一种高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统的制作方法

本发明涉及一种液压系统，具体涉及一种可以实现高地隙喷雾机喷杆主、被动悬架切换、喷杆高度调节、折叠和防撞功能的高地隙喷雾机喷杆控制液压系统。

背景技术

高地隙喷杆喷雾机是一种大型高端植保类农业机械，具有适用范围广、工作效率高、喷雾均匀、药量施用合理、施药成本低等特点，在大田作业方面得到了广泛的应用。随着人们对大型喷雾机作业速度、作业精度和经济环保性要求的提高，对喷杆悬架液压系统的响应速度、工作稳定性和节能性也提出了更高的要求，但液压系统的动态性能提高与系统保持较高稳定性往往是矛盾的，尤其是面对大跨度、低刚度、弱阻尼的柔性喷杆，欠阻尼的喷杆悬架液压系统很难有效地吸收压力冲击并滤除系统负载压力振荡，从而造成柔性喷杆姿态调整后的残余振动很难自行衰减，这不仅降低了喷杆姿态调整时的稳定性和喷雾精度，也会缩短喷杆的使用寿命。而现有喷杆悬架控制液压系统大多为被动平衡调节系统，不能主动地减小车身摆动以及地形变化对喷雾质量的影响，影响了高地隙喷雾机的作业质量和施药效率。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于负载反馈和动压反馈原理的喷雾机喷杆悬架控制液压系统，可以在实现喷杆悬架基本功能(主、被动悬架切换、喷杆高度调节、折叠和防撞)的基础上，减少系统的能耗，吸收压力冲击和滤除系统的负载压力振荡，增加系统的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统，该系统包括差压式溢流阀1、液压泵38、提升液压单元、左喷杆折叠仿形液压单元、右喷杆折叠仿形液压单元和垂直主被动悬架控制液压单元；

所述提升液压单元包括第一定差减压阀2、第一两位三通比例换向阀3、第一两位两通比例换向阀4、第一节流孔5、第一传感单向阀6、第一提升液压缸9和第二提升液压缸10；

所述第一定差减压阀2的出油口与第一两位三通比例换向阀3的进油口连接；第一两位三通比例换向阀3的出油口分别连接第一提升液压缸9的无杆腔和第二提升液压缸10的无杆腔；所述第一节流孔5的进油口与第一定差减压阀2的反馈油口连接，第一节流孔5的出油口与第一两位两通比例换向阀4的进油口连接；第一两位两通比例换向阀4的出油口分别连接第一提升液压缸9的无杆腔和第二提升液压缸10的无杆腔；所述第一传感单向阀6的进油口分别与第一定差减压阀2的反馈油口和第一两位三通比例换向阀3的反馈油口连接，第一传感单向阀6的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接；

所述左喷杆折叠仿形液压单元和右喷杆折叠仿形液压单元具有相同的部件组成和连接回路，二者均包括仿形单元、折叠单元和延伸单元；

所述仿形单元包括第二定差减压阀11、第二两位三通比例换向阀12、第二两位两通比例换向阀13、第二节流孔14、第二传感单向阀15和仿形液压缸18；

所述第二定差减压阀11的出油口与第二两位三通比例换向阀12的进油口连接，第二两位三通比例换向阀12的出油口与仿形液压缸18的有杆腔连接；所述第二节流孔14的进油口与第二定差减压阀11的反馈油口连接，第二节流孔14的出油口与第二两位两通比例换向阀13的进油口连接；第二两位两通比例换向阀13的出油口与仿形液压缸18的有杆腔连接；所述第二传感单向阀15的进油口分别与第二定差减压阀11的反馈油口和第二两位三通比例换向阀12的反馈油口连接，第二传感单向阀15的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接；

所述折叠单元包括第三传感单向阀25、第一节流阀19、第一三位五通换向阀20和折叠液压缸24；

所述第一节流阀19的出油口与第一三位五通换向阀20的进油口连接，第一三位五通换向阀20的两个出油口分别连接折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔；所述第三传感单向阀25的进油口与第一三位五通换向阀20的传感油口连接，第三传感单向阀25的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接；

所述延伸单元包括第四传感单向阀26、第二节流阀27、第二三位五通换向阀28、第一单向节流阀29和延伸液压缸30；

所述第二节流阀27的出油口与第二三位五通换向阀28的进油口连接，第二三位五通阀换向阀28的两个出油口分别与一个单向节流阀29的进油口连接，两个单向节流阀29的出油口分别连接延伸液压缸30的有杆腔和无杆腔；所述第四传感单向阀26的进油口与第二三位五通换向阀28的传感油口连接，出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接；

所述垂直主被动悬架控制液压单元包括第三定差减压阀31、第五传感单向阀32、三位五通比例换向阀33、两位两通电磁阀34、第二单向节流阀35、第一主动平衡液压缸36和第二主动平衡液压缸37；

