本发明涉及工程机械技术领域， 特别是采用双缸伸缩系统的高空作业 工程机械的双缸伸缩控制阀。 本发明还涉及设有所述控制阀的双缸伸缩系 统及高空作业工程机械。

背景技术

举高消防车等高空作业工程机械是具有专用底 盘， 并安装有举升臂架 的产品， 使用时由专业操作人员进行操作能够起升到一 定高度进行高空救 援或高空作业。

按照升降作业方式的不同， 可以将举升臂架分为折叠臂、 伸缩臂、 混 合臂、 自行式等几种类型， 其中伸缩臂由两节或多节箱型臂套叠而成， 在 伸缩缸的作用力下或者在柔性钢丝绳或板式链 牵拉下实现直线往复运动， 主要利用安装在头部的工作斗将高空作业者送 至高处进行作业。

例如， 举高消防车的伸缩臂顶端设有消防水炮， 高空作业平台的伸缩 臂顶端设有工作平台等机构， 操作人员可以在操纵台上控制伸缩臂以实现 喷水、 输送工作人员、 实施救援以及其它高空作业功能。

随着我国社会经济的快速发展， 高层、 超高层建筑增速迅猛， 高层建 筑的灭火、 抢险救援面临空前巨大挑战， 我国举高类消防车的研制已经越 来越向高米数发展， 而高空、 超高空举高类消防车对伸缩系统的安全性、 可靠性、 平顺性等性能有较高要求。

由于高米数举高类消防车伸缩臂行程长、 节数多， 单缸加多级伸缩链 式同步伸缩控制系统已无法满足其安全性和稳 定性要求； 而采用两个及两 个以上伸缩缸的伸缩系统， 必须能够实现同步控制， 这样才能在最短的动 作时间达到最大作业高度， 并快速实施救援。 现有采用双缸伸缩系统的举高类消防车， 均未设置同步控制阀， 而是 直接由电磁换向阀组控制伸缩缸运动。

请参考图 1 , 图 1为现有双缸伸缩系统的电磁换向阀组的液压� �理图。 如图所示， 上伸缩缸 1和下伸缩缸 2分别由第一电磁换向阀 3 - 1和第二电 磁换向阀 3-2控制， 第一电磁换向阀 3-1和第二电磁换向阀 3-2构成电磁换向 阀组 3, 其油口 Al、 B1分别接上伸缩缸 1的大腔和小腔， 油口 A2、 B2分别 接下伸缩缸 2的大腔和小腔， 从理论上来讲， 只要第一电磁换向阀 3-1和第 二电磁换向阀 3-2同时切换至左位或右位， 即可控制上伸缩缸 1和下伸缩缸 2 同时伸出或缩回。

而事实上， 由于下伸缩缸 2受到的载荷比上伸缩缸 1受到的载荷要大的 多， 因此双缸的伸出和缩回动作会出现两种情形， 以伸出动作为例， 若系 统流量足够大， 双缸可同时伸出， 但上伸缩缸 1的伸出速度会比下伸缩缸 2 的伸出速度快， 先到达行程终点。 反之， 若系统流量较小， 则压力油会先 通过换向阀推动载荷小的上伸缩缸 1伸出， 当上伸缩缸 1伸出至终点时， 系 统压力升高， 才会继续推动下伸缩缸 2伸出直至终点。

该控制系统的缺点在于不能实现双缸同步伸缩 ， 而是按先后顺序分别 控制两伸缩缸伸出至行程终点， 这样会导致伸缩系统的动作时间过长， 进 而影响救援、 作业效率。

因此， 如何控制双缸伸缩系统的两只油缸实现同步伸 缩， 从而缩短伸 缩系统的动作时间， 提高工作效率， 是本领域技术人员目前需要解决的技 术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种液压控制阀。 该阀能够控制双缸伸缩系 统的两只油缸实现同步伸缩， 从而缩短伸缩系统的动作时间， 提高工作效 率。

本发明的第二目的是提供一种设有所述液压控 制阀的双缸伸缩系统。 本发明的第三目的是提供一种设有所述液压控 制阀的高空作业工程 机械。 为了实现上述第一目的， 本发明提供一种液压控制阀， 该控制阀包括 分流集流阀， 其阀体具有第一油口、 第二油口和第三油口；

