流阀3，连接伸缩油缸8的有杆腔与比例换向阀2的第二工作油口102B之间的有杆腔工作油路；和

第三压力控制阀(例如图示的第三电比例减压阀5)，设置在平衡阀6的液控端与有杆腔工作油路之间的平衡阀先导控制油路中，并用于控制流向平衡阀6的液控端的先导油液的油压。

本申请的新型伸缩液压系统中，增设了第三压力控制阀，电比例溢流阀3采用比例控制，从而在伸缩油缸8回缩时，电比例溢流阀3决定有杆腔工作油路的最大油压，第三压力控制阀控制平衡阀6的通流阀口开度。通过适时控制第三压力控制阀和电比例溢流阀3，可适于不同工况作业需求，兼顾到平稳可靠性、伸缩速度、工作效率等等，以下还将具体阐述。

可比较的，在常规的伸缩液压系统中，则仅通过比例换向阀2的通流阀口开度来控制流量，从而决定伸缩速度，控制方式单一且存在不同应用场合下的问题或缺陷。以汽车起重机为例，本领域技术人员公知的是，汽车起重机的伸缩机构一般包括吊臂+绳排机构+伸缩液压系统。比例换向阀切换至相应的工作阀位时，液压油进入油缸的无杆腔或有杆腔，推动伸缩油缸的伸出和回缩，从而实现吊臂的可控伸出和回缩。在伸缩液压系统工作过程中要求具有较高的安全性、平稳性，因此伸缩油缸的油缸无杆腔匹配了平衡阀。伸缩油缸伸出时通过平衡阀中的单向阀将液压油进入油缸无杆腔，系统压力推动伸缩油缸伸出。伸缩油缸回缩时液压油进入油缸有杆腔和平衡阀的控制口，系统压力打开平衡阀后推动伸缩油缸回缩；同时用溢流阀限制伸缩油缸回缩时系统的最高压力，实现伸缩油缸平稳、可控的回缩，在停止回缩时，平衡阀能够将伸缩油缸可靠、安全地停止在要求的任意位置。

在吊臂空载回缩时，伸缩油缸的无杆腔压力较低，因此回缩时平衡阀开启需要的控制压力较低，满足吊臂回缩最大流量时溢流阀可以调定较低压力。带载回缩时，无杆腔压力较高(压力取决于负载)，因此回缩时平衡阀开启需要的控制压力较高，满足吊臂回缩最大流量时，溢流阀需要设定较高压力。如果溢流阀设定较高的压力，以满足带载回缩时的速度要求，则空载回缩时，由于系统压力较高，容易产生压力波动，导致平衡阀的开度产生变化，从而使伸缩油缸回缩速度不稳定，导致吊臂回缩抖动。如果溢流阀设定较低的压力，以满足空载吊臂回缩的平稳性，则带载回缩时，吊臂回缩速度较低，影响带载回缩工作效率。此外，由于吊臂是焊接而成的多边形(或椭圆形)结构件，在满足强度要求的前提下，一般采用高强钢焊接，因此在重载、较长吊臂的工况下，负载力使吊臂产生一个向下的挠度(类似于弯曲的钓鱼竿)，在回缩速度较快时容易产生抖动，导致吊臂回缩负载运动不平稳，易产生安全事故。在重载、较长吊臂回缩时，只能控制在较低回缩速度才能确保平稳回缩。

本申请的发明人总结发现，由于负载压力的影响，带载缩臂开启平衡阀时，需要更高的系统压力，但更高的溢流阀压力导致空载回缩吊臂时容易产生吊臂抖动，若调低溢流阀压力以确保空载缩臂平稳，但带载缩臂时吊臂回缩速度将可能很慢，影响工作效率。但在常规的伸缩液压系统中，由于溢流阀的调定压力是固定的，一个定值的溢流阀压力，无法在空载缩臂、带载缩臂工况下同时保持吊臂缩臂的平稳性和较高的缩臂速度。在带载、较长吊臂的工况下，载荷产生的负载使吊臂产生一个向下的挠度，在回缩速度较快时容易产生抖动，导致吊臂回缩运动不平稳，易产生安全事故。

