KR100982837B1

KR100982837B1 - 건설중장비의 유압펌프 유량제어장치

Info

Publication number: KR100982837B1
Application number: KR1020030095406A
Authority: KR
Inventors: 김용채
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2010-09-16
Also published as: KR20050064121A

Abstract

본 발명은 건설중장비의 가변용량형 유압펌프의 유량제어장치에 관한 것으로, 특히 컨트롤밸브(10)를 바이패스하는 메인유압펌프(P1,P2)의 바이패스유량 변화에 따라 네가콘압력을 형성하는 네가콘밸브(13a,13b)와, 상기 네가콘밸브(13a,13b)의 네가콘압력라인(14a,14b)을 통하여 제공되는 네가콘압력에 의해 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 가변시키는 유량조정기구(12a,12b)와, 상기 네가콘밸브(13a,13b)에서 유량조정기구(12a,12b)로 전달되는 네가콘압력의 유량을 감소시키는 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)와, 급조작방지 선택스위치(17)로부터 급조작방지신호가 제공될 경우에는 상기 네가콘밸브(13a,13b)를 상기 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)에 연결하고, 급조작방지신호가 제공되지 않을 경우에는 상기 네가콘밸브(13a,13b)를 상기 유량조정기구(12a,12b)에 곧바로 연결 연결하는 선택밸브(15a,15b)를 구비하여, 작업자가 리모트컨트롤밸브를 급속하게 조작하거나 조작정지하여 유압펌프의 토출유량을 제어하는 네가콘압력에 급격한 변화가 있더라도 메인유압펌프의 실제 토출유량의 변화는 지연되어 토출유량의 급격한 변화에 따른 장비의 충격을 방지하고, 아울러 미세정밀작업을 수행할 수 있게 된다.

건설중장비, 가변용량형 유압펌프, 네가콘압력, 가변교축밸브

Description

건설중장비의 유압펌프 유량제어장치{ Apparatus for controlling Hydraulic pump of construction heavy equipment}

도 1은 종래 건설중장비의 유압펌프 유량제어장치의 개략적인 유압회로도,

도 2는 종래 건설중장비의 유압펌프 유량제어장치에 의해 네가콘압력변화에 대한 유압펌프의 토출유량 변화곡선,

도 3은 본 발명에 따른 건설중장비 유압펌프 유량제어장치의 유압회로도,

도 4는 본 발명의 유압펌프 유량제어장치에 의해 네가콘압력변화에 대한 유압펌프의 토출유량 변화곡선으로서, a는 네가콘압력변화 선도이고, a는 네가콘압력변화에 대응하여 가변되는 유압펌프의 유량변화선도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

P1,P2: 가변용량형 메인유압펌프 L1,L2: 경사판

10: 컨트롤밸브 SP: 제어스풀

P3: 보조펌프 10a,10b: 메인유압라인

11a,11b: 바이패스라인 12a,12b: 유량조정기구

13a,13b: 네가콘밸브 14a,14b: 네가콘압력라인

15a,15b: 선택밸브 16a,16b: 네가콘유량 조절밸브

17: 선택스위치 20: 리모트컨트롤밸브

21: 조작레버 T: 탱크

본 발명은 굴삭기 등과 같은 건설중장비의 유압펌프 제어장치에 관한 것으로, 특히 네가콘압력 변화에 따라 유압펌프의 토출유량을 가변제어하는 유압펌프 유량제어장치에 관한 것이다.

굴삭기는 복수개의 액츄에이터에 압유를 공급하는 2개의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 상기 액츄에이터를 제어하는 컨트롤밸브(10)에 파이롯압력을 공급하는 보조펌프(P3)과, 상기 보조펌프(P3)의 압유를 감압하여 상기 컨트롤밸브(10)의 복수개의 제어스풀(SP)에 각각의 파이롯압력을 선택적으로 제공하는 리모트컨트롤밸브(20)를 포함한다.

