功率控制液压系统及起重机的制作方法

本发明涉及起重机液压系统，具体地，涉及一种功率控制液压系统，此外，还涉及一种起重机。

背景技术：

汽车起重机定量泵合流液压系统由多联齿轮泵、控制阀组、负载组成，通过多联齿轮泵的合流提高主机的运行速度。

汽车起重机使用的齿轮泵均为定排量齿轮泵，为提高系统的运行速度，多采用双泵合流技术。双泵合流技术为液压系统在控制阀组之前、控制阀组上或控制阀组之后将两个泵输出的流量合并至一路，之后共同作用于负载的一种提高液压系统某一工况运行速度的一种技术。

具体地，图1显示了一种常规的起重机双泵合流液压系统，其中，第一定量泵1和第二定量泵2输出的流量分别经过第一单向阀71和第二单向阀72在操纵阀3上合流，合流后共同经过多路阀33和对应的压力补偿阀34，再通过对应的平衡阀8作用于对应的负载执行机构4上，以达到控制负载执行机构4的运行速度的目的。

但是，采用多泵合流技术后，系统的运行速度提高了，但同时也会相应地带来以下问题：

1、发动机转速恒定的情况下，负载所需功率不可调；

2、在转速恒定的情况下，特殊工况(例如检修、保养等)对发动机输出功率要求远远高于其余工况对发动机输出功率的要求，需选用较大功率的发动机；而较大功率的发动机的使用会导致主机成本、油耗以及后期维护成本提高。

有鉴于现有技术的上述缺点，需要设计一种新型的液压系统，以克服或缓解现有技术的上述缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种功率控制液压系统，该功率控制液压系统能够对负载所需的功率进行调节，满足各个工况对输出功率的要求。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种起重机，该起重机在设计、选型阶段具有更大的选择空间。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种功率控制液压系统，包括第一定量泵、第二定量泵、操纵阀、多个负载执行机构，所述操纵阀与各所述负载执行机构分别连接，所述第一定量泵和第二定量泵分别与所述操纵阀的进油口连接，以能够通过所述操纵阀向各所述负载执行机构供油，还包括流量控制阀，所述流量控制阀包括与所述操纵阀的进油口连接的第一出油口、与主回油油路连接的第二出油口和与所述第一定量泵连接的第一进油口，所述流量控制阀的第二出油口的阀口开度能够控制，以能够调节输入各所述负载执行机构的流量。

优选地，所述流量控制阀包括顺序阀和阀口开度可调的主阀，所述顺序阀的第二油口和所述主阀的进油口均与所述流量控制阀的第一进油口连接，且该顺序阀的第一油口与所述流量控制阀的第一出油口连接，所述主阀的出油口与所述流量控制阀的第二出油口连接。

进一步地，所述主阀为手动比例阀或电液比例阀。

更优选地，所述流量控制阀还包括减压阀和比例阀，所述比例阀包括与所述主阀的阀杆控制腔连接的第一油口、通过所述流量控制阀的回油口与油箱连接的第二油口和与所述减压阀的出油口连接的第三油口，所述减压阀的进油口通过所述流量控制阀的第二进油口与所述第二定量泵连接。

进一步地，还包括控制器和安装于各所述负载执行机构上的流量传感器，所述比例阀为比例电磁阀，所述控制器根据接收到的各所述流量传感器所反馈的负载信息，控制所述比例阀的第一油口的阀口开度。

具体优选地，所述减压阀为比例减压阀。

优选地，所述流量控制阀还包括减压阀和电磁换向阀，所述电磁换向阀包括与所述主阀的阀杆控制腔连接的第一油口、通过所述流量控制阀的回油口与油箱连接的第二油口和与所述减压阀的出油口连接的第三油口，所述减压阀的进油口通过所述流量控制阀的第二进油口与所述第二定量泵连接，且该减压阀为比例减压阀。

更优选地，还包括控制器和安装于各所述负载执行机构上的流量传感器，所述控制器根据接收到的各所述流量传感器所反馈的负载信息，控制所述电磁换向阀的第一油口选择性地与其第二油口或第三油口连通。

典型地，所述第一定量泵通过第一单向阀与所述流量控制阀的第一进油口正向导通，所述第二定量泵通过第二单向阀与所述流量控制阀的第二进油口正向导通，且所述操纵阀的进油口连接于所述第二单向阀与所述流量控制阀的第二进油口之间的油路上。

