液压控制系统及摊铺机技术领域
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种液压控制系统及摊铺机。
背景技术
在工程机械领域中，摊铺机是一种广泛应用于高速公路基层和面
层各种材料摊铺作业的施工设备。其中熨平板作为摊铺机的一个主要
工作装置，其主要作用是对沥青混凝土、稳定土等混合摊铺材料进行
整平、整形及预压实。
摊铺机熨平板提升液压系统对摊铺机工作性能和路面摊铺质量有
重要影响。摊铺机摊铺作业过程包括起步、摊铺和停车三个阶段，在
摊铺机停车和起步阶段，熨平板受力发生变化会导致熨平板上升或下
降，造成路面产生鼓包或凹槽，为解决这一问题，目前大部分熨平板
提升液压系统在摊铺机停车和起步阶段均保持提升油缸处于闭锁状态
以避免熨平板产生位移。但在摊铺机正常摊铺时，熨平板处于浮动状
态，提升油缸无杆腔和有杆腔均与油箱相通，由于油箱液位低于提升
油缸安装位置，提升油缸会出现吸空现象，产生负压，因此在摊铺机
停车和起步过程中，即使提升油缸由浮动状态切换至闭锁状态，提升
油缸无杆腔或有杆腔由于吸空存在负压，建压需要一定时间，熨平板
仍然会产生向上或向下的位移，造成摊铺路面起拱或压痕，影响路面
质量；此外，目前采用的摊铺机熨平板提升液压系统在熨平板闭锁时，
大多另外设置液压回路进行控制，造成液压系统复杂，成本较高。
发明内容
为克服以上技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种液压控
制系统及摊铺机，能够简化液压系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种液压控制系统，用于控
制执行单元的浮动和液压助力，其包括比例减压阀、节流调速单元以
及第一换向阀，第一换向阀的第一工作油口和第二工作油口分别与执
行单元的两个工作油腔相通，第一换向阀的进油口和回油口相通并通
过节流调速单元与回油油路相通，比例减压阀的进油口与压力油路连
通，出油口与第一换向阀的第一工作油口相通；在执行单元处于浮动
状态时，执行单元的两个工作油腔通过第一换向阀相连通，压力油路
通过比例减压阀向执行单元的两个工作油腔补油；在执行单元需要液
压助力时，执行单元的两个工作油腔通过第一换向阀相断开，压力油
路通过比例减压阀向与第一工作油口相通的工作油腔供油。
优选地，节流调速单元为节流孔或调速阀。
进一步地，液压控制系统还包括串联在比例减压阀的出油口与第
一工作油口之间的第一单向阀，第一单向阀的进油口与比例减压阀的
出油口相通，出油口与第一工作油口相通。
进一步地，液压控制系统还包括压力传感器，压力传感器的测压
点设置在第一单向阀的出油口与第一工作油口之间的油路上，比例减
压阀能够根据压力传感器检测的压力值改变输出压力。
进一步地，执行单元包括提升油缸，提升油缸的有杆腔和无杆腔
作为执行单元的两个工作油腔分别与第一工作油口和第二工作油口相
通。
进一步地，液压控制系统还包括电动单向阀、第二换向阀、减压
阀、单向节流阀以及具有背压的第二单向阀，第二换向阀的进油口和
回油口分别与压力油路和回油油路相通，第二换向阀的第三工作油口
与减压阀的进油口和第二单向阀的出油口均相通，减压阀的出油口和
第二单向阀的进油口均与提升油缸的无杆腔相通，第二换向阀的第四
工作油口与单向节流阀的第一油口相通，单向节流阀的第二油口与电
动单向阀的进油口相通，电动单向阀的出油口与提升油缸的有杆腔相
通；在提升油缸处于收缩状态时，压力油路通过第二换向阀和单向节
流阀向提升油缸的有杆腔供油，提升油缸的无杆腔通过第二单向阀和
第二换向阀向回油油路回油；在提升油缸处于伸出状态时，压力油路
