液压控制系统和挖掘机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种液压控制系统和挖掘机。
【背景技术】
[0002]挖掘机主要包括下车、回转装置和工作装置。挖掘机的工作装置包括动臂、斗杆、铲斗。挖掘机还包括用于控制各工作装置的液压控制系统。液压控制系统通过控制动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸等执行元件实现对动臂、斗杆、铲斗等工作装置的控制。挖掘机的液压控制系统中，主栗输出的压力油经主阀各工作联作用于各执行元件实现各工作装置的复合动作或单独动作。
[0003]挖掘机有连续挖掘、平地作业等工况，不同工况对挖掘机工作装置的性能有不同要求。
[0004]其中，挖掘机斗杆在内收时具有再生功能，为了促进再生会在斗杆主阀后设置斗杆再生背压阀，该斗杆再生背压阀通过增大斗杆回油回路背压来提高斗杆再生能力。挖掘机在挖掘作业时，斗杆油缸大腔压力大于斗杆油缸小腔压力，斗杆失去再生能力。此时，斗杆回路就不需要回油背压。挖掘机平地作业工况是斗杆内收和动臂上升的复合动作。由于重力的作用，斗杆内收负载压力要小于动臂上升负载压力。此时主栗就会向不同的负载供油，而在挖掘机节流液压系统中，压力油会优先流向负载压力低的工作装置，从而降低挖掘机的动作协调性。
[0005]图1是现有技术中挖掘机的液压控制系统中主阀的原理示意图。如图1所示，主阀包括第一斗杆控制阀I ’和第二斗杆控制阀11’，在第二斗杆控制阀11’后设置背压阀10 ’促进斗杆再生，并通过固定阻尼孔3’来均衡斗杆和动臂间的负载压力偏差。图1中？1、？2和1~分别代表主阀的第一压力油进油口、第二压力油进油口和排油口 T。
[0006]在实现本实用新型的过程中，设计人员发现，该现有技术的液压控制系统具有如下不足之处:
[0007]1、斗杆再生背压阀10’仅是用于提高斗杆再生背压，没有其它作用，利用率较低，增加了主阀结构复杂性；
[0008]2、在挖掘机挖掘作业时，斗杆大腔压力大于斗杆小腔压力时，斗杆不能再生，此时背压阀10’不起再生作用，反而会增加斗杆回油压力损失；
[0009]3、在挖掘机挖掘作业时，背压阀10’增大了斗杆回油背压，使斗杆挖掘力降低，影响挖掘效率；
[0010]4、由于阻尼孔3’尺寸固定，对不同吨位的机型需要选取不同尺寸的阻尼孔，通用性较差；
[0011 ] 5、阻尼孔3 ’的尺寸的确定需要通过更换不同尺寸的阻尼孔3 ’进行整机调试验证，延长了整机的研发周期，并增加研发成本；
[0012]6、在非平地作业时，阻尼孔3’会增大主栗油路的背压，造成向第一供油口 Pl供油的第一主栗和向第二供油口P2供油的第二主栗的出口压力不一致，造成双栗功率调节失衡，增加系统功率调节难度；
[0013]7、在挖掘机作业时，阻尼孔3’会增大系统回路压力损失，增加系统散热，造成功率浪费，尤其是挖掘作业时，功率浪费最严重。
【实用新型内容】
[0014]本实用新型的目的在于提供一种液压控制系统和挖掘机，旨在在需要时增加第一执行元件的第二工作腔的回油背压，可以促进第二工作腔的压力油再生。在挖掘机中应用该液压控制系统，旨在提高挖掘机功率利用率，降低油耗。
[0015]本实用新型第一方面提供一种液压控制系统，包括主阀，所述主阀包括压力油进油口、排油口以及用于为第一执行元件的第一工作腔供油和回油的第一工作油路和为所述第一执行元件的第二工作腔供油和回油的第二工作油路，所述主阀可选择地控制所述第一工作油路和所述第二工作油路中的一个与所述压力油进油口连接而另一个与所述排油口连接，所述液压控制系统还包括用于控制所述第二工作腔回油的回油控制阀，所述回油控制阀包括背压调节阀，所述背压调节阀具有节流装置、第一油口和第二油口，所述背压调节阀的第一油口与所述第二工作油路连接，所述背压调节阀的第二油口通过连接工作油路与所述第二工作腔连接，所述背压调节阀具有第一工作位，在所述背压调节阀的第一工作位其第一油口和第二油口通过所述节流装置连通。
[0016]进一步地，所述节流装置的开度可连续调节。
[0017]进一步地，所述节流装置为比例节流口。
[0018]进一步地，所述背压调节阀还具有第二工作位，在所述背压调节阀的第二工作位其第一油口与第二油口直接连通。