有鉴于此，本申请的新型伸缩液压系统中增设了第三压力控制阀以控制平衡阀的通流阀口开度，同时采用电比例溢流阀3以比例控制系统压力。在图2、图3所示的实施方式中，第三压力控制阀采用了第三电比例减压阀5，平衡阀6的两个液控端分别为与第三电比例减压阀5的输出油口相连的第一控制端(即图示的平衡阀6的右端)以及与伸缩油缸8的无杆腔相连且设有压缩弹簧的第二控制腔(即图示的平衡阀6的左端)。这样，通过电控系统可灵活控制电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5，以及第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4等，以在不同工况下进行相应的灵活控制。

需要说明的是，电比例减压阀是一种将出口压力调节到低于进口压力的压力控制阀；电比例减压阀通过输入控制电流成比例输出减压后的控制压力。在未输入控制电流时，电比例减压阀输出压力为零或较低压力。换言之，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流，可控制第三电比例减压阀5的输出端的输出油压，进而控制无杆腔回油时通过平衡阀6时的阀口开度，即无杆腔油液的流通速度，进而决定吊臂回缩速度。

其中，平衡阀6又称单向顺序阀，由单向阀和顺序阀并联而成。当液压油通过平衡阀6内左侧的单向阀，正向打开单向阀流动时，执行元件正常工作；当液压油反向流动时，单向阀堵塞，需要平衡阀6的右液控端通过控制压力油打开顺序阀，执行元件才能正常工作。平衡阀6在工程机械应用中起到负载保持、负载控制、安全负载的作用，在工程机械(如起重机、高空作业平台等)主机中，为了防止负载下降时出现超速危险，通常使用平衡阀来控制负载的下降速度，以防重物失速而自由下落的情况发生。平衡阀在最小控制压力下打开，输出最小流量；在最大控制压力下打开，输出最大流量。本实施方式中，通过控制第三电比例减压阀5的最大输入电流，即可控制平衡阀在最大控制压力下打开时，所输出的最大流量，即控制吊臂回缩的最大速度。

出于安全考虑，本实施方式中采用反向型平衡阀，即控制压力与负载口压力对阀芯的作用方向相反的平衡阀。负载压力越高，控制压力越高。反向型平衡阀结构较同向型平衡阀复杂一些，但安全性更高。

在图2的实施方式中，采用了电控先导控制手柄10结合第二电比例减压阀4控制吊臂回缩时的回缩速度控制方式。比例换向阀2的主阀输出流量K：流量系数，为常数；A：主阀节流口面积，ΔP：主阀两端压差。电控先导控制手柄10的开口越大，输出电流越大，第二电比例减压阀4的输出压力越大，比例换向阀2中克服弹簧力后的主阀杆行程越大，从而比例换向阀2的通流面积大，则输出流量大。

在图2的比例换向阀2中，通过第一压力控制阀流向比例换向阀2的第一端液控腔(图示右端)的先导油液使得比例换向阀2的阀杆切换至第一阀位(图示右阀位)，在第一阀位，比例换向阀2的主进油口102P与第一工作油口102A连通；其中，第一压力控制阀为第一电比例减压阀1，第一电比例减压阀1由电控先导控制手柄10操控，电控先导控制手柄10朝第一电比例减压阀1输出的输出电流与通过第一电比例减压阀1流向第一端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

同理，通过第二压力控制阀流向比例换向阀的第二端液控腔(图示左端)的先导油液使得比例换向阀2的阀杆切换至第二阀位(图示左阀位)，在第二阀位，比例换向阀2的主进油口与第二工作油口连通；其中，第二压力控制阀为第二电比例减压阀4，第二电比例减压阀4由电控先导控制手柄10操控，电控先导控制手柄10朝第二电比例减压阀4输出的输出电流与通过第二电比例减压阀4流向第二端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

