本实用新型涉及液压系统领域，尤其涉及一种变功率阀组、变功率控制装置及液压系统。
背景技术：
开式液压系统中，变量泵的输出功率为泵的输出流量q与变量泵的出油口的压力p的乘积，由于变量泵的出油口的压力p会随着负载的变化而变化，为了使输出功率趋于稳定，需要通过恒功率控制装置对变量泵的输出流量q进行控制，从而使q与p的乘积保持不变，以实现输出功率处于恒定状态。
目前的功率控制装置通常采用“双折线”式恒功率控制，这是一种类似恒功率的控制方式。该种功率控制方法无法根据实际工况将电控发动机功率需求反馈到对变量泵的功率设定需求，因此，“双折线”式恒功率控制不可避免地存在一定的能量浪费，不符合节省要求，增大了客户的使用成本。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种变功率阀组、变功率控制装置及液压系统，能够节约能量，降低使用成本。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种变功率阀组，包括阀体，及设于所述阀体内的：
溢流阀芯，沿轴向滑动设于所述阀体内；
变功率阀，所述变功率阀的变功率阀芯沿轴向滑动设于所述溢流阀芯的一端且抵接于所述溢流阀芯，所述变功率阀的进口油压根据工程车辆上发动机的需求功率确定；
功率弹性件，设于所述溢流阀芯的另一端，所述功率弹性件的一端相对于所述阀体固定，另一端能够通过功率阀座抵接于所述溢流阀芯。
作为上述变功率阀组的一种优选技术方案，还包括设于所述阀体内的：
阀套，沿轴向滑动设于所述阀体内，用于连接于变量泵的斜盘，所述溢流阀芯滑动设于所述阀套内；
排量弹性件，与所述功率弹性件设于所述溢流阀芯的同一端，所述排量弹性件的一端抵接于所述阀体内壁，另一端能够通过排量阀座抵接于所述阀套，所述排量阀座与所述功率阀座滑动连接。
作为上述变功率阀组的一种优选技术方案，所述溢流阀芯包括轴向依次设置的第一部、第二部和第三部，所述第二部的外径小于所述第一部的外径且小于所述第三部的外径，以使所述溢流阀芯与所述阀套之间形成高压进油腔，所述第一部与所述高压进油腔的接触面积小于所述第三部与所述高压进油腔的接触面积；
所述溢流阀芯能够选择性地使所述高压进油腔与所述阀体上的低压出油腔连通，或使所述高压进油腔与所述低压出油腔完全断开。
作为上述变功率阀组的一种优选技术方案，所述阀体上设有能够相对于其轴向移动或固定的功率调节杆，设于所述功率弹性件背对所述溢流阀芯的一侧，所述功率弹性件的一端抵接于所述功率调节杆。
作为上述变功率阀组的一种优选技术方案，所述阀体上设有沿其轴向依次连通的功率调压孔、缓冲节流孔和阀芯安装孔，所述缓冲节流孔的孔径小于所述功率调压孔的孔径且小于所述阀芯安装孔的孔径；
所述变功率阀芯滑动设于所述阀芯安装孔内。
本实用新型还提供了一种变功率控制装置，包括上述的变功率阀组。
作为上述变功率控制装置的一种优选技术方案，还包括变量泵、负载敏感组件和伺服变量油缸；
所述伺服变量油缸的无杆伺服腔能够通过所述负载敏感组件选择性地与所述变量泵的出油口连通，或与液压油箱连通；
所述伺服变量油缸的活塞杆与所述变量泵的斜盘相连，所述变功率阀组还包括阀套和排量弹性件，所述斜盘与所述阀套相连且能够推动所述阀套相对于所述阀体轴向移动，以使所述阀套在所述斜盘与所述排量弹性件的共同作用下保持平衡。
作为上述变功率控制装置的一种优选技术方案，所述负载敏感组件包括：
负载敏感阀，其包括第一p口、第一t口、第一工作油口、第一先导控制油口和第二先导控制油口，所述第一p口与所述变量泵的出油口连通，所述第一t口与所述液压油箱连通，所述第一工作油口与所述无杆伺服腔连通；所述第一工作油口能够选择性地与所述第一p口或所述第一t口连通；所述第一先导控制油口与所述变量泵的出油口连通；
流量控制阀，所述第二先导控制油口与所述负载敏感阀的复位弹簧位于同一侧，所述变量泵的出油口与所述流量控制阀的进油口连通，所述流量控制阀的出油口同时与所述第二先导控制油口和负载连通。
作为上述变功率控制装置的一种优选技术方案，还包括压力切断阀，其包括第二p口、第二t口和第二工作油口，所述第二p口与所述变量泵的出油口连通，所述第二t口与所述液压油箱连通，所述第二工作油口与所述无杆伺服腔连通，所述第一工作油口与所述第二p口连通；所述压力切断阀的先导控制油口与所述变量泵的出油口连通；