通过第二换向阀和减压阀向提升油缸的无杆腔供油，提升油缸的有杆
腔通过电动单向阀、单向节流阀以及第二换向阀向回油油路回油；在
提升油缸处于闭锁状态时，压力油路通过第二换向阀和减压阀向提升
油缸的无杆腔供油，电动单向阀单向锁死提升油缸的有杆腔。
优选地，第二换向阀为中位N型机能的三位四通电磁换向阀或三
位四通液动换向阀。
本发明还进一步提供了一种摊铺机，该摊铺机具有上述的液压控
制系统。
进一步地，执行单元包括提升油缸，提升油缸的有杆腔和无杆腔
作为执行单元的两个工作油腔分别与第一工作油口和第二工作油口相
通，提升油缸的活塞杆连接该摊铺机的大臂以提升或降低摊铺机的熨
平板。
由此，基于上述技术方案，本发明提供了一种液压控制系统，该
液压控制系统通过设置比例减压阀，在执行单元处于浮动状态时，执
行单元的两个工作油腔通过第一换向阀相连通，节流调速单元在回油
油路上形成系统背压，压力油路通过比例减压阀向执行单元的两个工
作油腔补油，两个工作油腔连通的回油管路具有背压，两个工作油腔
形成一定正压，防止执行单元在浮动过程中出现吸空现象产生负压，
减小或消除了执行单元在停止作业时产生位移而影响作业质量；在执
行单元需要液压助力时，执行单元的两个工作油腔通过第一换向阀相
断开，压力油路通过比例减压阀向与第一工作油口相通的工作油腔提
供所需要的压力油，保证作业质量；因此本发明液压控制系统中的比
例减压阀在执行单元浮动和液压助力工况下分别起到补油和比例调压
作用，实现了一阀两用，简化了液压系统。本发明提供的摊铺机相应
地也具有上述有益的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请
的一部分，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，并不
构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明液压控制系统一实施例的液压原理图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描
述。
本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的构思、所解决的技
术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说
明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本发明的限
定。此外，下面所述的本发明的实施方式中涉及的技术特征只要彼此
之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、
“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、
“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方
位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
由于现有的摊铺机在摊铺过程中熨平板会产生向上或向下的位
移，造成路面出现起拱或压痕，而且液压系统复杂，制造成本高，本
发明设计了一种液压控制系统，该液压控制系统通过设置比例减压阀，
在执行单元处于浮动状态时，压力油路通过比例减压阀向执行单元的
两个工作油腔补油，两个工作油腔连通的回油管路具有背压，两个工
作油腔形成一定正压，防止执行单元浮动过程中出现吸空现象产生负
压，减小或消除了执行单元在停止作业时产生位移而影响作业质量；
在执行单元需要液压助力时，压力油路通过比例减压阀向与第一工作