通过控制第一电比例减压阀1的输入电流的大小，可实现控制伸缩油缸8的伸出速度、伸缩油缸8带动吊臂伸出，直至吊臂伸出至需要长度的功能；通过控制第二电比例减压阀4的输入电流的大小，可实现控制伸缩油缸8回缩速度、伸缩油缸8带动吊臂回缩，直至吊臂回缩至需要长度的功能。具体地，由第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4、电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5等液压元件控制伸缩油缸8的伸出、回缩动作。电控先导控制手柄10输出电流至第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4，第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4输出减压后的控制压力，进而控制比例换向阀2的阀杆行程，阀杆行程决定液压油通过比例换向阀2的面积A，而流量因此控制了比例换向阀2的输出流量，从而通过电控先导控制手柄10的输出电流的大小控制了伸缩油缸8的伸出、回缩速度，使油缸实现可控伸出、回缩。在吊臂回缩时，压力油一方面进入油缸有杆腔，另一方面打开平衡阀6，控制平衡阀6的通过流量，从而控制油缸回缩，实现吊臂平稳、可控回缩并在非工作状态能够可靠地停止在需要的任意位置，伸缩油缸8控制吊臂伸出和回缩至需要的工作位置。

参见图2、图3，伸缩液压系统包括：

无杆腔压力传感器7，用于检测伸缩油缸8的无杆腔或无杆腔工作油路的油压；和

臂架长度传感器(图中未显示)，用于检测臂架长度。

通过无杆腔压力传感器7，可确定无杆腔油压大小，进而判断伸缩油缸8回缩时的负载大小，是空载、轻载或是重载。通过臂架长度传感器，可判断吊臂长度的长短。

在此基础上，伸缩液压系统包括控制器，被配置为：

确定比例换向阀2切换至第二阀位；

根据无杆腔压力传感器7的油压检测值和臂架长度传感器的臂架长度检测值，确定伸缩油缸8的回缩工况类型；

根据伸缩油缸8的回缩工况类型，对应控制电比例溢流阀3和第三电比例减压阀5各自的最大输入电流。

在图2中，相较于图1，比例换向阀2切换至第二阀位，即图2所示的比例换向阀2的左位，此时有杆腔工作油路进压力油，无杆腔工作油路回油。进而，根据无杆腔压力传感器7的油压检测值和臂架长度传感器的臂架长度检测值，确定伸缩油缸8的回缩工况类型，包括空载回缩工况、短臂轻载回缩工况或长臂重载回缩工况等。最后，在不同回缩工况下，对于进油压力、进油流量、回油流量、系统压力等等各不相同，可至少对应控制电比例溢流阀3和第三电比例减压阀5各自的最大输入电流进行适应性参数控制。

进一步地，在本实施方式中，在空载回缩工况下，控制电比例溢流阀3的最大输入电流为第一电流值，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流为第二电流值；

在短臂轻载回缩工况下，控制电比例溢流阀3的最大输入电流为第三电流值，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流为第四电流值；

在长臂重载回缩工况下，控制电比例溢流阀3的最大输入电流为第五电流值，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流为第六电流值；

其中，第五电流值、第一电流值和第三电流值的大小依次递增，第六电流值、第二电流值和第四电流值的大小依次递增。

本申请的伸缩液压系统还包括用于驱动液压泵的发动机。控制器还可被配置为：

获取发动机的发动机转速以及电控先导控制手柄10朝第二电比例减压阀4输出的手柄输出电流；

根据发动机转速和手柄输出电流的大小，调节第三电比例减压阀5的最大输入电流。

需要说明的是，起重机的动力装置多采用发动机驱动液压泵组,为起重机的上车作业系统(卷扬、变幅、伸缩和回转等)提供动力。电控先导控制手柄10的输出电流越大，驱动液压泵运转的发动机的转速越高，第三电比例减压阀5的输入电流越大，则平衡阀6通过的回流流量越大，吊臂回缩速度越快。因此，可进一步结合电控先导控制手柄10的输出电流以及发动机转速，来调节第三电比例减压阀5的最大输入电流。

