阅读说明：本技术 一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械 (Power control valve block, hydraulic pump assembly and engineering machinery ) 是由 李鹏冲 李海军 陈岩 秦慧卿 于 2020-06-29 设计创作，主要内容包括：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,功率控制阀块包括溢流阀、凸轮机构、第一梭阀和第二梭阀,凸轮机构包括第一缸体、凸轮以及从动杆,凸轮设置于第一缸体内,凸轮上设置有曲线槽,从动杆的下端位于曲线槽内,从动杆的上端作用于溢流阀的第一压缩弹簧；第一梭阀的两个进油口分别与双向变量泵的两控制油路连通,第一梭阀的出油口与溢流阀的进油口连通；第二梭阀的两个进油口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第一缸体的进油口相连通。本发明提供的功率控制阀块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。(The invention relates to the technical field of engineering machinery, in particular to a power control valve block, a hydraulic pump assembly and engineering machinery, wherein the power control valve block comprises an overflow valve, a cam mechanism, a first shuttle valve and a second shuttle valve, the cam mechanism comprises a first cylinder body, a cam and a driven rod, the cam is arranged in the first cylinder body, a curve groove is formed in the cam, the lower end of the driven rod is positioned in the curve groove, and the upper end of the driven rod acts on a first compression spring of the overflow valve; two oil inlets of the first shuttle valve are respectively communicated with two control oil paths of the bidirectional variable pump, and an oil outlet of the first shuttle valve is communicated with an oil inlet of the overflow valve; two oil inlets of the second shuttle valve are respectively communicated with two working main oil paths of the bidirectional variable pump, and an oil outlet of the second shuttle valve is communicated with an oil inlet of the first cylinder body. The power control valve block provided by the invention can be combined with a hydraulic pump without a power control function to form a hydraulic pump assembly with the power control function, so that the cost of a hydraulic system can be reduced.)

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

现有闭式泵，均不带功率控制，只能实现单一控制，例如：手动控制、液压先导控制、电控等方式，当遇到大排量、高压力的工况时(例如马达卡死时)，当卡死的瞬间，液压泵会瞬间达到其角功率值，因此，当所选取的原动机功率低于角功率时，原动机会熄火，而为了防止原动机熄火，就需要选取功率更大的、可以覆盖角功率点的原动机，从而造成成本增加及能耗的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率控制阀块、液压泵组件及工程机械，以解决现有技术中闭式泵不具有功率控制功能的技术问题。

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：

溢流阀；

凸轮机构，包括第一缸体、凸轮以及从动杆，所述凸轮设置于所述第一缸体内，所述凸轮上设置有曲线槽，所述从动杆的下端位于所述曲线槽内，所述从动杆的上端作用于所述溢流阀的第一压缩弹簧；

第一梭阀，所述第一梭阀的两个进油口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与所述溢流阀的进油口连通；

第二梭阀，所述第二梭阀的两个进油口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凸轮机构的进油口连通；

所述凸轮能够在液压油的作用下克服所述凸轮的设定阻力在所述第一缸体内移动，且当所述凸轮沿所述第一缸体的进油方向移动时，所述第一压缩弹簧的压缩量变小。

作为功率控制阀块的优选技术方案，所述凸轮机构还包括第二缸体以及设置于所述第二缸体内的活塞和第二压缩弹簧，所述活塞将所述第二缸体分隔为靠近所述第一缸体的第一腔和远离所述第一缸体的第二腔，所述第二压缩弹簧设置于所述第二腔，所述凸轮与所述活塞通过连杆机械连接，所述凸轮的所述设定阻力由所述第二压缩弹簧的压缩量决定。

作为功率控制阀块的优选技术方案，所述第一腔和所述第二腔上均设置有调节油口，液压油能够通过所述调节油口调节所述第二压缩弹簧的压缩量。

作为功率控制阀块的优选技术方案，所述凸轮机构还包括第二压缩弹簧，所述第二压缩弹簧设置于所述第一缸体内，且所述第二压缩弹簧的一端与所述凸轮远离所述第一缸体的进油口的端面抵接，所述第二压缩弹簧的另一端与所述第一缸体的内壁抵接，所述凸轮的所述设定阻力由所述第二压缩弹簧的压缩量决定。

作为功率控制阀块的优选技术方案，所述凸轮呈锥形，沿所述第一缸体的进油方向，所述凸轮的直径逐渐增大，所述曲线槽沿所述凸轮的轮廓开设于所述凸轮的上表面。

一种液压泵组件，包括如上任一方案所述的功率控制阀块；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。

作为液压泵组件的优选技术方案，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。

作为液压泵组件的优选技术方案，所述补油泵的压油路还设置有过滤器。

作为液压泵组件的优选技术方案，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，包括上述任一方案中所述的液压泵组件。