油口相通的工作油腔提供所需要的压力油，保证作业质量；本发明液
压控制系统中的比例减压阀在执行单元浮动和液压助力工况下分别起
到补油和比例调压作用，实现了一阀两用，简化了液压系统。
在本发明液压控制系统的一个示意性的实施例中，如图1所示，
该液压控制系统用于控制执行单元的浮动和液压助力，其包括比例减
压阀4、节流调速单元3以及第一换向阀7，第一换向阀7优选为二位
四通的电磁换向阀或液控换向阀。第一换向阀7的第一工作油口A1
和第二工作油口B1分别与执行单元的两个工作油腔相通，第一换向
阀7的进油口P1和回油口T1相通并通过节流调速单元3与回油油路
T相通，比例减压阀4的进油口与压力油路P连通，出油口与第一换
向阀7的第一工作油口A1相通；
在执行单元处于浮动状态时，执行单元的两个工作油腔通过第一
换向阀7相连通，压力油路P通过比例减压阀4向执行单元的两个工
作油腔补油；
在执行单元需要液压助力时，执行单元的两个工作油腔通过第一
换向阀7相断开，压力油路P通过比例减压阀4向与第一工作油口
A1相通的工作油腔供油。
在该示意性的实施例中，通过设置比例减压阀4，在执行单元处
于浮动状态时，第一换向阀7的第一工作油口A1和进油口P1相通，
第二工作油口B1和回油口T1相通，而进油口P1和回油口T1相通，
执行单元的两个工作油腔通过第一换向阀7相连通，节流调速单元3
在回油油路上形成系统背压，压力油路P通过比例减压阀4向执行单
元的两个工作油腔补油，两个工作油腔连通的回油管路具有背压，两
个工作油腔形成一定正压，防止执行单元在浮动过程中出现吸空现象
产生负压，减小或消除了执行单元在停止作业时产生位移而影响作业
质量；在执行单元需要液压助力时，第一换向阀7的第一工作油口A1
和进油口P1断开，第二工作油口B1和回油口T1断开，执行单元的
两个工作油腔通过第一换向阀7相断开，压力油路P通过比例减压阀
4向与第一工作油口A1相通的工作油腔提供所需要的压力油，保证作
业质量；因此本实施例中的比例减压阀4在执行单元浮动和液压助力
工况下分别起到补油和比例调压作用，实现了一阀两用，简化了液压
系统。其中，节流调速单元3优选为节流孔或调速阀，节流孔和调速
阀为常规的节流调速机构，易于获得，节约制造成本，当然节流调速
单元也可以选用溢流阀或减压阀来代替。
作为对上述实施例的改进，如图1所示，液压控制系统还包括串
联在比例减压阀4的出油口与第一工作油口A1之间的第一单向阀5，
第一单向阀5的进油口与比例减压阀4的出油口相通，出油口与第一
工作油口A1相通。第一单向阀5能够防止压力油流向比例减压阀4，
避免比例减压阀4受到其他油路的干扰，保护比例减压阀4。进一步
地，液压控制系统还包括压力传感器6，压力传感器6的测压点设置
在第一单向阀5的出油口与第一工作油口A1之间的油路上，比例减
压阀4能够根据压力传感器6检测的压力值改变输出压力。将压力传
感器6的测压点设置在第一单向阀5的出油口与第一工作油口A1之
间的油路上，压力传感器6能够准确检测比例减压阀4的输出压力，
进而能够根据压力传感器6检测的压力值来改变比例减压阀4的输出
压力来满足不同工况的压力需求。
上述实施例的液压控制系统尤其适用于摊铺机熨平板的控制，如
图1所示，执行单元包括提升油缸1和13，提升油缸1和13的有杆
腔和无杆腔作为执行单元的两个工作油腔分别与第一工作油口A1和
第二工作油口B1相通，提升油缸1和13的活塞杆连接摊铺机的大臂
以提升或降低摊铺机的熨平板，在熨平板处于浮动状态时，通过比例
减压阀4向提升油缸1和13的有杆腔和无杆腔补油，并在回油油路T
上设置节流调速单元3，建立一定的背压，防止熨平板浮动过程中提
升油缸1和13出现吸空现象产生负压，减小或消除摊铺机停车起步过
