KR100641396B1 - 유압제어시스템 - Google Patents

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KR100641396B1
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구본석
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볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
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Abstract

본 발명은 절환밸브의 중립상태에서 유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생하는 압력을 최소화함으로써 유량조정장치를 통과함에 따라 발생하는 압력손실을 줄이고, 상기 유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 더 설치하여 필요시 바이패스를 통한 유량제어가 가능하도록 구현하는 유압제어시스템에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 유압제어시스템은 절환밸브의 움직임에 따라 발생되는 자동감속신호가 입력되면 유량조정장치를 가변적으로 제어할 수 있도록 유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 구비한다. 따라서, 유량조정장치에 의하여 바이패스통로로 흐르는 유량을 제어할 필요가 없는 경우, 가령 입력신호(Pi)가 인가되지 않는 경우에는 탄성부재의 탄성력을 최소한으로 설정하여 유량조정장치를 통과함에 따라 발생하는 압력 손실을 최소화하고, 바이패스통로로 흐르는 유량을 제어할 필요가 없는 경우, 가령 절환밸브의 움직임을 감지하는 자동감속 입력신호(Pi)가 유량조정장치의 수압실에 작용하면, 탄성부재에 필요한 탄성력이 더 부가됨으로써 유량조정장치는 바이패스통로를 통한 유량제어가 가능하게 한다.
절환밸브, 압력발생장치, 수압실, 유량조정장치, 바이패스통로

