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CN113819105A - 一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法 - Google Patents

一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法 Download PDF

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CN113819105A
CN113819105A CN202111408276.XA CN202111408276A CN113819105A CN 113819105 A CN113819105 A CN 113819105A CN 202111408276 A CN202111408276 A CN 202111408276A CN 113819105 A CN113819105 A CN 113819105A
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CN
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pilot
valve
stick
working position
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CN202111408276.XA
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孙辉
崔骁
肖刚
黄飞
徐艳翠
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Jiangsu Advanced Construction Machinery Innovation Center Ltd
Original Assignee
Jiangsu Advanced Construction Machinery Innovation Center Ltd
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Abstract

本发明公开了一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法，该系统包括：第一主泵、第二主泵、先导液控手柄组、斗杆油缸、主控制器、电比例阀、以及内部具有多个工作位的阀芯，主控制器的信号输出端与内收先导电比例阀联控，阀芯外部两端先导端口分别与先导液控手柄组、内收先导电比例阀联控实现阀芯工作位的调控。本发明该液压控制系统中主控制器能够判断执行机构的工况，进而可在重载工作位或者轻载工作不同工况上选择运行和控制该液压系统；其次通过电比例控制调节斗杆有杆腔回油流量通过回油单向阀、再生单向阀的面积比例以适应不同工况，实现精细化调节执行机构背压比例，最终实现不同负载下执行机构背压控制。

Description

一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法
技术领域
本发明属于液压技术领域，特别涉及一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法。
背景技术
在工程机械中，液压缸的推力方向和负载的方向相反时（多数情况下），称负载为阻力负载；但在某些工况下，部分执行机构因工作位置或姿态的变化，由于重力影响而导致液压缸承受的负载和液压缸的推力方向相同，此时称负载为拉力负载。处于拉力负载工况时，处于油缸供油侧的一腔，极易由于流量不足而造成液压元件吸空，因此在拉力负载时通常回油背压设定较高（回油背压设定按照发动机低转速下，液压执行元件得到的最低流量不吸空作为标准），为了避免液压执行元件长期吸空而造成损坏。设定较高的执行机构回油背压，进而造成执行机构单动作或者发动机转速较高时回油背压大，存在能耗损失，尤其在执行机构阻力负载工况下，回油背压大造成机器能耗损失大，工作效率低。因此如何能既避免在拉力负载时产生吸空又避免在阻力负载时产生额外的背压能耗，是工程技术届亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种电比例控制多工作位阀的液压系统及其控制方法；该液压控制系统能够判断执行机构的工况，进而可在重载工作或者轻载工作不同工况上选择运行和控制该液压系统，实现不同负载下执行机构背压控制，尤其在拉力负载条件下，使回油流量通过并联的再生单向阀向执行机构进油腔进行流量再生，增加系统进油流量，防止执行机构吸空的同时提升作业效率；在执行机构挖掘等阻力工况下，控制阀根据负载压力自动调节到重载工作位，增大执行机构回油面积，降低回油背压，减少主机能耗。