[0019]进一步地，所述背压调节阀包括控制其在第一工作位和第二工作位切换的第一控制端和第二控制端，其中，所述背压调节阀的第一控制端包括先导控制口，所述背压调节阀的所述第二控制端包括第一弹簧。
[0020]进一步地，所述回油控制阀还包括快速卸荷阀，所述快速卸荷阀具有第一油口和第二油口，所述快速卸荷阀的第一油口与所述连接工作油路连接，所述快速卸荷阀的第二油口与所述排油口连接，所述快速卸荷阀能够控制其第一油口与第二油口的通断。
[0021 ]进一步地，所述快速卸荷阀能够在其第一油口与第二油口连通时比例控制阀口的开度。
[0022]进一步地，所述液压控制系统还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器用于测量所述第一工作油路的第一压力，所述第二压力传感器用于测量所述连接工作油路的第二压力，所述快速卸荷阀进一步地，所述快速卸荷阀的一个控制端包括电磁线圈，所述液压控制系统还包括控制装置，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述快速卸荷阀的电磁线圈分别与所述控制装置连接，所述控制装置在所述第二压力大于所述第一压力时控制所述电磁线圈使所述快速卸荷阀的第一油口与第二油口断开，所述控制装置在所述第二压力小于或等于所述第一压力时控制所述电磁线圈使所述快速卸荷阀的第一油口与第二油口连通。
[0023]进一步地，所述斗杆油缸的小腔仅通过所述回油控制阀回油。
[0024]进一步地，所述第一执行元件为挖掘机的斗杆油缸，所述第一工作腔为所述斗杆油缸的大腔，所述第二工作腔为所述斗杆油缸的小腔。
[0025]进一步地，所述主阀包括第一斗杆控制阀和第二斗杆控制阀，所述压力油进油口包括第一压力油进油口和第二压力油进油口，所述第一斗杆控制阀可选择地控制所述第一工作油路和所述第二工作油路中的一个与所述第一压力油进油口连通而另一个与所述排油口连通，所述第二斗杆控制阀可选择地控制所述第一工作油路和所述第二工作油路中的一个与所述第二压力油进油口，连通而另一个与所述排油口连通。
[0026]进一步地，所述第一斗杆控制阀与所述第一压力油进油口之间的油路上不设置固阻尼孔。
[0027]进一步地，在所述斗杆油缸的大腔进油而斗杆油缸的小腔回油时，所述第二斗杆控制阀的用于与所述斗杆油缸的小腔连通的油口与所述排油口断开而通过单向阀与所述第二斗杆控制阀的用于与所述斗杆油缸的大腔连通的油口连通。
[0028]进一步地，所述主阀还包括用于为第二执行元件的第一工作腔供油和回油的第三工作油路和用于为所述第二执行元件的第二工作腔供油和回油的第四工作油路，所述主阀可选择地控制所述第三工作油路和所述第四工作油路中的一个与所述压力油进油口连通而另一个与所述排油口连通。
[0029]进一步地，所述主阀还包括用于第二执行元件的第一工作腔供油和回油的第三工作油路和用于为所述第二执行元件的第二工作腔供油和回油的第四工作油路，所述第二执行元件为所述挖掘机的动臂油缸，所述主阀还包括第一动臂控制阀和第二动臂控制阀，所述第一动臂控制阀可选择地控制所述第三工作油路和所述第四工作油路中的一个与所述第一压力油进油口连通而另一个与所述排油口连通，所述第二动臂控制阀用于控制所述第三工作油路和所述第二压力油进油口的通断。
[0030]进一步地，所述主阀与所述回油控制阀集成为一体。
[0031]本实用新型第二方面提供一种挖掘机，包括本实用新型第一方面中任一项所述的液压控制系统。
[0032]基于本实用新型提供的液压控制系统，包括主阀和回油控制阀，主阀包括压力油进油口、排油口以及用于第一执行元件的第一工作腔供油和回油的第一工作油路和为第一执行元件的第二工作腔供油和回油的第二工作油路，回油控制阀包括背压调节阀，背压调节阀具有节流装置、第一油口和第二油口，背压调节阀的第一油口与第二工作油路连接，背压调节阀的第二油口通过连接工作油路与第二工作腔连接，背压调节阀具有第一工作位，在背压调节阀的第一工作位其第一油口和第二油口通过节流装置连通。由于背压调节阀具有用于控制第一执行元件的第二工作腔的回油背压的节流装置，能够在需要时增加第一执行元件的第二工作腔的回油背压，可以促进第二工作腔的压力油再生。在第一执行元件为挖掘机的斗杆油缸时，