그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 컨트롤밸브(10)의 바이패스라인(11a,11b)을 통과하는 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 바이패스유량에 따라 네가콘압력을 형성하는 네가콘밸브(13a,13b)가 구비되고, 상기 네가콘밸브(13a,13b)의 네가콘압력은 네가콘압력라인(14a,14b)을 통하여 메인유압펌프(P1,P2)의 유량조정기구(12a,12b)에 전달되고, 유량조정기구(12a,12b)는 네가콘압력변화에 따라 메인유압펌프(P1,P2)의 사판각을 증감시켜 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 가변제어하게 된다.

즉, 이렇게 감소되는 네가콘압력은 네가콘압력라인(14a,14b)을 통하여 유량조정기구(12a,12b)를 작동시켜 각 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 증대시키는 반면, 바이패스유량이 증가할 때에는 네가콘압력이 증가하여 메인유압펌프의 토출유량을 감소시키는 소위 "네가콘(Negative Control)방식"에 의해 이루어진다.

이와 같이, 상기 네가콘방식을 적용한 굴삭기에서 메인유압펌프의 토출유량은 네가콘압력에 따라 제어되는데, 이 네가콘압력은 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21) 조작량에 의존하게 되므로 작업자가 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)를 급속조작하는 경우에는 네가콘압력도 급격하게 변하게 되고, 그에 따라 메인유압펌프의 토출유량도 급격하게 변동하면서 장비는 관성에 의해 울컥거리는 현상이 발생하는 단점이 있었다.

예컨대, 프론트작업을 하기 위하여 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)를 중립위치에서 어느 한쪽으로 조작할 때 급속조작하게 되면 컨트롤밸브(10)의 해당 제어스풀(SP)이 한쪽으로 급속하게 이동하면서 바이패스라인(11a,11b)의 바이패스유량을 급속하게 감소시키고, 이에 따라 도 2의 그래프 "A"의 "가"구간으로 표시되는 바와 같이, 네가콘압력(Ne)도 급격히 감소하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량(Q)이 그래프"B"의 "가"구간과 같이, 급격히 증가하고, 그 결과 정지관성에 의해 장비가 울컥거리는 현상과 함께 메인유압펌프(P1,P2)의 압유에 의해 작동하는 액츄에이터는 순간적으로 급격히 작동하여 소위 "오버슈트" 현상이 발생하므로 미세정밀 작업을 수행할 수 없게 된다.

또한 작업자가 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)를 작업위치에서 중립위치로 귀환시킬 때에도 급속하게 귀환시키는 경우 도 2의 그래프"A"의 "나"구간에 도시된 바와 같이, 상기 네가콘압력(Ne)이 급속하게 증가하여 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량이 그래프"B"의 "나"구간에 도시된 바와 같이 급격히 감소함으로써 장비가 운동관성에 의해 울컥거려 작업자에게 불쾌감을 줄뿐아니라 정밀하고 미세한 작업을 수행할 수 없게 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래의 유압펌프 제어장치가 가진 단점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 미세 정밀작업을 하기 위해 리모트컨트롤밸브의 조작레버를 조작할 때 급속조작하더라도 메인유압펌프의 토출유량 변화는 서서히 이루어지게 하여 장비의 울컥거림을 방지하는 동시에 미세정밀작업성을 향상시키고, 신속한 동작이 필요한 경우에는 메인유압펌프의 유량을 신속하게 변화시킬 수 있는 건설중장비의 가변용량형 유압펌프 제어장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 컨트롤밸브를 바이패스하는 메인유압펌프의 바이패스유량 변화에 따라 네가콘압력을 형성하는 네가콘밸브와, 상기 네가콘밸브의 네가콘압력라인을 통하여 제공되는 네가콘압력에 의해 메인유압펌프의 토출유량을 가변시키는 유량조정기구를 포함한 건설중장비의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치에 있어서,

