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CN114810701A - 一种单泵流量优先及差动控制液压系统、控制方法及压缩式垃圾车 - Google Patents

一种单泵流量优先及差动控制液压系统、控制方法及压缩式垃圾车 Download PDF

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CN114810701A
CN114810701A CN202210444146.XA CN202210444146A CN114810701A CN 114810701 A CN114810701 A CN 114810701A CN 202210444146 A CN202210444146 A CN 202210444146A CN 114810701 A CN114810701 A CN 114810701A
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reducing valve
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Xuzhou XCMG Environment Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种单泵流量优先及差动控制液压系统，所述系统包括：所述主油路设有定量泵、三通流量阀以及与所述三通流量阀并联的主溢流阀；所述翻桶油缸通过第一换向阀与所述主油路连接，所述第一换向阀的工作油口与所述翻桶油缸的进油口连接，用于对所述第一换向阀进油口与工作油口之间的油路进行切换方向或截止，实现翻桶油缸动作；所述刮板油缸进油口连接有第二换向阀，通过第二换向阀进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现刮板油缸动作；所述滑板油缸的进油口连接有第三换向阀，通过第三换向阀进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现滑板油缸动作。

Description

一种单泵流量优先及差动控制液压系统、控制方法及压缩式 垃圾车
技术领域
本发明涉及一种单泵流量优先及差动控制液压系统、控制方法及压缩式垃圾车，属于环卫机械技术领域。
背景技术
压缩式垃圾车收集垃圾的主要包含上料循环作业和压缩循环作业两种工况，由于垃圾收集的工作条件较为恶劣，操作人员对于收集效率提升的需求日益增加。压缩式垃圾车液压系统由单泵液压系统演变为目前主流的双泵液压系统，实现了上料和压缩的同步动作，但系统相应的增加了元件和管路，增加了成本；此外，压缩作业包含刮板和滑板两种机构的动作，刮板与滑板在行业中仍以各自单独动作为主流，该设计的压缩循环作业时间较长，不利于提高作业效率；同时，行业中滑板以滑板油缸大腔进油滑板下降、小腔进油滑板上升的设计居多。此设计中，滑板下降时，整个压缩机构所受负载力与油缸运动方向一致，即为负负载工况，此工况往往会引起滑板油缸大腔供油不足，出现吸空、爬行的现象。为解决这个问题，现行业普遍的解决方法是在回油端增加背压，此方法在轻载或负载突然消失时，由于两腔面积比的关系，回油腔压力将大于进油腔压力，这对滑板油缸回油腔和回油管路的强度及密封提出了更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单泵流量优先及差动控制液压系统、控制方法及压缩式垃圾车，实现上料和压缩循环作业同步，提高作业效率，改善滑板下降负负载工况。
一种单泵流量优先及差动控制液压系统，所述系统包括：
主油路，所述主油路设有定量泵、三通流量阀以及与所述三通流量阀并联的主溢流阀；
翻桶油缸，所述翻桶油缸通过第一换向阀与所述主油路连接，所述第一换向阀的工作油口与所述翻桶油缸的进油口连接，用于对所述第一换向阀进油口与工作油口之间的油路进行切换方向或截止，实现翻桶油缸动作；
