KR100771157B1 - 굴삭기의 유압구동시스템 - Google Patents

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KR100771157B1
KR100771157B1 KR1020060065958A KR20060065958A KR100771157B1 KR 100771157 B1 KR100771157 B1 KR 100771157B1 KR 1020060065958 A KR1020060065958 A KR 1020060065958A KR 20060065958 A KR20060065958 A KR 20060065958A KR 100771157 B1 KR100771157 B1 KR 100771157B1
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김일선
차순용
황정일
이우진
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주식회사 제일유압
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Abstract

본 발명은 굴삭기의 유압구동시스템에 관한 것으로, 굴삭기의 주행 중에 다른 가동부를 작동시켜도 양측 유압모터에 균일한 작동유 공급이 이루어지도록 하여 굴삭기의 직진 주행 상태를 유지시킬 수 있는 유압구동시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 굴삭기의 구동원에 의해 구동되는 제1 및 제2유압펌프(11, 12); 상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의해 회전동력을 출력하여 주행부를 구동시키는 제1 및 제2유압모터(51, 52); 상기 제1 및 제2유압모터(51, 52)에 대한 작동유 공급을 제어하는 제1 및 제2주행제어밸브(55, 56); 상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의해 작동동력을 출력하여 굴삭기의 해당 가동부를 작동시키는 복수의 액츄에이터(71, 72); 상기 각 액츄에이터(71, 72)에 대한 작동유 공급을 제어하는 복수의 가동제어밸브(61, 62); 및 상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 송출된 작동유의 각 주행제어밸브(55, 56)와 가동제어밸브(61, 62)에 대한 공급방향을 제어하는 직진제어밸브(20)를 포함하며, 상기 직진제어밸브(20)의 양측으로 각각 제1 및 제2유압펌프(11, 12)와 연결되는 제1 및 제2공급유로(15, 16), 주행제어밸브(55, 56) 및 가동제어밸브(61, 62)를 순차적으로 통과하여 작동유탱크(70)로 연결된 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32) 및 각 가동제어밸브(61, 62)로 병렬 연결된 제1 및 제2가동유로(35, 36)가 분기되어 구비되며, 상기 직진제어밸브(20)는 작동 절환 상 태에 따라, 상기 제1공급유로(15)를 제1메인바이패스유로(31)와 제1가동유로(35)로 연결시키는 제1소통로(21) 및 상기 제2공급유로(16)를 제2메인바이패스유로(32)와 제2가동유로(36)로 연결시키는 제2소통로(22)를 형성하거나 상기 제1공급유로(15)를 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)로 연결시키는 제3소통로(23) 및 상기 제2공급유로(16)를 제1 및 제2가동유로(35, 36)로 연결시키는 제4소통로(24)를 형성하는 구조로 이루어진 굴삭기의 유압구동시스템이 제공된다.
굴삭기, 유압펌프, 유압모터, 주행제어밸브, 가동제어밸브, 직진제어밸브

Description

굴삭기의 유압구동시스템 {HYDRAULIC DRIVING SYSTEM OF EXCAVATOR}
도 1은 종래 굴삭기의 유압구동시스템을 도시한 유압회로도.
도 2는 도 1에 도시된 유압구동시스템에서 주행구동부의 작동 상태도
도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압구동시스템의 일실시예를 도시한 유압회로도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 요부인 직진제어밸브의 작동 상태도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11, 12 : 유압펌프 15, 16 : 공급유로
20 : 직진제어밸브 21 : 제1소통로
22 : 제2소통로 23 : 제3소통로
24 : 제4소통로 31, 32 : 메인바이패스유로
35, 36 : 가동유로 37, 39, 41, 42 : 파일럿유로
43, 45 : 파일럿바이패스유로 51, 52 : 유압모터
55, 56 : 주행제어밸브 61, 62 : 가동제어밸브
70 : 작동유 탱크 71, 72 : 액츄에이터
본 발명은 굴삭기의 유압구동시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭기의 직진 주행 중에 다른 가동부를 작동시켜도 주행방향이 의도하지 않는 방향으로 틀어지지 않고 직진 상태를 유지할 수 있는 굴삭기의 유압구동시스템에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기에는 붐, 암, 버켓 등과 같은 가동부의 작동과 무한궤도(crawler)와 같은 주행부의 구동을 위한 유압구동시스템이 구비된다. 굴삭기의 유압구동시스템은 차량의 구동원에 의해 작동되는 유압펌프에 의해 작동유를 고압으로 송출하고, 송출된 작동유를 각 가동부의 액츄에이터와 주행부의 유압모터에 공급하여 굴삭기의 여러 작업동작과 주행이 이루어지게 한다.
