KR100953808B1 - Apparatus for controlling hydraulic pump of an excavator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치에 관한 것으로, 복수개의 엑츄에이터에 압유를 공급하는 적어도 1개 이상의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 복수개의 엑츄에이터에 공급하는 콘트롤밸브(CV)에 파이롯 유압신호를 제공하는 보조펌프(P3)와, 소경실(16a,16b)과 대경실(15a,15b)에 작용하는 메인유압펌프(P1,P2)의 압력에 의해 이동하면서 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 조절하는 서보피스톤(14a,14b)과, 상기 서보피스톤(14a,14b)을 제어하는 제어스풀(20a,20b)를 포함하고, 상기 각 메인유압펌프(P1,P2)의 메인유로(11a,11b)상에 메인유압펌프(P1,P2)의 릴리프압력을 감지하여 제어부(C)에 신호를 입력하는 압력센서(13a,13b)가 설치되며, 상기 압력센서(13a,13b)에서 감지한 메인유압펌프(P1,P2)의 릴리프압력신호를 제어부(C)가 솔레노이드밸브(25)에 인가하여 상기 보조펌프(P3)의 압유를 조정라인(26)을 통하여 제어스풀(20a,20b)의 수압부에 공급함으로써 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 감소하도록 사판각을 조절한다.

Figure R1020020085598

건설중장비, 유량제어, 출력모드, 릴리프

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic pump flow control apparatus for an excavator, including at least one variable displacement main hydraulic pump (P1, P2) for supplying hydraulic oil to a plurality of actuators, and a control valve (CV) for supplying a plurality of actuators. The main hydraulic pump moves while being driven by the pressure of the auxiliary pump P3 for providing a pilot hydraulic pressure signal to the small diameter chambers 16a and 16b and the main hydraulic pumps P1 and P2 acting on the large diameter chambers 15a and 15b. Servo pistons 14a and 14b for adjusting the swash plate angles of P1 and P2, and control spools 20a and 20b for controlling the servo pistons 14a and 14b, respectively. Pressure sensors 13a and 13b are installed on the main flow paths 11a and 11b of P2 to sense the relief pressures of the main hydraulic pumps P1 and P2 and input a signal to the control unit C. The control unit C applies the relief pressure signals of the main hydraulic pumps P1 and P2 detected by 13a and 13b to the solenoid valve 25 to provide the It controls the swash plate angle to decrease the discharge flow rate of the main hydraulic pumps (P1, P2) by providing the pressure receiving portion of the pump (P3) adjustment line 26, the control spool (20a, 20b) through the pressure oil.

Figure R1020020085598

Heavy Construction Equipment, Flow Control, Output Mode, Relief

Description

굴삭기의 유압펌프 유량제어장치{ APPARATUS FOR CONTROLLING HYDRAULIC PUMP OF AN EXCAVATOR}Hydraulic Pump Flow Control System of Excavator {APPARATUS FOR CONTROLLING HYDRAULIC PUMP OF AN EXCAVATOR}

도 1 은 본 발명에 따른 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치의 개략적인 유압회로도,1 is a schematic hydraulic circuit diagram of a hydraulic pump flow control apparatus for an excavator according to the present invention;

도 2 는 종래 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 유압회로도,2 is a hydraulic circuit diagram schematically showing the configuration of a hydraulic pump flow control apparatus of a conventional excavator;

도 3 은 종래 굴삭기의 유압펌프의 압력과 유량의 관계를 나타낸 선도이다.
3 is a diagram showing the relationship between the pressure and the flow rate of the hydraulic pump of the conventional excavator.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※ ※ Explanation of code about main part of drawing ※

P1,P2: 가변용량형 메인유압펌프 CV: 콘트롤밸브P1, P2: Variable displacement main hydraulic pump CV: Control valve

P3: 보조펌프 E: 엔진P3: Auxiliary Pump E: Engine

11a,11b: 메인유로 T: 탱크11a, 11b: Main Euro T: Tank

12: 릴리프밸브 13a,13b: 압력센서12: relief valve 13a, 13b: pressure sensor

C: 제어부 L: 경사판C: control part L: inclined plate

14a,14b: 서보피스톤 15a,15b: 대경실14a, 14b: servo piston 15a, 15b: large diameter room

16a,16b: 소경실 17a,17b,18a,18b: 유로16a, 16b: small chamber 17a, 17b, 18a, 18b: euro

19a,19b: 다단피스톤 S1,S2: 스프링 19a, 19b: multi-stage piston S1, S2: spring                 

20a,20b: 제어스풀 PL1,PL2: 파이롯실20a, 20b: Control spool PL1, PL2: Pilot seal

21: 전자비례 제어밸브 22a,22b: 유량제어피스톤21: electromagnetic proportional control valve 22a, 22b: flow control piston

23a,23b: 수압실 24: 파이롯라인23a, 23b: hydraulic chamber 24: pilot line

25: 솔레노이드밸브
25: solenoid valve

본 발명은 굴삭기의 유압펌프의 유량제어장치에 관한 것으로, 특히 작업부하에 따라 가변용량형 유압펌프의 유량을 최적으로 제어하는 굴삭기의 유압펌프의 유량제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate control device for an hydraulic pump of an excavator, and more particularly, to a flow rate control device for an hydraulic pump of an excavator for optimally controlling the flow rate of the variable displacement hydraulic pump according to the workload.

