KR101024720B1 - 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템 - Google Patents

건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101024720B1
KR101024720B1 KR1020100088408A KR20100088408A KR101024720B1 KR 101024720 B1 KR101024720 B1 KR 101024720B1 KR 1020100088408 A KR1020100088408 A KR 1020100088408A KR 20100088408 A KR20100088408 A KR 20100088408A KR 101024720 B1 KR101024720 B1 KR 101024720B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piston
pump
hydraulic
flow rate
pressure
Prior art date
Application number
KR1020100088408A
Other languages
English (en)
Inventor
김문곤
진정만
전광옥
Original Assignee
세원셀론텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세원셀론텍(주) filed Critical 세원셀론텍(주)
Priority to KR1020100088408A priority Critical patent/KR101024720B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101024720B1 publication Critical patent/KR101024720B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/001—Servomotor systems with fluidic control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 에너지 효율을 향상시킴과 아울러 연료 소모를 줄일 있도록 하기 위해, P1라인의 압유 Pi=15kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최소가 되도록 하거나 또는 P1라인의 압유 Pi=4kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최대가 되도록 하는 경전각을 유지하는 사판에 유량조절부(20a)가 연결 구비된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 각종 소형 건설장비의 어태치 작업을 정지중일 때 펌프의 토출 유량을 최소화하여 차량 엔진부하를 줄여줌으로써 연료의 소모를 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템{control system of hydraulic pump flow of construction apparatus}
본 발명은 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 소형 건설장비의 어태치 작업을 정지중일 때 펌프의 토출 유량을 최소화하여 차량 엔진부하를 줄여줌으로써 연료의 소모를 줄일 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 소형굴삭기의 유압펌프는 차량의 엔진에 직접 연결되어 시동이 켜진 상태에서는 항상 최대유량을 토출하게 되어 있으며, 이로 인해 불필요한 연료를 소모하고 있다.
또한 대형굴삭기는 텐덤형 더블펌프에 별도의 레귤레이터를 장착하여 네가티브 유량제어에 적용되고 있으나, 부피가 크고 구조가 복잡하여 공간이 협소하고, 단순한 형태의 소형굴삭기에는 적용이 불가능하였다.
종래의 선행기술 문헌으로는 실용신안등록 제0129980호(출원번호 제1992-009347호)(명칭: 굴삭기의 전마력제어 유압 구동장치)가 등록된바 있다. 즉, 상기한 종래의 기술은 도 1(a)(b)에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 공지된 복수의 주펌프(A,B)와 선회펌프(C) 및 리코트 컨트롤용 부속기어 펌프(D)를 갖는 3펌프 굴삭기의 유압 구동장치의 사판식 피스톤 펌프인 주펌프(A,B)를 가변되게 하기 위하여 파일롯트 피스톤(PP1,PP2)이 사판(7)에 접하여 사판의 경사도를 조절하는 레귤레이터(R)에 의하여 주펌프(A,B)의 흡입과 토출능력이 가변되도록 이루어지는 것에 있어서, 레귤레이터(R)는 상호 격리된 일측 압력실(5)과 타측 압력실(6)을 이루고 이 두압력실을 관통하는 피스톤을 상기 사판(7)에 접하여 설치한 파일롯트 피스톤(PP3)을 상기 파일롯트 피스톤(PP1,PP2)과 함께 형성하여 이루고, 선회펌프(C)의 토출압을 분기하여 라인(1)을 경유 레귤레이터(R)의 파일롯트 피스톤(PP3)에 일측 압력실(5)로 연결하고, 기어펌프(4)의 토출압이 라인(2)을 통하여 에어콘 가동에 따라 전환되는 3포트2웨이 솔레노이드 밸브(SV)의 포트(a)를 통하여 포트(c)를 경우하여 라인(3)으로써 타측압력실(6)로 연결하며, 포트(b)는 라인(4)을 경유 드레인되도록 이루어진 것으로써 미설명된 부호인 S는 압축 스프링을, P1-P4는 각 펌프의 토출압력(계)을 도시한 것이다. 