KR100369390B1

KR100369390B1 - 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구

Info

Publication number: KR100369390B1
Application number: KR10-2000-0010852A
Authority: KR
Inventors: 이춘호
Original assignee: 주식회사 로템
Priority date: 2000-03-04
Filing date: 2000-03-04
Publication date: 2003-01-29
Also published as: KR20010086890A

Abstract

자운스 챔버 압력(P_J)을 발생시키는 자운스 챔버(2)와, 리바운드 챔버 압력(P_R)을 발생시키는 리바운드 챔버(4)와, 상기한 자운스 챔버(2)로부터 발생되는 자운스 챔버 압력(P_J)과 리바운드 챔버(4)로부터 발생되는 리바운드 챔버 압력(P_R)이 서로 동시에 작용하도록 연결하기 위한 연결관(5, 6)과, 상기 연결관(5, 6)을 개폐시키기 위한 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)이 각각 설치되어 있으며 상기 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)의 하부에 스프링 상수가 아주 작으면서 초기 압축력이 작은 상태로 조립되는 자운스 스프링(11)과 리바운드 스프링(31)이 각각 설치되어 있는 자운스 밸브(1) 및 리바운드 밸브(3)를 포함하여 이루어지며,

파일럿 압력과 밸브의 수압면적을 변경함에 따라서 댐핑력의 크기를 임의로 바꿀 수 있고, 매우 빠른 속도로 댐핑력이 제어되며, 기존의 댐퍼들에서 요구되는 첵밸브는 릴리프 밸브등이 필요없으며 댐퍼 자체가 현수장치의 록아웃 기능을 가지며, 차체와 현수장치간의 상대속도 측정이 필요없는, 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구를 제공한다.

Description

무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구{a variable damper of a suspension for a tank}

이 발명은 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 파일럿 압력과 밸브의 수압면적을 변경함에 따라서 댐핑력의 크기를 임의로 바꿀 수 있고, 매우 빠른 속도로 댐핑력이 제어되며, 기존의 댐퍼들에서 요구되는 첵밸브는 릴리프 밸브등이 필요없으며 댐퍼 자체가 현수장치의 록아웃 기능을 가지며, 차체와 현수장치간의 상대속도 측정이 필요없는, 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구에 관한 것이다.

일반적으로 무한궤도 전차(전투차량)에는 주행의 안정성 및 승차감의 향상을 위해 현수장치가 사용된다. 무한궤도 전차의 특성상 상기한 현수장치는 수십톤에 달하는 댐핑력을 필요로 할 뿐만 아니라 평탄하지 못한 야지를 주행하기 때문에 댐핑력의 변화속도가 상당히 빨라야 하며 상당한 충격이 지속적으로 가해지는 환경에서 작동해야 하는 조건을 만족시켜 주어야만 한다.

상기한 현수장치에는 댐핑력을 제어하기 위한 댐퍼기구가 장착되는데, 이와 같이 현수장치의 댐핑력을 제어하기 위한 종래의 댐퍼기구로서는, 첫째로 유기압 현수장치의 실린더벽에 전자석을 설치하여 놓고 빠른 응답성을 얻기 위해 보이스 코일에 의해 작동되는 밸브를 이용해 유체의 개도량을 조절하는 방식과, 둘째로 로드암의 회전운동에 의해 발생한 압력을 마찰판의 마찰력을 발생시키는데 이용하고 이 마찰력으로 감쇄력을 발생시키는 방식, 2개의 유압 실린더 사이에서의 압력차를 이용하여 감쇄력을 발생시키는 방식 등이 사용되고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여, 2개의 유압 실린더 사이에서의 압력차를 이용하여 감쇄력을 발생시키는 방식의 종래의 전차용 유기압 현수장치의 댐퍼기구에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 전차용 유기압 현수장치의 댐퍼기구의 구성도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 전차용 유기압 현수장치의 댐퍼기구는, 무한궤도차량의 캐터필러의 위치에 따라 상하이동되는 보기륜(10)과, 상기 아암(12)과 크랭크(13)와 링크(14)에 의해 상기 보기륜(10)과 연동되어 전후이동됨으로써 유압을 발생시키는 피스톤(15)과, 상기 피스톤(15)에 의해 발생된 유압에 의해 이동되어 스프링 역할을 하는 질소를 압축하는 플로팅 피스톤(16)과, 오일이 이동될 수 있도록 일측에 오리피스(17')가 형성되고 상기 피스톤(15)이 내재되는 제1 실린더(17)와, 상기 플로팅 피스톤(16)에 의해 질소 챔버(18a)와 유압실(18b)로 구분되며 유압실(18b)측에 오리피스(18')가 형성되는 제2 실린더(18)로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성되는 종래의 유기압 현수장치의 댐퍼기구의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