本发明的有益效果：

本发明提供的功率控制阀块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。

附图说明

图1是本发明实施例提供的液压泵组件的原理示意图；

图2是本发明实施例提供的功率控制阀块的原理示意图；

图3是本发明实施例提供的主泵的压力和排量的关系曲线。

图中：

1-功率控制阀块；11-溢流阀；121-第一缸体；122-凸轮；123-从动杆；124-第二缸体；125-活塞；126-第二压缩弹簧；127-连杆；13-第一梭阀；14-第二梭阀；

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-过滤器；9-第一溢流阀；10-第二溢流阀；

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

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本发明提供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还连接有可控制其斜盘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阀套的移动。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的右腔，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。

具体地，参照图1和图2，功率控制阀块1包括溢流阀11、凸轮机构、第一梭阀13和第二梭阀14，其中：凸轮机构包括第一缸体121、凸轮122以及从动杆123，凸轮122设置于第一缸体121内，凸轮122上设置有曲线槽，从动杆123的下端位于曲线槽内，从动杆123的上端作用于溢流阀11的第一压缩弹簧；第一梭阀13的两个进油口分别与双向变量泵2的两控制油路连通，即第一梭阀1311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13的出油口与溢流阀11的进油口连通，溢流阀11的出油口与油箱连通；第二梭阀14的两个进油口分别与双向变量泵2的两工作主油路连通，即第二梭阀14的两个进油口分别与第一工作主油路100和第二工作主油路200连通，第二梭阀14的出油口与第一缸体121的进油口相连通，凸轮122能够在液压油的作用下克服凸轮122的设定阻力在第一缸体121内移动，且当凸轮122沿第一缸体121的进油方向移动时，第一压缩弹簧的压缩量变小。可以理解的是，溢流阀11的开启压力由其压缩弹簧的压缩量来决定，压缩弹簧的压缩量越大，溢流阀11的开启压力越大，反之，压缩弹簧的压缩量越小，溢流阀11的开启压力越小。

当液压泵组件中主泵处于正常工作状态中，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。由于主泵的功率等于主泵的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，当第一工作主油路100压力或第二工作主油路200压力升高，压力油会引入凸轮机构的第一缸体121内，推动凸轮122沿第一缸体121的进油方向移动，凸轮122通过从动杆123作用于溢流阀11的第一压缩弹簧，第一压缩弹簧的压缩量变小，从而使溢流阀11的开启压力下降，进而能够降低第一控制油路400或第二控制油路500的的压力值，即降低主泵的控制油压力，从而减小主泵的排量，使主泵的功率不超过设定值。

通过设置功率控制阀块1，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1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。

进一步地，凸轮机构还包括第二缸体124以及设置于第二缸体124内的活塞125和第二压缩弹簧126，活塞125将第二缸体124分隔为靠近第一缸体121的第一腔体和远离第一缸体121的第二腔体，第二压缩弹簧126设置于第二腔体，凸轮122与活塞125通过连杆127机械连接，凸轮122的设定阻力由第二压缩弹簧126的压缩量决定。或者在其他实施例中，可以不设置第二缸体124和活塞125，而是将第二压缩弹簧126设置于第一缸体121内，且第二压缩弹簧126的一端与凸轮122远离第一缸体121的进油口的端面抵接，第二压缩弹簧126的另一端与第一缸体121的内壁抵接，凸轮122的设定阻力由第二压缩弹簧126的压缩量决定。

由于系统压力取决于第一泵工作油口S或第二泵工作油口P的压力，且第二压缩弹簧的压缩量为定值，因此当系统压力提高时，主泵的控制油压力降低，主泵的排量变小；当系统压力降低时，主泵的控制油压力升高，主泵的排量变大。由此得出关系式p*V＝kx，p为泵工作油口P/S的高压压力，V为主泵排量，k为第二压缩弹簧126的刚性系数，x为第二压缩弹簧126的压缩量。由于第二压缩弹簧126刚性大，压缩量较小，因此，可近似认为kx为定值，从而使主泵的压力和排量的关系曲线为双曲线(如图3中曲线A)。由于T＝pV/20π，其中T为扭矩，p为泵工作油口P/S的高压压力，V为主泵排量，由上述可知p和V的乘积为定值，从而可实现恒扭矩控制。又由于P＝2πTn/60000，其中P为泵的功率，T为泵的扭矩，n为泵的转速，在泵的转速不变时，可实现恒功率控制。

进一步地，第一腔和第二腔上均设置有调节油口，液压油能够通过调节油口调节第二压缩弹簧126的压缩量，从而实现主泵的压力和排量的关系曲线向上或向下偏移(如图3中曲线B和曲线C)，从而改变泵功率大小。

进一步的，由于凸轮122表面的曲线槽可以加工不同斜率，也就可以实现双曲线的不同斜率，更好地符合发动机的曲线。

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8。

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9，第二泵工作油口P连接有第二溢流阀10，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。

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。