所述分流集流阀的第一油口、 第二油口和第三油口分别与所述阀体的 第一油口、 第二油口和第三油口连通；

该控制阀具有两个工作状态：

在第一工作状态， 所述阀体的第二油口与第三油口之间的油路非 连 通；

在第二工作状态， 所述阀体的第二油口与第三油口之间的油路连 通。 优选地， 该控制阀的阀体具有第四油口， 并具有第三工作状态和第四 工作状态：

在第三工作状态， 所述阀体的第三油口与第四油口连通；

在第四工作状态， 所述阀体的第二油口与第四油口连通。

优选地， 所述阀体集成有换向阀和截止阀；

在第二工作状态， 所述阀体的第二油口与第三油口之间的油路通 过所 述换向阀连通； 在第三工作状态， 所述阀体的第三油口与第四油口通过所 述换向阀连通； 在第四工作状态， 所述阀体的第二油口与第四油口通过所 述截止阀连通。

优选地， 所述换向阀具有三个油口， 其第一油口、 第二油口和第三油 口分别与所述阀体的第四油口、 第二油口和第三油口连通；

所述换向阀具有三个工作位置： 在第一工作位置， 其第一油口、 第二 油口和第三油口均截止； 在第二工作位置， 其第一油口截止， 第二油口与 第三油口连通； 在第三工作位置， 其第二油口截止， 第一油口与第三油口 连通。

优选地， 所述换向阀为三位三通电磁换向阀。

优选地， 所述换向阀具有四个油口， 其第一油口、 第二油口和第三油 口分别与所述阀体的第四油口、 第二油口和第三油口连通， 其第四油口封 闭；

所述换向阀具有三个工作位置： 在第一工作位置， 其第一油口、 第二 油口、 第三油口和第四油口均截止； 在第二工作位置， 其第一油口与第四 油口连通， 且第二油口与第三油口连通； 在第三工作位置， 其第一油口与 第三油口连通， 且第二油口与第四油口连通。

优选地， 所述换向阀为三位四通电磁换向阀。

为了实现上述第二目的， 本发明还提供一种双缸伸缩系统， 包括上伸 缩缸和下伸缩缸， 进一步包括上述任一项所述的液压控制阀， 所述阀体的 第一油口为控制油口， 所述阀体的第二油口和第三油口分别连通所述 上伸 缩缸和下伸缩缸的无 ^腔。

为了实现上述第三目的， 本发明还提供一种高空作业工程机械， 包括 底盘、 举升臂架、 上伸缩缸和下伸缩缸， 进一步包括上述任一项所述的液 压控制阀， 所述阀体的第一油口为控制油口， 所述阀体的第二油口和第三 油口分别连通所述上伸缩缸和下伸缩缸的无 腔。

优选地， 所述高空作业工程机械具体为举高消防车或高 空作业平台。 本发明所提供的液压控制阀包括分流集流阀， 其阀体具有第一油口、 第二油口和第三油口； 所述分流集流阀的第一油口、 第二油口和第三油口 分别与所述阀体的第一油口、 第二油口和第三油口连通； 该控制阀具有两 个工作状态： 在第一工作状态， 所述阀体的第二油口与第三油口之间的油 路非连通；

在第二工作状态， 所述阀体的第二油口与第三油口之间的油路连 通。

该控制阀结构筒单、 稳定性好、 安全性高， 工作时， 其阀体的第一油 口为控制油口， 第二油口和第三油口分别连通双缸伸缩系统的 上伸缩缸和 下伸缩缸的无杆腔。

当所述上伸缩缸和下伸缩缸伸出或缩回时， 该控制阀处于第一工作状 态， 即所述阀体的第二油口与第三油口之间的油路 非连通， 其内部的分流 集流阀在不计误差和外界各种干扰因素的情况 下， 可保持第二油口的输入 (或输出） 的流量等于第三油口的输入（或输出） 的流量， 从而驱动两伸 缩缸同步伸出或缩回， 使伸缩系统能在最短的时间内完成伸缩动作， 极大 的提高了作业效率。