更进一步地，控制器还可被配置为：根据伸缩油缸8的回缩工况类型，控制发动机的发动机转速以及电控先导控制手柄10朝第二电比例减压阀4输出的手柄输出电流。换言之，可根据负载大小不同，吊臂长度不同，在不同组合的工况下，不仅通过控制控制电比例溢流阀3和第三电比例减压阀5来调节系统压力、无杆腔回油流量大小，还可反过来相应地调节控制发动机的发动机转速以及电控先导控制手柄10朝第二电比例减压阀4输出的手柄输出电流。

在图4、图5所示的另一实施方式中，第二压力控制阀采用了第二电磁换向阀12，第二电磁换向阀的进油口连接有液控先导手柄9或比例减压阀，第二电磁换向阀的输出油口连接第二端液控腔。在此实施方式中，采用液控先导手柄9(或比例减压阀)结合第一电磁换向阀11、第二电磁换向阀12来替代图1至图3中的电控先导控制手柄10、第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4的控制方式。除此之外，图4、图5的实施方式与图2、图3类同。需要说明的是，在两个实施方式中，比例换向阀2及其两端的比例减压阀或电磁阀集成设置，无杆腔压力传感器7安装在变幅油缸8的无杆腔。

在具体执行时，以图2、图3的实施方式为例，在第二电比例减压阀4得电时，P0口的先导油从油口104P进入第二电比例减压阀4，减压后从工作油口104A进入比例换向阀2，推动阀杆右移，使比例换向阀2的油口102P与油口102B连通、油口102A与油口102T连通。P口输入的压力油从油口102P通过油口102B进入管路102(即有杆腔工作油路)，同时进入第三电比例减压阀5的进油口105P，作为第三电比例减压阀5的油源。控制器(具体可通过内部的比例运算放大器)通过检测电控先导控制手柄10的输出电流、发动机转速、臂架长度传感器、无杆腔压力传感器7等控制参数信号，汇总后按控制要求分别输出适当的输出电流至电比例溢流阀3和第三电比例减压阀5，使得电比例溢流阀3输出的系统最高工作压力满足空载、带载回缩的压力要求，第三电比例减压阀5的出油口105A输出合适的减压压力以开启平衡阀6，使平衡阀6输出合适的流量，从而伸缩油缸8以平稳、可控的速度回缩。同时压力油通过P口、经过比例换向阀2的工作油口102B，从管路102进入伸缩油缸6的有杆腔，推动活塞下移，使无杆腔的液压油通过平衡阀6进入管路101(即无杆腔工作油路)，通过工作油口102A进入比例换向阀2到回油口102T，完成伸缩油缸8的回缩。

空载回缩时，由于没有负载，无杆腔压力较低，无杆腔压力传感器7输出较低电流，控制器的比例运算放大器按正常匹配参数输出电流给电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5，平衡阀6平稳地输出满足空载吊臂回缩的流量，伸缩油缸8有满足需求的回缩速度，保证了空载回缩的工作效率。

带载回缩时，在轻载及较短的吊臂长度时，无杆腔压力传感器7输出较大电流(与空载相比)，吊臂长度传感器输出较大电流，比例运算放大器输出较大电流至电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5。电比例溢流阀3输出较大的溢流压力，第三电比例减压阀5输出较大的控制压力，控制平衡阀6有较大的开口，使平衡阀6平稳地输出较大流量，伸缩油缸8有较大的回缩速度。