所述第三定差减压阀31的出油口与三位五通比例换向阀33的进油口连接，三位五通比例换向阀33的两个出油口分别与一个两位两通电磁阀34的进油口连接，两个两位两通电磁阀34的出油口各与一个第二单向节流阀35的进油口连接，两个第二单向节流阀35的出油口分别连接第一主动平衡液压缸36的无杆腔和第二主动平衡液压缸37的无杆腔；所述第五传感单向阀32的进油口与第三定差减压阀31的反馈油口连接，第五传感单向阀32的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接；

所述液压泵38的进油口经出油滤清器40连接液压油箱41，液压泵38的出油口分别与差压式溢流阀1的进油口、第一定差减压阀2的进油口、第二定差减压阀11的进油口、第一节流阀19的进油口、第二节流阀27的进油口和第三定差减压阀31的进油口连接；

所述差压式溢流阀1的回油口、第一两位两通比例换向阀4的回油口、第二两位两通比例换向阀13的回油口、第一三位五通换向阀20的回油口、第二三位五通阀换向阀28的回油口和三位五通比例换向阀33的回油口均经回油滤清器39连接液压油箱41；

所述差压式溢流阀1与提升液压单元的第一传感单向阀6、左喷杆折叠仿形液压单元和右喷杆折叠仿形液压单元的第二传感单向阀15、第三传感单向阀25和第四传感单向阀26，以及垂直主被动悬架控制液压单元的第五传感单向阀32共同构成负载反馈回路。

所述高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统进一步包括前防撞阀21、前防撞液压缸23和一对后防撞阀22；

两个后防撞阀22分别设置在左喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元和右喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元中的第一三位五通换向阀20的两个出油口与折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔的油路上，其中，第一三位五通换向阀20的两个出油口分别连接后防撞阀22的进油口和回油口，后防撞阀22的两个出油口分别连接折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔；

所述前防撞阀21的进油口与左喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元或右喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元中的第一三位五通换向阀20的一个出油口连接，前防撞阀21的出油口连接前防撞液压缸23的无杆腔。

所述第一提升液压缸9与第一两位三通比例换向阀3之间的油路上设有第一动压反馈单元，所述第一动压反馈单元包括第一阻尼节流阀7和提升蓄能器8，第一阻尼节流阀7的进油口连接到第一提升液压缸9与第一两位三通比例换向阀3之间的油路，第一阻尼节流阀7的出油口与提升蓄能器8连接。

所述仿形液压缸18与第二两位三通比例换向阀12之间的油路上设有第二动压反馈单元，所述第二动压反馈单元包括第二阻尼节流阀16和仿形蓄能器17，第二阻尼节流阀16的进油口连接到仿形液压缸18与第二两位三通比例换向阀12之间的油路，出油口与仿形蓄能器17连接。

在所述负载反馈回路上设置有安全阀42，安全阀42的回油口连接在差压式溢流阀1的回油口的回油路上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、通过第三定差减压阀31、第五传感单向阀32、三位五通比例换向阀33、两位两通电磁阀34、第二单向节流阀35、第一主动平衡液压缸36和第二主动平衡液压缸37组成的垂直主被动悬架控制液压单元，可以通过控制喷杆姿态弥补被动悬架的不足，使喷杆可以较好地跟随低频车身摆动，保证喷杆离地或作物的间隙不变。

2、通过可调式第一阻尼节流阀7和提升蓄能器8，以及可调式第二阻尼节流阀16和仿形蓄能器17组成的动压反馈单元，可以在不改变系统稳态特性的情况下，通过产生与负载压力变化成正比地负载阻尼改善液压系统的动态特性，有效地吸收压力冲击和滤除系统的负载压力振荡，衰减喷杆振动，提高喷药质量。

3、通过差压式溢流阀1、第一传感单向阀6、第二传感单向阀15、第三传感单向阀25、第四传感单向阀26和第五传感单向阀32组成的负载反馈回路，可以根据系统工作过程中实际负载大小变化调节输出到执行元件的液压油流量，提高系统控制精度，减少系统能量损失。

4、通过安全阀42、前防撞阀21、后防撞阀22、防撞液压缸23和仿形液压缸24组成的防撞装置，可以有效地防止喷杆在田间作业过程中遇到障碍物时的喷杆碰撞损坏、折断等问题。