可选地，所述流量控制阀还包括第三单向阀，所述第三单向阀位于所述主阀的出油口与所述流量控制阀的第二出油口之间的油路上，以能够使所述主阀的出油口与所述流量控制阀的第二进油口之间的油路正向导通，且所述主阀的回油口通过所述流量控制阀的回油口与油箱连接。

典型地，所述操纵阀包括多组控制阀组、操纵进油油路和操纵回油油路，所述操纵进油油路连通所述操纵阀的进油口；所述控制阀组包括多路阀和与所述多路阀连接的压力补偿阀，各所述多路阀并联设置于所述操纵进油油路和操纵回油油路之间，且分别与各所述负载执行机构一一对应连接。

本发明第二方面提供一种起重机，包括第一方面技术方案中任一项所述的功率控制液压系统。

通过上述技术方案，本发明针对性地设置流量控制阀，通过流量控制阀可以调节作用于负载执行机构上的流量，优化对负载执行机构的输出功率，对负载执行机构的输出功率可调，使负载执行机构所需功率能够与发动机分配给对应的负载执行机构的输出功率相匹配。

其中，流量控制阀具有手动、液控、电控等多种控制方式可以选择，给予设计更大的选择空间。

此外，对于现有技术方案的定量泵合流液压控制系统，在转速恒定的情况下，特殊工况对发动机输出功率要求远远高于其余工况对发动机输出功率的要求，需选用较大功率的发动机；然而，将本发明的功率控制液压系统应用于起重机上，可以通过调节输出流量来满足特殊工况对功率的要求，使相应设备在设计、选型阶段可以有更大的选择空间。

本发明的其它特征和更加突出优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是现有技术的起重机定量泵合流液压系统的液压原理图；

图2是本发明一个实施例的功率控制液压系统的液压原理图；

图3是本发明的流量控制阀的一个实施例的原理图；

图4是本发明的流量控制阀的另一个实施例的原理图；

图5是本发明的流量控制阀的另一个实施例的原理图。

附图标记说明

1第一定量泵2第二定量泵

3操纵阀p1操纵阀的第一进油口

p2操纵阀的第二进油口31操纵进油油路

32操纵回油油路33多路阀

34压力补偿阀35溢流阀

36三通流量阀37单向溢流阀

4负载执行机构5流量控制阀

a1流量控制阀的第一出油口a2流量控制阀的第二出油口

a3流量控制阀的第一进油口a4流量控制阀的第二进油口

a5流量控制阀的回油口51顺序阀

a1顺序阀的第一油口a2顺序阀的第二油口

52主阀b1主阀的进油口

b2主阀的出油口b3主阀的回油口

53减压阀54比例阀

c1比例阀的第一油口c2比例阀的第二油口

c3比例阀的第三油口55电磁换向阀

d1电磁换向阀的第一油口d2电磁换向阀的第二油口

d3电磁换向阀的第三油口56第三单向阀

6主回油油路71第一单向阀

72第二单向阀8平衡阀

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先需要说明，对于本领域的技术人员而言，在知悉本发明的液压连接关系的技术构思之后，也可以将油路或阀门等进行简单的置换，从而实现本发明的功率控制液压系统的功能，这同样属于本发明的保护范围。相关液压元件，例如换向阀、减压阀、单向阀、比例阀、溢流阀、液压油缸、液压泵等均属于本领域技术人员熟知的，同时也是现有液压系统中的常用部件，因此下文对这些液压元件仅简略描述，而将描述重点集中于本发明的功率控制液压系统的独创性的液压连接关系上。

图1显示了一种常规的起重机定量泵合流液压系统，其中，第一定量泵1和第二定量泵2输出的流量分别经过第一单向阀71和第二单向阀72在操纵阀3上合流，合流后共同经过多路阀33和对应的压力补偿阀34，再通过对应的平衡阀8作用于对应的负载执行机构4上，以达到控制负载执行机构4的运行速度的目的。在常规工况中，负载执行机构4所需的负载压力确定，第一定量泵1和第二定量泵2输出的流量确定，即负载执行机构4所需功率确定，从而，发动机输出功率确定，也就是说，负载执行机构4所需功率不可调；但是，在特殊工况中，例如，进行检修、保养等特殊工况时，而且，检修、保养等特殊工况并非常用工况；此时，负载执行机构4所需的负载压力增大，第一定量泵1和第二定量泵2输出的流量保持不变，负载执行机构4所需功率增大，为满足需要，在设计选型时，往往需要选择较大功率的发动机，导致主机成本、油耗以及后期维护成本提高。