当受到负载差异、 分流集流阀误差等各种流量误差因素干扰而导 致双 缸不能同步伸缩至终点时， 该控制阀处于第二工作状态， 所述阀体的第二 油口与第三油口之间的油路连通， 能够使滞后的伸缩缸快速伸出至行程终 点或回缩至起点， 确保各伸缩缸能准确动作到位。 在一种具体实施方式中， 该控制阀的阀体具有第四油口， 并具有第三 工作状态和第四工作状态： 在第三工作状态， 所述阀体的第三油口与第四 油口连通； 在第四工作状态， 所述阀体的第二油口与第四油口连通。

所述阀体的第四油口为回油油口， 通过将所述阀体的第二油口或第三 油口与回油油路导通，可达到向上伸缩油缸或 下伸缩油缸单独供油的目的 , 从而控制各伸缩缸单独伸出或缩回， 在能够实现双缸同步伸出和回缩的同 时， 兼备了使双缸单独分步动作的功能， 可满足车辆调试、 故障诊断或是 进行单缸受力计算等工况的使用需要。

本发明所提供的双缸伸缩系统和高空作业工程 机械设有上述液压控制 阀， 由于上述液压控制阀具有上述技术效果， 具有该液压控制阀的双缸伸 缩系统和高空作业工程机械也应具备相应的技 术效果。

附图说明

图 1为现有双缸伸缩系统的电磁换向阀组的液压� �理图；

图 2 为本发明所提供液压控制阀的第一种具体实施 方式的液压原理 图；

图 3 为本发明所提供液压控制阀的第二种具体实施 方式的液压原理 图；

图 4 为本发明所提供液压控制阀的第三种具体实施 方式的液压原理 图；

图 5 为本发明所提供液压控制阀的第四种具体实施 方式的液压原理 图；

图 6 为本发明所提供液压控制阀的第五种具体实施 方式的液压原理 图；

图 7 为本发明所提供液压控制阀的第六种具体实施 方式的液压原理 图；

图 8为图 6所示液压控制阀与双缸伸缩系统的上伸缩缸� �下伸缩缸相 连接的液压原理图。

图 1中： 上伸缩缸 1、 下伸缩缸 2、 电磁换向阀组 3、 第一电磁换向阀 3-1、 第 二电磁换向阀 3-2;

图 2至图 8中：

阀体 10、 第一油 σ ν、 第二油口 Cl、 第三油口 C2、 第四油口 T; 分流集流阀 10-1;

二位二通电磁换向阀 10-2;

三位三通电磁换向阀 10-3、 第一油口 1\ 第二油 P P、 第三油口 B; 三位四通电磁换向阀 10-4、 第一油口 T、 第二油口 Ρ、 第三油口 Β、 第四油口 Α;

第一截止阀 10-5、 第二截止阀 10-6、 第三截止阀 10-7、 第四截止阀

10-8;

上伸缩缸 20-1、 下伸缩缸 20-2。

具体实施方式

本发明的核心是一种液压控制阀。 该阀能够控制双缸伸缩系统的两只 油缸实现同步伸缩， 从而缩短伸缩系统的动作时间， 提高作业效率。

本发明的另一核心是提供一种设有所述液压控 制阀的双缸伸缩系统， 以及设有所述液压控制阀的高空作业工程机械 。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方 案， 下面结合附图和具 体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图 2, 图 2为本发明所提供液压控制阀的第一种具体实� �方式 的液压原理图。

在第一种具体实施方式中， 本发明提供的液压控制阀为组合阀， 包括 分流集流阀 10-1和二位二通电磁换向阀 10-2,其阀体 10具有第一油口 V、 第二油口 C1和第三油口 C2; 分流集流阀 10-1的第一油口 （即进油口）、 第二油口和第三油口分别与阀体 10的第一油口 V、 第二油口 C1和第三油 口 C2连通。

该控制阀具有两个工作状态：

在第一工作状态， 阀体 10的第二油口 C1与第三油口 C2之间的油路 非连通；

在第二工作状态， 阀体 10的第二油口 C1与第三油口 C2之间的油路 通过二位二通电磁换向阀 10-2连通。

工作时， 阀体 10的第一油口 V为控制油口， 第二油口 C1和第三油 口 C2分别连通双缸伸缩系统的上伸缩缸和下伸缩� ��的无^ ^干腔， 其工作过 程如下：