일반적으로 굴삭기와 같은 건설중장비는 주행이나 여러가지 엑츄에이터에 작동유압을 공급하여 작동시키기 위하여 적어도 2개 이상의 가변용량형 유압펌프를 구비하고, 이들 유압펌프는 엔진의 구동력으로 구동되게 연결되어 있다. 그리고 굴삭기는 작업부하에 따라 엔진의 출력과 상기 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 제어하도록 되어 있다. In general, heavy construction equipment such as excavators have at least two or more variable displacement hydraulic pumps for operating and supplying hydraulic pressure to various actuators, which are connected to be driven by the driving force of the engine. And the excavator is to control the output of the engine and the discharge flow rate of the variable displacement hydraulic pump according to the workload.

즉, 종래 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 엑츄에이터(도시생략)에 압유를 공급하는 2개의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 상기 엑츄에이터를 제어하는 콘트롤밸브(CV)에 파이롯압력을 공급하는 보조펌프(P3)를 포함하고, 상기 메인유압펌프(P1,P2)와 보조펌프(P3) 는 엔진(E)에 의해 구동되게 연결되어 엔진의 전마력이 상기 유압펌프(P1,P2)들을 구동하는데 사용된다. That is, the hydraulic pump flow control apparatus of the conventional excavator, as shown in Figure 2, two variable displacement main hydraulic pumps (P1, P2) for supplying pressure oil to a plurality of actuators (not shown) and the actuator An auxiliary pump (P3) for supplying a pilot pressure to the control valve (CV) to control, the main hydraulic pump (P1, P2) and the auxiliary pump (P3) is driven by the engine (E) is connected to the engine The total horsepower of is used to drive the hydraulic pumps P1 and P2.

상기 2개의 메인유압펌프(P1,P2)가 붐, 암, 등과 같은 복수개의 엑츄에이터(도시생략)에 압유를 공급하는 각 메인유로(11a,11b)상에는 그 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 소정의 압력이상이 될 때 탱크(T)로 복귀시키는 릴리프밸브(12)가 연결되고, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력은 상기 메인유로(11a,11b)상에 설치된 압력센서(13a,13b)에 의해 감지되어 제어부(C)로 보내진다. The two main hydraulic pumps P1 and P2 load the main hydraulic pumps P1 and P2 on the respective main flow paths 11a and 11b for supplying pressure oil to a plurality of actuators (not shown) such as booms, arms, and the like. A relief valve 12 for returning to the tank T when the pressure becomes higher than a predetermined pressure is connected, and the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 is a pressure provided on the main flow passages 11a and 11b. It is detected by the sensors 13a and 13b and sent to the control unit C.

한편, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 경사판(L)은 대경실(15a,15b)과 소경실(16a,16b)을 구비한 서보피스톤(14a,14b)과 연결되어 서보피스톤(14a,14b)의 움직임에 따라 각도가 조절되고, 상기 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)과 소경실(16a,16b)에는 각각 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 작용하도록 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 메인유로(11a,11b)에서 분기된 유로(17a,17b)가 연결되어 있고, 상기 대경실(15a,15b)을 연결하는 유로(17a,17b)에는 대경실(15a,15b)을 탱크(T) 또는 메인유로(11a,11b)에 선택적으로 연결시키는 제어스풀(20a,20b)이 설치된다. 이러한 제어스풀(20a,20b)은 다단피스톤(19a,19b)에 작용하는 2개의 메인유압펌프(P1,P2)의 평균압력과 네가콘압력(Pi1,Pi2)의 합력과, 스프링(S1,S2)의 힘의 차이에 의해 구동된다. Meanwhile, the inclined plates L of the main hydraulic pumps P1 and P2 are connected to the servo pistons 14a and 14b including the large diameter chambers 15a and 15b and the small diameter chambers 16a and 16b, respectively. The angle is adjusted according to the movement of 14b), and the load pressures of the main hydraulic pumps P1 and P2 are respectively applied to the large diameter chambers 15a and 15b and the small diameter chambers 16a and 16b of the servo pistons 14a and 14b, respectively. Flow paths 17a and 17b branched from the main flow paths 11a and 11b of the main hydraulic pumps P1 and P2 are connected to each other, and flow paths 17a and 17b connecting the large diameter chambers 15a and 15b. The control spools 20a and 20b for selectively connecting the large diameter chambers 15a and 15b to the tank T or the main flow passages 11a and 11b are provided. These control spools 20a and 20b are the sum of the average pressure of the two main hydraulic pumps P1 and P2 acting on the multi-stage pistons 19a and 19b and the negative pressures Pi1 and Pi2, and the springs S1 and S2. Is driven by the difference in force.