程中提升油缸1和13产生位移而造成路面的压痕和起拱；该液压控制
系统中的比例减压阀4同时能够在向熨平板提供液压助力时对提升油
缸1和13有杆腔压力进行比例调节，使熨平板等效重量和铺层材料相
适应，保证摊铺厚度，实现了一阀两用，简化了液压系统。当然，上
述实施例的液压控制系统还可以应用在其他工程机械上，在此不一一
列举。
进一步地，以上述实施例的液压控制系统应用于摊铺机为例，液
压控制系统还包括电动单向阀2和12、第二换向阀8、减压阀9、单
向节流阀11以及具有背压的第二单向阀10，第二换向阀8优选为中
位N型机能的三位四通电磁换向阀或三位四通液动换向阀，第二换向
阀8的进油口P2和回油口T2分别与压力油路P和回油油路T相通，
第二换向阀8的第三工作油口A2与减压阀9的进油口和第二单向阀
10的出油口均相通，减压阀9的出油口和第二单向阀10的进油口均
与提升油缸1、13的无杆腔相通，第二换向阀8的第四工作油口B2
与单向节流阀11的第一油口相通，单向节流阀11的第二油口与电动
单向阀2和12的进油口相通，其中，单向节流阀11包括并联连接的
第三单向阀11-1和节流阀11-2，需要说明的是，单向节流阀11的第
一油口与第三单向阀11-1的进油口相通，第二油口与第三单向阀11-1
的出油口相通，电动单向阀2和12的出油口与提升油缸1和13的有
杆腔相通；
在提升油缸1和13处于收缩状态时，第二换向阀8的进油口P2
和第四工作油口B2相通，回油口T2和第三工作油口A2相通，压力
油路P通过第二换向阀8和单向节流阀11中的第三单向阀11-1向提
升油缸1和13的有杆腔供油，提升油缸1和13的无杆腔通过第二单
向阀10和第二换向阀8向回油油路T回油，第二单向阀10设有一定
背压，保证提升油缸1和13平稳收缩；
在提升油缸1和13处于伸出状态时，第二换向阀8的进油口P2
和第三工作油口A2相通，回油口T2和第四工作油口B2相通，压力
油路P通过第二换向阀8和减压阀9向提升油缸1和13的无杆腔供
油，提升油缸1和13的有杆腔通过电动单向阀2和12、单向节流阀
11中的节流阀11-2以及第二换向阀8向回油油路T回油，节流阀11-2
形成一定背压，保证提升油缸1和13平稳伸出；
在提升油缸1和13处于闭锁状态时，压力油路P通过第二换向
阀8和减压阀9向提升油缸1和13的无杆腔供油，提升油缸1和13
的无杆腔保持一定压力值，无杆腔被锁死，避免提升油缸1和13收缩，
电动单向阀2和12单向锁死提升油缸1和13的有杆腔，防止提升油
缸1和13伸出。
该液压控制系统的实施例在不增设设新油路的前提下，通过在与
提升油缸无杆腔连接的油路上并联地设置减压阀9和第二单向阀10，
就能实现提升油缸1和13在收缩时无杆腔回油、在伸出时无杆腔补油
以及在闭锁时无杆腔锁死，进一步地使得液压控制系统结构简单、紧
凑。
本发明还进一步提供了一种摊铺机，其具有上述实施例的液压控
制系统。由于本发明液压控制系统中的比例减压阀在执行单元浮动和
液压助力工况下分别起到补油和比例调压作用，实现了一阀两用，简
化了液压系统，相应地，本发明摊铺机也具有上述有益的技术效果。
具体而言，摊铺机具有大臂和熨平板，如图1所示，执行单元包
括提升油缸1和13，提升油缸1和13的有杆腔和无杆腔作为执行单
元的两个工作油腔分别与第一工作油口A1和第二工作油口B1相通，
提升油缸1和13的活塞杆连接摊铺机的大臂以提升或降低摊铺机的熨
平板，当提升油缸1和13的活塞杆向上收缩时，熨平板提升；当提升
油缸1和13的活塞杆向下伸出时，熨平板下降。
由此，本发明摊铺机一实施例的在不同工况下液压控制系统的工
作原理如下：
在摊铺机熨平板提升时，第二换向阀8的电磁铁Y1.1通电、Y1.2