当伸缩缸伸出时， 液压控制阀处于第一工作状态， 液压系统控制油口 为第一油口 V供油， 通过阀体 10中的分流集流阀 10-1分流后， 从第二油 口 Cl、第三油口 C2分别进入两伸缩缸，伸缩缸伸出，此时分流� ��流阀 10-1 起分流作用， 将系统流量分成相等的两部分， 分别供给两个伸缩缸， 使双 缸同步伸出。

但是在实际过程中， 由于两伸缩缸受力不等、 负载重摩擦力的不均匀 以及分流集流阀的误差等， 其分配给两个伸缩缸的流量并不完全相等， 这 样其中一个伸缩缸将先到达行程终点。 根据分流集流阀 10-1的构造特点， 当一个伸缩缸到达行程终点时， 液压缸憋压， 压力急增， 分流集流阀分配 给滞后缸的油口 （第二油口 C1或第三油口 C2 )将急剧减小或关闭， 这样 滞后缸也会停止动作， 不能完全伸出， 如果应用于举高消防车， 其臂架将 无法到达指定作业高度。

此时， 液压控制阀将处于第二工作状态。 当其中一个伸缩缸到达行程 终点时， 二位二通电磁换向阀 10-2左位带电接通（即 P、 A 口接通）， 使 得分流集流阀 10-1的第二油口 C1和第三油口 C2接通， 压力相等， 则第 二油口 C1和第三油口 C2恢复正常开启状态， 从分流集流阀 10-1 出来的 流量会全部供给滞后缸， 使其快速达到行程终点。

反之， 当伸缩缸回缩时， 液压控制阀也处于第一工作状态， 第二油口 C1和第三油口 C2为回油口， 通过阀体中的分流集流阀 10-1集流后，从第 一油口 V流回液压系统控制油口，伸缩缸回缩，此时� �流集流阀 10-1起集 流作用， 保持第二油口 C1和第三油口 C2输入的流量相等， 从而使双缸同 步回缩。

同样， 在实际过程中， 由于两伸缩缸受力不等、 负载重摩擦力的不均 匀以及分流集流阀的误差等，流入第二油口 C1和第三油口 C2的流量并不 完全相等， 这样其中一个伸缩缸将先回缩至行程起点， 此时该伸缩缸的出 口压力会急减为零， 滞后的伸缩缸进入分流集流阀 10-1 的油口 （第二油 C1 口或第三油口 C2 )将急剧减小或关闭， 滞后的伸缩缸也将停止动作， 无法完全缩回， 如果应用于举高消防车， 其臂架将无法回缩到位， 车辆不 能正常收车。

此时， 液压控制阀将处于第二工作状态。 当其中一个伸缩缸回到起点 时， 二位二通电磁换向阀 10-2左位带电接通（即 P、 A口接通）， 使得分 流集流阀 10-1的第二油口 C1和第三油口 C2压力相等，则第二油口 C1和 第三油口 C2恢复正常开启状态， 未回缩到位的伸缩缸中的油液将同时从 第二油口 C1和第三油口 C2通过分流集流阀 10-1汇集于第一油口 V流回， 使未回缩到位的伸缩缸快速回缩至行程起点。

请参考图 3, 图 3为本发明所提供液压控制阀的第二种具体实� �方式 的液压原理图。

由于二位二通电磁换向阀 10-2在液压控制阀中的作用是导通或切断 阀体的第二油口 C1 和第三油口 C2 (即分流集流阀的第二油口和第三油 口）， 因此， 在第二种具体实施方式中， 可以采用第一截止阀 10-5来代替 二位二通电磁换向阀 10-2, 两者控制油路的功能基本相同， 都能够使双缸 伸缩到位。

请参考图 4, 图 4为本发明所提供液压控制阀的第三种具体实� �方式 的液压原理图。

在第三种具体实施方式中， 本发明提供的控制阀为组合阀， 包括分流 集流阀 10-1、 第二截止阀 10-6和三位三通电磁换向阀 10-3, 其阀体 10具 有第一油口 V、 第二油口 Cl、 第三油口 C2和第四油口 T。