상술된 바와 같이 구성을 이루는 종래기술의 작용효과를 좀더 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 프론트 작업장치 및 주행을 작동시키는 가변용량 주펌프(A,B)와 선회를 작동시키는 고정용량 선회펌프(C)로 부터 토출되는 유체는 각기 콘트롤 밸브(CV1-CV3)에 연결되어 각 구동요소에 유체 동력이 전달된다. 여기서 분기된 압력(P1,P2)은 라인(8)(9)을 경유하여 레귤레이터(R)의 파일롯트 피스톤(PP1,PP2)에 각각 공급되며 선회펌프(C)의 압력(P3)은 라인(1)을 통하여 파일롯트 피스톤(PP3)의 일측 압력실(5)에, 기어펌프(D)의 압력(P4)은 솔레노이드 밸브(SV)을 경유하여 타측 압력실(6)에 작용하게 된다. 상기 각 압력(P1-P4)이 파일롯트 피스톤(PP1-PP3)에 작용하여 피스톤이 스프링(S)을 압축시키면서 사판(7)을 밀게 되면 사판의 경사각이 변화되면서 사판식 피스톤 펌프인 가변용량 주펌프(A,B)의 토출략이 가변되게 되는 것이다. 결국, 선회펌프(C)의 압력(P3)이 낮은 경우에 압력실(5)의 압력이 스프링(S)력에 비하여 떨어져 사판(7)의 후퇴되어 주펌프(A,B)의 토출량은 커지게 되며, 또한 에어콘을 사용하지 아니하는 경우에는 3포트 2웨이 솔레노이드 밸브(SV)는 포트(b)와(c)를 연결하고 있어 타측 압력실(6)은 라인(3,4)을 경우 드레인 탱크로 연결되어 떨어져 사판(7)이 스프링(S)력에 의거 경사각이 변화되면서 주펌프(A,B)의 토출량은 커지게 되는 것이다. 따라서 주행을 위한 요구 동력이 충분하게 확보될 수 있는 것이다. 한편 반대의 경우에 있어서, 선회를 하는 경우에는 선회펌프(C)의 압력(P3)이 높아지게 될 것이고 이 압력이 라인(1)을 경우 일측 압력실(5)에 걸리게 될 때 파일롯트 피스톤(PP3)이 전진하여 사판(7)이 전진하고 주펌프(A,B)의 용량은 감소되고 또한 에어콘을 사용하는 경우에는 솔레노이드 밸브(SV)가 에어콘 작동에 연동하여 구동되어 포트(a)와 포트(c)가 연결되고 드레인 경로가 차단되므로써 기어펌프(D)의 압력(P4)이 라인(2)(3)을 경유 타측 압력실(6)에 작용 하므로써 파일롯트 피스톤(PP3)이 전진 사판(7)의 경사각이 변화 되면서 주펌프(A,B)의 용량은 감소되게 된다. 물론 상기 압력(P3,P4)이 동시에 작용하는 경우에도 또한 작용은 동일하다. 이 결과 상기 주펌프(A,B)의 전마력 제어 성능을 그래프로 도시하면 도1(b)와 같다. 즉, 엔진출력을 주펌프의 필요에 따라 전량 제공하기 위하여 선회펌프의 부하와 에어콘 부하가 걸리지 아니할 때에는 (가)선도 상태로 주펌프(A,B)가 제어되며, 선회펌프는 무부하상태이고, 에어콘은 사용할 때에는 주펌프 능력은 (나)선도로 하향조정되고, 선회펌프가 부하상태이고 에어콘은 사용하지 아니하는 경우에는 (다)선도로 주펌프 능력이 변화되며, 선회펌프와 에어콘을 모두 부하상태로 할때는 (라)선도로 변화되면서 엔진출력은 각 펌프에 분배되게 한다. 결국 종래에 기술의 경우 항상 선회펌프와 에어컨 등의 부속설비의 사용을 대비하여 상기 선도(라)와 같은 주펌프 토출마력을 설정하므로써 부속설비를 사용치 아니하는 경우에는 엔진출력이 허비되는 결과를 초래하며 따라서 주펌프의 토출능력의 상향조정 또한 (라) 선도 상태에서 제한을 받게 되는 바 본 고안은 상술된 바와같이 부속설비의 사용여부에 따라서 (라)선도의 상태로 부터 (가)선도로 변화되어 상향 조정될 수 있는 것이어서 불 필요한 동력의 낭비를 방지하여 굴삭기의 작업효율을 증가시킬 수 있는 매우 우수한 고안인 것이다. 그러나 상기한 종래의 기술도 다음과 같은 많은 문제점을 노출하게 되었다. 즉, 상기 종래의 기술은 각종 소형 건설장비의 어태치 작업을 정지중일 때에도 펌프의 토출유량을 항상 최대유량으로 토출하게 되어 최소화시키지 못하므로 차량 엔진부하를 높임으로써 결과적으로 불필요한 연료의 소모가 증가되는 커다란 문제점으로 지적되었다. 또한 종래 기술의 대형 굴삭기는 텐덤형 더블펌프에 별도의 레귤레이터를 장착 사용하여 네가티브 유량제어에 적용되고 있으나, 부피가 크고 구조가 복잡하여 공간이 협소하고, 단순한 형태의 소형 굴삭기에는 적용이 불가능하다는 커다란 문제점으로 지적되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 콘트롤벨브(MCV)의 신호입력라인에 연결된 피스톤과 일측에 스프링이 연결 구비된 방향절환스풀 그리고 내,외부스프링이 구비된 서보피스톤조립체가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 차량 엔지부하를 줄여줌으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 따라서 불필요한 연료 소모를 줄일 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 기존의 소형굴삭기 더블펌프의 전마력 제어 기능을 유지하되 구조가 간단하여 폄프 내부에 장착이 가능한 레귤레이터를 제공하는 것이고, 제5목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 엔진과 연결된 한 쌍의 피스톤펌프와 기어펌프; 상기 피스톤펌프의 P1, P2라인과 기어펌프의 P3, P4라인과 연결된 