보기륜(10)이 상승되면 아암(12)으로 연결된 크랭크(13)가 반시계 방향으로 회전되고, 상기 크랭크(13)의 회전에 따라 크랭크(13)와 링크(14)로 연결된 피스톤(15)이 전진하게 된다. 상기 피스톤(15)이 전진되면서 제1 실린더(17)의 유체를 압축하여 유압을 형성시키게 되므로 제1 실린더(17)와 제2 실린더(18)의 사이에 압력차가 발생된다. 이 압력차에 의해 제1 실린더(17)의 유체가 오리피스(17', 18')를 거쳐 제2 실린더(18)의 유압실(18b)로 흐르게 되므로 댐핑력이 발생된다.

보기륜(10)이 하강되면 질소 챔버(18a)의 질소가 스프링 역할을 하여 플로팅 피스톤(16)을 밀게 되므로 제2 실린더(18)의 유압실(18b)에 유압이 형성된다. 따라서, 제1 실린더(17)와 제2 실린더(18)의 사이에 압력차가 발생되고 이 압력차에 의해 제2 실린더(18)의 유체가 댐퍼의 오리피스(18', 17')를 거쳐 제1 실린더(17)로 흐르게 되므로 댐핑력이 발생된다.

그러나, 이와 같은 종래의 전차용 유기압 현수장치의 댐퍼기구는, 댐핑력의 크기를 임의로 바꿀 수가 없고, 댐핑력 제어속도가 상대적으로 느리며, 첵밸브나 릴리프 밸브 등을 필요로 할 뿐만 아니라, 그 구성이 복잡한 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 파일럿 압력과 밸브의 수압면적을 변경함에 따라서 댐핑력의 크기를 임의로 바꿀 수 있고, 매우 빠른 속도로 댐핑력이 제어되며, 기존의 댐퍼들에서 요구되는 첵밸브나 릴리프 밸브 등이 필요없으며, 댐퍼 자체가 현수장치의 록아웃 기능을 가지며, 차체와 현수장치간의 상대속도 측정이 필요없는, 무한궤도 전차용 현수장치의 가변형 댐퍼기구를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구의 구성도이다.

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 자운스 밸브 2 : 자운스 챔버

3 : 리바운드 밸브 4 : 리바운드 챔버5, 6 : 연결관 11, 31 : 스프링

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 자운스 챔버 압력을 발생시키는 자운스 챔버와, 리바운드 챔버 압력을 발생시키는 리바운드 챔버와, 상기한 자운스 챔버로부터 발생되는 자운스 챔버 압력과 리바운드 챔버로부터 발생되는 리바운드 챔버 압력을 서로 동시에 작용시키기 위한 연결관과, 상기 연결관을 개폐시키기 위한 자운스 피스톤과 리바운드 피스톤이 각각 설치되어 있으며 자운스 피스톤과 리바운드 피스톤의 하부에 스프링 상수가 아주 작으며 초기 압축력이 작은 상태로 조립되는 자운스 스프링과 리바운드 스프링이 각각 설치되는 자운스 밸브 및 리바운드 밸브를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 본 발명의 댐퍼기구는 구조적으로 안정되고 형상이 단순하여 구현이 용이하다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구의 구성도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구의 구성은, 자운스 챔버 압력(P_J)을 발생시키는 자운스 챔버(2)와, 리바운드 챔버 압력(P_R)을 발생시키는 리바운드 챔버(4)와, 상기한 자운스 챔버(2)로부터 발생되는 자운스 챔버 압력(P_J)과 리바운드 챔버(4)로부터 발생되는 리바운드 챔버 압력(P_R)이 서로 동시에 작용하도록 연결하기 위한 연결관(5, 6)과, 상기 연결관(5, 6)을 개폐시키기 위한 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)이 각각 설치되어 있으며 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)의 하부에 스프링 상수가 아주 작으면서 초기 압축력이 작은 상태로 조립되는 자운스 스프링(11)과 리바운드 스프링(31)이 각각 설치되어 있는 자운스 밸브(1) 및 리바운드 밸브(3)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구의 작용은 다음과 같다.