Description

유압제어시스템 {Hydraulic control system}
도 1은 종래 기술에 의한 유압제어시스템의 구성을 나타내는 유압회로구성도.
도 2는 도 1의 펌프 압력 선도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 유압제어시스템의 구성을 나타내는 유압회로구성도.
도 4는 도 3의 펌프 압력 선도.
**도면의 주요구성에 대한 부호의 설명**
102: 유압공급통로 104: 가변용량형 메인 유압펌프
110, 112: 절환밸브 120, 122: 제1유량조정장치
130: 부하압신호통로 140: 바이패스통로
142: 탄성부재 150: 제2유량조정장치
160: 압력발생장치 162: 압력신호라인
170: 유압펌프 토출용량 조정장치 180: 수압실
본 발명은 유압제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절환밸브의 중립상태에서 유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생하는 압력을 최소화함으로써 유량조정장치를 통과함에 따라 발생하는 압력손실을 줄이고, 상기 유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 더 설치하며 상기 수압실은 절환밸브가 절환되어 상기 절환밸브의 움직임이 감지되면 자동감속(Auto decel) 신호압(Pi)이 인가되어 작동됨으로써 필요시 유량조정장치를 가변적으로 제어하여 바이패스를 통한 유량제어가 가능하도록 구현하는 유압제어시스템에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 유압제어시스템의 구성을 나타내는 회로구성도이고, 도 2는 도 1의 펌프유압선도를 나타내는 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 유압회로도는 기본적으로 유압공급통로(2)가 접속된 가변용량형 메인 유압펌프(4)와, 복수개의 액츄에이터(도시되지 않음)와, 상기 가변용량형 메인 유압펌프(4)와 액츄에이터 사이에 상기 유압공급통로(2)에 대하여 병렬로 설치된 복수개의 절환밸브(10, 12)로 구성된다.
상기 절환밸브(10, 12)와 상기 액츄에이터 사이에는 제1유량조정장치(20, 22) 및 부하압신호통로(30)가 설치되고, 상기 부하압신호통로(30)는 상기 절환밸브(10, 12)가 절환됨에 따라 공급되는 작동유의 일부를 상기 제1유량조정장치(20, 22)를 경유하여 탱크(T)로 안내하는 통로를 형성한다.
상기 유압공급통로(2)에서 분기된 바이패스통로(40)의 일측에 제2유량조정장치(50)가 설치되고, 부하압신호통로(30)의 압력과 탄성부재(42)의 압력 그리고 바이패스통로(40) 측 압력과의 차압에 따라 제2유량조정장치(50)가 개방방향 혹은 폐 쇄방향으로 작동함으로써 바이패스통로(40)로 흐르는 작동유의 유량을 조정하게 된다.
또한, 바이패스통로(40)의 최하류 측에는 압력을 발생시키는 압력발생장치(60)가 설치되고, 상기 메인 유압펌프(4)의 일측에 메인 유압펌프 토출용량 조정장치(70)가 설치되어 압력신호라인(62)의 압력에 따라 상기 펌프(4)의 사판경전각을 조절함으로써 펌프(4)의 토출량을 조절하게 된다.
따라서, 상기 압력발생장치(60)에 의하여 형성된 압력은 압력신호라인(62)을 통하여 유압펌프 유량 조정장치(70)에 인가되며 상기 압력에 따라 상기 가변용량형 메인 유압펌프(4)의 토출량을 조절할 수 있게 된다.
상기와 같은 유압제어시스템의 구성에 의한 작동을 살펴보면, 절환밸브(10, 12)가 중립상태에 있을 경우 상기 바이패스통로(40)를 통과한 유량은 압력발생장치(60)에 의하여 압력이 발생되면서 압력신호라인(62)에도 압력을 형성하며, 상기 압력에 의하여 메인 유압펌프(4)의 토출유량은 최소화된다.
절환밸브(10, 12)가 작동하여 절환상태로 변경되는 경우 부하압신호통로(30)의 압력과 바이패스통로(40)의 압력에 의하여 제2유량조정장치(50)를 통과하는 유량이 변화하고, 압력신호라인(62)의 압력이 변화함에 따라 가변용량형 유압펌프(4)의 토출량이 제어된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 유압제어시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
도 2의 펌프압력선도에서 볼 수 있는 바와 같이, 절환밸브(10, 12)의 중립 시 작동유가 바이패스통로(40)를 통해 탱크로 흐름에 있어서, 제2유량조정장치(50)의 탄성부재(42)에 의하여 발생되는 압력(예컨대, 15 내지 20 bar 정도)과 압력발생장치(60)의 교축부에 의하여 발생되는 압력만큼 유압유가 그대로 탱크로 흐르기 때문에 에너지 효율 면에서 비효율적인 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 절환밸브 중립 시 펌프에서 토출되는 압유가 바이패스통로를 통해 탱크로 항시 흐를 때, 제2유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생되는 압력을 최소화하고, 필요시에는 상기 탄성부재에 의하여 형성되는 압력을 형성하는 유압제어시스템을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 일측에 유압공급통로가 접속된 가변용량형 메인 유압펌프와, 상기 메인 유압펌프에서 토출되는 작동유에 의하여 구동되는 복수개의 액츄에이터와, 상기 메인 유압펌프와 액츄에이터 사이에 설치되고 상기 유압공급통로에 대하여 병렬로 연결된 절환밸브와, 상기 절환밸브와 상기 액츄에이터 사이에 설치되는 제1유량조정장치와, 상기 절환밸브가 절환됨에 따라 공급되는 작동유의 일부가 상기 제1유량조정장치를 경유하여 탱크로 안내되는 부하압신호통로와, 상기 유압공급통로에서 분기된 바이패스통로의 일측에 설치되어 부하압신호통로의 압력과 탄성부재의 압력 그리고 바이패스통로 측 압력과의 차압에 따라 개방방향 혹은 폐쇄방향으로 작동함으로써 바이패스통로로 흐르는 작동유의 유량을 조정하는 제2유량조정장치와, 바이패스통로의 최하류 측에 설치되어 압력을 발생시키는 압력발생장치와, 상기 압력발생장치에 의하여 압력이 형성되는 압력신호라인과, 상기 메인 유압펌프의 일측에 설치되어 상기 압력신호라인의 압력에 따라 상기 펌프의 사판경전각을 조절함으로써 펌프의 토출량을 조절하는 메인 유압펌프 토출용량 조정장치로 구성되는 유압제어시스템에 있어서, 상기 제2유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 더 설치하고, 외부 입력신호가 상기 수압실에 인가되면 제2유량조정장치가 가변적으로 제어된다.
상기 입력신호는 절환밸브가 절환되고 절환밸브의 움직임이 감지되면 발생되는 자동감속(Auto decel) 신호를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유압제어시스템에 의하면 절환밸브의 중립 시 유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생되는 압력손실을 최소화할 수 있으며, 필요시 탄성부재에 압력을 부가함으로써 바이패스를 통한 유량제어가 가능하여 에너지 효율을 증진시키는 이점이 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 유압제어시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 유압제어시스템의 구성이 유압회로구성도로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 펌프 압력 선도가 그래프로 도시되 어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 종래의 유압제어시스템은, 일측에 유압공급통로(102)가 접속된 가변용량형 메인 유압펌프(104)와, 상기 메인 유압펌프(104)에서 토출되는 작동유에 의하여 구동되는 복수개의 액츄에이터(도시되지 않음)와, 상기 메인 유압펌프(104)와 액츄에이터 사이에 설치되고 상기 유압공급통로(102)에 대하여 병렬로 연결된 절환밸브(110, 112)와, 상기 절환밸브(110, 112)와 상기 액츄에이터 사이에 설치되는 제1유량조정장치(120, 122)와, 상기 절환밸브(110, 112)가 절환됨에 따라 공급되는 작동유의 일부가 상기 제1유량조정장치(120, 122)를 경유하여 탱크(T)로 안내되는 부하압신호통로(130)와, 상기 유압공급통로(102)에서 분기된 바이패스통로(140)의 일측에 설치되어 부하압신호통로(130)의 압력과 탄성부재(142)의 압력 그리고 바이패스통로(140) 측 압력과의 차압에 따라 개방방향 혹은 폐쇄방향으로 작동함으로써 바이패스통로(140)로 흐르는 작동유의 유량을 조정하는 제2유량조정장치(150)와, 바이패스통로(140)의 최하류 측에 설치되어 압력을 발생시키는 압력발생장치(160)와, 상기 압력발생장치(160)에 의하여 압력이 형성되는 압력신호라인(162)과, 상기 메인 유압펌프(104)의 일측에 설치되어 상기 압력신호라인(162)의 압력에 따라 상기 펌프(104)의 사판경전각을 조절함으로써 펌프(104)의 토출량을 조절하는 메인 유압펌프 토출용량 조정장치(170)로 구성된다.
본 발명의 유압제어시스템에서는 제2유량조정장치(150)의 일측에 설치된 탄성부재(142)에 탄성력을 더 부가할 수 있도록 수압실(180)을 구비하며, 상기 수압실(180)은 상기 절환밸브(110, 112)가 절환되고 상기 절환밸브(110, 112)의 움직임 이 감지되면 자동감속(Auto decel) 신호압(Pi)이 인가되어 작동될 수 있도록 구성된다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 유압제어시스템의 작용을 도 3를 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 절환밸브(110, 112)가 중립상태에 있을 경우 상기 바이패스통로(140)를 통과한 유량은 압력발생장치(160)에 의하여 압력이 발생되면서 압력신호라인(162)에도 압력을 형성하며, 상기 압력에 의하여 메인 유압펌프(104)의 토출유량은 최소화된다.
절환밸브(110, 112)가 작동하여 절환상태로 변경되는 경우 부하압신호통로(130)의 압력과 바이패스통로(140)의 압력에 의하여 제2유량조정장치(150)를 통과하는 유량이 변화하고, 압력신호라인(162)의 압력이 변화함에 따라 가변용량형 유압펌프(104)의 토출량이 제어된다.
따라서, 제2유량조정장치(150)에 의하여 바이패스통로(140)로 흐르는 유량을 제어할 필요가 없는 경우, 즉 입력신호(Pi)가 인가되지 않는 경우에는 제2유량조정장치(150)에 설치된 탄성부재(142)의 탄성력을 최소한으로 설정하여 제2유량조정장치(150)를 통과함에 따라 발생하는 압력 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 제2유량조정장치(150)에 의하여 바이패스통로(140)로 흐르는 유량을 제어할 필요가 있는 경우, 즉 상기 절환밸브(110, 112)가 절환되고 상기 절환밸브(110, 112)의 움직임을 감지하는 자동감속(Auto decel) 신호압(Pi)이 상기 제2유량조정장치(150)의 수압실(180)에 작용하면, 제2유량조정장치(150)에 설치된 탄성부 재(142)에 필요한 탄성력이 더 부가됨으로써 제2유량조정장치(150)는 바이패스통로(140)를 통한 유량제어가 가능하도록 할 수 있으며, 이로 인하여 종래 기술의 바이패스를 통한 유량 제어 기능은 그대로 구현할 수 있어 더욱 효과적이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 절환밸브의 중립상태에서 유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생하는 압력을 최소화함으로써 유량조정장치를 통과함에 따라 발생하는 압력손실을 줄이고, 상기 유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 더 설치하여 필요시 바이패스를 통한 유량제어가 가능하게 하는 구성을 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 절환밸브의 중립 시 바이패스통로를 통해 탱크로 흐를 때, 제2유량조정장치의 탄성부재에 의하여 발생되는 압력손실을 최소화할 수 있으며, 필요시에는 탄성부재에 압력을 부가함으로써 바이패스를 통한 유량제어가 가능하여 에너지 효율을 증진시키는 효과가 기대된다.