所述第二工作油口能够选择性地与所述第二p口或所述第二t口连通。
本实用新型还提供了一种液压系统，包括上述的变功率控制装置。
本实用新型的有益效果：本实用新型在溢流阀芯背对功率弹性件的一侧设置变功率阀，根据工程车辆上发动机的需求功率调节变功率阀的进口油压，以改变变功率阀芯作用于溢流阀芯的作用力，调节溢流阀的溢流阀芯的位置，并使溢流阀芯在变功率阀芯和功率弹性件的共同作用下建立平衡，实现变功率阀组的变功率调节，避免了能量浪费，降低了使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的变功率控制装置的液压原理图；
图2是本实用新型实施例提供的变功率阀组的剖视图。
图中：
1、变量泵；11、斜盘；
2、溢流阀；211、阀本体；212、第一阀盖；2121、功率调压孔；2122、缓冲节流孔；2123、阀芯安装孔；213、第二阀盖；22、溢流阀芯；221、第一部；222、第二部；223、第三部；231、高压进油腔；232、低压出油腔；24、阀套；251、功率弹性件；252、功率阀座；261、排量弹性件；262、排量阀座；27、功率调节杆；28、拨叉；29、缓冲弹簧；
3、变功率阀芯；
4、伺服变量油缸；41、无杆伺服腔；
51、负载敏感阀；52、流量控制阀；53、第一节流单元；54、第二节流单元；55、第三节流单元；
6、压力切断阀；
7、复位油缸；71、复位弹性件。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
如图1所示，本实施例提供了一种变功率控制装置，包括液压泵、溢流阀2、负载敏感组件、伺服变量油缸4和液压油箱，其中，伺服变量油缸4的无杆伺服腔41能够通过负载敏感组件选择性地与变量泵1的出油口连通，或与液压油箱连通；伺服变量油缸4的活塞杆与变量泵1的斜盘11相连，溢流阀2的进油口与变量泵1的出油口连通，溢流阀2的出油口与液压油箱连通，伺服变量油缸4的活塞杆还能够调节溢流阀2的排量弹性件261的压缩量，以使溢流阀2的溢流压力与系统压力匹配。
具体地，负载敏感组件包括负载敏感阀51和流量控制阀52，负载敏感阀51包括两个先导控制油口，分别为第一先导控制油口和第二先导控制油口，其中，第二先导控制油口与负载敏感阀51的复位弹簧位于同一侧；变量泵1的出油口与第一先导控制油口直接连通，变量泵1的出油口与流量控制阀52的进油口连通，流量控制阀52的出油口同时与第二先导控制油口和负载连通。
本实施例中，负载敏感阀51为两位三通换向阀，其包括第一p口、第一t口和第一工作油口，第一p口与变量泵1的出油口连通，第一t口与液压油箱连通，第一工作油口与无杆伺服腔41连通，第一工作油口能够选择性地与第一p口或第一t口连通。具体地，负载敏感阀51具有左位和右位，负载敏感阀51处于左位时，第一p口与第一工作油口连通，负载敏感阀51处于右位时，第一t口与第一工作油口连通。优选地，上述负载敏感阀51为比例阀。
采用上述变功率控制装置可以根据负载变化实现变量泵1的排量调节，即恒功率调节。下面以流量控制阀52的开度减小为例，对上述变功率控制装置的恒功率调节的过程进行简要说明。
流量控制阀52的开度减小，流量控制阀52的进出口压差增大，负载敏感阀51的阀芯右移，负载敏感阀51切换至左位，变量泵1的出油口将与无杆伺服腔41连通，伺服变量油缸4的活塞杆左移，斜盘11逆时针转动，变量泵1的排量减小；同时伺服变量油缸4的活塞杆将会使排量弹性件261被进一步压缩，溢流阀2的开启压力增大，以使溢流阀2的开启压力与系统压力匹配。
进一步地，为了减小负载变化对第二先导控制油口的冲击，本实施例中，流量控制阀52的出口通过第一节流单元53与第二先导控制油口连通。上述第一节流单元53可以采用节流孔，也可以采用节流阀。
进一步地，上述变功率控制装置还包括压力切断阀6，压力切断阀6的先导控制油口与变量泵1的出油口连通。本实施例中，压力切断阀6为两位三通换向阀，其包括第二p口、第二t口和第二工作油口，第二p口与变量泵1的出油口连通，第二t口与液压油箱连通，第二工作油口与无杆伺服腔41连通，第一工作油口与第二t口连通；第二工作油口选择性地与第二p口或第二t口连通。