刮板油缸，所述刮板油缸进油口连接有第二换向阀，通过第二换向阀进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现刮板油缸动作；
滑板油缸，所述滑板油缸的进油口连接有第三换向阀，通过第三换向阀进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现滑板油缸动作；
所述第一换向阀、第二换向阀和第三换向阀分别连接有用于提供阀后压力补偿的第一压力补偿器、第二压力补偿器和第三压力补偿器，通过压力补偿器实现翻桶油缸、刮板油缸和滑板油缸动作时流量比例分配。
进一步地，所述第一换向阀的进油口与所述主油路的P口连接，所述第一换向阀的其中一个油口与所述第一压力补偿器连接；
所述第二换向阀和第三换向阀的进油口与所述第一换向阀的进油口连接；所述第二换向阀的其中一个油口与第二压力补偿器，所述第三换向阀的其中一个油口与第三压力补偿器。
进一步地，所述定量泵输出的部分流量经第一比例减压阀、第二比例减压阀、第三比例减压阀、第四比例减压阀、第五比例减压阀、第六比例减压阀，减压后为第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀提供先导控制油，减压阀的第一工作油口与所述主溢流阀并联，第一比例减压阀的第二工作油口与所述第一换向阀一阀芯端相通，所述第二比例减压阀的第二工作油口与所述第一换向阀的另一阀芯端相通；所述第二比例减压阀第二工作油口与所述第二换向阀的一阀芯端相通，所述第四比例减压阀的第二工作油口与所述第二换向阀的另一阀芯端相通；所述第五比例减压阀的第二工作油口与所述第三换向阀一阀芯端相通，所述第六比例减压阀的第二工作油口与所述第三换向阀的另一阀芯端相通；所述第一比例加压阀、第二比例减压阀、第三比例减压阀、第四比例减压阀、第五比例减压阀、第六比例减压阀的第三工作油口与所述液压油箱相通。
进一步地，所述第一压力补偿器与第一换向阀之间的油路上设有第一单向阀，所述第二压力补偿器与第二换向阀之间的油路上设有第二单向阀，所述第三压力补偿器与第三换向阀之间的油路上设有第四单向阀。
进一步地，所述滑板油缸无杆腔油路上、第三换向阀与第三压力补偿阀油路之间设有第三单向阀，在滑板下降时，实现滑板油缸的差动动作。
进一步地，所述第一换向阀内设置有节流槽。
进一步地，所述三通流量阀的先导油路上设有LS溢流阀。
进一步地，所述定量泵连接有液压油箱。
一种压缩式垃圾车，包括上述所述的差动控制液压系统。
一种基于所述的差动控制液压系统的控制方法，所述方法包括步骤：
当系统无动作，定量泵输出油液经三通流量阀回油箱；
当第一比例减压阀得电，第二比例减压阀不得电，其余任一所述比例减压阀得电，
定量泵输出油液经第一换向阀下位，进入翻桶油缸无杆腔，翻桶油缸实现相应动作；同时，部分流量经油口a满足其余动作需求；
若所述第二比例减压阀得电，其余任一比例减压阀得电，定量泵输出油液经第一换向阀下位进入翻桶油缸有杆腔，翻桶油缸实现相应动作；同时，部分流量经油口b进入下一动作回路；
第六比例减压阀得电，定量泵输出油液经第三换向阀换向至上位进入滑板油缸无杆腔，实现滑板上升；
当第三比例减压阀、第五比例减压阀得电、第六比例减压阀失电，定量泵输出油液经第二换向阀下位、第三换向阀下位，分别进入刮板油缸无杆腔、滑板油缸无杆腔，实现刮板张开与滑板下降的复合动作；
当第三比例减压阀、第五比例减压阀失电，第四比例减压阀得电，定量泵输出油液经第二换向阀上位，进入刮板油缸无杆腔，实现刮板刮入动作；当所述第四比例减压阀失电，第五比例减压阀得电，定量泵输出油液经第三换向阀上位进入滑板油缸有杆腔，滑板油缸上升到位后，第五比例减压阀失电，即一个压缩循环过程完成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过所述在第一换向阀内设置节流槽，同时所述压力补偿器为所述执行组件提供压力补偿，保证流量优先满足所述翻桶油缸流量需求，实现上料及压缩同步动作、刮板及滑板复合动作；同时，实现翻桶流量恒定、上料时间恒定的目的，提高压缩循环作业效率，缩短作业时间；所述第三换向阀其中一个工作油口设置有节流槽，可产生一定背压，与第三单向阀配合，实现滑板油缸差动，改善滑板下降负负载工况，改善滑板下降的负负载工况，提升客户操作体验感。
