CN110259749B - 一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械，属于工程机械技术领域。该功率控制阀块功率限制阀，包括阀主体以及分别设置于阀主体两侧的控制端和功率调节部；第一梭阀，第一梭阀的两个进油口能分别与双向变量泵的两控制油路连通，第一梭阀的出油口能通过功率限制阀选择性与油箱连通；第二梭阀，第二梭阀的两个进油口能分别与双向变量泵的两工作主油路连通，第二梭阀的出油口与控制端连通，以控制功率限制阀的工作位。液压泵组件包括上述功率控制阀块。工程机械包括上述液压泵组件。本发明通过设置功率控制阀块，使其可以与不具有功率控制功能的液压泵结合以形成具有功率控制功能的液压泵组件，从而可降低液压系统的成本。

Description

一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械。

背景技术

工程机械的行走系统通常采用闭式液压回路，其中有些工况需要进行恒功率控制，或最大功率限制，此时需要专门采用带有功率控制功能的闭式泵。带有功率控制功能的闭式泵设置有先导变量缸，先导变量缸两侧有弹簧，当其中一侧系统压力达到弹簧设定值时，推动先导变量缸活塞移动，进而减小闭式泵的排量。

然而，带有功率控制功能的闭式泵成本较高，在后期使用过程中，维护成本较高。

为此，亟需提供一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率控制阀块，使其可以与不具有功率控制功能的液压泵结合以形成具有功率控制功能的液压泵组件。

本发明的另一目的在于提供一种液压泵组件及工程机械，成本较低，维护方便。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种功率控制阀块，包括：

功率限制阀，包括阀主体以及分别设置于所述阀主体两侧的控制端和功率限定部；

第一梭阀，所述第一梭阀的两个进油口能分别与双向变量泵的两控制油路连通，所述第一梭阀的出油口能通过所述功率限制阀选择性与油箱连通；

第二梭阀，所述第二梭阀的两个进油口能分别与所述双向变量泵的两工作主油路连通，所述第二梭阀的出油口与所述控制端连通，以控制所述功率限制阀的工作位。

作为优选，所述阀主体为两位两通的换向阀，所述换向阀的进油口连接所述第一梭阀的出油口，所述换向阀的出油口连接所述油箱。

作为优选，所述功率限定部设置有功率调节部,所述功率调节部能调节所述功率限制阀工作位切换的压力值；所述功率调节部包括活塞缸，所述活塞缸的活塞杆与所述阀主体连接，所述活塞缸的无杆腔中和有杆腔中分别设置有能调节所述功率限制阀功率的第一调节油口和第二调节油口。

一种液压泵组件，包括上述任意一种功率控制阀块；还包括：

主泵，其为双向变量泵，所述双向变量泵连接有控制其摆角的变量控制组件、第一控制油路和第二控制油路；所述主泵的第一泵工作油口连接有第一工作主油路，所述主泵的第二泵工作油口连接有第二工作主油路；

所述第一控制油路和所述第二控制油路分别与所述第一梭阀的两个进油口连接，所述第一工作主油路和所述第二工作主油路分别与所述第二梭阀的两个进油口连接。

作为优选，所述液压泵组件还包括补油泵，所述补油泵的压油路上并联设置有两个控制阀，两个所述控制阀被配置为能分别改变所述压油路中油液压力形成所述第一控制油路和所述第二控制油路。

作为优选，所述控制阀为电磁减压阀。

作为优选，所述变量控制组件包括：

伺服阀，其为三位四通换向阀，所述伺服阀包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与所述补油泵的压油路连接的进油口、与所述油箱连接的回油口；

第一变量缸，所述第一变量缸的活塞两侧的腔室分别连接所述第一控制油路和所述第二控制油路，所述第一变量缸的活塞移动能带动所述伺服阀阀芯的移动；

第二变量缸，所述第二变量缸的活塞两侧的腔室分别与所述第一阀工作油口和所述第二阀工作油口连通，所述第二变量缸的活塞移动能带动所述双向变量泵斜盘摆角改变和所述伺服阀阀体的移动。