도 1에는 종래 굴삭기의 유압구동시스템이 도시되어 있다.
도시된 종래의 유압구동시스템은 좌우 양측의 무한궤도 구동축에 연결되는 제1 및 제2유압모터(105, 106)가 구비되고, 각 유압모터(105, 106)는 개별적인 유로(108, 110)를 통해 제1 및 제2유압펌프(101, 102)에 각각 연결되며, 각 유로(108, 110) 별로 붐, 암, 버킷 등과 같은 가동부의 작동을 위한 여러 액츄에이터(107a, 107b)가 유압펌프(101, 102)와 병렬 연결되어 각 유압모터(105, 106)와 액츄에이터(107a, 107b)로 공급되는 작동유의 유량을 각각의 컨트롤밸브를 통해 조 절하여 양측 주행부의 구동과 각 가동부의 작동을 제어하는 구조를 갖는다.
이러한 유압구동시스템이 구비된 굴삭기는 각 유압펌프(101, 102)에 의해 양측 유압모터(105, 106)에 균일하게 작동유가 공급되면 직진 주행을 하고, 어느 일측 유압모터(105, 106)에만 작동유가 공급되면 회전 주행을 하게 되는데, 전술한 종래 굴삭기의 유압구동시스템은 각 유압모터(105, 106) 별로 개별적인 유압펌프(101, 102)에 의해 작동유가 공급되고, 유압모터(105, 106)와 유압펌프(101, 102) 간의 유로(108, 110) 별로 다른 액츄에이터(107a, 107b)가 연결된 구조로 이루어졌기 때문에, 양측 유압모터(105, 106)에 작동유 공급이 이루어져 굴삭기가 직진 주행할 때, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 어느 가동부의 작동을 위해 해당 액츄에이터(107a)에 작동유 공급이 이루어지면 그 액츄에이터(107a)와 동일한 유로(110)에 연결된 유압모터(106)에는 작동유 공급이 감소되어 양측 유압모터(105, 106)의 유량 공급이 불균일하게 된다.
따라서, 종래의 유압구동시스템이 구비된 굴삭기는 주행 중에 다른 가동부를 작동시키면 양측 유압모터(105, 106)의 구동속도에 차이가 발생하여 차량이 직진하지 못하고 의도하지 않은 방향으로 선회하거나 비뚤어진 채로 사행하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 굴삭기의 주행 중에 다른 가동부를 작동시켜도 양측 유압모터에 균일한 작동 유 공급이 이루어지도록 하여 굴삭기의 직진 주행 상태를 유지시킬 수 있는 유압구동시스템을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 굴삭기의 구동원에 의해 구동되는 제1 및 제2유압펌프; 상기 제1 및 제2유압펌프로부터 공급된 작동유에 의해 회전동력을 출력하여 주행부를 구동시키는 제1 및 제2유압모터; 상기 제1 및 제2유압모터에 대한 작동유 공급을 제어하는 제1 및 제2주행제어밸브; 상기 제1 및 제2유압펌프로부터 공급된 작동유에 의해 작동동력을 출력하여 굴삭기의 해당 가동부를 작동시키는 복수의 액츄에이터; 상기 각 액츄에이터에 대한 작동유 공급을 제어하는 복수의 가동제어밸브; 및 상기 제1 및 제2유압펌프로부터 송출된 작동유의 각 주행제어밸브와 가동제어밸브에 대한 공급방향을 제어하는 직진제어밸브를 포함하며, 상기 직진제어밸브의 양측으로 각각 제1 및 제2유압펌프와 연결되는 제1 및 제2공급유로, 주행제어밸브 및 가동제어밸브를 순차적으로 통과하여 작동유탱크로 연결된 제1 및 제2메인바이패스유로 및 각 가동제어밸브로 병렬 연결된 제1 및 제2가동유로가 분기되어 구비되며, 상기 직진제어밸브는 작동 절환 상태에 따라, 상기 제1공급유로를 제1메인바이패스유로와 제1가동유로로 연결시키는 제1소통로 및 상기 제2공급유로를 제2메인바이패스유로와 제2가동유로로 연결시키는 제2소통로를 형성하거나 상기 제1공급유로를 제1 및 제2메인바이패스유로로 연결시키는 제3소통로 및 상기 제2공급유로를 제1 및 제2가동유로로 연결시키는 제4소통로를 형성하는 구조로 이루어진 굴삭기의 유압구동시스템이 제공된다.