附图说明
图1是本发明液压工作原理图；
图中：1-液压油箱，2-定量泵，3-三通流量阀，4-主溢流阀，5-LS溢流阀，6-第一换向阀，7-第二换向阀，8-第三换向阀，9-第一压力补偿器，10-第二压力补偿器，11-第三压力补偿器，12-第一比例减压阀，13-第二比例减压阀，14-第三比例减压阀，15-第四比例减压阀，16-第五比例减压阀，17-第六比例减压阀，18-第一单向阀，19-第二单向阀，20-第三单向阀，21-第四单向阀，22-翻桶油缸，23-刮板油缸，24-滑板油缸，25-主油路。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，公开了一种单泵流量优先及差动控制液压系统，所述系统包括：
主油路25，所述主油路25设有定量泵2、三通流量阀3以及与所述三通流量阀3并联的主溢流阀4；其中，所述三通流量阀3可保证翻桶油缸22、刮板油缸23、滑板油缸24始终保持恒定的动作速度，所述定量泵2连接有液压油箱1，定量泵2输出油液经三通流量阀3回油箱1；
所述主溢流阀4设定系统最高压力；所述第一换向阀6、第二换向阀7、第三换向阀8为液控换向阀，分别用于控制翻桶油缸22、刮板油缸23、滑板油缸24动作；
所述定量泵2输出的部分流量经第一比例减压阀12、第二比例减压阀13、第三比例减压阀14、第四比例减压阀15、第五比例减压阀16、第六比例减压阀17，减压后为第一换向阀6、第二换向阀7、第三换向阀8提供先导控制油，六个减压阀的第一工作油口与所述主溢流阀4并联，第一比例减压阀12的第二工作油口与所述第一换向阀6一阀芯端相通，所述第二比例减压阀13的第二工作油口与所述第一换向阀6的另一阀芯端相通；所述第二比例减压阀13第二工作油口与所述第二换向阀7的一阀芯端相通，所述第四比例减压阀14的第二工作油口与所述第二换向阀7的另一阀芯端相通；所述第五比例减压阀15的第二工作油口与所述第三换向阀8一阀芯端相通，所述第六比例减压阀16的第二工作油口与所述第三换向阀8的另一阀芯端相通；所述第一比例加压阀12、第二比例减压阀13、第三比例减压阀14、第四比例减压阀15、第五比例减压阀16、第六比例减压阀17的第三工作油口与所述液压油箱1相通；
翻桶油缸22，所述翻桶油缸22通过第一换向阀6与所述主油路25连接，所述第一换向阀6的工作油口与所述翻桶油缸22的进油口连接，用于对所述第一换向阀6进油口与工作油口之间的油路进行切换方向或截止，实现翻桶油缸23动作；
刮板油缸23，所述刮板油缸23进油口连接有第二换向阀7，通过第二换向阀7进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现刮板油缸23动作；
滑板油缸25，所述滑板油缸25的进油口连接有第三换向阀8，通过第三换向阀8进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现滑板油缸25动作；
所述第一换向阀6的进油口与所述主油路25的P口连接，所述第一换向阀6的其中一个油口与所述第一压力补偿器9连接，所述第二换向阀7和第三换向阀8的进油口与所述第一换向阀6的进油口连接；所述第二换向阀7的其中一个油口与第二压力补偿器10，所述第三换向阀8的其中一个油口与第三压力补偿器11，所述第一换向阀6、第二换向阀7和第三换向阀8分别连接有用于提供阀后压力补偿的第一压力补偿器9、第二压力补偿器10和第三压力补偿器11，通过压力补偿器实现翻桶油缸22、刮板油缸23和滑板油缸25动作时流量比例分配。