技术方案：本发明提供一种电比例控制多工作位阀的液压系统，斗杆内收时，包括：
主泵组，包括：第一主泵、第二主泵以及先导油泵；所述第一主泵、第二主泵以及先导油泵均与发动机动力输出端相连；
所述第一主泵，第二主泵输出口分别依次通过对应的旁通管道、主节流阀组与油箱相连；
所述先导油泵还与内收先导电比例阀、先导液控手柄组连接；所述先导液控手柄组包括外摆先导液控手柄和内收先导液控手柄；
斗杆油缸，根据斗杆油缸外摆和内收时供油部位的变化分为斗杆有杆腔和斗杆无杆腔；
主控制器，所述主控制器的信号输入端与用于检测斗杆无杆腔内部压力的第一压力传感器，用于检测内收先导液控手柄处输出口压力的第二压力传感器联控，所述主控制器的信号输出端与内收先导电比例阀联控；
阀芯，所述阀芯内部具有多个工作位，所述阀芯外部两端具有先导端口，所述先导端口分别与先导液控手柄组、内收先导电比例阀联控；
其中，阀芯包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯和第二阀芯上均设有通过管道与主泵组相连的进油口和通过多组相连管道与斗杆有杆腔相连的回油口；所述第一阀芯上的回油口处还设有第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道；
所述第一阀芯进油口通过旁通管道连接第一主泵输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路一，所述第二阀芯的进油口通过旁通管道连接第二主泵输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路二；
所述斗杆有杆腔通过多组相连管道依次连接第一阀芯、第二阀芯形成回油管路一；所述斗杆有杆腔通过多组相连管道依次连接第二阀芯、油箱形成回油管路二。
在进一步的实施例中，所述第一阀芯的工作位包括：内收工作位、怠速工作位、以及外摆工作位；
所述第二阀芯工作位包括：怠速工作位、外摆工作位、轻载工作位、以及重载工作位。
在进一步的实施例中，所述阀芯的轻载工作位和重载工作位上分别设有回油单向阀和再生单向阀。
在进一步的实施例中，在斗杆内收处在阻力负载工况时，第一阀芯调整为内收工作位，第二阀芯调整为重载工作位，无杆腔和与之连通的供油管路的压力大于回油管路的压力；所述回油单向阀通过管道将第一阀芯、第二阀芯与油箱连通管道连接，从而使回油管路一和回油管路二并联；所述再生单向阀将并联到第二阀芯上的回油管路一与供油管路二相连，但由于回油管路一中的压力小于供油管路二中的压力，从而使重载工作位上的再生单向阀闭合；最终回油管路一中的油液经过回油单向阀后与回油管路二汇合最终到达油箱；
在斗杆内收处在拉力负载工况时，第一阀芯调整为内收工作位，第二阀芯调整为轻载工作位，
斗杆无杆腔和与之连通供油管路的压力小于或等于回油管路的压力，斗杆有杆腔中的油液通过回油管路二到达第二阀芯后被截止后和通过回油管路一的油液到达第二阀芯后汇聚，汇聚后的油液同时和轻载工作位上的回油单向阀和再生单向阀并联且连通；一部分油液通过再生单向阀、供油管路二向斗杆无杆腔供油，以便斗杆内收流量再利用；另一部分油液通过回油单向阀向油箱处回油；
斗杆执行机构不操作，第一阀芯和第二阀芯均在怠速工作位下，主泵组不通过阀芯回油单向阀和再生单向阀对斗杆油缸供油；
在斗杆外摆时，无拉力负载和阻力负载工况，进而第一阀芯和第二阀芯调整于外摆工作位上，外摆工作位上无回油单向阀和再生单向阀，进而从主泵组通过阀芯的供油流量只通过外摆工作位向斗杆油缸供油，斗杆油缸的回油流量也只通过外摆工作位向油箱回油。
在进一步的实施例中，所述主控制器通过采集的第一压力传感器和第二压力传感器的压力数据判断工况，并根据工况控制内收先导电比例阀选择控制第二阀芯的工作位。