附图说明

图1为本发明高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统的示意图。

其中的附图标记为：

1差压式溢流阀2第一定差减压阀

3第一两位三通比例换向阀4第一两位两通比例换向阀

5第一节流孔6第一传感单向阀

7第一阻尼节流阀8提升蓄能器

9第一提升液压缸10第二提升液压缸

11第二定差减压阀12第二两位三通比例换向阀

13第二两位两通比例换向阀14第二节流孔

15第二传感单向阀16第二阻尼节流阀

17仿形蓄能器18仿形液压缸

19第一节流阀20第一三位五通换向阀

21前防撞阀22后防撞阀

23前防撞液压缸24折叠液压缸

25第三传感单向阀26第四传感单向阀

27第二节流阀28第二三位五通换向阀

29单向节流阀30延伸液压缸

31第三定差减压阀32第五传感单向阀

33三位五通比例换向阀34两位两通电磁阀

35第二单向节流阀36第一主动平衡液压缸

37第二主动平衡液压缸38液压泵

39回油滤清器40出油滤清器

41液压油箱42安全阀

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1所示，一种高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统，包括差压式溢流阀1、液压泵38、提升液压单元、左喷杆折叠仿形液压单元、右喷杆折叠仿形液压单元和垂直主被动悬架控制液压单元。

所述提升液压单元包括第一定差减压阀2、第一两位三通比例换向阀3、第一两位两通比例换向阀4、第一节流孔5、第一传感单向阀6、第一提升液压缸9和第二提升液压缸10。

所述第一定差减压阀2的出油口与第一两位三通比例换向阀3的进油口连接；第一两位三通比例换向阀3的出油口分别连接第一提升液压缸9的无杆腔和第二提升液压缸10的无杆腔。所述第一节流孔5的进油口与第一定差减压阀2的反馈油口连接，第一节流孔5的出油口与第一两位两通比例换向阀4的进油口连接；第一两位两通比例换向阀4的出油口分别连接第一提升液压缸9的无杆腔和第二提升液压缸10的无杆腔。所述第一传感单向阀6的进油口分别与第一定差减压阀2的反馈油口和第一两位三通比例换向阀3的反馈油口连接，第一传感单向阀6的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接。

优选地，所述第一提升液压缸9与第一两位三通比例换向阀3之间的油路上设有第一动压反馈单元，所述第一动压反馈单元包括第一阻尼节流阀7和提升蓄能器8，第一阻尼节流阀7的进油口连接到第一提升液压缸9与第一两位三通比例换向阀3之间的油路，第一阻尼节流阀7的出油口与提升蓄能器8连接。

所述左喷杆折叠仿形液压单元和右喷杆折叠仿形液压单元具有相同的部件组成和连接回路，二者均包括仿形单元、折叠单元和延伸单元。

所述仿形单元包括第二定差减压阀11、第二两位三通比例换向阀12、第二两位两通比例换向阀13、第二节流孔14、第二传感单向阀15和仿形液压缸18。

所述第二定差减压阀11的出油口与第二两位三通比例换向阀12的进油口连接，第二两位三通比例换向阀12的出油口与仿形液压缸18的有杆腔连接；所述第二节流孔14的进油口与第二定差减压阀11的反馈油口连接，第二节流孔14的出油口与第二两位两通比例换向阀13的进油口连接；第二两位两通比例换向阀13的出油口与仿形液压缸18的有杆腔连接；所述第二传感单向阀15的进油口分别与第二定差减压阀11的反馈油口和第二两位三通比例换向阀12的反馈油口连接，第二传感单向阀15的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接。

优选地，所述仿形液压缸18与第二两位三通比例换向阀12之间的油路上设有第二动压反馈单元，所述第二动压反馈单元包括第二阻尼节流阀16和仿形蓄能器17，第二阻尼节流阀16的进油口连接到仿形液压缸18与第二两位三通比例换向阀12之间的油路，出油口与仿形蓄能器17连接。

所述折叠单元包括第三传感单向阀25、第一节流阀19、第一三位五通换向阀20和折叠液压缸24。

所述第一节流阀19的出油口与第一三位五通换向阀20的进油口连接，第一三位五通换向阀20的两个出油口分别连接折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔。所述第三传感单向阀25的进油口与第一三位五通换向阀20的传感油口连接，第三传感单向阀25的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接。

优选地，所述高地隙喷雾机喷杆悬架控制液压系统进一步包括前防撞阀21、后防撞阀22和前防撞液压缸23。两个后防撞阀22分别设置在左喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元和右喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元中的第一三位五通换向阀20的两个出油口与折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔的油路上，其中，第一三位五通换向阀20的两个出油口分别连接后防撞阀22的进油口和回油口，后防撞阀22的两个出油口分别连接折叠液压缸24的有杆腔和无杆腔；所述前防撞阀21的进油口与左喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元或右喷杆折叠仿形液压单元的折叠单元中的第一三位五通换向阀20的一个出油口连接，前防撞阀21的出油口连接前防撞液压缸23的无杆腔。

