KR100998613B1 - 건설장비용 유압시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은, 메인 유압펌프의 유압 공급통로에 병렬 연결되는 컨트롤밸브의 중립시 메인 유압펌프로부터의 작동유가 바이패스통로를 따라 유압탱크로 흐를 경우 압력 발생을 최소화하고, 컨트롤밸브의 절환시에는 바이패스통로의 유량을 제어할 수 있도록 한 것으로,

본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 메인 유압펌프 및 파일럿 펌프와,

메인 유압펌프의 바이패스통로에 병렬 연결되는 유압 공급통로에 설치되고, 절환시 유압실린더 등의 기동, 정지 및 방향 전환을 각각 제어하는 컨트롤밸브와,

컨트롤밸브의 하류측으로 유압 공급통로에 각각 설치되고, 유압실린더 등에 공급되는 유량을 각각 제어하는 제1유량조정밸브와,

유압 공급통로에 접속되는 부하압 신호통로와,

부하압 신호통로의 압력과 바이패스통로의 압력차에 의해 절환되도록 바이패스통로의 하류측에 설치되고, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력되지않을 경우 밸브스프링의 탄성력을 최소상태로 설정하며, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력될 경우에는 배압실의 압력을 증대시키는 제2유량조정밸브와,

바이패스통로의 하류측에 형성되는 압력에 의해 메인 유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 압력 신호라인과,

바이패스통로의 최하류측에 설치되고, 압력 신호라인에 압력을 형성하는 압 력 발생장치를 포함한다.

건설장비, 유압시스템, 에너지 효율

Description

건설장비용 유압시스템{hydraulic system of construction equipment}

본 발명은 메인 유압펌프로부터 붐실린더 등에 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브의 중립상태에서, 메인 유압펌프로부터의 작동유가 유압탱크로 흐를 경우 압력 손실을 최소화할 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 메인 유압펌프의 유압 공급통로에 병렬 연결되는 컨트롤밸브의 중립시 메인 유압펌프로부터의 작동유가 바이패스통로를 따라 유압탱크로 흐를 경우 압력 발생을 최소화하고, 컨트롤밸브의 절환시에는 바이패스통로의 유량을 제어할 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 메인 유압펌프(1) 및 파일럿 펌프(2)와,

메인 유압펌프(1)의 바이패스통로(3)에 병렬 연결되는 유압 공급통로(4)에 설치되고, 절환시 유압실린더(미 도시됨) 등의 기동, 정지 및 방향 전환을 각각 제어하는 컨트롤밸브(5,6)와,

컨트롤밸브(5,6)의 하류측으로 유압 공급통로(4)에 각각 설치되고, 유압실린더 등에 공급되는 유량을 각각 제어하는 제1유량조정밸브(7,8)와,

부하압 신호통로(10)의 압력과 바이패스통로(3)의 압력차에 의해 절환되도록 바이패스통로(3)의 하류측에 설치되고, 컨트롤밸브(5,6)의 중립시 메인 유압펌프(1)로부터의 작동유를 유압탱크로 배출시키는 제2유량조정밸브(9)와,

유압 공급통로(4)에 접속되고, 제2유량조정밸브(9)의 배압실에 연결되는 부하압 신호통로(10)와,

바이패스통로(3)의 하류측에 형성되는 압력에 의해 메인 유압펌프(1)의 사판(1a) 경전각을 제어하는 압력 신호라인(11)과,

바이패스통로(3)의 최하류측에 설치되고, 압력 신호라인(11)에 압력을 형성하는 압력 발생장치(12)를 포함한다.

전술한 바와 같이 구성되는 종래 기술의 유압시스템은, 컨트롤밸브(5,6)가 중립상태를 각각 유지할 경우, 메인 유압펌프(1)로부터 바이패스통로(3)에 공급되는 작동유는 압력 발생장치(12)에 의해 압력 신호라인(11)에 압력을 형성한다. 이로 인해 유압펌프(1)의 사판 경전각을 제어하여 토출유량을 최소화시킨다.