在进一步的实施例中，所述第一压力传感器检测到负载压力低于预定值时判断斗杆油缸处在拉力负载工况；所述第一压力传感器检测到负载压力高于预定值时判断斗杆油缸处在阻力负载工况。
在进一步的实施例中，所述先导端口包括：设置在第一阀芯一端的外摆第一先导端口，设置在第一阀芯另一端的内收第一先导端口，设置在第二阀芯一端的外摆第二先导端口，以及设置在第二阀芯另一端的内收第二先导端口；所述内收第二先导端口与内收先导电比例阀相连，所述内收第一先导端口与内收先导液控手柄相连，所述外摆第一先导端口和外摆第二先导端口同时与外摆先导液控手柄相连；进而通过操控两个先导液控手柄同时主控制器根据工况控制内收先导电比例阀实现对第一阀芯和第二阀芯工作位的调节，进而所述主控制器控制内收先导电比例阀调节回油单向阀和再生单向阀的面积比例，使第一阀芯和第二阀芯切换不同工作位满足不同工况的应用。
在进一步的实施例中，所述主控制器的信号输入端还与第一先导电控手柄、第二先导电控手柄联控，所述第一先导电控手柄、第二先导电控手柄通过主控制器的信号输出端分别与连接在内收第一先导端口处的内收第一先导比例阀，联控外摆第一先导端口的外摆第一先导比例阀，联控外摆第二先导端口的外摆第二先导比例阀，以及联控内收第二先导端口的内收第二先导比例阀联控。
在进一步的实施例中，当斗杆执行机构不操作时；阀芯处于怠速工作位，主泵组不通过阀芯对斗杆油缸供油，溢出的怠速流量分别通过对应的主节流阀流入至油箱中。
在进一步的实施例中，斗杆内收形态下工作步骤包括：
主控制器实时检测第一压力传感器和第二压力传感器的压力数据从而判断工况；
当用户操控先导液控手柄组时，主控制器根据工况数据，向内收先导电比例阀发送控制指令；
在拉力负载工况下，调整第一阀芯处在内收工作位，第二阀芯工作位处在轻载工位；斗杆内收运动时，
第一主泵、第二主泵中的供油流量分别通过供油管路一、供油管路二，进入到斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
斗杆有杆腔回油部分流量通过回油管路一中的回油单向阀，进入第二阀芯再通过再生单向阀向斗杆无杆腔供油；另一部分流量通过回油管路二进入油箱中；
阻力负载工况下调整第二阀芯工作位处在重载工位；
斗杆内收运动时，第一主泵、第二主泵中的供油流量依次通过供油管路一和供油管路二，进入到斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
此工况下与斗杆无杆腔与再生单向阀连通处的供油管路二内部油压力大于回油管路一内部的油压，因此此时再生单向阀不能接收来回油管路一中的回油流量，回油管路一并联至回油管路二处且通过回油单向阀与回油管路二连通，从而使从斗杆有杆腔通过回油管路一的回油流量，只能通过回油单向阀至第二阀芯与油箱连通管道进入油箱，最终回油管路二的回油流量直接通过第二阀芯进入油箱。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）在实际工作中主控制器能够判断执行机构的工况，进而可在重载工作位或者轻载工作不同工况上选择运行和控制该液压系统，在拉力负载条件下，使回油流量通过并联的再生单向阀向执行机构进油腔进行流量再生，增加系统进油流量，防止执行机构吸空的同时提升作业效率；
（2）在阻力工况下，控制阀根据负载压力自动调节到重载工作位，增大执行机构回油面积，降低回油背压，减少主机能耗；
（3）通过内收先导电比例阀比例调控阀芯，进而调节斗杆有杆腔回油流量通过回油单向阀、再生单向阀的面积比例以适应不同工况，实现精细化调节执行机构背压比例，最终实现不同负载下执行机构背压控制。
附图说明
图1为本发明多工作位阀芯的工作原理图；
图2为本发明电比例控制多工作位阀的液压系统在斗杆怠速状态下的结构图；
图3为本发明电比例控制多工作位阀的液压系统在斗杆内收状态下于轻载工作位下的实施图；
图4为本发明电比例控制多工作位阀的液压系统在斗杆内收状态下于重载工作位下的实施图；
图5为本发明电比例控制多工作位阀的液压系统中采用先导电控手柄实施例图；
