KR100497662B1 - 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압트랜스미션 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션은, 엔진으로 구동되는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프에서 토출된 유량이 유입되는 일체형 HST를 포함하고, 상기 일체형 HST는 상기 메인 펌프에서 토출된 유량이 오일 필터(51)를 거쳐 PTO 클러치 실린더 내로 흐르도록 선택하는 선택 밸브(53)와, 상기 선택밸브(53)에 의해 유로가 전환되면 PTO 클러치 실린더 내의 체적(Contol volume)만큼 유량이 충만되고, 나머지 유량은 제3 릴리프 밸브(54)를 통해서 제4 릴리프 밸브(55)쪽으로 유량이 흐르도록 구성된 클러치 제어용 선택밸브가 내장된 일체형 HST에 관한 것이다. 본 발명은 동일한 펌프에서 토출된 유량이 클러치나 실린더, HST에 공급될 때, 클러치 제어용 선택밸브에 의해서 작동되는 순간을 제외하고는 토출전량을 HST에 유입시킬 수 있다.

Description

동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션{Hydrostatic transmission using flux discharged from a pump}

본 발명은 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 HST에 연결되는 유압 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 PTO(Power Take-Off) 클러치 유압회로를 포함하는 HST(Hydro Static Transmission)에 관한 것이다.

일반적으로, 전지형 주행차(All Terrain Vehicle : 이하, "AVT"라함)인 버스, 트럭, 각종 건설기계, 혹은 각종 산업기계 등에 유압기계식 변속기(Hydro Mechanical Transmission : 이하, "HMT"라 함)로 불리는 무단변속기가 이용되고 있다. 이 HMT는 작동유의 정압 에너지를 이용하는 정유압식 변속기(Hydro Static Transmission : 이하, "HST"라 함)와, 기계식 변속기(Mechanical Transmission : 이하, "MT"라 함)를 유성치차 기구 등의 차동 치차 기구를 개재하고 조합시키도록 한 것으로, 차동치차 기구에서 HST 입력과 MT 입력을 합성함으로써, 무단계로 연속된 변속을 행하는 구성으로 되어 있다.

상기 HST는 작동유를 매개로 하는 정유압 동력전달장치인데, 펌프와 모터 사이의 폐회로 상에서 작동유에 의해 에너지가 변환된다. 동력원의 회전동력을 펌프를 통하여 압력에너지로 변환하고, 이를 다시 모터에서 회전동력으로 변환시킨다. 펌프와 모터는 가변용량형 사판식 피스톤 펌프와 고정용량형 사판식 피스톤 모터(PV-MF)가 주로 사용된다. 가변형 펌프의 사판각(또는 경전각)을 조절함으로써 펌프의 토출량을 변화시켜 유압 모터의 출력속도를 제어할 수 있으며, 오일의 유동방향을 바꾸어서 전진과 후진이 이루어지도록 구성되어 있다.

보통 트랙터에 사용되는 HST는 모터와 펌프가 붙어있는 일체형으로서, 밸브플레이트에 펌프와 모터 사이의 유로를 형성한다.

트랙터용 일체형 HST는 펌프와 모터가 상하로 평행하게 배열되는 U형과 펌프와 모터가 밸브플레이트를 중심으로 좌우로 배열되는 Z형 등으로 구분된다.

PTO(Power Take-Off)는 트랙터의 동력을 작업기에 전달하는 장치이다. 트랙터가 정지시에도 작업이 이루어질 수 있으므로 트랙터 구동과 독립적인 동력전달이 이루어져야 한다. 따라서 이를 단속할 수 있는 장치가 필요하며, 유압으로 PTO 구동을 단속하는 독립적인 PTO 클러치가 주로 사용된다.

도1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)의 구동력을 받아 구동되는 메인 펌프(2)에서 토출된 유량은 상기 HST(30)와 PTO 클러치(40)로 분배된다. 즉, 상기 메인 펌프(2)에서 토출되는 유량은 제1 오일필터(31)를 거쳐 상기 HST(30)와 PTO 클러치(40)로 분기되는 바, 상기 HST(30)로 분기된 유량은 다시 제2 오일필터(31a)를 거쳐 제1 릴리프 밸브(32)에 의해 저압이 유지된다. 상기 제1 릴리프 밸브(32)에 의해 조정된 일부 유량은 작동하지 않는 HST 펌프(33)나 HST 모터(34)로 흡입된다.