带载回缩时，在重载及较长的吊臂长度时，为安全起见，需要控制吊臂回缩速度。由于带载回缩，无杆腔压力较高，无杆腔压力传感器7输出较大电流；在较长吊臂长度时，吊臂长度传感器输出较大电流；比例运算放大器检测无杆腔压力传感器7(当前臂长最大载荷的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)、吊臂长度传感器(最长臂长的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)的较大输入电流时，按较小的输出电流输出给电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5。电比例溢流阀3输入较小电流，溢流阀有较小的溢流压力；第三电比例减压阀5输入较小电流，输出较小的控制压力，从而使平衡阀6平稳地输出较小流量，伸缩油缸有较小的回缩速度，满足安全、平稳回缩吊臂的要求。

在上述伸缩液压系统的基础上，本申请还公开了一种伸缩机构，包括吊臂、绳排机构和上述的伸缩液压系统，伸缩液压系统的伸缩油缸8和绳排机构联合驱动吊臂进行吊臂伸缩动作。

其中，伸缩机构是汽车起重机的重要组成部分。本领域技术人员公知的是，伸缩机构由吊臂、绳排机构、伸缩液压系统组成，伸缩液压系统由伸缩油缸8、平衡阀6、比例换向阀2等组成。通过伸缩油缸和绳排机构联合运动实现吊臂的伸出和回缩动作。电控比例操纵的汽车起重机，通过电控先导控制手柄10对第一电比例减压阀1、第二电比例减压阀4输入控制电流，液压油进入油缸的无杆腔或有杆腔，推动伸缩油缸8的伸出和回缩，从而实现吊臂的可控伸出和回缩。通过控制第一电比例减压阀1输入电流的大小，实现控制伸缩油缸伸出速度、伸缩油缸8带动吊臂伸出直至需要长度的功能；通过控制第二电比例减压阀4输入电流的大小，实现控制伸缩油缸回缩速度、伸缩油缸带动吊臂回缩直至需要长度的功能。

在图2、图3的实施方式中，通过控制器(具体为作为控制器一部分的比例运算放大器)，将电控先导控制手柄10、发动机转速、臂架长度传感器、无杆腔压力传感器7的控制信号汇总后输出，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流。最大输入电流越大，第三电比例减压阀5的输出压力越高，则平衡阀6的开度越大，从而平衡阀6的输出流量越大，伸缩油缸8的回缩速度越快，工作效率越高。电控先导控制手柄10的输出电流越大，发动机转速越高，第三电比例减压阀5的输入电流越大，则平衡阀6通过的流量越大，吊臂回缩速度越快。从安全的角度考虑，在重载和较长的吊臂长度时，即吊臂长度(最长臂长的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)和载荷超过设定值(当前臂长最大载荷的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)时，控制吊臂回缩最高速度；在重载和较长吊臂长度时，臂架长度传感器、无杆腔压力传感器7输出较大电流，比例运算放大器检测无杆腔压力传感器7(当前臂长最大载荷的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)、吊臂长度传感器(最长臂长的50％或其他比例为基准，以安全、平稳回缩为前提)的较大输入电流时，按较小的输出电流输出给电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5，使平衡阀6有较小的开度，控制伸缩油缸最大回缩速度。臂架长度传感器输出的电流越大(即吊臂长度越长)，无杆腔压力传感器7输出的电流越大(即负载越大)，伸缩油缸8回缩最大速度越小。通过检测无杆腔压力传感器7和臂架长度传感器，在重载和较长的吊臂长度时，控制伸缩油缸回缩速度，实现吊臂全回缩过程安全、平稳、可控回缩。

在重载和较长的吊臂长度的工况下进行吊臂回缩作业时，控制第三电比例减压阀5的输入电流，通过比例运算放大器识别，使第三电比例减压阀5的输出压力不超过安全值，从而控制平衡阀6的流量不超过安全值，使伸缩油缸8回缩速度不超过平稳回缩的速度，从而实现吊臂安全、平稳地回缩。

此外，本申请还公开了一种汽车起重机，包括上述伸缩机构。本申请的汽车起重机也具有上述伸缩机构和伸缩液压系统的优点。即提升吊臂伸缩的平稳可靠性、灵活性以及工作效率，适于更多种不同工况。