附图标记：1、发动机；2、第一主泵；3、第二主泵；4、先导油泵；5、外摆先导液控手柄；6、内收先导液控手柄；7、内收先导电比例阀；8、第二压力传感器；9、内收第二先导端口；10、外摆第二先导端口；11、第二阀芯进油口；12、第二阀芯与油箱连通管道；13、回油单向阀；14、再生单向阀；15、第二阀芯旁通管道；16、第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道；17、外摆第一先导端口；18、内收第一先导端口；19、第一阀芯旁通管道；20、第一阀芯进油口；21、第一阀芯与油箱连通管道；22、第一阀芯与斗杆有杆腔连通管道；23、第二阀芯与斗杆有杆腔连通管道；24、第一阀芯与斗杆无杆腔连通管道；25、第二阀芯与斗杆无杆腔连通管道；26、斗杆无杆腔管道；27、斗杆有杆腔管道；28、主节流阀一；29、主节流阀二；30、油箱；32、斗杆油缸；33、第一阀芯；34、第一压力传感器；35、内收第一先导比例阀；36、外摆第一先导比例阀；37、外摆第二先导比例阀；38、内收第二先导比例阀；39、第一先导电控手柄；40、第二先导电控手柄；41、第二阀芯；42、主控制器。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
在工程机械中，液压缸的推力方向和负载的方向相反时（多数情况下），称负载为阻力负载；但在某些工况下，部分执行机构因工作位置或姿态的变化，由于重力影响而导致液压缸承受的负载和液压缸的推力方向相同，此时称负载为拉力负载。处于拉力负载工况时，处于油缸供油侧的一腔，极易由于流量不足而造成液压元件吸空，因此在拉力负载工况下通常需要人为地设置较高的回油背压来防止元件产生气蚀损坏。较高的回油背压会造成液压缸在一般常见的阻力负载工况下回油背压大，额外增加能耗，降低工作效率，此时，背压损失是一个不期望发生的消耗。如何能既避免在拉力负载时产生吸空又避免在阻力负载时产生额外的背压能耗，是工程技术届亟待解决的问题。
因此结合图1至图4进一步的说明本发明的技术方案，一种电比例控制多工作位阀的液压系统包括：发动机1、第一主泵2、第二主泵3、先导油泵4、外摆先导液控手柄5、内收先导液控手柄6、内收先导电比例阀7、第二压力传感器8、第一阀芯33、第一压力传感器34、第二阀芯41、主节流阀一28、主节流阀二29、油箱30、斗杆油缸32、主控制器42。
其中，第一主泵2，第二主泵3均与发动机1动力输出端相连；通过发动机1输出的动力驱动第一主泵2和第二主泵3运转；所述第一主泵2，第二主泵3输出口分别依次通过对应的旁通管道与主节流阀组以及油箱30相连；主节流阀组包括与油箱30连接的主节流阀一28，以及与油箱30连通的主节流阀二29；
先导油泵4、第一主泵2、以及第二主泵3由发动机1驱动；所述先导油泵4还与内收先导电比例阀7、先导液控手柄组连接；所述先导液控手柄组包括外摆先导液控手柄5和内收先导液控手柄6；
斗杆油缸32，根据斗杆油缸32外摆和内收时供油部位的变化分为斗杆有杆腔和斗杆无杆腔；当斗杆油缸32从没有活塞杆的一端进油时，为斗杆无杆腔内供油，有活塞杆的一端即斗杆有杆腔回油，斗杆无杆腔中压力大于斗杆有杆腔内部的压力，从而使活斗杆有杆腔活塞杆会从斗杆油缸32中伸出，带动斗杆运动；当从有活塞杆一端进油时即为有杆腔进油，从没有活塞杆一端回油，即无杆腔中的内部回油，斗杆无杆腔中压力小于斗杆有杆腔内部的压力，使活塞杆向着无杆腔缩回，最终作用斗杆反向运动。
主控制器42信号输入端与用于检测斗杆无杆腔内部压力的第一压力传感器34，用于检测内收先导液控手柄6处压力的第二压力传感器8联控，所述主控制器42的信号输出端与内收先导电比例阀7联控；进而可以根据第一压力传感器34和第二压力传感器8采集先导液控手柄压力信号和斗杆油缸32负载压力信号，判断斗杆油缸32负载工况和以及可适用的操作工位，并将计算控制指令输出到先导内收先导电比例阀7上，对阀芯进行比例控制。
阀芯内部具有多个工作位，所述阀芯外部两端具有先导端口，所述先导端口分别与先导液控手柄组、内收先导电比例阀7联控；
其中，本发明中在斗杆内收状态下的阀芯包括第一阀芯33和第二阀芯41，所述第一阀芯33和第二阀芯41上均设有进油口和回油口；所述回油口处设有与第一阀芯与油箱连通管道21和第二阀芯与油箱连通管道12，所述斗杆有杆腔通过管道依次连接第一阀芯33、第二阀芯41形成回油管路一；
所述第一阀芯进油口20通过旁通管道连接第一主泵2输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路一，所述第二阀芯41的进油口通过旁通管道连接第二主泵3输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路二；旁通管道包括第一阀芯旁通管道19和第二阀芯旁通管道15。