따라서, 작업부하의 증가에 따라 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 증가하는 경우, 즉 제어스풀(20a,20b)의 일측에 작용하는 메인유압펌프(P1,P2)의 평균압력이 반대쪽에 작용하는 스프링(S1,S2)의 힘보다 크면 상기 제어스풀(20a,20b)은 스프링(S1,S2)을 압축하는 방향으로 절환되어 메인유압펌프(P1,P2)의 압유를 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)에 유입시킨다. 그러면 대경실(15a,15b)의 단면적이 소경실(16a,16b)의 단면적보다 크므로 대경실(15a,15b)에 작용하는 힘이 커서 서보피스톤(14a,14b)은 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 감소시키는 방향으로 이동하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 감소시키게 된다. Therefore, when the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 increases as the workload increases, that is, the average pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 acting on one side of the control spools 20a and 20b is opposite. When greater than the force of the spring (S1, S2) acting on the control spool (20a, 20b) is switched in the direction to compress the spring (S1, S2) to the pressure oil of the main hydraulic pump (P1, P2) servo piston 14a It enters into the large diameter chamber 15a, 15b of (14b). Then, since the cross-sectional area of the large diameter chambers 15a and 15b is larger than the cross-sectional areas of the small diameter chambers 16a and 16b, the force acting on the large diameter chambers 15a and 15b is large and the servo pistons 14a and 14b are connected to the main hydraulic pumps P1, The discharge flow rate of the main hydraulic pumps P1 and P2 is reduced by moving in the direction of decreasing the swash plate angle of P2).

반면, 작업도중 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 감소하는 경우에는 제어스풀(20a,20b)에 작용하는 메인유압펌프(P1,P2)의 유압의 힘에 비하여 스프링(S1,S2)의 힘이 커서 상기 제어스풀(20a,20b)은 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)을 탱크(T)에 연결함으로써 서보피스톤(14a,14b)은 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 증가시키는 방향으로 이동하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 증가시키게 된다. On the other hand, when the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 decreases during the operation, the springs S1 and S2 are compared with the hydraulic force of the main hydraulic pumps P1 and P2 acting on the control spools 20a and 20b. The control spools 20a and 20b connect the large diameter chambers 15a and 15b of the servo pistons 14a and 14b to the tank T so that the servo pistons 14a and 14b are connected to the main hydraulic pump P1, Moving in the direction of increasing the swash plate angle of P2) to increase the discharge flow rate of the main hydraulic pump (P1, P2).

한편, 다단피스톤(19a,19b)의 파이롯실(PL1,PL2)에는 전자비례제어밸브(21)를 통하여 상기 보조펌프(P3)의 유로(24)가 연결되고, 상기 전자비례제어밸브(21)는 마력모드 선택에 따라 제어부(C)로부터 소정의 전류를 인가받아 상기 파이롯실(PL1,PL2)을 보조펌프(P3)의 유로 또는 탱크(T)와 선택적으로 연통시키게 되어 있다. 예컨대, 굴삭기의 마력모드를 통상의 작업에 적합한 소위 "표준모드"로 설정하면, 제어부(C)는 상기 전자비례제어밸브(21)에 전류를 인가하지 않으므로 메인유압펌프는 그 부하압력에 따라 토출유량이 제어되게 되고, 고속작업에 적합한 소위 "파워모드"로 설정하면 제어부(C)는 전자비례제어밸브(21)에 소정의 전류(예컨대 600㎃)를 인가하여 다단피스톤(19a,19b)의 파이롯실(PL1,PL2)을 보조펌프(P3)의 유로(24)와 연통시킴으로써 다단피스톤(19a,19b)의 토출압력(Po)이 감소하게 되고, 이에 따라 서보피스톤(14a,14b)이 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각의 감소량을 줄이는 방향으로 이동함으로써 메인유압펌프(P1,P2)은 더 많은 유량을 토출하게 되는 것이다. Meanwhile, the flow path 24 of the auxiliary pump P3 is connected to the pilot chambers PL1 and PL2 of the multi-stage pistons 19a and 19b through the electromagnetic proportional control valve 21, and the electromagnetic proportional control valve 21 is connected to the pilot chambers PL1 and PL2. Receives a predetermined current from the control unit C according to the horsepower mode selection to selectively communicate the pilot chamber (PL1, PL2) with the flow path or tank (T) of the auxiliary pump (P3). For example, when the horsepower mode of the excavator is set to the so-called "standard mode" suitable for normal operation, the control unit C does not apply current to the electromagnetic proportional control valve 21, and the main hydraulic pump discharges according to the load pressure. When the flow rate is controlled and set to the so-called "power mode" suitable for high speed operation, the control unit C applies a predetermined current (for example, 600 mA) to the electromagnetic proportional control valve 21 to control the multistage pistons 19a and 19b. By communicating the pilot chambers PL1 and PL2 with the flow passage 24 of the auxiliary pump P3, the discharge pressure Po of the multi-stage pistons 19a and 19b is reduced, and thus the servo pistons 14a and 14b become the main. The main hydraulic pumps P1 and P2 discharge more flow rate by moving in the direction of reducing the decrease in the swash plate angle of the hydraulic pumps P1 and P2.