상기한 본 발명의 유압구동시스템에서, 보다 바람직하게는, 상기 직진제어밸브에 작동을 위한 파일럿유로가 연결되고, 이 파일럿유로는 상기 제1주행제어밸브를 통해 탱크 측으로 연결되는 제1파일럿바이패스유로 및 상기 제2주행제어밸브를 통해 탱크 측으로 연결되는 제2파일럿바이패스유로로 연결되며, 제1 및 제2 파일럿바이패스유로들중 적어도 하나는 대응된 가동제어밸브를 경유하며, 상기 제1 및 제2주행제어밸브와 대응된 가동제어밸브가 작동 절환되면 상기 파일럿유로를 통한 작동유 압력에 의해 직진제어밸브가 작동 절환되어 제1유압펌프로부터 송출된 작동유가 직진제어밸브의 제3소통로와 제1 및 제2메인바이패스유로를 따라 이동되어 양측 주행제어밸브를 통해 제1 및 제2유압모터로 공급되고, 제2유압펌프로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브의 제4소통로와 제1 및 제2가동유로를 따라 이동되어 작동된 가동부의 가동제어밸브를 통해 해당 액츄에이터로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하여 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압구동시스템의 일실시예를 도시한 유압회로도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명 유압구동시스템의 요부인 주행구동부의 작동 상태도이다.
도 3에 도시된 실시예에서 본 발명의 유압구동시스템은, 제1 및 제2유압펌프(11, 12)와, 각 유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의해 회전동력을 출력하여 주행부를 구동시키는 제1 및 제2유압모터(51, 52)와, 각 유압모터(51, 52)에 대한 작동유 공급을 제어하는 제1 및 제2주행제어밸브(55, 56)와, 각 유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의한 이동동력을 출력하여 굴삭기의 각 가동부를 작동시키는 복수의 액츄에이터(71, 72)와, 각 액츄에이터(71, 72)에 대한 작동유 공급을 제어하는 복수의 가동제어밸브(61, 62)와, 상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 송출된 작동유의 각 주행제어밸브(55, 56)와 가동제어밸브(61, 62)에 대한 공급방향을 제어하는 직진제어밸브(20)를 포함하여 구성되며, 상기 직진제어밸브(20)의 양측으로 각각 제1 및 제2유압펌프(11, 12)와 연결되는 제1 및 제2공급유로(15, 16), 주행제어밸브(55, 56) 및 가동제어밸브(61, 62)를 순차적으로 통과하여 작동유탱크(70)로 연결된 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32) 및 각 가동제어밸브(61, 62)로 병렬 연결된 제1 및 제2가동유로(35, 36)가 분기되어 구비된다.
또한, 상기 직진제어밸브(20)에는 작동을 위한 파일럿유로(41)가 연결되고, 이 직진제어밸브(20)의 파일럿유로(41)는 상기 제1주행제어밸브(55)와 각 가동제어밸브(61, 62)를 순차적으로 통과하여 탱크(70) 측으로 연결되는 제1파일럿바이패스유로(43) 및 상기 제2주행제어밸브(56)를 통과하여 탱크(70) 측으로 연결되는 제2파일럿바이패스유로(45)가 분기되어 연결된다.
상기 각 주행제어밸브(55, 56)와 가동제어밸브(61, 62)는 각각의 파일럿유로(37, 39, 42)를 통해 공급되는 작동유에 의해 독립적으로 작동되어 해당 유압모터(51, 52)와 액츄에이터(71, 72)로의 작동유 공급을 제어하는 통상의 구조로 이루어질 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 함께 참조하여 설명하면, 상기 직진제어밸브(20)는 작동 절환 상태에 따라, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 제1공급유로(15)를 제1메인바이 패스유로(31)와 제1가동유로(35)로 연결시키는 제1소통로(21) 및 상기 제2공급유로(16)를 제2메인바이패스유로(32)와 제2가동유로(36)로 연결시키는 제2소통로(22)를 형성하거나 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제1공급유로(15)를 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)로 연결시키는 제3소통로(23) 및 상기 제2공급유로(16)를 제1 및 제2가동유로(35, 36)로 연결시키는 제4소통로(24)를 형성하는 구조로 이루어진다. 상기 제3소통로(23)와 제4소통로(24) 사이에는 유량조절밸브(26) 및 제4소통로(24)로부터 제3소통로(23) 방향으로만 작동유 흐름을 인가하는 첵크밸브(25)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 유압구동시스템의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 굴삭기의 주행 및 가동이 정지된 상태일 때, 상기 직진제어밸브(20)는 도 4a에 도시된 상태를 유지하여 제1유압펌프(11)로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브(20)의 제1소통로(21)를 통해, 제2유압펌프(12)로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브(20)의 제2소통로(22)를 통해 각각 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)로 유입되어 탱크(70)로 배출된다.