메인콘트롤벨브(Main Control Valve: MCV); 상기 P1, P2, P3라인에는 컨트롤실린더와 컨트롤피스톤이 연결됨과 아울러 P1, P2라인에는 필터가 연결되고 더하여 P4라인에는 릴리프밸브가 연결된 유압펌프의 토출 유량 제어시스템에 있어서, 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 에너지 효율을 향상시킴과 아울러 연료 소모를 줄일 있도록 하기 위해, P1라인의 압유 Pi=15kgf/㎠ 공급시 피스톤과 방향절환스풀 그리고 서보피스톤조립체의 움직임에 의해 사판이 최소가 되도록 하거나 또는 P1라인의 압유 Pi=4kgf/㎠ 공급시 피스톤과 방향절환스풀 그리고 서보피스톤조립체의 움직임에 의해 사판이 최대가 되도록 하는 경전각을 유지하는 사판에 유량조절부가 연결 구비됨을 특징으로 하는 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템을 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 콘트롤벨브(MCV)의 신호입력라인에 연결된 피스톤과 일측에 스프링이 연결 구비된 방향절환스풀 그리고 내,외부스프링이 구비된 서보피스톤조립체가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 차량 엔지부하를 줄여줌으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
따라서 본 발명은 불필요한 연료 소모를 줄일 수 있도록 한 것이다.
아울러 본 발명은 기존의 소형굴삭기 더블펌프의 전마력 제어 기능을 유지하되 구조가 간단하여 폄프 내부에 장착이 가능한 레귤레이터를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자인 작업자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 의 (a)는 종래 유압구동장치의 회로도이고,
(b)는 종래 유압구동장치의 성능을 도시한 그래프이다.
도 2 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=15kgf/㎠ 일 때 유
압 펌프의 회로도.
도 3 은 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=15kgf/㎠ 일 때 레
귤레이터 시스템의 작동 회로도.
도 4 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=4kgf/㎠ 일 때 유압
펌프의 회로도.
도 5 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=4kgf/㎠ 일 때 레귤
레이터 시스템의 작동 회로도.
도 6 은 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 네가티브 유량제어 선
도.
도 7 은 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 전마력제어 유량선도.
본 발명에 적용된 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템은 도 2 내지 도 7 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 엔진(10)과 연결된 한 쌍의 피스톤펌프(11)(12)와 기어펌프(13)(14); 상기 피스톤펌프(11)(12)의 유압라인 P1, P2라인과 기어펌프(13)(14)의 유압라인 P3, P4라인과 연결된 메인콘트롤벨브(Main Control Valve: MCV)(30); 상기 P1, P2, P3라인에는 컨트롤실린더(15)와 컨트롤피스톤(16)이 연결됨과 아울러 P1, P2라인에는 필터(17)가 연결되고 더하여 P4라인에는 릴리프밸브(18)가 연결된 유압펌프의 토출 유량 제어시스템에 있어서 본 발명은 이하의 기술적 구성을 특징으로 한다.
즉. 도 2, 4 에 도시된 바와 같이 본 발명은 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 에너지 효율을 향상시킴과 아울러 연료 소모를 줄일 있도록 한 것이다.
본 발명은 이를 위해 P1라인의 압유 신호압력(Pi)=15kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최소가 되도록 하거나 또는 P1라인의 압유 신호압력(Pi)=4kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최대가 되도록 하는 경전각을 유지하도록 사판에 유량조절부(20a)가 연결 구비된다.
특히 본 발명에 적용된 상기 유량조절부(20a)는 엔진(10) 시동이 켜진 상태에서 어태치(attach) 작업을 하지 않을 시(도 2), 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 15kgf/㎠의 신호압력 P1로 변환되어 피스톤(20)에 전달되면 방향절환스풀(9)을 밀어주게 되고, 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 P1, P2 토출압유는 B실(토출서보피스톤조립체의 내부)로 공급되어 서보피스톤조립체(22)를 후퇴시키며 동시에 서보피스톤조립체(22)에 연결된 사판이 움직여 경전각을 최소화시켜 토출량이 최소가 되도록 한다.