그런데 상기 종래의 유압펌프 유량제어장치의 경우, 작업부하가 그다지 높지 않은 통상적인 작업을 수행하기 위한 마력모드로서, 펌프의 마력을 상대적으로 낮게 설정하여 작업성과 엔진의 연비를 양호하게 한 소위 "표준모드"에서는 도 3의 펌프의 특성곡선에서 그래프 "b"와 같이 도시된 바와 같은 펌프의 마력을 설정하여 펌프의 유량제어하는 한편, 작업부하가 상대적으로 높아서 엔진의 출력을 높여서 작업속도를 높일 수 있도록 한 소위 "파워모드"에서는 도 3의 그래프 "a"와 같이 도시된 바와 같이 펌프의 마력을 높게 설정하여 작업성을 높이도록 펌프의 유량을 제어하도록 되어 있다. By the way, in the conventional hydraulic pump flow control device, the horsepower mode for performing a normal operation of the workload is not very high, the so-called "standard that improves the workability and engine fuel efficiency by setting the horsepower of the pump relatively low Mode "in the characteristic curve of the pump of Figure 3 to control the flow rate of the pump by setting the horsepower of the pump as shown in the graph" b ", while the workload is relatively high to increase the output of the engine to increase the working speed In the so-called "power mode", as shown in the graph "a" of FIG. 3, the flow rate of the pump is controlled to increase the workability by setting the horsepower of the pump high.

그런데 상기한 바와 같이 굴삭기의 작업도중 펌프의 부하압력이 릴리프압력을 초과하는 경우에 펌프에서 토출되는 전유량을 릴리프밸브를 통하여 탱크로 드레인되게 되어 있는데, 이 경우에도 펌프는 계속 동일한 유량을 토출하도록 작동하므로 불필요한 펌프작동으로 연료가 불필요하게 소모될 뿐아니라 릴리프밸브는 펌프에서 토출되는 전유량을 드레인시키므로 높은 열이 발생하는 단점이 있다. As described above, when the load pressure of the pump during the operation of the excavator exceeds the relief pressure, the total flow rate discharged from the pump is drained to the tank through the relief valve. In this case, the pump continues to discharge the same flow rate. Since it operates, not only unnecessary fuel is consumed by unnecessary pump operation, but also the relief valve drains the entire flow rate discharged from the pump, which causes a disadvantage of generating high heat.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 고안된 것으로서, 릴리프부하시 연료소모를 저감할 수 있도록 유압펌프를 제어하는 장치를 제공함에 목적이 있다. Accordingly, the present invention is designed to solve the problems as described above, an object of the present invention to provide a device for controlling the hydraulic pump to reduce the fuel consumption during relief load.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수개의 엑츄에이터에 압유를 공급하는 적어도 1개 이상의 가변용량형 메인유압펌프와, 상기 메인유압펌프의 압유의 흐름방향과 유량을 제어하여 상기 복수개의 엑츄에이터에 공급하는 콘트롤밸브와, 상기 콘트롤밸브에 제어용 유압을 공급하는 보조펌프와, 소경실과 대경실을 구비하고 상기 각 메인유압펌프의 압유가 상기 소경실과 대경실을 통하여 작용하는 힘에 따라 이동하면서 상기 메인유압펌프의 사판각을 조절하는 서보피스톤과, 상기 메인유압펌프의 부하압력에 따라 상기 메인유압펌프의 메인유로를 상기 서보피스톤의 대경실 또는 탱크에 선택적으로 연결하는 제어스풀을 포함한 굴삭기의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치에 있어서, The present invention for achieving the above object is to supply at least one variable displacement main hydraulic pump for supplying pressure oil to a plurality of actuators, the flow direction and the flow rate of the pressure oil of the main hydraulic pump to supply to the plurality of actuators The main hydraulic pump is provided with a control valve, an auxiliary pump for supplying control hydraulic pressure to the control valve, a small diameter chamber and a large diameter chamber, and the hydraulic oil of each main hydraulic pump moves in accordance with the force acting through the small diameter chamber and the large diameter chamber. Variable displacement type hydraulic pressure of the excavator including a servo piston for adjusting the swash plate angle and a control spool for selectively connecting the main flow path of the main hydraulic pump to the large diameter chamber or the tank of the servo piston according to the load pressure of the main hydraulic pump. In the pump flow control device,