또한, 엔진(1)의 구동력을 받아 구동되는 메인 펌프(2)에서 토출되는 유량의 일부는 상기 PTO 클러치(40)로 유입된다. 유입되는 유량은 선택 밸브(41)에 의해 유로가 결정되어 PTO 클러치 실린더(42)로 유입된다. 이 PTO 클러치 실린더(42)의 체적(Control volume)이 채워지면, 제2 릴리프 밸브(43)는 유압이 상승시키고 잔여 유량이 드레인된다.

이와 같이 구성된 종래의 트랙터의 HST와 PTO는 동일한 메인 펌프(2)에서 토출된 유량이 상기 HST(30)와 PTO 클러치(40)로 분배되어 유량이 흐르게 되는 바, 상기 HST(30)는 도2에 도시된 바와 같이, 상기 HST(30)는 메인 펌프(2)의 유량을 전부 사용하지 않고 일부(80%만 사용하고 나머지 유량(20%)은 PTO 클러치(40)에 사용된다. 즉, HST(30)와 PTO 클러치(40)가 별도로 동작하기 때문에 HST(30)의 동작시 전체 유량의 80%만 사용하게 되어 20%의 유량 손실이 생기게 되고, 이러한 유량 손실은 효율적인 HST 시스템을 구성하는데 문제점이 있었다.

또한, 종래의 HST(30)와 PTO 클러치(40)는 독립적으로 구성되어 있으며, PTO 클러치(40)는 트랜스액슬 내부에 부착되어 있다. 따라서 PTO 클러치(40) 유로를 형성하기 위하여 별도의 배관이 필요하며, 이러한 배관 때문에 트랜스액슬의 유지 보수가 어려운 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 PTO 클러치 유로를 HST 밸브플레이트에 형성하는 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 제작비용이 저렴하도록 한 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션을 제공하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션은, 엔진을 동력을 전달받아 구동되는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프에서 토출된 유량이 유입되는 일체형 HST를 포함하고, 상기 일체형 HST는 상기 메인 펌프에서 토출된 유량이 오일 필터를 거쳐 PTO 클러치 실린더 내로 흐르도록 그 유로를 선택 제어하는 선택 밸브와, 상기 PTO 클러치 실린더 내의 체적(Contol volume)만큼 유량이 충만되면, 상기 선택 밸브에 의해 유로가 전환되어 유압을 조정하는 제3 릴리프 밸브의 파이롯트 라인과, 상기 파이롯트 라인에 작용하는 유압에 의해 제3 릴리프 밸브에서 드레인된 유량을 유입하는 제4 릴리프 밸브와, 상기 제4 릴리프 밸브의 파이롯트 라인의 유압에 의해 조정된 일부 유량이 유입되어 일체형 HST를 작동시키는 HST 펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 일체형 HST의 회로도이고, 도4는 본 발명에 의한 PTO 클러치 일체형 HST에 흐르는 유량의 변화를 도시한 그래프이다.

도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 HST는, 엔진의 동력을 전달받아 구동되는 메인 펌프(2)와, 상기 메인 펌프(2)에서 토출된 유량이 유입되는 일체형 HST(50)를 포함하고, 상기 일체형 HST(50)는 상기 메인 펌프(2)에서 토출된 유량이 오일 필터(51)를 거쳐 선택밸브(53)와 제3 릴리프 밸브(54)로 유입되고, 상기 제3 릴리프 밸브(54)의 설정압력 이상의 유량은 제3 릴리프 밸브(54)에서 제4 릴리프 밸브(55)로 흡입된다. 상기 제3 릴리프 밸브(54)의 설정압력이 제4 릴리프 밸브(56) 설정압력보다 항상 높기 때문에 유량이 상기 제3 릴리프 밸브(54)에서 제4 릴리프 밸브(55)로 흐르게 된다. PTO 클러치(52)를 동작을 위해 선택밸브(53)를 선택하면 상기 메인 펌프(2)에서 토출된 유량의 일부가 PTO 클러치 실린더(52) 내로 흐르도록 그 유로를 선택하게 된다. 상기 PTO 클러치 실린더(52) 내의 체적(Contol volume)만큼 유량이 충만되면, 상기 제3 릴리프 밸브(54)에 의해 PTO 클러치 실린더(52)에 충만한 유량외 잔여유량은 제4 릴리프 밸브(55)로 흐르게 된다. 제4 릴리프 밸브(55)에 유입된 유량은 메인 펌프(2)의 토출유량 전부가 되고, 상기 유입된 유량은 HST 펌프(56)와 모터(57)에 유입되어 동력전달에 사용하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 HST는, 상기 선택 밸브(53)가 동작하지 않으면, 메인 펌프(2)에서 토출되는 유량은 제4 릴리프 밸브(55)로 유입되는 유량과 동일한 바, 메인 펌프(2)에서 발생된 유량이 도4에 도시된 그래프와 같이 100% HST 펌프(56)를 구동하는 데 사용되어 유량 손실이 없으며, 순간적으로 PTO 클러치 작동 스위치(도시안됨)를 작동시키면, 메인 펌프(2)에서 토출되는 유량 중 20% 정도는 PTO 클러치 실린더(52)에 채워져 작업기를 구동하는 데 사용하게 된다.