Claims (2)

  1. 일측에 유압공급통로가 접속된 가변용량형 메인 유압펌프와, 상기 메인 유압펌프에서 토출되는 작동유에 의하여 구동되는 복수개의 액츄에이터와, 상기 메인 유압펌프와 액츄에이터 사이에 설치되고 상기 유압공급통로에 대하여 병렬로 연결된 절환밸브와, 상기 절환밸브와 상기 액츄에이터 사이에 설치되는 제1유량조정장치와, 상기 절환밸브가 절환됨에 따라 공급되는 작동유의 일부가 상기 제1유량조정장치를 경유하여 탱크로 안내되는 부하압신호통로와, 상기 유압공급통로에서 분기된 바이패스통로의 일측에 설치되어 부하압신호통로의 압력과 탄성부재의 압력 그리고 바이패스통로 측 압력과의 차압에 따라 개방방향 혹은 폐쇄방향으로 작동함으로써 바이패스통로로 흐르는 작동유의 유량을 조정하는 제2유량조정장치와, 바이패스통로의 최하류 측에 설치되어 압력을 발생시키는 압력발생장치와, 상기 압력발생장치에 의하여 압력이 형성되는 압력신호라인과, 상기 메인 유압펌프의 일측에 설치되어 상기 압력신호라인의 압력에 따라 상기 펌프의 사판경전각을 조절함으로써 펌프의 토출량을 조절하는 메인 유압펌프 토출용량 조정장치로 구성되는 유압제어시스템에 있어서,
    상기 제2유량조정장치의 일측에 탄성부재의 탄성력을 부가할 수 있는 수압실을 더 설치하고, 외부 입력신호가 상기 수압실에 인가되면 제2유량조정장치가 가변적으로 제어됨을 특징으로 하는 유압제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력신호는 절환밸브가 절환되고 절환밸브의 움직임이 감지되면 발생되는 자동감속(Auto decel) 신호임을 특징으로 하는 유압제어시스템.
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