상기 보조펌프의 압유가 분기되어 상기 제어스풀의 수압부에 작용되게 연결된 조정라인과, 상기 조정라인 상에 설치되어 상기 보조펌프의 압유가 상기 제어스풀의 수압부에 공급되게 하거나 차단하는 솔레노이드밸브와, 상기 각 메인유압펌프의 메인유로상에 설치되어 메인유압펌프의 부하압력을 감지하는 압력센서 및 상기 압력센서에서 감지한 메인유압펌프의 부하압력을 인가받아서 상기 부하압력이 미리 설정된 릴리프압력에 도달하게 되면 상기 솔레노이드밸브가 유로를 개방하도록 솔레노이드밸브에 신호를 인가하여 제어부를 포함한 구성으로 되어 있다. An adjustment line connected to the hydraulic pressure portion of the control spool by branching the pressure oil of the auxiliary pump, and a solenoid valve installed on the adjustment line to supply or shut off the pressure oil of the auxiliary pump to the hydraulic pressure portion of the control spool; And a load sensor of the main hydraulic pump installed on the main flow path of each of the main hydraulic pumps to sense the load pressure of the main hydraulic pump and the load pressure of the main hydraulic pump detected by the pressure sensor to reach the preset relief pressure. In this case, the solenoid valve is configured to include a control unit by applying a signal to the solenoid valve so as to open the flow path.

상기한 구성으로 된 본 발명의 유압펌프 유량제어장치는 굴삭기의 작업부하에 최대로 되어 메인유압펌프의 토출압력이 릴리프압력에 도달하게 되면 그 메인유압펌프의 토출압력을 압력센서가 감지하여 제어부로 신호를 보내고, 이에 따라 제 어부는 솔레노이드밸브에 신호를 인가하여 조정라인을 개방한다. 이 때 보조펌프의 압유는 조정라인을 통하여 제어스풀의 수압부에 작용하므로 제어스풀을 통과한 메인유압펌프의 압유는 서보피스톤의 대경실과 소경실에 유입되어 서보피스톤을 메인유압펌프의 사판각을 줄이는 방향으로 작동시켜 메인유압펌프의 토출유량을 감소시키게 된다. The hydraulic pump flow rate control device of the present invention having the above-described configuration reaches the maximum working load of the excavator, and when the discharge pressure of the main hydraulic pump reaches the relief pressure, the pressure sensor senses the discharge pressure of the main hydraulic pump to the controller. Sends a signal and, accordingly, the control unit applies a signal to the solenoid valve to open the adjustment line. At this time, the hydraulic oil of the auxiliary pump acts on the hydraulic part of the control spool through the adjusting line, so the hydraulic oil of the main hydraulic pump passing through the control spool flows into the large and small diameter chambers of the servo piston, It operates in a decreasing direction to reduce the discharge flow rate of the main hydraulic pump.

아울러 메인유압펌프의 유압이 릴리프되는 경우 메인유압펌프의 토출유량이 줄어들게 되므로 엔진출력도 줄어들어 연료소모량을 줄일 수 있고, 릴리프밸브를 통과하는 유량이 줄어서 열발생량을 줄일 수 있다.In addition, when the hydraulic pressure of the main hydraulic pump is relief, the discharge flow rate of the main hydraulic pump is reduced, so that the engine output is also reduced to reduce the fuel consumption, and the flow rate through the relief valve is reduced to reduce the heat generation.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치를 개략적으로 도시한 유압회로도이다. 1 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a variable displacement hydraulic pump flow control apparatus of an excavator according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유압펌프 유량제어장치는 복수개의 엑츄에이터에 압유를 공급하는 2개의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 상기 엑츄에이터를 제어하는 콘트롤밸브(CV)에 파이롯압력을 공급하는 보조펌프(P3)를 포함하고, 상기 메인유압펌프(P1,P2)와 보조펌프(P3)는 엔진(E)에 의해 구동되게 연결되어 엔진의 전마력이 상기 유압펌프(P1,P2,P3)들을 구동하는데 사용된다. As shown in FIG. 1, the hydraulic pump flow control apparatus of the present invention includes two variable displacement main hydraulic pumps P1 and P2 for supplying hydraulic oil to a plurality of actuators, and a control valve CV for controlling the actuators. An auxiliary pump (P3) for supplying a pilot pressure to the main hydraulic pump (P1, P2) and the auxiliary pump (P3) is connected to be driven by the engine (E) so that the horsepower of the engine is the hydraulic pump Used to drive (P1, P2, P3).