作为优选，所述补油泵的压油路还设置有过滤器。

作为优选，所述第一泵工作油口连接有第一溢流阀，所述第二泵工作油口连接有第二溢流阀。

一种工程机械，包括上述任意一种液压泵组件。

本发明的有益效果：

通过设置功率控制阀块，使其可以与不具有功率控制功能的液压泵结合以形成具有功率控制功能的液压泵组件，从而可降低液压系统的成本，同时增加功率控制阀块与多种液压泵结合的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种液压泵组件的原理图；

图2是本发明实施例提供的一种功率控制阀块的原理图。

图中：

1、功率控制阀块；11、第一梭阀；12、第二梭阀；13、功率限制阀；131、阀主体；132、控制端；133、功率调节部；D1、第一调节油口；D2、第二调节油口；T、功率限制阀回油口；

2、双向变量泵；3、第一变量缸；4、伺服阀；5、第二变量缸；6、反馈杆；7、补油泵；8、第一控制阀；9、第二控制阀；10、过滤器；110、第一溢流阀；120、第二溢流阀；130、油箱；

100、第一工作主油路；200、第二工作主油路；300、压油路；400、第一控制油路；500、第二控制油路；

S、第一泵工作油口；P、第二泵工作油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种用于工程机械中的液压泵组件，其包括主泵、补油泵7、功率控制阀块1，可实现液压泵组件的恒功率控制。需要声明的是，恒功率控制可以理解为液压泵的工作功率不超过设定的功率值，并非一直处于恒定功率下工作。

具体可选，主泵为双向变量泵2，其包括第一泵工作油口S和第二泵工作油口P，其中第一泵工作油口S与系统中第一工作主油路100连接，第二泵工作油口P与第二工作主油路200连接。另外双向变量泵2还连接有可控制其摆角的变量控制组件、第一控制油路400和第二控制油路500。

其中可选变量控制组件包括第一变量缸3、第二变量缸5和伺服阀4，伺服阀4可选为三位四通换向阀，伺服阀4包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与补油泵7的压油路300连接的进油口、与油箱130连接的回油口；第一变量缸3活塞两侧的腔室分别连接第一控制油路400和第二控制油路500，第一变量缸3的活塞移动能带动伺服阀4阀芯的移动；第二变量缸5的活塞两侧的腔室分别与第一阀工作油口和第二阀工作油口连通，第二变量缸5的活塞移动能带动双向变量泵2斜盘摆角改变和伺服阀4阀体的移动。具体地，第一变量缸3的活塞可通过第一连接杆与伺服阀4阀芯连接，第二变量缸5的活塞可通过第二连接杆与双向变量泵2的斜盘连接，第二连接杆连接有反馈杆6，反馈杆6连接伺服阀4阀套。

具体工作时，通过第一控制油路400和第二控制油路500作用在第一变量缸3活塞两侧的压力推动其移动，进而带动伺服阀4阀芯移动，并使第二变量缸5、双向变量泵2的斜盘摆角以及伺服阀4阀套进行相应运动。

假设，第一变量缸3活塞在第一控制油路400和第二控制油路500压力差的作用下带动伺服阀4阀芯向左移动，来自补油泵7的压油路300的油液经伺服阀4进入第二变量缸5，进入第二变量缸5的油液推动第二变量缸5活塞向左移动，双向变量泵2的斜盘位置改变从而改变双向变量泵2的排量。第二变量缸5活塞动作的同时带动与反馈杆6连接的伺服阀4阀套向左移动，关闭伺服阀4，使双向变量泵2的排量稳定。本实施例中伺服阀4选择中位机能为H型的换向阀，以使换向阀处于中位时伺服阀4处于关闭状态。