그리고, 상기 선택 밸브(53)가 동작을 지속하게 되면, 상기 PTO 클러치 실린더(52)에 유량이 채워지는 데, PTO 클러치 실린더(52)의 체적(Control volume) 만큼 채워지면 유량은 상기 제3 릴리프 밸브(54)를 통해 제4 릴리프 밸브(55)로 드레인되므로, 메인 펌프(2)에서 토출된 유량과 제4 릴리프 밸브(55)로 유입되는 유량이 동일하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션에 의하면, 메인 펌프에서 토출되는 유량을 HST 펌프를 구동하는 데 전부 사용하고, PTO 클러치에 연결된 작업기 작동시에는 유량의 일부를 PTO 클러치의 작동에 사용하도록 PTO 클러치와 HST를 일체형이 되도록 회로를 구성함으로써, 종래 PTO 클러치와 HST로 분기되어 HST와 PTO 클러치가 독립적으로 작동됨으로써 메인 펌프에서 발생되는 유량이 분기되어, PTO 클러치로 유입되는 유량만큼은 HST에서 사용할 수 없었고, 상기 HST와 PTO 클러치 일체형 HST는 이 점을 개선하였다.

도1은 종래의 HST와 PTO 클러치의 회로도,

도2는 종래의 HST와 PTO 클러치에 흐르는 유량의 변화를 도시한 그래프,

도3은 본 발명에 의한 일체형 HST의 회로도,

도4는 본 발명에 의한 PTO 클러치 일체형 HST에 흐르는 유량의 변화를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : 엔진 2 : 메인 펌프

50 : 일체형 HST 52 : PTO 클러치 실린더

53 : 선택 밸브 54 : 제3 릴리프 밸브

55 : 제4 릴리프 밸브 56 : HST 펌프

57 : HST 모터

Claims (1)

1. 엔진을 동력을 전달받아 구동되는 메인 펌프(2)와, 상기 메인 펌프(2)에서 토출된 유량이 유입되는 일체형 HST(50)를 포함하고,

   상기 일체형 HST(50)는 상기 메인 펌프(2)에서 토출된 유량이 오일 필터(51)를 거쳐 PTO 클러치 실린더(52) 내로 흐르도록 그 유로를 선택 제어하는 선택 밸브(53)와, 상기 PTO 클러치 실린더(52) 내의 체적(Contol volume)만큼 유량이 충만되면, 상기 선택 밸브(53)에 의해 유로가 전환되어 유압을 조정하는 제3 릴리프 밸브(54)의 파이롯트 라인(54a)과, 상기 파이롯트 라인(54a)에 작용하는 유압에 의해 제3 릴리프 밸브(54)에서 드레인된 유량을 유입하는 제4 릴리프 밸브(55)와, 상기 충전 릴리프 밸브(55)의 파이롯트 라인(55a)의 유압에 의해 조정된 일부 유량이 유입되어 일체형 HST(50)를 작동시키는 HST 펌프(56)와 HST 모터(57)로 이루어진 것을 특징으로 하는 동일한 펌프로부터 토출된 유량을 사용하는 정유압 트랜스미션.