상기 2개의 메인유압펌프(P1,P2)가 붐, 암, 등과 같은 복수개의 엑츄에이터(도시생략)에 압유를 공급하는 각 메인유로(11a,11b)상에는 그 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 소정의 압력이상이 될 때 탱크(T)로 복귀시키는 릴리프밸브(12)가 연결되고, 상기 메인유로(11a,11b)상에는 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력을 감지하는 압력센서(13a,13b)가 설치된다. 상기 압력센서(13a,13b)는 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력을 감지하여 제어부(C)로 신호를 보낸다. The two main hydraulic pumps P1 and P2 load the main hydraulic pumps P1 and P2 on the respective main flow paths 11a and 11b for supplying pressure oil to a plurality of actuators (not shown) such as booms, arms, and the like. A relief valve 12 for returning to the tank T when the pressure is above a predetermined pressure is connected, and a pressure sensor for sensing the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 on the main flow passages 11a and 11b. 13a and 13b are provided. The pressure sensors 13a and 13b detect a load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 and send a signal to the controller C.

한편, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 경사판(L)은 대경실(15a,15b)과 소경실(16a,16b)을 구비한 서보피스톤(14a,14b)과 연결되어 서보피스톤(14a,14b)의 움직임에 따라 각도가 조절되고, 상기 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)과 소경실(16a,16b)에는 각각 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 작용하도록 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 메인유로(11a,11b)에서 분기된 유로(17a,17b)(18a,18b)가 연결되어 있고, 상기 대경실(15a,15b)을 연결하는 유로(18a,18b)에는 다단피스톤(19a,19b)에 작용하는 2개의 메인유압펌프(P1,P2)의 평균압력과 네가콘압력(Pi1,Pi2)의 합력과, 스프링(S1,S2)의 힘의 차이에 의해 대경실(15a,15b)을 탱크(T) 또는 메인유로(11a,11b)에 선택적으로 연결시키는 제어스풀(20a,20b)이 설치된다. Meanwhile, the inclined plates L of the main hydraulic pumps P1 and P2 are connected to the servo pistons 14a and 14b including the large diameter chambers 15a and 15b and the small diameter chambers 16a and 16b, respectively. The angle is adjusted according to the movement of 14b), and the load pressures of the main hydraulic pumps P1 and P2 are respectively applied to the large diameter chambers 15a and 15b and the small diameter chambers 16a and 16b of the servo pistons 14a and 14b, respectively. Flow paths 17a, 17b (18a, 18b) branched from the main flow paths 11a, 11b of the main hydraulic pumps P1, P2 are connected to each other, and the flow paths connecting the large diameter chambers 15a, 15b. In 18a and 18b, the average pressure of the two main hydraulic pumps P1 and P2 acting on the multi-stage pistons 19a and 19b, the force of the negative pressures Pi1 and Pi2, and the force of the springs S1 and S2, respectively. Due to the difference, control spools 20a and 20b for selectively connecting the large diameter chambers 15a and 15b to the tank T or the main flow passages 11a and 11b are provided.

따라서, 작업부하의 증가에 따라 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 증가하는 경우, 즉 제어스풀(20a,20b)의 일측에 작용하는 메인유압펌프(P1,P2)의 평균압력이 반대쪽에 작용하는 스프링의 힘보다 크면 상기 제어스풀(20a,20b)은 스프링(S1,S2)을 압축하는 방향으로 절환되어 메인유압펌프(P1,P2)의 압유를 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)에 유입시킨다. 그러면 대경실(15a,15b)의 단면적이 소경실(16a,16b)의 단면적보다 크므로 대경실(15a,15b)에 작용하는 힘이 커서 서보피스톤(14a,14b)은 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 감소시키는 방향으로 이동 하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 감소시키게 된다. Therefore, when the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 increases as the workload increases, that is, the average pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 acting on one side of the control spools 20a and 20b is opposite. If the force of the spring acting on the control spool 20a, 20b is switched in the direction of compressing the spring (S1, S2) to the pressure of the main hydraulic pump (P1, P2) large diameter of the servo piston (14a, 14b) It flows into the chamber 15a, 15b. Then, since the cross-sectional area of the large diameter chambers 15a and 15b is larger than the cross-sectional areas of the small diameter chambers 16a and 16b, the force acting on the large diameter chambers 15a and 15b is large and the servo pistons 14a and 14b are connected to the main hydraulic pumps P1, The discharge flow rate of the main hydraulic pumps P1 and P2 is reduced by moving in the direction of decreasing the swash plate angle of P2).

반면, 작업도중 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 감소하는 경우에는 제어스풀(20a,20b)에 작용하는 메인유압펌프(P1,P2)의 유압의 힘에 비하여 스프링(S1,S2)의 힘이 커서 상기 제어스풀(20a,20b)은 서보피스톤(14a,14b)의 대경실(15a,15b)을 탱크(T)에 연결함으로써 서보피스톤(14a,14b)은 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 증가시키는 방향으로 이동하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 증가시키게 된다. On the other hand, when the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 decreases during the operation, the springs S1 and S2 are compared with the hydraulic force of the main hydraulic pumps P1 and P2 acting on the control spools 20a and 20b. The control spools 20a and 20b connect the large diameter chambers 15a and 15b of the servo pistons 14a and 14b to the tank T so that the servo pistons 14a and 14b are connected to the main hydraulic pump P1, Moving in the direction of increasing the swash plate angle of P2) to increase the discharge flow rate of the main hydraulic pump (P1, P2).