굴삭기의 전진조작을 하면, 상기 제1 및 제2주행제어밸브(55, 56)가 파일롯유로(37, 42)를 통한 작동유 압력에 의해 작동 절환되어 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 송출된 작동유가 직진제어밸브(20) 및 각 주행제어밸브(55, 56)를 통해 양측 유압모터(51, 52)에 공급된다. 이에 따라 각 유압모터(51, 52)에 연결된 양측 주행부가 구동하여 굴삭기의 전진이 이루어지며, 이때, 상기 파일럿유로(41)를 통 해 공급된 작동유는 각 주행제어밸브(55, 56)와 가동제어밸브(61, 62)를 통해 탱크(70)로 배출되어 직진제어밸브(20)는 도 4a에 도시된 상태를 유지한다.
이와 같이 굴삭기가 전진되는 상태에서, 굴삭기의 붐이나 아암, 또는 버킷 등 어느 가동부의 작동을 조작하면, 해당 가동제어밸브(61), 예를 들어 도 4b에 도시된 바와 같이 붐 가동을 위한 가동제어밸브(61)가 작동 절환되어 연결된 액츄에이터(71)에 작동유 공급이 이루어진다. 이때, 상기 제2주행제어밸브(56)와 가동제어밸브(61)에 의해 직진제어밸브(20)의 파일럿유로(41)와 탱크(70) 간의 연결이 차단되므로, 이 파일럿유로(41)를 통한 작동유 압력에 의해 직진제어밸브(20)가 작동 절환됨으로써, 제1유압펌프(11)로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브(20)의 제3소통로(23)와 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)를 따라 이동되어 양측 주행제어밸브(55, 56)를 통해 제1 및 제2유압모터(51, 52)로 공급되고, 제2유압펌프(12)로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브(20)의 제4소통로(24)와 제1 및 제2가동유로(35, 36)를 따라 이동되어 작동된 가동부의 가동제어밸브(61)를 통해 해당 액츄에이터(71)로 공급된다.
삭제
따라서, 굴삭기의 직진주행 중에 다른 가동부를 작동시키면 해당 가동부의 액츄에이터(71)는 제2유압펌프(12)로부터 공급되는 작동유에 의해 작동이 이루어지고, 양측 유압모터(51, 52)는 제1유압펌프(11)로부터 직진제어밸브(20)를 통해 균일하게 분배되어 공급된 작동유에 의해 구동되므로, 양측 주행부의 구동속도가 균일하게 유지되어 다른 가동부를 작동시키는 경우에도 굴삭기가 직진 상태를 유지할 수 있게 된다. 또한, 유압펌프(12)로부터 송출된 작동유가 주행부를 거치지 않고 가동부의 액츄에이터(71)로 직접 공급되므로, 해당 가동부의 조작이 보다 신속하게 정확하게 이루어질 수 있게 된다.
한편, 이상의 설명에서는 설명의 편의를 위해 굴삭기의 주행 중에 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 제2주행제어밸브(56) 측에 구비된 하나의 가동제어밸브(61)가 작동되는 경우를 예로 설명하였으나, 제1주행제어밸브(55) 또는 제2주행제어밸브(56) 측에 구비된 다른 하나의 또는 복수의 가동제어밸브(61, 62)의 작동이 이루어지는 경우에도 전술한 바와 동일 내지는 유사하게 직진제어밸브(20)의 작동이 이루어져 양측 유압모터(51, 52)의 구동 속도가 균일하게 유지될 수 있음은 자명할 것이다.