其中可选地，补油泵7的压油路300上并联设置有两个控制阀，两个控制阀被配置为能分别改变压油路300中油液压力形成第一控制油路400和第二控制油路500。具体地，两个控制阀可包括第一控制阀8和第二控制阀9，第一控制阀8的进油口与补油泵7的压油路300连接，第一控制阀8的出油口连接的油路形成第一控制油路400，第二控制阀9的进油口与补油泵7的压油路300连接，第二控制阀9的出油口连接的油路形成第二控制油路500。其中可选，控制阀为电磁减压阀。当第一泵工作油口S为高压时，可控制第二控制阀9得电，从而使第一控制油路400输出高压，第二控制阀9对补油泵7的压油路300中的油液进行减压，使得第二控制油路500为低压，从而使得作用在第一变量缸3活塞两侧的油液具有压力差，进而调整双向变量泵2的排量。当第二泵工作油口P为高压时，同理，可控制第一控制阀8得电，在此不再赘述。

具体地，参照图1和图2，功率控制阀块1包括功率限制阀13、第一梭阀11和第二梭阀12，其中功率限制阀13包括阀主体131以及分别设置于阀主体两侧的控制端132和功率限定部；第一梭阀11的两个进油口能分别与双向变量泵2的两控制油路，即第一梭阀11的两个进油口分别与第一控制油路400和第二控制油路500连通，第一梭阀11的出油口与阀主体131的进油口连通，其中阀主体131的出油口为功率限制阀回油口T，其能与油箱130连接，从而使得第一梭阀11的出油口能通过功率限制阀13选择性与油箱130连通；第二梭阀12的两个进油口能分别与双向变量泵2的两主油路，即第一工作主油路100和第二工作主油路200连通，第二梭阀12的出油口与控制端132连通，以控制功率限制阀13的工作位。

当液压泵组件中主泵处于正常工作状态中工作，与第一泵工作油口S连接的第一工作主油路100压力或与第二泵工作油口P连接的第二工作油路压力升高，且超过设定的功率值时，将会使得主泵的功率处于升高趋势。由于功率等于主泵工作压力和流量的乘积，流量取决于主泵排量和发动机带动主泵的转速，通常设定发动机转速基本不变，则需要通过降低主泵的排量以使主泵功率不超过设定的最大功率。本实施例中，恒功率系统中的功率值设置在功率限制阀13上，当第一工作主油路100压力或与第二工作主油路200压力升高，且推动阀主体131移动，使第一变量缸3活塞两侧的第一控制油路400和第二控制油路500中压力较高的油路与油箱130连通，即使得压力较高的油路压力为零，从而使得第一变量缸3中活塞向相反方向移动，以减小双向变量泵2的排量，从而使主泵的功率不超过设定值。

通过设置功率控制阀块，使其可以与不具有功率控制功能的液压泵结合以形成具有功率控制功能的液压泵组件，从而可降低液压系统的成本，同时液压泵组件对恒功率模块进行维护时，仅需对功率控制阀块进行维护，无需将整个液压泵拆开进行检修维护，降低了维护成本。

其中可选，阀主体131为两位两通的换向阀，换向阀的进油口连接第一梭阀11的出油口，换向阀的出油口连接油箱130。当然，也可选阀主体131为两位三通的换向阀。

进一步地，为使功率控制阀块可以满足不同系统的功率要求，本实施例中阀主体131一侧的功率限定部设置有功率调节部133，功率调节部133能调节功率限制阀13工作位切换的压力值；功率调节部133包括活塞缸，活塞缸的活塞杆与阀主体131，即换向阀连接，活塞缸的无杆腔中和有杆腔中分别设置有能调节功率限制阀13功率的第一调节油口D1和第二调节油口D2，以提高功率控制阀块1能针对不同系统进行功率调节的灵活性。当需要减小功率设定值时，通过第二调节油口D2向有杆腔中通入油液，第一调节油口D1连接油箱130，将无杆腔中多余油液排出。同理，当需要增大功率设定值时，通过第一调节油口D1向无杆腔中通入油液，第二调节油口D2连接油箱130，将有杆腔中多余油液排出。功率设置完成后，第二调节油口D2堵死，其中，无杆腔中还设置有阻尼孔，阻尼孔连接油箱130。当第二梭阀12出油口的油液推动功率限制阀的阀主体131移动时，多余油液可通过阻尼孔排至油箱130。