한편, 다단피스톤(19a,19b)의 파이롯실(PL1,PL2)에는 전자비례제어밸브(21)를 통하여 상기 보조펌프(P3)의 유로(24)가 연결되고, 상기 전자비례제어밸브(21)는 마력모드 선택에 따라 제어부(C)로부터 소정의 전류를 인가받아 상기 파이롯실(PL1,PL2)을 보조펌프(P3)의 유로 또는 탱크(T)와 선택적으로 연통시키게 되어 있다. Meanwhile, the flow path 24 of the auxiliary pump P3 is connected to the pilot chambers PL1 and PL2 of the multi-stage pistons 19a and 19b through the electromagnetic proportional control valve 21, and the electromagnetic proportional control valve 21 is connected to the pilot chambers PL1 and PL2. Receives a predetermined current from the control unit C according to the horsepower mode selection to selectively communicate the pilot chamber (PL1, PL2) with the flow path or tank (T) of the auxiliary pump (P3).

예컨대, 굴삭기의 마력모드를 통상의 작업에 적합한 소위 "표준모드"로 설정하면, 제어부(C)는 상기 전자비례제어밸브(21)에 전류를 인가하지 않게 되고, 고속작업에 적합한 소위 "파워모드"로 설정하면 제어부(C)는 전자비례제어밸브(21)에 소정의 전류(예컨대 600㎃)를 인가하여 다단피스톤(19a,19b)의 파이롯실(PL1,PL2)을 보조펌프(P3)의 유로(24)와 연통시킴으로써 다단피스톤(19a,19b)의 토출압력(Po)이 감소하게 되고, 이에 따라 서보피스톤(14a,14b)이 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각의 감소량을 줄이는 방향으로 이동함으로써 메인유압펌프(P1,P2)은 더 많은 유량을 토출하게 되는 것이다. For example, if the horsepower mode of the excavator is set to the so-called "standard mode" suitable for normal operation, the control unit C will not apply current to the electromagnetic proportional control valve 21, so-called "power mode suitable for high speed operation. ", The control unit C applies a predetermined current (for example, 600 mA) to the electromagnetic proportional control valve 21 to transfer the pilot chambers PL1 and PL2 of the multistage pistons 19a and 19b to the auxiliary pump P3. By communicating with the flow passage 24, the discharge pressure Po of the multi-stage pistons 19a and 19b is reduced, thereby reducing the amount of reduction in the swash plate angle of the main hydraulic pumps P1 and P2 by the servo pistons 14a and 14b. By moving in the direction, the main hydraulic pumps P1 and P2 discharge more flow rate.

한편, 상기 다단피스톤(19a,19b)이 작용하는 상기 제어스풀(20a,20b)의 수압부에는 유량제어피스톤(22a,22b)이 구비되고, 이 유량제어피스톤(22a,22b)의 수압실(23a,23b)은 상기 보조펌프(P3)의 유로(24)에서 분기된 조정라인(26)이 연결되어 있으며, 상기 조정라인(26)상에는 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력을 감지하는 압력센서(13a,13b)의 감지신호를 제어부(C)로부터 받아 유로를 개방하는 솔레노이드밸브(25)가 설치된다. On the other hand, the hydraulic pressure control portions 22a and 22b of the control spools 20a and 20b to which the multi-stage pistons 19a and 19b act are provided, and the hydraulic pressure chambers of the flow control pistons 22a and 22b are provided. 23a and 23b are connected to an adjustment line 26 branched from the flow passage 24 of the auxiliary pump P3, and detects the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 on the adjustment line 26. The solenoid valve 25 which opens the flow path by receiving the detection signal of the pressure sensors 13a and 13b from the control part C is provided.