为此，本发明独创性地设置了流量控制阀5，通过流量控制阀5可以调整流入操纵阀3的流量大小，从而可以调节供给负载执行机构4的功率；特别是，针对特殊工况，在负载执行机构4所需功率一定的情况下，通过降低流量的方式，可以增大负载执行机构4的负载压力，以满足检修、保养等特殊工况的需求。

以下对本发明的功率控制液压系统的具体实施方式进行说明。

如图2所示，本发明基础实施方式的功率控制液压系统，包括第一定量泵1、第二定量泵2、操纵阀3、多个负载执行机构4，所述操纵阀3与各所述负载执行机构4分别连接，所述第一定量泵1和第二定量泵2分别与所述操纵阀3的进油口连接，以能够通过所述操纵阀3向各所述负载执行机构4供油，还包括流量控制阀5，所述流量控制阀5包括与所述操纵阀3的进油口连接的第一出油口a1、与主回油油路6连接的第二出油口a2和与所述第一定量泵1连接的第一进油口a3，所述流量控制阀5的第二出油口a2的阀口开度能够被控制，以能够调节输入各所述负载执行机构4的流量。

在上述基础实施方式中，通过对流量控制阀5进行控制，可以使第一定量泵1输出的流量中的一部分经由流量控制阀5的第一进油口a3与第二出油口a2流回油箱，而且，流量控制阀5的第二出油口a2的阀口开度可调，可以控制这一部分流量的大小，以调整通过流量控制阀5的第一出油口a1流入操纵阀3的液压油流量，从而调节对各负载执行机构4的输出功率的大小；而且，对于特殊工况，可以保持对负载执行机构4的输出功率确定，通过调整输入对应的负载执行机构4的流量，以调节负载执行机构4的负载压力，在设计选型时，不需要选择较大功率的发动机，也能够较好地满足特殊工况的需求。其中，负载执行机构4可以为液压油缸。

其中，操纵阀3包括多组控制阀组、操纵进油油路31和操纵回油油路32，操纵进油油路31连通操纵阀3的进油口，这里，进油口可以有一个，或者更多个，例如，进油口具有两个，分为操纵阀3的第一进油口p1和第二进油口p2，分别与第一定量泵1和第二定量泵2连接；控制阀组包括多路阀33和与多路阀33连接的压力补偿阀34，各多路阀33并联设置于操纵进油油路31和操纵回油油路32之间，且分别与各负载执行机构4一一对应连接，操纵进油油路31和操纵回油油路32之间还设置有三通流量阀36和溢流阀35，在常规的起重机定量泵合流液压系统中，超过各负载执行机构4所需的流量会通过三通流量阀36流回油箱，造成一定程度的功率损失；然而，在本发明的功率控制液压系统中，通过流量控制阀5，可以控制流入操纵阀3的流量，即可以使流量刚好满足各负载执行机构4的需求，减少甚至避免经由三通流量阀36的流量损失；溢流阀35可以限制了系统的最高压力，保护系统安全；各负载执行机构4与操纵回油油路32之间设置有单向溢流阀37，且单向溢流阀37还与对应的多路阀33连接，以能够对各负载执行机构4进行补油，防止吸空；进一步地，各多路阀33通过对应的平衡阀8作用于对应的负载执行机构4，以控制对应的负载执行机构4稳定运行。

在具体实施例中，参照图3所示，流量控制阀5包括顺序阀51和主阀52，主阀52的阀口开度可调，顺序阀51的第二油口a2与流量控制阀5的第一进油口a3连接，主阀52的进油口b1也与流量控制阀5的第一进油口a3连接，顺序阀51的第一油口a1与流量控制阀5的第一出油口a1连接，主阀52的出油口b2与流量控制阀5的第二出油口a2连接，通过调整主阀52的出油口b2的阀口开度，可以控制流量控制阀5的第二出油口a2的阀口开度。

其中，主阀52可以为手动比例阀或电液比例阀，以控制流经主阀的流量，从而，能够控制通过顺序阀51流入操纵阀3的流量。

在一个优选实施例中，参照图4所示，流量控制阀5还可以包括减压阀53和比例阀54，比例阀54包括第一油口c1、第二油口c2和第三油口c3，比例阀54的第一油口c1与主阀52的阀杆控制腔连接、比例阀54的第二油口c2通过流量控制5的回油口a5与油箱连接，比例阀54的第三油口c3与减压阀53的出油口连接，减压阀53的进油口通过流量控制阀5的第二进油口a4与第二定量泵2连接；通过比例阀54可以控制主阀52的阀芯过流面积，具体地，当进行特殊工况操作时，第二定量泵2输出的一部分流量流经减压阀53、比例阀54的第三油口c3、比例阀54的第一油口c1进入主阀52的阀杆控制腔，推动主阀52的阀芯移动，由于比例阀54可以控制流量大小，从而可以控制主阀52的阀芯过流面积，也就是说，可以控制输入操纵阀3的流量。其中，减压阀53可以为比例减压阀。