급조작방지 선택스위치와, 상기 네가콘밸브에서 유량조정기구로 전달되는 네 가콘압력의 유량을 감소시키는 네가콘유량 조절밸브와, 상기 급조작방지 선택스위치로부터 급조작방지신호가 제공될 경우에는 상기 네가콘밸브를 상기 네가콘유량 조절밸브에 연결하고 급조작방지신호가 제공되지 않을 경우에는 상기 네가콘밸브를 상기 유량조정기구에 곧바로 연결 연결하는 선택밸브를 더 구비한 구성으로 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은 작업자가 미숙하거나 부주의하여 리모트컨트롤밸브를 급속하게 조작하거나 조작정지하여 유압펌프의 토출유량을 제어하는 제어신호압력에 급격한 변화가 있더라도 메인유압펌프의 실제 토출유량의 변화는 지연되어 토출유량의 급격한 변화에 따른 장비의 충격을 방지하고, 아울러 미세정밀작업을 수행할 수 있게 된다. 또한 필요한 경우에는 토출유량 변화 지연을 해제하여 리모트컨트롤밸브의 변위에 대응하여 신속하게 유량을 증감시킴으로써 작업속도를 빠르게 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 가변용량형 유압펌프의 유량제어장치의 바람직한 일실시예를 개략적으로 도시한 유압회로도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 액츄에이터에 압유를 공급하는 적어도 1개 이상의 가변용량형 메인유압펌프(P1,P2)와, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 흐름방향과 유량을 제어하여 각각의 액츄에이터에 공급하는 복수개의 제어스풀을 구비한 컨트롤밸브(10)와, 상기 컨트롤밸브(10)의 각 제어스풀을 제어하기 위한 파이롯유압신호를 제공하는 보조펌프(P3)와, 상기 보 조펌프(P3)의 압유를 감압하여 상기 컨트롤밸브(10)의 각 제어스풀을 제어하기 위한 파이롯신호를 발생시키는 리모트컨트롤밸브(20)를 구비한다.

상기 컨트롤밸브(10)의 각 제어스풀은 메인유압라인(10a,10b)를 통하여 토출되는 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 압유를 바이패스시켜 탱크(T)로 배출시키는 바이패스라인(11a,11b)을 구비하고, 상기 컨트롤밸브(10)의 하류측 바이패스라인(11a,11b)에는 바이패스유량의 증감에 비례하는 네가콘압력(Pi1,Pi2)을 형성하는 네가콘밸브(13a,13b)가 설치된다.

한편, 상기 메인유압펌프(P1,P2)의 경사판(L1,L2)에는 유량조정기구(12a,12b)가 연결되고, 유량조정기구(12a,12b)는 네가콘압력라인(14a,14b)을 통하여 네가콘밸브(L1,L2)에 연결되어 네가콘압력이 증가하면 경사판(L1,L2)의 경전각을 감소시켜 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 감소시키고, 반대로 네가콘압력라인(14a,14b)을 통한 네가콘압력이 감소하면 경사판(L1,L2)의 경전각을 증가시켜 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 증가시킨다.

상기 네가콘밸브(13a,13b)에서 형성되는 네가콘압력(Pi1,Pi2)에 의해 발생되는 네가콘유량은 선택밸브(15a,15b)에서 흐름이 제어되어 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)를 거쳐 일정한 유량으로 감소된 후 유량조정기구(12a,12b)에 전달되거나, 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)를 거치지 않고 곧바로 유량조정기구(12a,12b)에 전달되게 되어 있으며, 상기 선택밸브(15a,15b)는 급조작방지 선택스위치(17)에서 제공되는 급조작방지신호에 의해 네가콘밸브(13a,13b)를 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)에 연결하게 되어 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 가변용량형 유압펌프의 유량제어장치의 작동을, 액츄에이터의 급조작에 의한 작업정밀성을 고려할 필요가 없는 통상의 경우와 미세 정밀작업을 위하여 액츄에이터의 급조작을 방지하고자 하는 경우로 나누어 설명하면 다음과 같다.