所述斗杆有杆腔通过管道依次连接第一阀芯33、第二阀芯41形成回油管路一；所述斗杆有杆腔通过管道依次连接第二阀芯与油箱连通管道12、油箱30形成回油管路二。
结合附图1至4中，进油口和回油口包括：第一阀芯进油口20、第一阀芯回油口、第二阀芯进油口11、第二阀芯41回油口；
构成供油管路和回油管路上多组相连管道具体包括：第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道16、第一阀芯与油箱连通管道21、第一阀芯与斗杆有杆腔连通管道22、第二阀芯与斗杆有杆腔连通管道23、第一阀芯与斗杆无杆腔连通管道24、第二阀芯与斗杆无杆腔连通管道25、第二阀芯与油箱连通管道12、斗杆无杆腔管道26、以及斗杆有杆腔管道27；
进一步的，供油管路一供油流量具体为第一主泵2将供油流量输入至第一阀芯33后，输入油量经过第一阀芯进油口20进入第一阀芯与斗杆无杆腔连通管道24后通过斗杆无杆腔管道26对斗杆油缸32实现供油；
进一步的，供油管路二供油流量的流向具体为第二主泵3输出油量经过第二阀芯进油口11进入第二阀芯与斗杆无杆腔连通管道25、斗杆无杆腔管道26进入斗杆油缸32实现供油；
进一步的，回油管路一供油流量的流向具体为斗杆油缸32内部的部分回油流量从斗杆有杆腔管道27进入第一阀芯与斗杆有杆腔连通管道22至第一阀芯33，且再经过第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道16进入第二阀芯41；经过第二阀芯与油箱连通管道12、最后流向油箱30中回油。
进一步的，回油管路二供油流量的流向具体为斗杆油缸32内部的部分回油流量从斗杆有杆腔管道27进入第二阀芯与斗杆有杆腔连通管道23至第二阀芯41，该部分回油流量经过第二阀芯与油箱连通管道12、与油箱30连通，最后流向油箱30，从而完成向油箱30中回油。
第一阀芯33的工作位包括：内收工作位、怠速工作位、以及外摆工作位；在斗杆内收形态下第一阀芯33的工作位被先导内收先导电比例阀7调整至内收工作位上。
第二阀芯41工作位包括：怠速工作位、外摆工作位、轻载工作位、以及重载工作位。
第二阀芯41的轻载工作位和重载工作位上设有回油单向阀13和再生单向阀14；在斗杆内收处在阻力负载工况时，第一阀芯33调整为内收工作位，第二阀芯41调整为重载工作位，，无杆腔和与之连通的供油管路的压力大于回油管路的压力；通过回油单向阀13使第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道16与第二阀芯41相连，从而使回油管路一并联至第二阀芯41进油处实现与回油管路二连通，所述再生单向阀14将并联到第二阀芯上的回油管路一与供油管路二相连，但由于回油管路一中的压力小于供油管路二中的压力，从而使重载工作位上的再生单向阀14闭合；最终回油管路一中的油液经过回油单向阀13后与回油管路二汇合最终到达油箱30；
在斗杆内收处在拉力负载工况时，第一阀芯33调整为内收工作位，第二阀芯41调整为轻载工作位，斗杆无杆腔和与之连通供油管路的压力小于或等于回油管路的压力，进而斗杆有杆腔中的油液通过回油管路二到达第二阀芯41后被截止后和通过回油管路一的油液到达第二阀芯41后汇聚，汇聚后的油液同时和轻载工作位上的回油单向阀13和再生单向阀14并联且连通；进而一部分油液通过再生单向阀14、供油管路二、第二阀芯与斗杆无杆腔连通管道25后对斗杆油缸32实现供油，实现斗杆内收流量再利用；另一部分油液通过回油单向阀13向油箱30处回油。
斗杆执行机构不操作，第一阀芯33和第二阀芯41均在怠速工作位下，主泵组不通过阀芯回油单向阀13和再生单向阀14对斗杆油缸32供油；
在斗杆外摆时，无拉力负载和阻力负载工况，进而第一阀芯33和第二阀芯41调整于外摆工作位上，外摆工作位上无回油单向阀13和再生单向阀14，进而从主泵组通过阀芯的供油流量只通过外摆工作位向斗杆油缸32供油，斗杆油缸32的回油流量也只通过外摆工作位向油箱30回油。
进一步的，在斗杆外摆时的供油管路一的流向为通过第一主泵2的流量经过第一阀芯进油口20、第一阀芯与斗杆无杆腔连通管道24、斗杆无杆腔管道26实现斗杆油缸32供油；
供油管路二的的流向为第二主泵3、第二阀芯进油口11、第二阀芯与斗杆无杆腔连通管道25斗杆无杆腔管道26实现斗杆油缸32供油；