또한, 전술한 실시예에서는 굴삭기의 직진 주행 중에 임의의 가동부를 조작하면 상기 직진제어밸브(20)가 파일럿유로(41)를 통한 작동유 공급에 의해 자동으로 작동 절환되도록 구성된 것을 예시하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 운전자가 직진제어밸브(20)의 작동상태를 직접 조절할 수 있게 하여 필요한 경우, 주행모드를 전환하여 굴삭기의 주행과 가동을 적합하게 조절하도록 구성될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 직진제어밸브의 작동 절환에 따라 주행중에는 양측 유압펌프로부터 송출된 작동유가 각 유압모터에 독립적으로 공급되게 하고 주행 중 다른 가동부를 작동시키면 일측 유압펌프의 송출 작동유가 양측 주행부의 유압모터로 균일하게 분배되어 공급되도록 함으로써, 직진 주행 중에 다른 가동부를 조작해도 차량이 원치않는 방향으로 선회하거나 사행하는 것을 방지하여 굴삭기의 조작성과 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 직진주행 중에 일측 유압펌프로부터 송출된 작동유가 가동부의 액츄에이터로 직접 공급되므로, 해당 가동부의 조작이 보다 신속하게 정확하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 굴삭기의 구동원에 의해 구동되는 제1 및 제2유압펌프(11, 12);
    상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의해 회전동력을 출력하여 주행부를 구동시키는 제1 및 제2유압모터(51, 52);
    상기 제1 및 제2유압모터(51, 52)에 대한 작동유 공급을 제어하는 제1 및 제2주행제어밸브(55, 56);
    상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 공급된 작동유에 의해 작동동력을 출력하여 굴삭기의 해당 가동부를 작동시키는 복수의 액츄에이터(71, 72);
    상기 각 액츄에이터(71, 72)에 대한 작동유 공급을 제어하는 복수의 가동제어밸브(61, 62); 및
    상기 제1 및 제2유압펌프(11, 12)로부터 송출된 작동유의 각 주행제어밸브(55, 56)와 가동제어밸브(61, 62)에 대한 공급방향을 제어하는 직진제어밸브(20)를 포함하며,
    상기 직진제어밸브(20)의 양측으로 각각 제1 및 제2유압펌프(11, 12)와 연결되는 제1 및 제2공급유로(15, 16), 주행제어밸브(55, 56) 및 가동제어밸브(61, 62)를 순차적으로 통과하여 작동유탱크(70)로 연결된 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32) 및 각 가동제어밸브(61, 62)로 병렬 연결된 제1 및 제2가동유로(35, 36)가 분기되어 구비되며,
    상기 직진제어밸브(20)는 작동 절환 상태에 따라, 상기 제1공급유로(15)를 제1메인바이패스유로(31)와 제1가동유로(35)로 연결시키는 제1소통로(21) 및 상기 제2공급유로(16)를 제2메인바이패스유로(32)와 제2가동유로(36)로 연결시키는 제2소통로(22)를 형성하거나 상기 제1공급유로(15)를 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)로 연결시키는 제3소통로(23) 및 상기 제2공급유로(16)를 제1 및 제2가동유로(35, 36)로 연결시키는 제4소통로(24)를 형성하는 구조로 이루어진 굴삭기의 유압구동시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직진제어밸브(20)에는 작동을 위한 파일럿유로(41)가 연결되고, 이 파일럿유로(41)는 상기 제1주행제어밸브(55)를 통해 탱크(70) 측으로 연결되는 제1파일럿바이패스유로(43) 및 상기 제2주행제어밸브(56)를 통해 탱크(70) 측으로 연결되는 제2파일럿바이패스유로(45)로 연결되며, 제1 및 제2파일럿바이패스유로(43, 45)중 적어도 하나는 각 가동제어밸브(61, 62)를 경유하며, 상기 제1 및 제2주행제어밸브(55, 56)와 적어도 하나의 가동제어밸브(61, 62)가 작동 절환되면 상기 파일럿유로(41)를 통한 작동유 압력에 의해 직진제어밸브(20)가 작동 절환되어 제1유압펌프(11)로부터 송출된 작동유가 직진제어밸브(20)의 제3소통로(23)와 제1 및 제2메인바이패스유로(31, 32)를 따라 이동되어 양측 주행제어밸브(55, 56)를 통해 제1 및 제2유압모터(51, 52)로 공급되고, 제2유압펌프(12)로부터 송출된 작동유는 직진제어밸브(20)의 제4소통로(24)와 제1 및 제2가동유로(35, 36)를 따라 이동되어 작동된 가동부의 가동제어밸브(61)를 통해 해당 액츄에이터(71)로 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압구동시스템.
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