所述延伸单元包括第四传感单向阀26、第二节流阀27、第二三位五通换向阀28、第一单向节流阀29和延伸液压缸30。

所述第二节流阀27的出油口与第二三位五通换向阀28的进油口连接，第二三位五通阀换向阀28的两个出油口分别与一个单向节流阀29的进油口连接，两个单向节流阀29的出油口分别连接延伸液压缸30的有杆腔和无杆腔；所述第四传感单向阀26的进油口与第二三位五通换向阀28的传感油口连接，出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接。

所述垂直主被动悬架控制液压单元包括第三定差减压阀31、第五传感单向阀32、三位五通比例换向阀33、两位两通电磁阀34、第二单向节流阀35、第一主动平衡液压缸36和第二主动平衡液压缸37。

所述第三定差减压阀31的出油口与三位五通比例换向阀33的进油口连接，三位五通比例换向阀33的两个出油口分别与一个两位两通电磁阀34的进油口连接，两个两位两通电磁阀34的出油口各与一个第二单向节流阀35的进油口连接，两个第二单向节流阀35的出油口分别连接第一主动平衡液压缸36的无杆腔和第二主动平衡液压缸37的无杆腔。所述第五传感单向阀32的进油口与第三定差减压阀31的反馈油口连接，第五传感单向阀32的出油口与差压式溢流阀1的控制油口连接。

所述液压泵38的进油口经出油滤清器40连接液压油箱41，液压泵38的出油口分别与差压式溢流阀1的进油口、第一定差减压阀2的进油口、第二定差减压阀11的进油口、第一节流阀19的进油口、第二节流阀27的进油口和第三定差减压阀31的进油口连接。

所述差压式溢流阀1的回油口、第一两位两通比例换向阀4的回油口、第二两位两通比例换向阀13的回油口、第一三位五通换向阀20的回油口、第二三位五通阀换向阀28的回油口和三位五通比例换向阀33的回油口均经回油滤清器39连接液压油箱41。

所述差压式溢流阀1与提升液压单元的第一传感单向阀6、左喷杆折叠仿形液压单元和右喷杆折叠仿形液压单元的第二传感单向阀15、第三传感单向阀25和第四传感单向阀26，以及垂直主被动悬架控制液压单元的第五传感单向阀32共同构成负载反馈回路。

在所述负载反馈回路上设置有安全阀42，安全阀42的回油口连接在差压式溢流阀1的回油口的回油路上。

本发明的工作过程如下：

(1)垂直主被动悬架控制系统。当两个两位两通电磁阀34断电，阀芯处于关闭位置时，油液切断，第一主动平衡液压缸36和第二主动平衡液压缸37锁死，此时喷杆无法在喷杆重力作用下进行调平，被动悬架处于关闭状态；当两个两位两通电磁阀34通电打开，三位五通比例换向阀33处于中位，第一主动平衡液压缸36和第二主动平衡液压缸37的活塞杆在喷杆重力作用下伸出或者缩回，油缸内油液流过开度可调的第二单向节流阀35产生不同的阻尼，用于调节油缸运动的速度，此时喷杆悬架处于被动平衡调节状态；当两个两位两通电磁阀34与三位五通比例换向阀33同时通电打开时，液压油进入第一主动平衡液压缸36、第二主动平衡液压缸37内推动活塞杆伸出和缩回，此时喷杆悬架处于主动平衡调节状态；第二两位三通比例换向阀12打开时，液压油进入仿形液压缸18的有杆腔，推动液压缸活塞杆缩回，喷杆提升，第二两位两通比例换向阀13打开时，喷杆重力拉动液压缸活塞杆伸出，液压缸内油液回到油箱，喷杆下降，此时喷杆悬架处于地面仿形状态。

(2)负载反馈和动压反馈系统。第一传感单向阀6、第二传感单向阀15、第三传感单向阀25、第四传感单向阀26、第五传感单向阀32和差压式溢流阀1组成负载反馈回路，各传感单向阀将所有支路上的最大负载压力反馈到差压式溢流阀1的控制油口，最大负载压力与进油口压力的压力差推动差压式溢流阀1的阀芯，调节流回油箱的液压油流量，从而调节进入液压缸的流量。

第一阻尼节流阀7、第二阻尼节流阀16和提升蓄能器8、仿形蓄能器17组成了动压反馈单元，通过动压反馈单元可以增加系统的阻尼，有利于衰减喷杆姿态调整后残余振动。

(3)喷杆高度调节、折叠和防撞。喷杆高度调节与地面仿形过程中液压系统工作过程相同；折叠过程中，第一三位五通换向阀20和第二三位五通换向阀28控制相关液压缸活塞杆伸出或者缩回，速度由单向节流阀29和第一节流阀19和第二节流阀27进行调节；前防撞过程中，安全阀42打开，油液回流油箱，前防撞液压缸23的活塞杆缩回，喷杆往后翻折；后防撞过程中，安全阀42打开，液压油流回液压油箱，折叠液压缸24的活塞杆伸出，喷杆前折。