具体地，压力切断阀6具有两个状态，分别为左位和右位，压力切断阀6处于左位时，第二p口与第二工作油口连通，压力切断阀6处于右位时，第二t口与第二工作油口连通。通常情况下，压力切断阀6在其先导控制油口的油压及自身复位弹簧作用下处于右位。
在变量泵1的出口压力增大到预设切断油压时，压力切断阀6将会由右位切换至左位，变量泵1的出油口将与无杆伺服腔41连通，以推动伺服变量油缸4的活塞杆左移，使斜盘11逆时针转动，以逐渐减小变量泵1的排量；在变量泵1的出油口的油压低于预设切断油压后，压力切断阀6将会自动切换至右位。通常在出现超载或故障等情况时，压力切断阀6可能会切换至左位，以对变量泵1进行安全防护。
进一步地，上述变功率控制装置还包括第二节流单元54和第三节流单元55，第一工作油口通过第二节流单元54与液压油箱连通的同时，还通过第三节流单元55与无杆伺服腔41连通，无杆伺服腔41依次通过第三节流单元55、第二节流单元54与液压油箱连通。本实施例中，第二节流单元54和第三节流单元55均为节流孔。
进一步地，上述变功率控制装置还包括复位油缸7，复位油缸7的活塞杆与斜盘11转动连接，复位油缸7的无杆腔与变量泵1的出油口连通，复位油缸7的无杆腔内设有复位弹性件71。优选地，复位弹性件71为弹簧。
进一步地，上述变功率控制装置还包括变功率阀，变功率阀的进口油压根据工程车辆上发动机的需求功率确定，以通过变功率阀的变功率阀芯3调节溢流阀2的溢流阀芯22的初始位置，从而实现变量泵1的功率调节。
本实施例还提供了一种变功率阀组，上述溢流阀2和上述变功率阀集成设置形成了上述变功率阀组，下面对变功率阀组的具体结构进行简要介绍。
如图2所示，上述变功率阀组包括阀体，及设于阀体内的阀套24、溢流阀芯22、变功率阀芯3、功率弹性件251和排量弹性件261，其中，阀套24沿轴向滑动设于阀体内，连接于变量泵1的斜盘11。具体地，阀套24连接有拨叉28，拨叉28与斜盘11转动连接，拨叉28与伺服变量油缸4的活塞杆相连形成l形结构。本实施例中，上述功率弹性件251和排量弹性件261均采用弹簧。
溢流阀芯22沿轴向滑动设于阀套24内，变功率阀芯3沿轴向滑动设于溢流阀芯22的一端且抵接于溢流阀芯22，变功率阀的进口油压根据工程车辆上发动机的需求功率确定；功率弹性件251设于溢流阀芯22的另一端，功率弹性件251的一端相对于阀体固定，另一端通过功率阀座252抵接于溢流阀芯22；排量弹性件261与功率弹性件251设于溢流阀芯22的同一端，排量弹性件261的一端抵接于阀体内壁，另一端通过排量阀座262抵接于阀套24，排量阀座262与功率阀座252滑动连接。
具体地，阀体包括两端开口的阀本体211，及设于阀本体211两端的第一阀盖212和第二阀盖213，优选地，第一阀盖212和第二阀盖213均与阀本体211螺纹连接。为了提高第一阀盖212和第二阀盖213与阀本体211连接时的密封性能，在第一阀盖212和阀本体211之间以及第二阀盖213与阀本体211之间均设有密封件，如密封圈等。
第一阀盖212与变功率阀芯3位于阀本体211的同一端，第二阀盖213与功率弹性件251位于阀本体211的同一侧。第一阀盖212上设有沿其轴向依次连通的功率调压孔2121、缓冲节流孔2122和阀芯安装孔2123，缓冲节流孔2122的孔径小于功率调压孔2121的孔径且小于阀芯安装孔2123的孔径；变功率阀芯3滑动设于阀芯安装孔2123内，缓冲节流孔2122具有节流缓冲的作用，以对变功率阀芯3进行保护。
上述功率调压孔2121的油压根据发动机的需求功率确定，具体地，可以在功率调压孔2121的进口设置电比例调压阀，以根据发动机的需求功率调节电比例调压阀的电流，从而调节功率调压孔2121的进口油压，以调节变功率阀的进口油压，实现变功率阀组的变功率调节，使变量泵1的功率与发动机的需求功率适配，实现节能。
下面以功率调压孔2121的进口油压增大为例，对变功率阀组的变功率调节的过程进行简要说明。
功率调压孔2121的进口油压增大，阀芯安装孔2123的油压增大，将会推动变功率阀芯3右移，变功率阀芯3将会推动溢流阀芯22右移，溢流阀芯22将会推动功率阀座252右移，功率弹性件251被进一步压缩，以使溢流阀芯22和变功率阀芯3在功率弹性件251和阀芯安装孔2123内的油压作用下建立平衡，改变溢流阀芯22的初始位置，实现变功率阀组的变功率调节。