자운스 밸브(1)와 리바운드 밸브(3)의 댐퍼 밸브에서 각각 사용되는 스프링(11, 31)은 스프링 상수가 아주 작으며, 초기 압축력이 작은 상태로 조립된다.

자운스 챔버(2)로부터 발생되는 자운스 챔버 압력(P_J)과 리바운드 챔버(4)로부터 발생되는 리바운드 챔버 압력(P_R)은 연결관(5, 6)을 통해 자운스 밸브(1)와 리바운드 밸브(3)에 서로 동시에 작용하게 되며, 이 압력들(P_J, P_R)의 수압면적은 동일하다.

이 경우에, 상기한 자운스 밸브(1)와 리바운드 밸브(3)의 댐핑력의 크기는 각각 파일럿 압력(P1, P2)의 크기에 의해서 제어되며, 유기압 현수장치에 요구되는 감쇄력의 크기에 상응하는 파일럿 압력(P1, P2)은 압력 제어밸브에 의해서 발생된다.

전차가 정지해 있는 상태에서는 자운스 챔버(2)의 자운스 챔버 압력(P_J)과 리바운드 챔버(4)의 리바운드 챔버 압력(P_R)이 같은 상태로 있는다. 이 상태에서는 자운스 밸브(1)와 리바운드 밸브(3)에 각각 위치하고 있는 자운스 스프링(11)과 리바운드 스프링(31)의 작은 초기 압축력으로도 상기한 자운스 밸브(1)와 리바운드 밸브(3)는 닫힌 상태를 유지할 수가 있다. 따라서 전차는 일정한 지상고를 유지할 수가 있다.

차량이 기동하는 중에는 차체가 아래로 움직이게 되는데, 로드암이 자운스 방향으로 움직이는 상태에 있으면 자운스 챔버(2)내의 유압유가 압축되어 자운스 챔버 압력(P_J)이 상승하게 된다. 이와 같이 자운스 챔버(2)의 자운스 챔버 압력(P_J)이 상승하게 되면 자운스 피스톤(12)이 하강함으로써 자운스 밸브(1)가 열리기 시작하고 유압유는 연결관(5)을 통해 리바운드 챔버(4)로 이동하게 된다.

이때 리바운드 밸브(3)에서는 자운스 챔버 압력(P_J)이 리바운드 챔버 압력(P_R)보다 높기 때문에 닫힌 상태를 유지한다. 그리고, 리바운드 챔버(4)의 리바운드 챔버 압력(P_R)이 연결관(6)을 통해 자운스 밸브(1)로 피드백되므로 자운스 밸브(1)의 운동은 구조적으로 안정된다.

이 경우에, 반능동 현수장치에서 제어력이 발생해야 할 조건에 해당하므로 제어하고자 하는 힘에 비례하는 파일럿 압력(P1, P2)을 가해주면, 파일럿 압력(P1, P2)과 그 수압면적의 곱에 의해 발생하는 제어력과, 댐퍼 밸브의 압력 강하량과 유기압 현수장치의 피스톤 수압면적의 곱에 의해 발생하는 감쇄력이 균형을 이루는위치에서 댐퍼밸브의 개도가 유지됨으로써 제어가 이루어진다. 이때, 스프링(11, 31)의 압축에 의해 발생하는 힘은 매우 작으므로 감쇄력의 크기에 영향을 미치지 아니한다.

일반적으로 감쇄력의 크기를 임의로 변경하는 반능동 현수장치의 일반적인 제어법칙은, 스프링보다 위에 있는 물체들의 상하운동 절대속도를 나타내는 스프링상 질량의 절대속도와 스프링보다 아래에 있는 물체들의 상하운동 상대속도를 나타내는 스프링하 질량의 상대속도의 곱이 양인 경우에만 감쇄력을 제어하고, 그렇지 않은 경우에는 댐퍼가 완전히 열리도록 제어해야 한다. 따라서 제어를 위해서는 절대속도와 상대속도 모두를 측정해야 한다. 그러나 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는, 스프링상 질량의 절대속도가 양이면 리바운드 밸브(3)만 감쇄력이 발생하도록 제어하고 자운스 밸브(1)에는 감쇄력이 밸생하지 않도록 하며, 스프링상 질량의 절대속도가 음이면 자운스 밸브(1)에서만 감쇄력이 발생되도록 하고 리바운드 밸브(3)에서는 감쇄력이 발생하지 않도록 제어하기 때문에 차체와 현수장치간의 상대속도 측정이 필요없다. 즉, 일반적인 반능동 현수장치는 감쇄력의 발생조건을 판단하기 위해 절대속도뿐아니라 상대속도의 측정이 필요하지만, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는 위에서 언급한 바와 같이 스프링상 질량의 절대속도만 측정하여 제어되는 장점이 있다.