分流集流阀 10-1的第一油口 （即进油口 )、 第二油口和第三油口分别 与阀体的第一油口 V、 第二油口 C1和第三油口 C2连通。

第二截止阀 10-6的两个油口分别与阀体 10的第二油口 C1和第四油 口 Τ连通。

三位三通电磁换向阀 10-3的第一油口 Τ、 第二油口 Ρ和第三油口 Β 分别与阀体 10的第四油口 Τ、 第二油口 C1和第三油口 C2连通。

该控制阀具有四个工作状态： 在第一工作状态， 第二截止阀 10-6断开、 三位三通电磁换向阀 10-3 处于中位， 阀体 10的第二油口 C1与第三油口 C2之间的油路非连通。

在第二工作状态， 第二截止阀 10-6断开、 三位三通电磁换向阀 10-3 处于左位， 阀体 10的第二油口 C 1与第三油口 C2之间的油路通过三位三 通电磁换向阀 10-3的第二油口 P和第三油口 B连通。

在第三工作状态， 第二截止阀 10-6断开、 三位三通电磁换向阀 10-3 处于右位， 阀体 10的第二油口 C1与第三油口 C2之间的油路非连通， 且 阀体 10的第三油口 C2通过三位三通电磁换向阀 10-3的第一油口 T和第 三油口 B与阀体 10的第四油口 T连通。

在第四工作状态， 第二截止阀 10-6导通、 三位三通电磁换向阀 10-3 处于中位， 阀体 10的第二油口 C1与第三油口 C2之间的油路非连通， 且 阀体 10的第二油口 C1通过第二截止阀 10-6与阀体 10的第四油口 T连通。

工作时， 阀体 10的第一油口 V为控制油口， 第二油口 C1和第三油 口 C2分别连通双缸伸缩系统的上伸缩缸和下伸缩� ��的无^ ^干腔， 其工作过 程如下：

当伸缩缸伸出时， 液压控制阀处于第一工作状态， 液压系统控制油口 为第一油口 V供油， 通过阀体中的分流集流阀 10- 1分流后， 由第二油口 C1、 第三油口 C2分别进入两伸缩缸， 使双缸同步伸出。

当其中一个伸缩缸到达行程终点时， 液压控制阀将处于第二工作状 态， 此时， 三位三通电磁换向阀 10-3左位带电接通（即 P、 B口接通）， 使 得分流集流阀 10-1的第二油口和第三油口接通， 压力相等， 则第二油口和 第三油口恢复正常开启状态， 使滞后的伸缩缸快速到达行程终点。

反之， 当伸缩缸回缩时， 液压控制阀也处于第一工作状态， 第二油口

C1和第三油口 C2为回油口， 通过阀体 10中的分流集流阀 10-1集流后， 从第一油口 V流回液压系统控制油口， 使双缸同步回缩。

当其中一个伸缩缸回到起始点时， 液压控制阀将处于第二工作状态， 此时， 三位三通电磁换向阀 10-3左位带电接通， 使得分流集流阀 10-1的 第二油口和第三油口压力相等，则第二油口和 第三油口恢复正常开启状态， 使未回缩到位的伸缩缸快速回缩至行程起点。

若因调试、 故障诊断、 或是进行单缸受力计算等需要双缸单独伸缩， 例如需要单独动作下伸缩缸进行带载实验测试 或压力测试， 此时液压控制 阀中的三位三通电磁换向阀 10-3右位带电接通，第一油口 T和第三油口 B 相通， 则由分流集流阀 10-1第三油口流出的压力油将直接通过第一油� � T 和第三油口 B从阀体 10的第四油口 T流回油箱， 相当于在液压油路上将 上伸缩缸短路，而分流集流阀 10-1第二油口流出的压力油仍然进入下伸缩 缸推动其伸出， 从而实现下伸缩缸单独动作。

若需要单独动作上伸缩缸， 此时只需要将该液压控制阀中的第二截止 阀 10-6开启、 三位三通电磁换向阀 10-3断电， 这样由分流集流阀 10-1第 二油口流出来的压力油将直接通过第二截止阀 10-6流回油箱，相当于在液 压油路上将下伸缩缸短路，而分流集流阀 10-1第三油口流出的压力油仍然 进入上伸缩缸中推动其伸出， 从而实现上伸缩缸单独动作。