在本实施例中，第一压力补偿阀9、第二压力补偿阀10、第三压力补偿器11的先导控制油压力由所述LS溢流阀5设定，所述LS溢流阀5设置于所述三通流量阀3的先导油路上；所述第一压力补偿器9与第一换向阀6之间的油路上设有第一单向阀18，所述第二压力补偿器10与第二换向阀7之间的油路上设有第二单向阀19，所述第三压力补偿器11与第三换向阀8之间的油路上设有第四单向阀21，所述第一单向阀18、第二单向阀19、第四单向阀21分别设置于第一换向阀与第一压力补偿阀之间、第二换向阀与第二压力补偿、第三换向阀与第三压力补偿器之间，为负载保持阀；所述第三单向阀20设置于滑板油缸24大腔油路上、第三换向阀8与第三压力补偿阀11之间，在滑板下降时，可实现滑板油缸的差动动作；
在本实施例中，所述第一换向阀6内设置有节流槽，可在翻桶与其余动作同步工况下，保证流量优先满足翻桶流量需求，进入所述翻桶油缸的流量等于翻桶油缸单独动作时所需流量，实现翻桶流量恒定与上料时间恒定的目的；所述第三换向8阀其中一个工作油口设置有节流槽，可产生一定背压，与第三单向阀21配合，实现滑板油缸差动。
一种压缩式垃圾车，包括上述所述的差动控制液压系统。
一种基于所述的差动控制液压系统的控制方法，所述方法包括步骤：
当系统无动作，定量泵2输出油液经三通流量阀3回油箱1；
当第一比例减压阀12得电，第二比例减压阀13不得电，其余任一所述比例减压阀得电，
定量泵2输出油液经第一换向阀6下位，进入翻桶油缸22无杆腔，翻桶油缸22实现相应动作；同时，部分流量经油口a满足其余动作需求；
若所述第二比例减压阀13得电，其余任一比例减压阀得电，定量泵2输出油液经第一换向阀6下位进入翻桶油缸22有杆腔，翻桶油缸22实现相应动作；同时，部分流量经油口b进入下一动作回路；
第六比例减压阀17得电，定量泵2输出油液经第三换向阀8换向至上位进入滑板油缸24无杆腔，实现滑板上升；
当第三比例减压阀14、第五比例减压阀16得电、第六比例减压阀17失电，定量泵2输出油液经第二换向阀7下位、第三换向阀8下位，分别进入刮板油缸23无杆腔、滑板油缸24无杆腔，实现刮板张开与滑板下降的复合动作；
当第三比例减压阀14、第五比例减压阀16失电，第四比例减压阀15得电，定量泵2输出油液经第二换向阀7上位，进入刮板油缸23无杆腔，实现刮板刮入动作；当所述第四比例减压阀15失电，第五比例减压阀16得电，定量泵2输出油液经第三换向阀8上位进入滑板油缸24有杆腔，滑板油缸25上升到位后，第五比例减压阀16失电，即一个压缩循环过程完成。
本实施例中，如系统无动作，定量泵2输出油液经三通流量阀3回油箱1；
上料和压缩循环作业同步，所述第一比例减压阀电磁铁YV1得电，第二比例减压阀电磁铁YV2不得电，其余任一所述比例减压阀电磁铁得电，
定量泵2输出油液经第一换向阀6下位，进入翻桶油缸22大腔，翻桶油缸实现相应动作；同时，部分流量经油口a满足其余动作需求；同样，若所述第二比例减压阀13的电磁铁YV2得电，其余任一所述比例减压阀电磁铁得电，定量泵2输出油液经第一换向阀6下位进入翻桶油缸22小腔，翻桶油缸实现相应动作；同时，部分流量经油口b进入下一动作回路，满足其余动作需求；由于所述第一换向阀6内设置有节流槽，可优先保证翻桶油缸22的动作流量需求，即可实现翻桶流量恒定，上料时间恒定的目的；
压缩机构自动循环作业，所述第六比例减压阀17的电磁铁YV6得电，定量泵2输出油液经所述第三换向阀8换向至上位进入滑板油缸24小腔，实现滑板上升；
滑板上升到位，所述第三比例减压阀14的电磁铁YV3、第五比例减压阀16电磁铁YV5得电、所述第六比例减压阀16电磁铁YV6失电，定量泵2输出油液经第二换向阀7下位、第三换向阀8下位，分别进入刮板油缸23大腔、滑板油缸24大腔，实现刮板张开与滑板下降的复合动作；滑板油缸下降过程中，由于第三换向阀7的B2油口存在节流，滑板油缸24小腔产生一定背压，该压力克服所述第三单向阀20的弹簧力及滑板油缸24大腔压力打开所述第三单向阀20，从而滑板油缸24小腔部分油液经所述第三单向阀20进入大腔，小腔油液进入大腔，实现滑板油缸24的差动动作，改善负负载工况；如滑板下降过程中，碰到大块垃圾，负载力增大，滑板油缸24大腔压力升高，直至所述第三单向阀20关闭，第三换向阀8的B2油口流量全部回液压油箱1，滑板油缸24差动动作结束；