进一步地，比例阀54可以为比例电磁阀，根据线圈电流的大小，控制输出流量，还可以在各负载执行机构4上安装流量传感器，利用控制器，根据接收到的各流量传感器所反馈的负载信息，控制比例阀54的第一油口c1的阀口开度，从而控制控制主阀52的阀芯过流面积，以电控方式控制输入操纵阀3的流量；例如，控制器可以为可编程逻辑控制器，通过现有的控制程序控制比例阀54的第一油口c1的阀口开度。

在另一个优选实施例中，参照图5所示，流量控制阀5还可以包括减压阀53和电磁换向阀55，电磁换向阀55包括第一油口d1、第二油口d2和第三油口d3，电磁换向阀55的第一油口d1与主阀52的阀杆控制腔连接，电磁换向阀55的第二油口d2通过流量控制阀5的回油口a5与油箱连接，电磁换向阀55的第三油口d3与减压阀53的出油口连接，减压阀53的进油口通过流量控制阀5的第二进油口a4与第二定量泵2连接，减压阀53为比例减压阀；当进行特殊工况操作时，第二定量泵2输出的一部分流量流经减压阀53、电磁换向阀55的第三油口d3、电磁换向阀55的第一油口d1进入主阀52的阀杆控制腔，推动主阀52的阀芯移动，由于减压阀53可以控制流量大小，从而可以控制主阀52的阀芯过流面积，也就是说，以液控方式控制输入操纵阀3的流量。

同样地，也可以在各负载执行机构4上安装流量传感器，利用控制器，根据接收到的各流量传感器所反馈的负载信息，控制电磁换向阀55的第三油口d3与其第一油口d1的通断，调节比例减压阀，以控制控制主阀52的阀芯过流面积，以液控方式控制输入操纵阀3的流量；例如，控制器可以为可编程逻辑控制器，通过现有的控制程序控制电磁换向阀55的第三油口d3与其第一油口d1的通断。

作为一个具体示例，为了保证系统安全，可以在第一定量泵1与流量控制阀5的第一进油口a3之间设置第一单向阀71，使第一定量泵1与流量控制阀5的第一进油口a3正向导通，还可以在第二定量泵2与流量控制阀5的第二进油口a4之间设置第二单向阀72，使第二定量泵2与流量控制阀5的第二进油口a4正向导通，防止液压油反向流动，导致可能对第一定量泵1与第二定量泵2造成损坏，而且，操纵阀3的进油口连接于第二单向阀72与流量控制阀5的第二进油口a4之间的油路上，第二定量泵2既可以对流量控制阀5提供先导控制油，又可以对操纵阀3提供用于作业的液压油。

此外，参照图3至图5所示，流量控制阀5还包括第三单向阀56，第三单向阀56位于主阀52的出油口b2与流量控制阀5的第二出油口a4之间的油路上，以能够使主阀52的出油口b2与流量控制阀5的第二进油口a4正向导通，并且主阀52的回油口b3通过流量控制阀5的回油口a5与油箱连接，当不需要对输入操纵阀3的流量进行调节时，控制主阀52的出油口b2与其回油口b3连通，使流经流量控制阀5的流量全部通过顺序阀51流向操纵阀3。

参照图2至图5所示，本发明优选实施方式的功率控制液压系统，包括第一定量泵1、第二定量泵2、操纵阀3、多个负载执行机构4和流量控制阀5，操纵阀3通过对应的平衡阀8与对应的负载执行机构4分别连接，第一定量泵1和第二定量泵2分别通过第一单向阀71和第二单向阀72与流量控制阀5的第一进油口a3和第二进油口a4一一对应连接，操纵阀3的第一进油口p1与流量控制阀5的第一出油口a1连接，操纵阀3的第二进油口p2连接于第二单向阀72与流量控制阀5的第二进油口a4之间油路上，流量控制阀5的第二出油口a2与主回油油路6连接，操纵进油油路31连通操纵阀3的第一进油口p1与第二进油口p2，操纵阀3的操纵回油油路32与主回油油路6连接，操纵阀3的多路阀33连接有压力补偿阀34，且各多路阀33并联设置于操纵进油油路31和操纵回油油路32之间，且分别与各负载执行机构4一一对应连接，操纵进油油路31与操纵回油油路32之间还连接有溢流阀35和三通流量阀36；