반면에, 붐 등을 조작하기 위하여 파일럿 펌프(2)로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 컨트롤밸브(5,6)가 절환되는 경우, 부하압 신호통로(10)의 압력과 바이패스통로(3)의 압력 차이에 의해 제2유량조정밸브(9)를 통과하는 유량이 변경된다. 이로 인해 압력 신호라인(11)에 형성되는 압력 또한 변경되므로 메인 유압펌프(1)의 토출유량을 조정할 수 있다.

도 2는 컨트롤밸브(5,6)의 절환으로 인해 유압실린더에 발생되는 부하압과 바이패스통로(3)에 압력 차이가 발생됨에 따라, 압력 신호라인(11)의 압력 또한 변하여 유압펌프(1)의 토출유량을 제어하는 것을 나타내는 그래프 곡선이다.

종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템은, 컨트롤밸브(5,6)가 중립일 경우, 유압펌프(1)로부터 토출되는 작동유가 바이패스통로(3)를 따라 유압탱크로 배출된다. 이때 제2유량조정밸브(9)의 밸브스프링(9a)에 의해 발생되는 압력(약 15∼20bar)과, 압력 발생장치(12)의 교축부(12a)에 의해 발생되는 압력만큼 작동유가 유압탱크로 상시 배출되므로 에너지 손실을 초래하는 문제점을 갖는다.

본 발명의 실시예는, 메인 유압펌프의 유압 공급통로에 병렬 연결되는 컨트롤밸브의 중립상태에서, 메인 유압펌프로부터의 작동유가 바이패스통로를 따라 유압탱크로 흐를 경우 압력을 최소화하고, 컨트롤밸브의 절환시에는 바이패스통로의 유량을 제어함에 따라 에너지 손실을 줄일 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템과 관련된다.

본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 메인 유압펌프 및 파일럿 펌프와,

메인 유압펌프의 바이패스통로에 병렬 연결되는 유압 공급통로에 설치되고, 절환시 유압실린더 등의 기동, 정지 및 방향 전환을 각각 제어하는 컨트롤밸브와,

컨트롤밸브의 하류측으로 유압 공급통로에 각각 설치되고, 유압실린더 등에 공급되는 유량을 각각 제어하는 제1유량조정밸브와,

유압 공급통로에 접속되는 부하압 신호통로와,

부하압 신호통로의 압력과 바이패스통로의 압력차에 의해 절환되도록 바이패스통로의 하류측에 설치되고, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력되지않을 경우 밸브스프링의 탄성력을 최소상태로 설정하며, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력될 경우에는 배압실의 압력을 증대시키는 제2유량조정밸브와,

바이패스통로의 하류측에 형성되는 압력에 의해 메인 유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 압력 신호라인과,

바이패스통로의 최하류측에 설치되고, 압력 신호라인에 압력을 형성하는 압력 발생장치를 포함한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 제2유량조정밸브의 수압부에 입력되는 제어신호로서, 컨트롤밸브를 절환시키도록 파일럿 펌프로부터 컨트롤밸브에 공급되는 파일럿 신호압이 사용된다.

전술한 제2유량조정밸브의 수압부에 입력되는 파일럿 신호압을 단속할 수 있도록 설치되고, 엔진 회전수가 설정된 회전수에 도달될 경우 절환되어 제2유량조정밸브에 파일럿 신호압을 공급하는 제어신호 절환밸브를 더 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.