另外，上述液压泵组件多用于闭式回路中，为保证闭式回路中油液的洁净度，可在补油泵7的压油路300上设置过滤器10。

此外，可以理解的是，第一泵工作油口S还连接有第一溢流阀110，第二泵工作油口P连接有第二溢流阀120，以限定双向变量泵2工作时的压力。

本实施例还提供一种工程机械，其行走系统中可设置上述液压泵组件，以使其实现恒功率控制。并且，将功率控制阀块1应用于行走系统后，还可以实现防超速的功能。具体地，在实际静液压驱动的应用中，当车辆在下坡时，第一泵工作油口S压力由高压变为低压，第二泵工作油口P的压力由低压变为高压，通过功率控制阀块13，可以将双向变量泵2的排量减小，进而控制车速。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液压泵组件，其特征在于，包括功率控制阀块，所述功率控制阀块包括：

功率限制阀(13)，包括阀主体(131)以及分别设置于所述阀主体两侧的控制端(132)和功率限定部；

第一梭阀(11)，所述第一梭阀(11)的两个进油口能分别与双向变量泵(2)的两控制油路连通，所述第一梭阀(11)的出油口能通过所述功率限制阀(13)选择性与油箱(130)连通；

第二梭阀(12)，所述第二梭阀(12)的两个进油口能分别与所述双向变量泵(2)的两工作主油路连通，所述第二梭阀(12)的出油口与所述控制端(132)连通，以控制所述功率限制阀(13)的工作位；

所述液压泵组件还包括主泵，其为双向变量泵(2)，所述双向变量泵(2)连接有控制其摆角的变量控制组件、第一控制油路(400)和第二控制油路(500)；所述主泵的第一泵工作油口(S)连接有第一工作主油路(100)，所述主泵的第二泵工作油口(P)连接有第二工作主油路(200)；

所述第一控制油路(400)和所述第二控制油路(500)分别与所述第一梭阀(11)的两个进油口连接，所述第一工作主油路(100)和所述第二工作主油路(200)分别与所述第二梭阀(12)的两个进油口连接；

所述液压泵组件还包括补油泵(7)，所述补油泵(7)的压油路(300)上并联设置有两个控制阀，两个所述控制阀被配置为能分别改变所述压油路(300)中油液压力形成所述第一控制油路(400)和所述第二控制油路(500)。

2.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述阀主体为两位两通的换向阀，所述换向阀的进油口连接所述第一梭阀(11)的出油口，所述换向阀的出油口连接所述油箱(130)。

3.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述功率限定部设置有功率调节部(133),所述功率调节部(133)能调节所述功率限制阀(13)工作位切换的压力值；所述功率调节部(133)包括活塞缸，所述活塞缸的活塞杆与所述阀主体(131)连接，所述活塞缸的无杆腔中和有杆腔中分别设置有能调节所述功率限制阀(13)功率的第一调节油口(D1)和第二调节油口(D2)。

4.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述控制阀为电磁减压阀。

5.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述变量控制组件包括：

伺服阀(4)，其为三位四通换向阀，所述伺服阀(4)包括第一阀工作油口、第二阀工作油口、与所述补油泵(7)的压油路(300)连接的进油口、与所述油箱(130)连接的回油口；

第一变量缸(3)，所述第一变量缸(3)的活塞两侧的腔室分别连接所述第一控制油路(400)和所述第二控制油路(500)，所述第一变量缸(3)的活塞移动能带动所述伺服阀(4)阀芯的移动；

第二变量缸(5)，所述第二变量缸(5)的活塞两侧的腔室分别与所述第一阀工作油口和所述第二阀工作油口连通，所述第二变量缸(5)的活塞移动能带动所述双向变量泵(2)斜盘摆角改变和所述伺服阀(4)阀体的移动。

6.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述补油泵(7)的压油路(300)还设置有过滤器(10)。

7.根据权利要求1所述的液压泵组件，其特征在于，所述第一泵工作油口(S)连接有第一溢流阀(110)，所述第二泵工作油口(P)连接有第二溢流阀(120)。

8.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的液压泵组件。

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