其中，流量控制阀5可以包括顺序阀51和主阀52，主阀52为手动比例阀或电液比例阀，主阀52的进油口b1也与流量控制阀5的第一进油口a3连接，主阀52的出油口b2与流量控制阀5的第二出油口a2连接，主阀52的回油口b3通过流量控制阀5的回油口a5与油箱连接，顺序阀51的第二油口a2与流量控制阀5的第一进油口a3连接，顺序阀51的第一油口a1与流量控制阀5的第一出油口a1连接，如此，直接控制主阀52的阀口开度，使第一定量泵1流经流量控制阀5的流量分为两部分，一部分流量经顺序阀51流入操纵阀3，另一部分流量经主阀52流回油箱，以达到对作用于负载执行机构4上流量的控制的目的，通过改变流量来调整系统对发动机输出功率的要求，在实现相应功能的前提下，减小对发动机输出功率的要求，解决发动机在选型过程中因特殊工况需选用功率较大的发动机的技术问题；此外，流量控制阀5还可以为电控模式和液控模式；具体地，当流量控制阀5为电控模式时，流量控制阀5可以包括顺序阀51、主阀52、减压阀53和比例阀54，主阀52的进油口b1也与流量控制阀5的第一进油口a3连接，主阀52的出油口b2与流量控制阀5的第二出油口a2连接，主阀52的回油口b3通过流量控制阀5的回油口a5与油箱连接，顺序阀51的第二油口a2与流量控制阀5的第一进油口a3连接，顺序阀51的第一油口a1与流量控制阀5的第一出油口a1连接，比例阀54的第一油口c1与主阀52的阀杆控制腔连接、比例阀54的第二油口c2通过流量控制5的回油口a5与油箱连接，比例阀54的第三油口c3与减压阀53的出油口连接，减压阀53的进油口通过流量控制阀5的第二进油口a4与第二定量泵2连接；如此，通过比例阀54对主阀52的阀芯的作用，调节主阀52的阀芯的过流面积，可以控制经由主阀52流回油箱的流量的大小，同样解决发动机在选型过程中因特殊工况需选用功率较大的发动机的技术问题，而且，可以调节对负载执行机构4的负载压力，满足特殊工况下负载执行机构4对负载压力的需求；进一步地，比例阀54为比例电磁阀，各负载执行机构4上安装流量传感器，利用控制器，根据接收到的各流量传感器所反馈的负载信息，控制比例阀54的第一油口c1的阀口开度，从而控制主阀52的阀芯过流面积，以达到对作用于负载执行机构4上流量的控制的目的，负载执行机构4所需功率能够实时与发动机相匹配；当流量控制阀5为液控模式时，可以将上述电控模式中的比例阀54替换为电磁换向阀55，同时减压阀53为比例减压阀，通过减压阀53控制主阀52的阀芯过流面积，同样地，利用控制器，根据接收到的各流量传感器所反馈的负载信息，控制电磁换向阀55的第三油口d3与其第一油口d1的通断，以达到对作用于负载执行机构4上流量的控制的目的。

也就是说，流量控制阀5能够对第一定量泵1的输出流量进行分合流控制，从而控制输入到操纵阀3内的流量，满足各负载执行机构4的流量需求，使负载执行机构4所需功率能够与发动机相匹配；而且，能够解决特殊工况对发动机输出功率要求远远高于其余工况对发动机输出功率的要求导致的需选用较大功率的发动机的技术问题，一定程度上，能够降低主机成本、油耗以及后期维护成本。

本发明的起重机包括上述技术方案中任一项所述的功率控制液压系统，因此至少具有上述功率控制液压系统实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

公知地，高海拔地区会造成发动机功率的降低，在设计阶段，若对高海拔地区对发动机功率的影响进行考虑，会造成选型安全余量过大，造成不必要的浪费；将本发明的功率控制液压系统应用于起重机后，使得起重机能够通过流量控制阀5对输送给负载执行机构4的流量进行控制，满足对负载执行机构4所需功率的要求，避免高海拔地区会造成发动机功率降低而带来的影响。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。