在伺服变量油缸4的活塞杆左右移动时，斜盘11转动调节变量泵1的排量，同时拨叉28也会在伺服变量油缸4的活塞杆作用下左右移动，以使斜盘11稳定，以实现上述变功率控制装置的恒功率调节。下面以拨叉28右移为例，对恒功率调节的过程进行简要说明。
拨叉28右移，拨叉28将推动阀套24右移，阀套24将会通过排量阀座262推动排量弹性件261被进一步压缩，以使阀套24在拨叉28施加的作用力以及排量弹性件261通过排量阀座262施加的作用力下建立平衡，从而使变量泵1的排量稳定。
进一步地，溢流阀芯22包括轴向依次设置的第一部221、第二部222和第三部223，第二部222的外径小于第一部221的外径且小于第三部223的外径，以使溢流阀芯22与阀套24之间形成高压进油腔231；第三部223与高压进油腔231接触的第一接触面积大于第一部221与高压进油腔231接触的第二接触面积，在溢流阀芯22处于平衡状态时，一旦高压进油腔231内的油压增大使作用于溢流阀芯22的压力增大至溢流阀2的开启压力，由于第一接触面积与第二接触面积不同，溢流阀芯22将会左右移动，选择性地使高压进油腔231与阀体上的低压出油腔232连通，或使高压进油腔231与低压出油腔232完全断开。本实施例中，第一部221靠近变功率阀芯3设置，第三部223靠近功率弹性件251设置。
上述低压出油腔232与液压油箱连通，上述高压进油腔231与变量泵1的出油口连通，本实施例中，高压进油腔231与第一节流单元53的出口连通。
在因负载导致第一节流单元53的出口油压增大后，高压进油腔231的油压增大，在高压进油腔231的油压增大使作用于溢流阀芯22的压力增大至溢流阀2的开启压力时，由于第一接触面积大于第二接触面积，溢流阀芯22将会在高压进油腔231内的油压作用下相对于阀套24向右移动，使高压进油腔231被阀套24封堵的面积逐渐减小，从而使高压进油腔231与低压出油腔232连通，实现泄压。
进一步地，溢流阀芯22能够同时抵接于排量阀座262和功率阀座252。具体地，上述功率阀座252的一端为球形，功率阀座252背对功率弹性件251的一端与排量阀座262滑动套设。排量阀座262上设有穿设孔，功率阀座252背对功率弹性件251的一端与穿设孔滑动连接，优选地，功率阀座252的最大外径大于穿设孔的内径。需要说明的是，功率阀座252的结构并不仅限于上述结构，还可以为阶梯状结构。
在上述变功率阀组进行恒功率调节的过程中，以阀套24右移为例。阀套24向右移动的过程中，阀套24会通过排量阀座262使排量弹性件261进一步压缩，由于功率阀座252的最大外径大于排量阀座262上的穿设孔内径，在排量阀座262向右移动一定距离后，阀套24将会在通过排量阀座262使排量弹性件261被进一步压缩的同时，排量阀座262将推动功率阀座252右移，使功率弹性件251被进一步压缩，溢流阀芯22也将会右移，实现上述变功率控制装置的“双折线”式恒功率控制。
进一步地，上述阀体上设有能够相对于其轴向移动或固定的功率调节杆27，设于功率弹性件251背对溢流阀芯22的一侧，功率弹性件251的一端抵接于功率调节杆27。可以通过调节功率调节杆27，调节功率弹性件251的预紧力，以调节溢流阀2的开启压力。
进一步地，上述变功率阀组还包括缓冲弹簧29，其一端连接于阀体内壁，另一端连接于溢流阀芯22。具体地，缓冲弹簧29的一端抵接于第一阀盖212的内壁，另一端连接于溢流阀芯22。
本实施例还提供了一种液压系统，包括上述的变功率控制装置。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；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。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实用新型中的具体含义。
1.一种变功率阀组，其特征在于，包括阀体，及设于所述阀体内的：
溢流阀芯(22)，沿轴向滑动设于所述阀体内；
变功率阀，所述变功率阀的变功率阀芯(3)沿轴向滑动设于所述溢流阀芯(22)的一端且抵接于所述溢流阀芯(22)，所述变功率阀的进口油压根据工程车辆上发动机的需求功率确定；