통상의 작업시(미세정밀작업을 하지 않는 경우)

미세정밀작업을 하지 않는 경우에는 급조작방지 선택스위치(17)를 켜지 않는다. 그러면 상기 선택밸브(15a,15b)는 네가콘압력라인(14a,14b)를 곧바로 메인유압펌프의 유량조정기구(12a,12b)에 연결하여 네가콘밸브(13a,13b)에서 제공하는 네가콘압력변화에 유량조정기구(12a,12b)에 곧바로 전달되어 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량은 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)의 작동에 대응하여 가변되게 된다. 즉, 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)를 급속하게 조작하는 경우에는 네가콘압력이 도 4 (a)의 그래프"C"에 도시된 바와 같이 급격하게 변화하고, 메인유압펌프(P1,P2)의 펌프유량(Q)도 도 4 (b)의 그래프"D"에 도시된 바와 같이, 급속하게 변화된다.

미세정밀작업을 위하여 액츄에이터의 급조작을 방지하고자 하는 경우

그러나 급속조작을 방지하기 위해 급조작방지 선택스위치(17)를 켜면 선택밸브(15a,15b)는 네가콘밸브(13a,13b)의 네가콘압력라인(14a,14b)을 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)에 연결하도록 절환된다. 이 상태에서 작업자가 리모트컨트롤밸브(20)의 조작레버(21)를 급속하게 조작하여 컨트롤밸브(10)의 해당 제어스풀(SP)이 급속하게 절환됨에 따라 네가콘밸브(13a,13b)에서 형성되는 네가콘압력이 급격히 증감하게 되더라도 그 네가콘압력은 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)를 통과하면서 도 4 (a)의 그래프 "E"에 도시된 바와 같이, 증감속도가 지연되고, 이에 따라 유량조정기구(12a,12b)는 메인유압펌프(P1,P2)의 펌프유량(Q)을 도 4 (b)의 그래프"F"에 도시된 바와 같이, 서서히 가변시켜 급속조작을 방지하고 미세정밀조작을 가능하게 한다.

본 발명의 유압펌프 유량제어장치는 작업자가 미숙하거나 부주의하여 리모트컨트롤밸브를 급속하게 조작하거나 조작정지하여 유압펌프의 토출유량을 제어하는 제어신호압력에 급격한 변화가 있더라도 메인유압펌프의 실제 토출유량의 변화는 지연되어 토출유량의 급격한 변화에 따른 장비의 충격을 방지하고, 아울러 미세정밀작업을 수행할 수 있게 된다. 또한 필요한 경우에는 토출유량 변화 지연을 해제하여 리모트컨트롤밸브의 변위에 대응하여 신속하게 유량을 증감시킴으로써 작업속도를 빠르게 할 수 있다.

Claims

컨트롤밸브(10)를 바이패스하는 메인유압펌프(P1,P2)의 바이패스유량 변화에 따라 네가콘압력을 형성하는 네가콘밸브(13a,13b)와, 상기 네가콘밸브(13a,13b)의 네가콘압력라인(14a,14b)을 통하여 제공되는 네가콘압력에 의해 메인유압펌프(P1,P2)의 토출유량을 가변시키는 유량조정기구(12a,12b)를 포함한 건설중장비의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치에 있어서,

급조작방지 선택스위치(17)와,

상기 네가콘밸브(13a,13b)에서 유량조정기구(12a,12b)로 전달되는 네가콘압력의 유량을 감소시키는 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)와,

상기 급조작방지 선택스위치(17)로부터 급조작방지신호가 제공될 경우에는 상기 네가콘밸브(13a,13b)를 상기 네가콘유량 조절밸브(16a,16b)에 연결하고 급조작방지신호가 제공되지 않을 경우에는 상기 네가콘밸브(13a,13b)를 상기 유량조정기구(12a,12b)에 곧바로 연결 연결하는 선택밸브(15a,15b)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 건설중장비의 가변용량형 유압펌프 유량제어장치.