不通电，电动单向阀2和12的电磁铁Y2.1和Y2.2、比例减压阀4的
电磁铁m1、第一换向阀7的电磁铁Y3均不通电，供油油路P的高压
油由第二换向阀8的进油口P2到第四工作油口B2经单向阀11-1、电
动单向阀2和12分别进入提升油缸1和13的有杆腔，提升油缸1和
13的无杆腔通过单向阀10与第二换向阀8的第三工作油口A2相连
通，第二换向阀8的第三工作油口A2经回油口T2与回油油路T相连
通，提升油缸1和13的有杆腔为高压油，无杆腔为低压油，熨平板向
上提升，其中单向阀10设定一定背压，保证熨平板平稳向上提升。
在摊铺机熨平板下降时，第二换向阀8的电磁铁Y1.2通电、Y1.1
不通电，电动单向阀2和12的电磁铁Y2.1和Y2.2通电，比例减压阀
4的电磁铁m1和第一换向阀7的电磁铁Y3均不通电，提升油缸1和
13的有杆腔通过电动单向阀2和12与节流阀11-2相连通，节流阀11-2
通过第二换向阀8的第四工作油口B2经回油口T2与回油油路T相连，
熨平板在自重作用下下降，节流阀11-2形成一定背压，控制熨平板平
稳下降，供油油路P的压力油经第二换向阀8的进油口P2到第三工
作油口A2，再通过减压阀9向提升油缸1和13的无杆腔补油。
在摊铺机正常作业时，熨平板处于浮动状态，第二换向阀8的电
磁铁Y1.1和Y1.2均不通电，电动单向阀2和12的电磁铁Y2.1和Y2.2、
第一换向阀7的电磁铁Y3均通电，比例减压阀4的电磁铁m1按照由
压力传感器6监测的压力需求值给定相应的电流值，第一换向阀7将
提升油缸1和13的有杆腔和无杆腔相连通，并通过节流调速单元3
与回油油路T相连通，供油油路P的压力油经过比例减压阀4和第一
单向阀5，在电动单向阀2和12的作用下分别与提升油缸1和13的
有杆腔和无杆腔相通，在熨平板浮动过程中，比例减压阀4能够以一
定压力值向提升油缸1和13的有杆腔和无杆腔补油，节流调速单元3
建立一定背压，防止在熨平板浮动过程中提升油缸出1和13出现吸空
现象产生负压，减小或消除摊铺机停车起步过程中提升油缸1和13
产生位移而造成路面的压痕和起拱。
在摊铺机熨平板需要提供液压助力时，第一换向阀7的电磁铁
Y3、第二换向阀8的电磁铁Y1.1和Y1.2均不通电，电动单向阀2和
12的电磁铁Y2.1和Y2.2通电，比例减压阀4的电磁铁m1按照由压
力传感器6监测的压力需求值给定相应的电流值，供油油路P的压力
油经比例减压阀4调节压力后通过第一单向阀5、电动单向阀2和12
进入提升油缸1和13的有杆腔，提升油缸1和13的有杆腔始终保持
与铺层材料相适应的压力值，提升油缸1和提升油缸13的无杆腔通过
第二单向阀10、第二换向阀8的第三工作油口A2至回油口T2口与
回油油路T相连通，提升油缸1和13使熨平板受到向上的力，减轻
熨平板重量，保证摊铺厚度。
在摊铺机熨平板闭锁时，第二换向阀8的电磁铁Y1.1不通电、
Y1.2通电，第一换向阀7的电磁铁Y3、电动单向阀2和12的电磁铁
Y2.1和Y2.2、比例减压阀4的电磁铁m1均不通电，电动单向阀2和
12将提升油缸1和13的有杆腔的油液锁死，防止熨平板下降，供油
油路P的压力油经第二换向阀8和减压阀9减压后与提升油缸1和13
的无杆腔相连，提升油缸1和13无杆腔保持一定压力值，避免熨平板
向上提升。
以上结合的实施例对于本发明的实施方式做出详细说明，但本发
明不局限于所描述的实施方式。例如电动单向阀2和12也可以用液控
单向阀代替。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和
实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和
变型仍落入在本发明的保护范围之内。