请参考图 5 , 图 5为本发明所提供液压控制阀的第四种具体实� �方式 的液压原理图。

在第四种具体实施方式中， 本发明提供的液压控制阀与第三种具体实 施方式的不同之处就在于， 换向阀为三位四通电磁换向阀 10-4, 其第一油 口 T、 第二油口 Ρ和第三油口 Β分别与阀体 10的第四油口 Τ、 第二油口 C1和第三油口 C2连通， 其第四油口 Α封闭。

该三位四通电磁换向阀 10-4具有三个工作位置：在第一工作位置，其 第一油口 1\ 第二油 P P、 第三油口 B和第四油口 A均截止； 在第二工作 位置，其第一油口 T与第四油口 A连通，且第二油口 P与第三油口 B连通； 在第三工作位置， 其第第一油口 T与第三油口 B连通， 且第二油口 P与第 四油口 A连通。

其余结构和工作原理与第三种具体实施方式大 体相同， 为节约篇幅， 这里就不再重复描述。

请参考图 6, 图 6为本发明所提供液压控制阀的第五种具体实� �方式 的液压原理图。

由于上述第三、 第四具体实施方式中的换向阀在液压控制阀中 的作用 是导通或切断阀体 10的第二油口 C1和第三油口 C2, 以及导通或切断第 三油口 C2与第四油口 T, 因此， 可以采用二位二通电磁换向阀 10-2和第 三截止阀 10-7 来代替三位三通电磁换向阀 10-3 或三位四通电磁换向阀 10-4。

如图所示， 二位二通电磁换向阀 10-2的两个油口分别与阀体 10的第 二油口 C1和第三油口 C2连通， 第三截止阀 10-7的两个油口分别与阀体 10的第三油口 C2和第四油口 Τ连通， 同样能够达到使双缸伸缩到位以及 使双缸单独伸缩的目的。

上述液压控制阀仅是一种优选方案， 其具体结构并不局限于此， 在此 基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整 ，从而得到不同的实施方式。 例如， 上述第五具体实施方式中的二位二通电磁换向 阀 10-2也可以采用第 四截止阀 10-8进行代替（见图 7 )。

可见， 为了能够使液压控制阀准确地处于各工作状态 ， 其换向阀可以 有多种不同的类型， 截止阀和换向阀在液压油路上也具有多种组合 方式。 由于可能实现的方式较多， 为节约篇幅， 本文就不再一一举例说明。

请参考图 8, 图 8为图 6所示液压控制阀与双缸伸缩系统的上伸缩缸 和下伸缩缸相连接的液压原理图。

本发明还提供了一种双缸伸缩系统， 包括上伸缩缸 20-1 和下伸缩缸

20-2, 进一步包括上述第五具体实施方式中的液压控 制阀， 其阀体 10的第 一油口 V为控制油口，第二油 C1口和第三油口 C2分别连通上伸缩缸 20-1 和下伸缩缸 20-2的无杆腔， 阀体 10的第四油口 Τ为回油口， 其余结构请 参考现有技术。

这里需要说明的是，由于上述双缸伸缩系统的 上伸缩缸 20-1和下伸缩 缸 20-2为单作用缸， 因此仅在其无杆腔的油路上设置了本发明提供 的液压 控制阀， 若上伸缩缸 20-1和下伸缩缸 20-2为双作用缸， 则同样可以在其 有杆腔的油路上设置上述液压控制阀。

除了上述液压控制阀和双缸伸缩系统， 本发明还提供了一种高空作业 工程机械， 包括底盘、 举升臂架、 上伸缩缸 20-1和下伸缩缸 20-2, 进一步 包括上文所述的液压控制阀， 所述阀体 10的第一油口 V为控制油口， 所 述阀体的第二油口 C1和第三油口 C2分别连通所述上伸缩缸 20-1和下伸 缩缸 20-2的无杆腔， 所述阀体 10的第四油口 Τ为回油口， 其余结构请参 考现有技术。

具体地， 所述高空作业工程机械为举高消防车或高空作 业平台。 以上对本发明所提供的液压控制阀、 双缸伸缩系统及高空作业工程机 行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的 核心思想。 应当 指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提 下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明 权利要求的保护范围内。