回油管路一的流向为通过斗杆油缸32、斗杆有杆腔管道27、第一阀芯与斗杆有杆腔连通管道22、第一阀芯与油箱连通管道21进入油箱30实现回油管路一回油；
回油管路二的流向为通过斗杆油缸32、斗杆有杆腔管道27、第二阀芯与斗杆有杆腔连通管道23、第二阀芯与油箱连通管道12进入油箱30实现回油管路二回油；
同时所述再生单向阀14将并联到第二阀芯41上的回油管路一与供油管路二相连，进而斗杆有杆腔的回油流量通过回油管路一上的第一阀芯33、第二阀芯41回油，部分回油流量通过生单向阀进入第二阀芯41实现斗杆内收流量再利用。
主控制器42通过采集的第一压力传感器34和第二压力传感器8的压力数据判断工况，
当主控制器42采集到第一压力传感器34转换的负载压力信号值低于预定值时判断斗杆油缸32处在拉力负载工况；当主控制器42采集到第一压力传感器34转换的负载压力信号值高于预定值时判断斗杆油缸32处在阻力负载工况。
先导端口包括：设置在第一阀芯33一端的外摆第一先导端口17，设置在第一阀芯33另一端的内收第一先导端口18，设置在第二阀芯41一端的外摆第二先导端口10，以及设置在第二阀芯41另一端的内收第二先导端口9；所述内收第二先导端口9与内收内收先导电比例阀7相连，所述内收第一先导端口18与内收先导液控手柄6相连，所述外摆第一先导端口17和外摆第二先导端口10分别与外摆先导液控手柄5相连；进而通过操控两个先导液控手柄同时主控制器根据工况控制内收先导电比例阀7实现对第一阀芯33和第二阀芯41工作位的调节，进而所述主控制器42控制内收先导电比例阀7调节回油单向阀13和再生单向阀14的面积比例，使第一阀芯33和第二阀芯41切换不同工作位满足不同工况的应用。
进一步的结合图5所示本发明提出采用先导电控手柄代替先导液控手柄的实施例，具体包括：内收第一先导比例阀35、外摆第一先导比例阀36、外摆第二先导比例阀37、内收第二先导比例阀38、第一先导电控手柄39、第二先导电控手柄40。
其中，主控制器42的信号输入端与第一先导电控手柄39、第二先导电控手柄40联控，所述第一先导电控手柄39、第二先导电控手柄40通过主控制器的信号输出端分别与连接在内收第一先导端口18处的内收第一先导比例阀35，联控外摆第一先导端口17的外摆第一先导比例阀36，联控外摆第二先导端口10的外摆第二先导比例阀37，以及联控内收第二先导端口9的内收第二先导比例阀38联控；
用户操作手操作电控手柄，电控手柄将控制信号输送到主控制器42中，同时第一压力传感器34采集斗杆无杆腔输出压力进入主控制器42，主控制器42根据电控手柄信号和斗杆负载压力进行控制信号计算，在进行斗杆内收操作时，主控制器将控制信号输送到内收第一先导比例阀35和内收第二先导比例阀38上，内收第一先导比例阀35输出控制压力到第一阀芯33内收第一先导端口18，控制斗杆第一阀芯33工作在内收工作位，内收第二先导比例阀38输出控制压力到斗杆第二阀芯41内收第二先导端口9，控制斗杆第二阀芯41工作在内收轻载工作位或者内收重载工作位；在进行斗杆外摆操作时，主控制器将控制信号输送到外摆第一先导比例阀36和外摆第二先导比例阀37上，外摆第一先导比例阀36输出控制压力到斗杆第一阀芯33外摆第一先导端口17上，控制斗杆第一阀芯33工作在外摆工作位，外摆第二先导比例阀37输出控制压力到斗杆第二阀芯41外摆第二先导端口10上，控制斗杆第二阀芯41工作在外摆工作位。
斗杆内收形态下工作原理：
主控制器42实时检测第一压力传感器34和第二压力传感器8的压力数据从而判断工况；
当用户操控先导液控手柄组时，主控制器42根据工况数据，向内收先导电比例阀发送控制指令；
在拉力负载工况下，调整第一阀芯33处在内收工作位，第二阀芯41工作位处在轻载工位；斗杆内收运动时，
第一主泵2、第二主泵3中的供油流量分别通过供油管路一、供油管路二，进入到斗杆油缸32中斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
斗杆油缸32斗杆有杆腔处回油部分流量通过回油管路一中的回油单向阀13，进入第二阀芯41再通过再生单向阀14向供油管路二最终向斗杆无杆腔供油；另一部分流量通过回油管路二进入油箱30中；
阻力负载工况下调整第二阀芯工作位处在重载工位；
斗杆内收运动时，第一主泵2、第二主泵3中的供油流量依次通过供油管路一和供油管路二，进入到斗杆油缸32斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