또한, 일반적으로 반능동 현수장치에서는 댐퍼밸브의 작동지연에 따른 댐퍼의 오작동을 방지하도록 댐퍼 밸브와 병행하여 첵밸브를 사용한다. 그러나, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는 댐퍼밸브 자체가 첵밸브의 역할을 겸용하므로 별도의 첵밸브가 필요없다.

또한, 일반적으로 반능동 현수장치에서는 감쇄력 입력값을 실제 댐퍼가 정확히 따라가게 하기 위해서는 발생한 감쇄력이 측정되어 피드백되고, 이로인해 시간지연 효과가 발생한다. 그러나, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는 감쇄력 입력값과 실제 발생한 감쇄력이 자동으로 균형을 이루는 구조이므로 시간지연효과가 아주 작고 제어가 간단하다.

또한, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는, 제어할 수 있는 감쇄력보다 큰 충격이 발생할 경우 댐퍼밸브가 열리는 구조이므로 별도의 릴리프 밸브가 필요없다.

또한, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는, 현수장치의 록아웃이 필요한 경우 자운스 밸브(1) 및 리바운드 밸브(3)의 모두에 파일럿 압력(P1, P2)을 가하면 되므로 별도의 록아웃 밸브가 필요없게 된다.

또한, 일반적으로 밸브에 의해 유체의 흐름을 제어하는 경우 유체력이 발생되나, 본 발명에서 제안한 댐퍼밸브는 유체력의 영향을 받지 않는 구조이다.

또한, 일반적으로 댐퍼기구는 댐핑력의 크기에 따라서 하드웨어 개념이 많이 다르게 되지만, 본 발명에서 제안한 댐퍼기구는 동일한 하드웨어를 사용하더라도 밸브의 수압면적과 파일럿 압력의 크기를 바꾸어주기만 하면 되는 일반화된 구조로서의 적용이 가능하다.

이상에서와 같은 장점외에도, 본 발명의 댐퍼기구는 구조적으로 안정되고 형상이 단순하여 구현이 매우 용이한 장점이 있다.

이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 파일럿 압력과 밸브의 수압면적을 변경함에 따라서 댐핑력의 크기를 임의로 바꿀 수 있고, 매우 빠른 속도로댐핑력이 제어되며, 기존의 댐퍼들에서 요구되는 첵밸브는 릴리프 밸브등이 필요없으며 댐퍼 자체가 현수장치의 록아웃 기능을 가지며, 차체와 현수장치간의 상대속도 측정이 필요없는 효과를 가진 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 방위산업 분야에서 이 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형되어 이용될 수가 있다.

Claims

(2회 정정) 자운스 챔버 압력(P_J)을 발생시키는 자운스 챔버(2)와,

리바운드 챔버 압력(P_R)을 발생시키는 리바운드 챔버(4)와,

상기한 자운스 챔버(2)로부터 발생되는 자운스 챔버 압력(P_J)과 리바운드 챔버(4)로부터 발생되는 리바운드 챔버 압력(P_R)이 서로 동시에 작용하도록 연결하기 위한 연결관(5, 6)과,

상기 연결관(5, 6)을 개폐시키기 위한 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)이 각각 설치되어 있으며 상기 자운스 피스톤(12)과 리바운드 피스톤(32)의 하부에 스프링 상수가 아주 작으면서 초기 압축력이 작은 상태로 조립되는 자운스 스프링(11)과 리바운드 스프링(31)이 각각 설치되어 있는 자운스 밸브(1) 및 리바운드 밸브(3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무한궤도 전차용 유기압 현수장치의 가변형 댐퍼기구.
(삭제)