功率弹性件(251)，设于所述溢流阀芯(22)的另一端，所述功率弹性件(251)的一端相对于所述阀体固定，另一端能够通过功率阀座(252)抵接于所述溢流阀芯(22)。
2.根据权利要求1所述的变功率阀组，其特征在于，还包括设于所述阀体内的：
阀套(24)，沿轴向滑动设于所述阀体内，用于连接于变量泵(1)的斜盘(11)，所述溢流阀芯(22)滑动设于所述阀套(24)内；
排量弹性件(261)，与所述功率弹性件(251)设于所述溢流阀芯(22)的同一端，所述排量弹性件(261)的一端抵接于所述阀体内壁，另一端能够通过排量阀座(262)抵接于所述阀套(24)，所述排量阀座(262)与所述功率阀座(252)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的变功率阀组，其特征在于，所述溢流阀芯(22)包括轴向依次设置的第一部(221)、第二部(222)和第三部(223)，所述第二部(222)的外径小于所述第一部(221)的外径且小于所述第三部(223)的外径，以使所述溢流阀芯(22)与所述阀套(24)之间形成高压进油腔(231)，所述第一部(221)与所述高压进油腔(231)的接触面积小于所述第三部(223)与所述高压进油腔(231)的接触面积；
所述溢流阀芯(22)能够选择性地使所述高压进油腔(231)与所述阀体上的低压出油腔(232)连通，或使所述高压进油腔(231)与所述低压出油腔(232)完全断开。
4.根据权利要求1所述的变功率阀组，其特征在于，所述阀体上设有能够相对于其轴向移动或固定的功率调节杆(27)，设于所述功率弹性件(251)背对所述溢流阀芯(22)的一侧，所述功率弹性件(251)的一端抵接于所述功率调节杆(27)。
5.根据权利要求1所述的变功率阀组，其特征在于，所述阀体上设有沿其轴向依次连通的功率调压孔(2121)、缓冲节流孔(2122)和阀芯安装孔(2123)，所述缓冲节流孔(2122)的孔径小于所述功率调压孔(2121)的孔径且小于所述阀芯安装孔(2123)的孔径；
所述变功率阀芯(3)滑动设于所述阀芯安装孔(2123)内。
6.一种变功率控制装置，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的变功率阀组。
7.根据权利要求6所述的变功率控制装置，其特征在于，还包括变量泵(1)、负载敏感组件和伺服变量油缸(4)；
所述伺服变量油缸(4)的无杆伺服腔(41)能够通过所述负载敏感组件选择性地与所述变量泵(1)的出油口连通，或与液压油箱连通；
所述伺服变量油缸(4)的活塞杆与所述变量泵(1)的斜盘(11)相连，
所述变功率阀组还包括阀套(24)和排量弹性件(261)，所述斜盘(11)与所述阀套(24)相连且能够推动所述阀套(24)相对于所述阀体轴向移动，以使所述阀套(24)在所述斜盘(11)与所述排量弹性件(261)的共同作用下保持平衡。
8.根据权利要求7所述的变功率控制装置，其特征在于，所述负载敏感组件包括：
负载敏感阀(51)，其包括第一p口、第一t口、第一工作油口、第一先导控制油口和第二先导控制油口，所述第一p口与所述变量泵(1)的出油口连通，所述第一t口与所述液压油箱连通，所述第一工作油口与所述无杆伺服腔(41)连通；所述第一工作油口能够选择性地与所述第一p口或所述第一t口连通；所述第一先导控制油口与所述变量泵(1)的出油口连通；
流量控制阀(52)，所述第二先导控制油口与所述负载敏感阀(51)的复位弹簧位于同一侧，所述变量泵(1)的出油口与所述流量控制阀(52)的进油口连通，所述流量控制阀(52)的出油口同时与所述第二先导控制油口和负载连通。
9.根据权利要求8所述的变功率控制装置，其特征在于，还包括压力切断阀(6)，其包括第二p口、第二t口和第二工作油口，所述第二p口与所述变量泵(1)的出油口连通，所述第二t口与所述液压油箱连通，所述第二工作油口与所述无杆伺服腔(41)连通，所述第一工作油口与所述第二p口连通；所述压力切断阀(6)的先导控制油口与所述变量泵(1)的出油口连通；
所述第二工作油口能够选择性地与所述第二p口或所述第二t口连通。
10.一种液压系统，其特征在于，包括权利要求6至9任一项所述的变功率控制装置。
技术总结