此工况下与斗杆无杆腔与再生单向阀14连通处的供油管路二内部油压力大于回油管路一内部的油压，因此此时再生单向阀14不能接收来回油管路一中的回油流量，回油管路一并联至回油管路二处且通过回油单向阀13与回油管路二连通，从而使从斗杆有杆腔通过回油管路一的回油流量，只能通过回油单向阀13至第二阀芯与油箱连通管道12进入油箱30；回油管路二的回油流量直接通过第二阀芯41第二阀芯与油箱连通管道进入油箱30。
本发明主控制器42能够在斗杆内收时判断执行机构的多种不同工况，进而可在重载工作位或者轻载工作不同工况上选择运行和控制该液压系统，在拉力负载条件下，使回油流量通过并联的再生单向阀14向执行机构进油腔进行流量再生，增加系统进油流量，防止执行机构吸空的同时提升作业效率；
在阻力工况下，控制阀根据负载压力自动调节到重载工作位，增大执行机构回油面积，降低回油背压，减少主机能耗。
通过主控制器42根据工况发出的指令操控内收先导电比例阀7比例调控阀芯，进而调节斗杆有杆腔回油流量通过回油单向阀13、再生单向阀14的面积比例以适应不同工况，实现精细化调节执行机构背压比例，最终实现不同负载下执行机构背压控制。
以上以附图说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。

Claims (10)

1.一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，斗杆内收时，包括：
主泵组，包括：第一主泵、第二主泵以及先导油泵；所述第一主泵、第二主泵以及先导油泵均与发动机动力输出端相连；
所述第一主泵，第二主泵输出口分别依次通过对应的旁通管道、主节流阀组与油箱相连；
所述先导油泵还与内收先导电比例阀、先导液控手柄组连接；所述先导液控手柄组包括外摆先导液控手柄和内收先导液控手柄；
斗杆油缸，根据斗杆油缸外摆和内收时供油部位的变化分为斗杆有杆腔和斗杆无杆腔；
主控制器，所述主控制器的信号输入端与用于检测斗杆无杆腔内部压力的第一压力传感器，用于检测内收先导液控手柄处输出口压力的第二压力传感器联控，所述主控制器的信号输出端与内收先导电比例阀联控；
阀芯，所述阀芯内部具有多个工作位，所述阀芯外部两端具有先导端口，所述先导端口分别与先导液控手柄组、内收先导电比例阀联控；
其中，阀芯包括第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯和第二阀芯上均设有通过管道与主泵组相连的进油口和通过多组相连管道与斗杆有杆腔相连的回油口；所述第一阀芯上的回油口处还设有第一阀芯回油至第二阀芯进油口管道；
所述第一阀芯进油口通过旁通管道连接第一主泵输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路一，所述第二阀芯的进油口通过旁通管道连接第二主泵输出口后且通过多组相连管道与斗杆无杆腔连通形成供油管路二；
所述斗杆有杆腔通过多组相连管道依次连接第一阀芯、第二阀芯形成回油管路一；所述斗杆有杆腔通过多组相连管道依次连接第二阀芯、油箱形成回油管路二。
2.根据权利要求1所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述第一阀芯的工作位包括：内收工作位、怠速工作位、以及外摆工作位；
所述第二阀芯工作位包括：怠速工作位、外摆工作位、轻载工作位、以及重载工作位。
3.根据权利要求1所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述阀芯的轻载工作位和重载工作位上分别设有回油单向阀和再生单向阀。
4.根据权利要求3所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，
在斗杆内收处在阻力负载工况时，第一阀芯调整为内收工作位，第二阀芯调整为重载工作位，
斗杆无杆腔和与之连通的供油管路的压力大于回油管路的压力；所述回油单向阀通过管道将第一阀芯、第二阀芯与油箱连通管道连接，从而使回油管路一和回油管路二并联；所述再生单向阀将并联到第二阀芯上的回油管路一与供油管路二相连，最终回油管路一中的油液经过回油单向阀后与回油管路二汇合最终到达油箱；
在斗杆内收处在拉力负载工况时，第一阀芯调整为内收工作位，第二阀芯调整为轻载工作位，