当然，本领域技术人员能够理解的是，本申请的伸缩液压系统也不限于应用到汽车起重机及其伸缩机构上，可扩展至其他工程机械的伸缩机构中。

综上可见，通过控制器的比例运算放大器，可将电比例减压阀1、发动机转速、臂架长度传感器、无杆腔压力传感器7控制信号汇总后输出，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流。在空载缩臂时，第三电比例减压阀5获得较大的输入电流，输出较大的控制压力，使平衡阀6输出更大的流量，伸缩油缸8有更大的缩臂速度；在重载、较长吊臂回缩时，控制第三电比例减压阀5的最大输入电流，从而控制最大的输出压力，控制平衡阀6的最大开口，最终限制平衡阀最大输出流量，控制伸缩油缸8的最大缩臂速度。

通过比例运算放大器，将电比例减压阀1、臂架长度传感器、无杆腔压力传感器7控制信号汇总后输出，控制电比例溢流阀3的最大输入电流。在空载缩臂时，电比例溢流阀3获得较小的输入电流，获得较小的溢流阀压力；在轻载带载缩臂时，电比例溢流阀3获得较大的输入电流，获得较大的溢流阀压力。在重载、较长吊臂带载缩臂时，电比例溢流阀3获得较小的输入电流，获得较小的溢流阀压力，限制吊臂回缩速度。

在重载、较长吊臂带载回缩时，通过比例运算放大器识别，限制电比例溢流阀3、第三电比例减压阀5的最大输入电流，限制电比例溢流阀3的最大压力，同时限制第三电比例减压阀5的最大输出压力，最终限制平衡阀6的最大流量，实现重载、较长吊臂安全、平稳的带载回缩。在重载、较长的吊臂长度时，即吊臂长度和载荷超过设定值时，控制吊臂回缩速度，实现安全、平稳的吊臂回缩。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种伸缩液压系统，其特征在于，所述伸缩液压系统包括：

液压泵，为伸缩油缸(8)泵送液压油；

比例换向阀(2)，用于伸缩控制所述伸缩油缸(8)，所述比例换向阀的第一端液控腔连接有设置第一压力控制阀的第一换向阀先导控制油路，且第二端液控腔连接有设置第二压力控制阀的第二换向阀先导控制油路，所述第一压力控制阀和所述第二压力控制阀分别用于控制流向所述比例换向阀(2)相应的端部液控腔的先导油液的油压；

平衡阀(6)，设置在所述伸缩油缸(8)的无杆腔与所述比例换向阀(2)的第一工作油口之间的无杆腔工作油路上；

电比例溢流阀(3)，连接至所述伸缩油缸(8)的有杆腔与所述比例换向阀(2)的第二工作油口之间的有杆腔工作油路；和

第三压力控制阀，设置在所述平衡阀(6)的液控端与所述有杆腔工作油路之间的平衡阀先导控制油路中，并用于控制所述流向所述平衡阀(6)的液控端的先导油液的油压。

2.根据权利要求1所述的伸缩液压系统，其特征在于，通过所述第二压力控制阀流向所述比例换向阀的第二端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀(2)的阀杆切换至第二阀位，在所述第二阀位，所述比例换向阀(2)的主进油口与所述第二工作油口连通；

其中，所述第二压力控制阀为第二电比例减压阀(4)，所述第二电比例减压阀(4)由电控先导控制手柄(10)操控，所述电控先导控制手柄(10)朝所述第二电比例减压阀(4)输出的输出电流与通过所述第二电比例减压阀(4)流向所述第二端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

3.根据权利要求2所述的伸缩液压系统，其特征在于，通过所述第一压力控制阀流向所述比例换向阀的第一端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀(2)的阀杆切换至第一阀位，在所述第一阀位，所述比例换向阀(2)的主进油口与所述第一工作油口连通；其中，所述第一压力控制阀为第一电比例减压阀(1)，所述第一电比例减压阀(1)由电控先导控制手柄(10)操控，所述电控先导控制手柄(10)朝所述第一电比例减压阀(1)输出的输出电流与通过所述第一电比例减压阀(1)流向所述第一端液控腔的先导油液的输出油压呈正比。

