1. 液压回路工作原理
斗杆是挖掘机工作装置的一部分，其液压回路如附图所示。由发动机1 输出动力给主泵的前泵2 和后泵3 以及先导泵4，使其输出工作压力油和先导压力油。驾驶员启动挖掘机后，打开安全锁操纵手柄，先导安全换向阀6 阀芯移位，打开先导泵4 到先导阀8 的油路。
当操纵先导阀8 手柄执行挖掘动作时，先导压力油流经先导阀8 后分为3 路：第1 路经过斗杆半流换向阀7 推动斗杆Ⅱ阀9 阀芯换向；第2路推动斗杆Ⅰ阀10 阀芯换向；第3 路打开保持阀12，确保斗杆缸有杆腔回油通畅。
主油路中的工作油分别由前泵2 和后泵3 经斗杆Ⅰ阀10 和斗杆Ⅱ阀9 合流后进入斗杆缸14无杆腔，推动其活塞杆伸出，从而实现斗杆挖掘动作。
在斗杆缸活塞杆伸出、斗杆下降到垂直于地面之前，斗杆在其重力影响下加快下降速度，斗杆缸无杆腔出现进油量和进油压力不足现象。为解决此问题，在斗杆Ⅰ阀10 的有杆腔回油与无杆腔进油之间设置了油道，并加装了单向阀，还在有杆腔回油道上加装了滑阀11。当无杆腔压力不足时，有杆腔回油直接向无杆腔供油，这种功能就是斗杆液压回路的再生功能。
在斗杆缸活塞杆伸出、斗杆下降超过垂直于地面位置后，斗杆上升。此时受重力影响，斗杆上升速度变慢、无杆腔压力增大，于是有杆腔回油通道上的滑阀11 阀芯移位，有杆腔回油通道接通，液压油流回液压油箱5。
当操纵先导阀8 手柄实现卸料动作时，先导压力油流经先导阀8 后分为2 路：第1 路直接推动斗杆Ⅱ阀9 阀芯换向，第2 路推动斗杆Ⅰ阀10阀芯换向。此时主油路中的工作油分别由工前泵2 和后泵3 经斗杆Ⅰ阀10 和斗杆Ⅱ阀9 合流后，流经保持阀12 进入斗杆缸14 有杆腔，推动其活塞杆收回；无杆腔液压油经斗杆Ⅰ阀10 直接流回液压油箱，从而实现斗杆卸料动作。
斗杆液压回路还具有斗杆半流功能，即斗杆选择精细平整作业模式时，斗杆半流电磁阀得电，斗杆半流换向阀7 换向后切断斗杆Ⅱ阀9 的先导油路，实现单泵供油，达到挖掘机平整作业时精细平整和节能目的。
2. 故障排查方法
斗杆自行下降故障，即斗杆先导手柄在中位时，斗杆缸活塞杆自行伸出或收回，斗杆在其自身重力作用下自行下降。斗杆自行下降故障是挖掘机液压系统常见故障，其原因可能是斗杆缸内泄漏、先导阀、端口溢流阀损坏、斗杆阀阀芯损坏、斗杆保持阀失灵等。
首先，排查斗杆缸是否内泄漏。排查方法有以下3 种：一是通过显示器检测数据，查看斗杆挖掘或卸料溢流压力是否符合要求，若压力偏低则斗杆缸可能存在内泄漏。二是将斗杆缸活塞杆完全伸出，拆去其有杆腔进油胶管，使用堵板封堵回油油路主控阀侧（因回油有背压），斗杆缸有杆腔侧回油油路敞开，启动发动机后操纵先导手柄，使斗杆缸无杆腔继续进油，观察有杆腔是否有油液泄出。若有油液泄出，说明斗杆缸存在内泄漏。三是若斗杆自行下降比较缓慢，有杆腔油液泄漏较少不能做出判断，可将斗杆缸活塞杆完全收回，将工作装置放平在地上，拆去有杆腔进油胶管，使用堵板封堵有杆腔油口及进油胶管管口，切断有杆腔回油油路。启动发动机提起动臂，观察斗杆是否自行下降，若斗杆自行下降，说明斗杆缸存在内泄漏。
其次，排查端口溢流阀是否损坏。若端口溢流阀损坏，可造成斗杆缸压力油直接流回液压油箱，可导致斗杆自行下降。排查时，可将斗杆阀端口溢流阀与动臂阀端口溢流阀互换后试机。若故障转移到动臂，则说明该端口溢流阀损坏。
再次，排查保持阀和斗杆阀是否同时存在故障。通过液压原理图可知，只有保持阀失灵且斗杆移位油路打开时，才会发生斗杆自行下降故障。排查保持阀时，先将斗杆保持阀与动臂保持阀互换，再检查斗杆阀阀芯是否在中位。斗杆阀阀芯发生移位可能有以下2 种原因：一是先导阀损坏，造成先导油路一直保持压力，导致斗杆阀阀芯始终处于打开状态；二是斗杆阀阀芯卡滞，造成阀芯不在中位。
最后，排查先导阀是否存在故障。排查时，应测量先导手柄处于中位时的先导二次压力。若有压力，说明先导阀存在泄漏，斗杆阀阀芯在先导压力油的作用下滑动，脱离中位；若无压力，说明先导阀功能正常。
3. 故障排查实例
我公司1 台20t 二手挖掘机在修理后的调试过程中，发生斗杆缸杆自行伸出故障，导致斗杆自行缓慢下降。
首先，排查斗杆缸内泄漏情况。因斗杆自行下降缓慢，我们将斗杆缸活塞杆完全收回，将工作装置放平在地上，拆去有杆腔进油胶管，使用堵板封堵有杆腔油口及进油胶管管口，切断有杆腔回油油路。启动发动机提起动臂，观察斗杆没有自行下降，由此说明斗杆缸没有内泄漏。
其次，恢复斗杆缸软管连接，将斗杆阀端口溢流阀与动臂阀端口溢流阀互换后试机，故障现象仍然存在，说明端口溢流阀无故障。
再次，检查保持阀与斗杆阀是否同时存在故障。将斗杆保持阀与动臂保持阀互换，在先导手柄处于中位时测量斗杆阀阀芯的先导二次压力，测试结果无压力，说明先导阀功能正常。
最后，考虑该车为二手设备，不排除主控阀内部油道损坏、部分油液直接流回液压油箱的可能。更换主控阀后试机，故障现象消失。