斗杆无杆腔和与之连通供油管路的压力小于或等于回油管路的压力，斗杆有杆腔中的油液通过回油管路二到达第二阀芯后被截止后和通过回油管路一的油液到达第二阀芯后汇聚，汇聚后的油液同时和轻载工作位上的回油单向阀和再生单向阀并联且连通；一部分油液通过再生单向阀、供油管路二向斗杆无杆腔供油，以便斗杆内收流量再利用；另一部分油液通过回油单向阀向油箱处回油；
斗杆执行机构不操作，第一阀芯和第二阀芯均在怠速工作位下，主泵组不通过阀芯回油单向阀和再生单向阀对斗杆油缸供油；
在斗杆外摆时，无拉力负载和阻力负载工况，进而第一阀芯和第二阀芯调整于外摆工作位上，外摆工作位上无回油单向阀和再生单向阀，进而从主泵组通过阀芯的供油流量只通过外摆工作位向斗杆油缸供油，斗杆油缸的回油流量也只通过外摆工作位向油箱回油。
5.根据权利要求1所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述主控制器通过采集的第一压力传感器和第二压力传感器的压力数据判断工况，并根据工况控制内收先导电比例阀选择控制第二阀芯的工作位。
6.根据权利要求5所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述第一压力传感器检测到负载压力低于预定值时判断斗杆油缸处在拉力负载工况；所述第一压力传感器检测到负载压力高于预定值时判断斗杆油缸处在阻力负载工况。
7.根据权利要求1所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述先导端口包括：设置在第一阀芯一端的外摆第一先导端口，设置在第一阀芯另一端的内收第一先导端口，设置在第二阀芯一端的外摆第二先导端口，以及设置在第二阀芯另一端的内收第二先导端口；所述内收第二先导端口与内收先导电比例阀相连，所述内收第一先导端口与内收先导液控手柄相连，所述外摆第一先导端口和外摆第二先导端口同时与外摆先导液控手柄相连；进而通过操控两个先导液控手柄同时主控制器根据工况控制内收先导电比例阀实现对第一阀芯和第二阀芯工作位的调节，进而所述主控制器控制内收先导电比例阀调节回油单向阀和再生单向阀的面积比例。
8.据权利要求1所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，所述主控制器的信号输入端还与第一先导电控手柄、第二先导电控手柄联控，所述第一先导电控手柄、第二先导电控手柄通过主控制器的信号输出端分别与连接在内收第一先导端口处的内收第一先导比例阀，联控外摆第一先导端口的外摆第一先导比例阀，联控外摆第二先导端口的外摆第二先导比例阀，以及联控内收第二先导端口的内收第二先导比例阀联控。
9.根据权利要求1~8任一项所述的一种电比例控制多工作位阀的液压系统，其特征在于，当斗杆执行机构不操作时；阀芯处于怠速工作位，主泵组不通过阀芯对斗杆油缸供油，两个泵的怠速流量分别通过对应的主节流阀流入至油箱中。
10.一种电比例控制多工作位阀的液压系统的控制方法，其特征在于，斗杆内收形态下工作步骤包括：
主控制器实时检测第一压力传感器和第二压力传感器的压力数据从而判断工况；
当用户操控先导液控手柄组时，主控制器根据工况数据，向内收先导电比例阀发送控制指令；
在拉力负载工况下，调整第一阀芯处在内收工作位，第二阀芯工作位处在轻载工位；斗杆内收运动时，
第一主泵、第二主泵中的供油流量分别通过供油管路一、供油管路二，进入到斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
斗杆有杆腔回油部分流量通过回油管路一中的回油单向阀，进入第二阀芯再通过再生单向阀向斗杆无杆腔供油；另一部分流量通过回油管路二进入油箱中；
阻力负载工况下调整第二阀芯工作位处在重载工位；
斗杆内收运动时，第一主泵、第二主泵中的供油流量依次通过供油管路一和供油管路二，进入到斗杆无杆腔，推动斗杆进行内收运动；
此工况下与斗杆无杆腔与再生单向阀连通处的供油管路二内部油压力大于回油管路一内部的油压，因此此时再生单向阀不能接收来回油管路一中的回油流量，回油管路一并联至回油管路二处且通过回油单向阀与回油管路二连通，从而使从斗杆有杆腔通过回油管路一的回油流量，只能通过回油单向阀至第二阀芯与油箱连通管道进入油箱，最终回油管路二的回油流量直接通过第二阀芯进入油箱。
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