刮板张开、滑板下降到位，所述第三比例减压阀14电磁铁YV3、第五比例减压阀16电磁铁YV5失电，所述第四比例减压阀15电磁铁YV4得电，定量泵2输出油液经第二换向阀7上位，进入刮板油缸23小腔，实现刮板刮入动作；刮板刮入到位，所述第四比例减压阀15电磁铁YV4失电，所述第五比例减压阀16电磁铁YV5得电，定量泵2输出油液经第三换向阀8上位进入滑板油缸24小腔，滑板上升，滑板上升到位后，YV5失电，即一个压缩循环过程完成。
在所述翻桶油缸22、刮板油缸23、滑板油缸24动作过程中，所述三通流量阀3可始终保持各动作油缸流量恒定；所述LS溢流阀5与所述第一压力补偿器9、第二压力补偿器10、第三压力补偿器11配合，实现各动作流量按比例分配。
具有上述单泵流量优先及差动控制液压系统的压缩式垃圾车，在节约系统成本的情况下，实现上料及压缩同步动作、刮板及滑板复合动作；同时，实现滑板下降差动，有效提高压缩循环作业效率，缩短作业时间，改善滑板下降的负负载工况，提升客户操作体验感。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上位”、“下位”等指示的方位或位置关系、表述代号为基于附图所示或实际使用工程中的方位或位置关系或者表述代号，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件装置或元件所必须的具有的特定方位、以特定的方位构造和表述方式，不能理解为对本发明的限制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述系统包括：
主油路（25），所述主油路（25）设有定量泵（2）、三通流量阀（3）以及与所述三通流量阀（3）并联的主溢流阀（4）；
翻桶油缸（22），所述翻桶油缸（22）通过第一换向阀（6）与所述主油路（25）连接，所述第一换向阀（6）的工作油口与所述翻桶油缸（22）的进油口连接，用于对所述第一换向阀（6）进油口与工作油口之间的油路进行切换方向或截止，实现翻桶油缸（23）动作；
刮板油缸（23），所述刮板油缸（23）进油口连接有第二换向阀（7），通过第二换向阀（7）进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现刮板油缸（23）动作；
滑板油缸（25），所述滑板油缸（25）的进油口连接有第三换向阀（8），通过第三换向阀（8）进油口与工作油口之间的油路切换方向或截止，实现滑板油缸（25）动作；
所述第一换向阀（6）、第二换向阀（7）和第三换向阀（8）分别连接有用于提供阀后压力补偿的第一压力补偿器（9）、第二压力补偿器（10）和第三压力补偿器（11），通过压力补偿器实现翻桶油缸（22）、刮板油缸（23）和滑板油缸（25）动作时流量比例分配。
2.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述第一换向阀（6）的进油口与所述主油路（25）的P口连接，所述第一换向阀（6）的其中一个油口与所述第一压力补偿器（9）连接；所述第二换向阀（7）和第三换向阀（8）的进油口与所述第一换向阀（6）的进油口连接；所述第二换向阀（7）的其中一个油口与第二压力补偿器（10），所述第三换向阀（8）的其中一个油口与第三压力补偿器（11）。