메인 유압펌프의 유압 공급통로에 병렬 연결되는 컨트롤밸브의 중립시 메인 유압펌프로부터의 작동유가 바이패스통로를 따라 유압탱크로 흐를 경우에는 압력 발생을 최소화하고, 컨트롤밸브의 절환시(작업모드)에는 바이패스통로의 유량을 제어함에 따라 유압시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 메인 유압펌프(1) 및 파일럿 펌프(2)와,

메인 유압펌프(1)의 바이패스통로(3)에 병렬 연결되는 유압 공급통로(4)에 설치되고, 절환시 유압실린더(미 도시됨) 등의 기동, 정지 및 방향 전환을 각각 제어하는 컨트롤밸브(5,6)와,

컨트롤밸브(5,6)의 하류측으로 유압 공급통로(4)에 각각 설치되고, 유압실린더 등에 공급되는 유량을 각각 제어하는 제1유량조정밸브(7,8)와,

유압 공급통로(4)에 접속되고 제2유량조정밸브(14)의 배압실에 연결되는 부하압 신호통로(10)와,

부하압 신호통로(10)의 압력과 바이패스통로(3)의 압력차에 의해 절환되도록 바이패스통로(3)의 하류측에 설치되고, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력되지않을 경우 밸브스프링(14a)의 탄성력을 최소상태로 설정하며, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력될 경우에는 배압실의 압력을 증대(수압부에 입력되는 제어신호압 력과 밸브스프링(14a)의 탄성력을 합한 것을 말함)시키는 제2유량조정밸브(14)와,

바이패스통로(3)의 하류측에 형성되는 압력에 의해 메인 유압펌프(1)의 사판(1a) 경전각을 제어하는 압력 신호라인(11)과,

바이패스통로(3)의 최하류측에 설치되고, 압력 신호라인(11)에 압력을 형성하는 압력 발생장치(12)를 포함한다.

이때, 제2유량조정밸브(14)에 인가되는 제어신호로서, 컨트롤밸브(5,6)를 절환시키도록 파일럿 펌프(2)로부터 컨트롤밸브(5,6)에 공급되는 파일럿 신호압이 사용된다.

또한, 제2유량조정밸브(14)의 수압부에 입력되는 파일럿 신호압을 단속할 수 있도록 설치되고, 엔진 회전수가 설정된 회전수에 도달될 경우 절환되어 제2유량조정밸브(14)에 파일럿 신호압을 공급하는 제어신호 절환밸브(13)를 더 포함한다.

이때, 컨트롤밸브(5,6)의 중립시 밸브스프링(14a)의 탄성력을 최소상태로 설정하고, 컨트롤밸브(5,6)의 절환시 외부로부터 제어신호 인가에 따라 밸브스프링(14a)에 소정의 외력을 부가시키는 제2유량조정밸브(14)와, 제2유량조정밸브(14)의 수압부에 입력되는 제어신호를 단속하는 제어신호 절환밸브(13)를 제외한 구성은, 도 1에 도시된 유압시스템의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤밸브(5,6)가 중립상태를 각각 유지할 경우, 메인 유압펌프(1)로부터 바이패스통로(3)에 공급되는 작동유는 압력 발생장치(12)에 의해 압력 신호라인(11)에 압력을 형성한다. 이로 인해 유압펌프(1)의 사판(1a) 경전각을 제어하여 토출 유량을 최소화시킨다.

즉, 메인 유압펌프(1)로부터 바이패스통로(3)에 공급되는 작동유를 제2유량조정밸브(14)에 의해 제어가 불필요한 경우, 제2유량조정밸브(14)의 수압부에 제어신호가 입력되지않은 경우로서 제2유량조정밸브(14)의 밸브스프링(14a)의 탄성력은 초기의 최소상태를 유지한다. 이로 인해 제2유량조정밸브(14)를 통과시 발생되는 압력 손실을 최소화할 수 있다.

반면에, 붐 등을 조작하기 위하여 파일럿 펌프(2)로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 컨트롤밸브(5,6)가 절환되는 경우, 부하압 신호통로(10)의 압력과 바이패스통로(3)의 압력 차이에 의해 제2유량조정밸브(9)를 통과하는 유량이 변경된다. 이로 인해 압력 신호라인(11)에 형성되는 압력 또한 변경되므로 메인 유압펌프(1)의 토출 유량을 조정할 수 있다.