4.根据权利要求2所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述第三压力控制阀为第三电比例减压阀(5)，所述平衡阀(6)的两个液控端分别为与所述第三电比例减压阀(5)的输出油口相连的第一控制端以及与所述伸缩油缸(8)的无杆腔相连且设有压缩弹簧的第二控制腔。

5.根据权利要求4所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述伸缩液压系统包括：

无杆腔压力传感器(7)，用于检测所述伸缩油缸(8)的无杆腔或所述无杆腔工作油路的油压；和

臂架长度传感器，用于检测臂架长度。

6.根据权利要求5所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述伸缩液压系统包括控制器，被配置为：

确定所述比例换向阀(2)切换至所述第二阀位；

根据所述无杆腔压力传感器(7)的油压检测值和所述臂架长度传感器的臂架长度检测值，确定所述伸缩油缸(8)的回缩工况类型；

根据所述伸缩油缸(8)的回缩工况类型，对应控制所述电比例溢流阀(3)和所述第三电比例减压阀(5)各自的最大输入电流。

7.根据权利要求6所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述伸缩油缸(8)的回缩工况类型包括空载回缩工况、短臂轻载回缩工况和长臂重载回缩工况；

并且，根据所述伸缩油缸(8)的工况类型，对应控制所述电比例溢流阀(3)和所述第三电比例减压阀(5)各自的最大输入电流，包括：

在所述空载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀(3)的最大输入电流为第一电流值，控制所述第三电比例减压阀(5)的最大输入电流为第二电流值；

在所述短臂轻载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀(3)的最大输入电流为第三电流值，控制所述第三电比例减压阀(5)的最大输入电流为第四电流值；

在所述长臂重载回缩工况下，控制所述电比例溢流阀(3)的最大输入电流为第五电流值，控制所述第三电比例减压阀(5)的最大输入电流为第六电流值；

其中，所述第五电流值、所述第一电流值和所述第三电流值的大小依次递增，所述第六电流值、所述第二电流值和所述第四电流值的大小依次递增。

8.根据权利要求6所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述伸缩液压系统还包括用于驱动所述液压泵的发动机，所述控制器还被配置为：

获取所述发动机的发动机转速以及所述电控先导控制手柄(10)朝所述第二电比例减压阀(4)输出的手柄输出电流；

根据所述发动机转速和所述手柄输出电流的大小，调节所述第三电比例减压阀(5)的最大输入电流。

9.根据权利要求8所述的伸缩液压系统，其特征在于，所述控制器还被配置为：

根据所述伸缩油缸(8)的回缩工况类型，控制所述发动机的发动机转速以及所述电控先导控制手柄(10)朝所述第二电比例减压阀(4)输出的手柄输出电流。

10.根据权利要求1所述的伸缩液压系统，其特征在于，通过所述第二压力控制阀流向所述比例换向阀(2)的第二端液控腔的先导油液使得所述比例换向阀(2)的阀杆切换至第二阀位，在所述第二阀位，所述比例换向阀(2)的主进油口与所述第二工作油口连通；

其中，所述第二压力控制阀为第二电磁换向阀(12)，所述第二电磁换向阀的进油口连接有液控先导手柄(9)或比例减压阀，所述第二电磁换向阀的输出油口连接所述第二端液控腔。

11.一种伸缩机构，包括吊臂和绳排机构，其特征在于，所述伸缩机构还包括根据权利要求1～10中任意一项所述的伸缩液压系统，所述伸缩液压系统的伸缩油缸(8)和所述绳排机构联合驱动所述吊臂进行吊臂伸缩动作。

12.一种汽车起重机，其特征在于，所述汽车起重机包括根据权利要求11所述的伸缩机构。