따라서 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력이 릴리프압력에 도달하는 경우 제어부(C)는 압력센서(13a,13b)로부터 그 릴리프압력신호를 받아서 상기 솔레노이드밸브(25)에 인가함으로써 조정라인(26)을 개방하게 된다. 이에 따라 상기 보조펌프(P3)의 압유는 조정라인(26)을 통하여 유량제어피스톤(22a,22b)의 수압실(23a,23b)에 작용함으로써 상기 제어스풀(20a,20b)을 이동시키고, 이에 따라 서보피스톤(14a,14b)은 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 줄여줌으로써 토출유량을 감소시킨다. Accordingly, when the load pressure of the main hydraulic pumps P1 and P2 reaches the relief pressure, the controller C receives the relief pressure signal from the pressure sensors 13a and 13b and applies it to the solenoid valve 25. (26) is opened. Accordingly, the pressure oil of the auxiliary pump P3 acts on the hydraulic pressure chambers 23a and 23b of the flow control pistons 22a and 22b through the adjustment line 26 to move the control spools 20a and 20b. Accordingly, the servo pistons 14a and 14b reduce the discharge flow rate by reducing the swash plate angles of the main hydraulic pumps P1 and P2.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치는, 굴삭기가 작업도중에 고부하의 작업부하를 받아서 메인유압펌프의 토출유량이 릴리프되는 경우에 메인유압펌프의 토출유량을 줄여 불필요한 메인유압펌프의 구동을 줄이므로 엔진의 연료소모를 줄이며, 나아가 메인유압펌프의 유량의 릴리프시 토출유량이 감소하므로 릴리프밸브에서 발생하는 열량을 줄여주는 효과도 있다. As described above, the hydraulic pump flow control apparatus of the excavator according to the present invention reduces the discharge flow rate of the main hydraulic pump when the excavator receives the high load during the operation and the discharge flow rate of the main hydraulic pump is relief. Since the driving of the pump is reduced, the fuel consumption of the engine is reduced. Furthermore, the discharge flow rate is reduced when the flow rate of the main hydraulic pump is released, thereby reducing the amount of heat generated from the relief valve.

Claims (1)

복수개의 엑츄에이터에 압유를 공급하는 적어도 1개 이상의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 압유의 흐름방향과 유량을 제어하여 상기 복수개의 엑츄에이터에 공급하는 콘트롤밸브(CV)에 제어용 파이롯유압신호를 제공하는 보조펌프(P3)와, 소경실(16a,16b)과 대경실(15a,15b)을 구비하고 상기 각 메인유압펌프(P1,P2)의 압유가 상기 소경실(16a,16b)과 대경실(15a,15b)을 통하여 작용하는 힘에 따라 이동하면서 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 조절하는 서보피스톤(14a,14b)과, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력에 따라 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 메인유로(11a,11b)를 상기 서보피스톤의 대경실(15a,15b) 또는 탱크(T)에 선택적으로 연결하는 제어스풀(20a,20b)을 포함한 굴삭기의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치에 있어서, At least one variable displacement main hydraulic pump (P1, P2) for supplying pressure oil to a plurality of actuators and the flow direction and flow rate of the pressure oil of the main hydraulic pumps (P1, P2) are controlled and supplied to the plurality of actuators. Auxiliary pump (P3) for providing a pilot hydraulic signal for control to the control valve (CV), small diameter chamber (16a, 16b) and large diameter chamber (15a, 15b) and each of the main hydraulic pump (P1, P2) Servo pistons 14a and 14b for adjusting the swash plate angles of the main hydraulic pumps P1 and P2 while the oil pressure of the gas moves in accordance with the forces acting through the small diameter chambers 16a and 16b and the large diameter chambers 15a and 15b. And the main flow paths 11a and 11b of the main hydraulic pumps P1 and P2 in accordance with the load pressures of the main hydraulic pumps P1 and P2 to the large diameter chambers 15a and 15b or the tank T of the servo piston. In the variable displacement hydraulic pump flow control device of an excavator including a control spool (20a, 20b) selectively connected to the 상기 보조펌프(P3)의 압유가 분기되어 상기 제어스풀(20a,20b)의 수압부에 작용되게 연결된 조정라인(26)과, 상기 조정라인(26) 상에 설치되어 상기 보조펌프(P3)의 압유가 상기 제어스풀(20a,20b)의 수압부에 공급되게 하거나 차단하는 솔레노이드밸브(25), 상기 각 메인유압펌프(P1,P2)의 메인유로(11a,11b)상에 설치되어 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력을 감지하는 압력센서(13a,13b) 및 상기 압력센서(13a,13b)에서 감지한 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 부하압력신호를 인가받아 상기 부하압력신호가 미리 설정된 릴리프압력에 도달하게 되면 상기 솔레노이드밸브(25)를 개방시키는 제어부(C)를 포함한 것을 특징으로 하는 굴삭기의 유압펌프 유량제어장치. The pressure oil of the auxiliary pump (P3) is branched and connected to the hydraulic line of the control spools (20a, 20b) and the adjustment line 26, which is installed on the adjustment line 26 of the auxiliary pump (P3) A solenoid valve 25 for supplying or blocking the hydraulic oil to the hydraulic parts of the control spools 20a and 20b, and installed on the main flow paths 11a and 11b of each of the main hydraulic pumps P1 and P2, is provided with a main hydraulic pump. The load pressure signal is applied by the pressure sensors 13a and 13b for detecting the load pressure of P1 and P2 and the load pressure signals of the main hydraulic pumps P1 and P2 detected by the pressure sensors 13a and 13b. When the hydraulic pressure reaches a preset relief pressure, the hydraulic pump flow control apparatus of the excavator, characterized in that it comprises a control unit (C) for opening the solenoid valve (25).
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