즉, 메인 유압펌프(1)로부터 바이패스통로(3)에 공급되는 작동유를 제2유량조정밸브(14)의해 제어할 수 있다. 엔진 회전수가 설정된 회전수에 도달할 경우 입력되는 파일럿 신호압(Pb)에 의해 제어신호 절환밸브(13)가 도면상, 좌측방향으로 절환된다. 이로 인해 컨트롤밸브(5,6)를 절환시키는 파일럿 신호압(Pa)이 제어신호 절환밸브(13)를 경유하여 제2유량조정밸브(14)의 수압부에 공급된다. 따라서 제2유 량조정밸브(14)의 배압실의 압력이 증대(수압부에 입력되는 제어신호압력(Pa)과 밸브스프링(14a)의 탄성력을 합한 것을 말함)되므로 바이패스통로(3)를 따라 흐르는 작동유의 압력을 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

메인 유압펌프의 유압 공급통로에 병렬 연결되는 컨트롤밸브의 중립으로 메인 유압펌프로부터의 작동유가 바이패스통로를 따라 유압탱크로 흐를 경우에는 유량조정밸브를 통과시 발생되는 압력 손실을 최소화하고, 컨트롤밸브의 절환시에는 유량조정밸브의 설정압력을 승압시켜 바이패스통로의 작동유의 압력을 제어할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 유압시스템에서, 컨트롤밸브의 이동량에 따른 유압펌프의 토출유량의 관계를 나타내는 그래프,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도,

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 유압시스템에서, 컨트롤밸브의 이동량에 따른 유압펌프의 토출유량의 관계를 나타내는 그래프이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1; 메인 유압펌프

2; 파일럿 펌프

3; 바이패스통로

4; 유압공급통로

5,6; 컨트롤밸브

7,8; 제1유량조정밸브

10; 부하압 신호통로

11; 압력 신호라인

12; 압력 발생장치

13; 제어신호 절환밸브

14; 제2유량조정밸브

14a; 밸브스프링

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 엔진에 연결되는 메인 유압펌프(1) 및 파일럿 펌프(2);

   상기 메인 유압펌프(1)의 바이패스통로(3)에 병렬 연결되는 유압 공급통로(4)에 설치되고, 절환시 유압실린더 등의 기동, 정지 및 방향 전환을 각각 제어하는 컨트롤밸브(5,6);

   상기 컨트롤밸브(5,6)의 하류측으로 유압 공급통로(4)에 각각 설치되고, 유압실린더 등에 공급되는 유량을 각각 제어하는 제1유량조정밸브(7,8);

   상기 유압 공급통로(4)에 접속되는 부하압 신호통로(10);

   상기 부하압 신호통로(10)의 압력과 상기 바이패스통로(3)의 압력차에 의해 절환되도록 상기 바이패스통로(3)의 하류측에 설치되고, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력되지않을 경우 밸브스프링(14a)의 탄성력을 최소상태로 설정하며, 외부로부터 제어신호가 수압부에 입력될 경우에는 배압실의 압력을 증대시키는 제2유량조정밸브(14);

   상기 바이패스통로(3)의 하류측에 형성되는 압력에 의해 상기 메인 유압펌프(1)의 사판(1a) 경전각을 제어하는 압력 신호라인(11);

   상기 바이패스통로(3)의 최하류측에 설치되고, 상기 압력 신호라인(11)에 압력을 형성하는 압력 발생장치(12); 및

   상기 제2유량조정밸브(14)의 수압부에 입력되는 파일럿 신호압을 단속할 수 있도록 설치되고, 엔진 회전수가 설정된 회전수에 도달될 경우 절환되어 상기 제2유량조정밸브(14)에 파일럿 신호압을 공급하는 제어신호 절환밸브(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비용 유압시스템.

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