3.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述定量泵（2）输出的部分流量经第一比例减压阀（12）、第二比例减压阀（13）、第三比例减压阀（14）、第四比例减压阀（15）、第五比例减压阀（16）、第六比例减压阀（17），减压后为第一换向阀（6）、第二换向阀（7）、第三换向阀（8）提供先导控制油，减压阀的第一工作油口与所述主溢流阀（4）并联，第一比例减压阀（12）的第二工作油口与所述第一换向阀（6）一阀芯端相通，所述第二比例减压阀（13）的第二工作油口与所述第一换向阀（6）的另一阀芯端相通；所述第二比例减压阀（13）第二工作油口与所述第二换向阀（7）的一阀芯端相通，所述第四比例减压阀（14）的第二工作油口与所述第二换向阀（7）的另一阀芯端相通；所述第五比例减压阀（15）的第二工作油口与所述第三换向阀（8）一阀芯端相通，所述第六比例减压阀（16）的第二工作油口与所述第三换向阀（8）的另一阀芯端相通；所述第一比例加压阀（12）、第二比例减压阀（13）、第三比例减压阀（14）、第四比例减压阀（15）、第五比例减压阀（16）、第六比例减压阀（17）的第三工作油口与所述液压油箱（1）相通。
4.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述第一压力补偿器（9）与第一换向阀（6）之间的油路上设有第一单向阀（18），所述第二压力补偿器（10）与第二换向阀（7）之间的油路上设有第二单向阀（19），所述第三压力补偿器（11）与第三换向阀（8）之间的油路上设有第四单向阀（21）。
5.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述滑板油缸（24）无杆腔油路上、第三换向阀（8）与第三压力补偿阀（11）油路之间设有第三单向阀（20），在滑板下降时，实现滑板油缸（24）的差动动作。
6.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述第一换向阀（6）内设置有节流槽。
7.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述三通流量阀（3）的先导油路上设有LS溢流阀（5）。
8.根据权利要求1所述的单泵流量优先及差动控制液压系统，其特征在于，所述定量泵（2）连接有液压油箱（1）。
9.一种压缩式垃圾车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的差动控制液压系统。
10.一种基于权利要求1-8任一项所述的差动控制液压系统的控制方法，所述方法包括步骤：
当系统无动作，定量泵（2）输出油液经三通流量阀（3）回油箱（1）；
当第一比例减压阀（12）得电，第二比例减压阀（13）不得电，其余任一所述比例减压阀得电，
定量泵（2）输出油液经第一换向阀（6）下位，进入翻桶油缸（22）无杆腔，翻桶油缸（22）实现相应动作；同时，部分流量经油口a满足其余动作需求；
若所述第二比例减压阀（13）得电，其余任一比例减压阀得电，定量泵（2）输出油液经第一换向阀（6）下位进入翻桶油缸（22）有杆腔，翻桶油缸（22）实现相应动作；同时，部分流量经油口b进入下一动作回路；
第六比例减压阀（17）得电，定量泵（2）输出油液经第三换向阀（8）换向至上位进入滑板油缸（24）无杆腔，实现滑板上升；
当第三比例减压阀（14）、第五比例减压阀（16）得电、第六比例减压阀（17）失电，定量泵（2）输出油液经第二换向阀（7）下位、第三换向阀（8）下位，分别进入刮板油缸（23）无杆腔、滑板油缸（24）无杆腔，实现刮板张开与滑板下降的复合动作；
当第三比例减压阀（14）、第五比例减压阀（16）失电，第四比例减压阀（15）得电，定量泵（2）输出油液经第二换向阀（7）上位，进入刮板油缸（23）无杆腔，实现刮板刮入动作；当所述第四比例减压阀（15）失电，第五比例减压阀（16）得电，定量泵（2）输出油液经第三换向阀（8）上位进入滑板油缸（24）有杆腔，滑板油缸（25）上升到位后，第五比例减压阀（16）失电，即一个压缩循环过程完成。
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