그러나 어태치(attach) 작업을 진행중일 경우(도 3), 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 무부하 즉 4kgf/㎠의 신호압력으로 변환되어 신호압력라인(31)에 의해 피스톤(20)에 전달되지만 방향절환스풀(19)을 밀어주는 스프링(21)의 힘이 더 크기 때문에 방향절환스풀(19)은 복귀하게 되고, 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 토출압유 P1, P2는 A실(입력서보피스톤조립체의 내부)로 공급되고 서보피스톤조립체(22)는 전진하여 사판을 최대 경전각으로 변화시켜 토출유량이 최대가 되도록 하게 된다.
본 발명에 적용된 상기 유량조절부(20a)의 기술적 구성을 도 3, 5 를 보면서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
즉, 신호압력라인(31)에 연결되어 작동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(20)의 일단에 연결되어 작동하는 방향절환스풀(19)과, 상기 방향절환스풀(19)의 일단에 연결 구비되어 작동하는 스프링(21)이 구비된다.
그리고 상기 방향절환스풀(19)과 연결되며, 사판의 초기 경전각을 유지하고 있는 외부스프링(23)과 내부스프링(24)을 하나의 조립체로 구성하여 상기 외부스프링(23)과 내부스프링(24)을 전마력 제어에 사용하도록 하도록 함은 물론 자신은 네가티브 유량제어에 사용되도록 하는 서보피스톤조립체(22)가 구비된다.
더하여 본 발명에 적용된 상기 서보피스톤조립체(22)는 상호 분리된 내측피스톤(22a)과 외측피스톤(22b)이 한 쌍으로 이루어지되, 내부에는 내,외측피스톤(22)(22b)을 조립 체결하는 볼트(22c)가 체결되고, 외측에는 내부스프링(24)이 조립되고, 상기 내부스프링(24)의 외측에는 외부스프링(23)이 조립 설치된다.
마지막으로 본 발명은 일단은 상기 방향절환스풀(19)과 연결되고, 타단은 P1, P2라인에 연결되어 유체의 압력을 낮추기 위한 게이트 밸브인 스로틀밸브(25)가 연결 구비되어 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 구비된다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 각종 소형 건설장비의 어태치 작업을 정지중일 때 펌프의 토출 유량을 최소화하여 차량 엔진부하를 줄여줌으로써 연료의 소모를 줄일 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 특히 소형 굴삭기에 적용 가능한 것으로, 굴삭기 시동과 동시에 펌프는 토출을 시작하고, 굴삭기가 어떠한 작업도 하지 않고 시동만 켜져 있을 경우, 신호압력(Pi)에 의해 인위적으로 경전각을 최소화시켜 최소 유량만을 토출하게 된다. 이때 엔진의 부하를 감소시켜 줌으로써 연료 절감의 효과를 가져올 수 있다. 또한 굴삭기가 작업을 시작하면 신호압력(Pi)에 의해 서보피스톤 앗세이를 최대 경전각 위치로 밀어주게 되어 최대유량을 토출하게 된다. 이때 최대유량이 토출되면 P1, P2, P3 압력에 의한 전마력 제어를 하게 되고, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 2 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=15kgf/㎠ 일 때 유압 펌프의 회로도이고, 도 3 은 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=15kgf/㎠ 일 때 레귤레이터 시스템의 작동 회로도로, 도 2 에 도시된 바와 같이 장비인 엔진(10) 시동이 켜진 상태에서 어태치(attach) 작업을 하지 않을 시에는, 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 15kgf/㎠의 신호압력 P1로 변환되어 피스톤(20)에 전달되고, 이는 방향절환스풀(9)을 밀어주게 된다. 이때 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 P1, P2 토출압유는 B실로 공급되어 서보피스톤조립체(22)를 후퇴시킨다. 동시에 서보피스톤조립체(22)에 연결된 사판이 움직여 경전각을 최소화시켜며 토출량은 최소가 되도록 한다.
도 3 에서는 신호압력라인(31)의 Pi 압유 15kgf/㎠ 공급시 피스톤(20) 및 방향절환스풀(19), 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최소가 되는 것을 나타낸 것으로, 경전각 최소와 유량 최소를 나타내게 된다.
한편, 본 발명에 적용된 도 4 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=4kgf/㎠ 일 때 유압펌프의 회로도이고, 도 5 는 본 발명 유압펌프의 토출 유량 제어시스템이 Pi=4kgf/㎠ 일 때 레귤레이터 시스템의 작동 회로도로, 도 4 에 도시된 바와 같이 잠시 어태치(attach) 작업을 진행중일 경우, 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 무부하 즉 4kgf/㎠의 신호압력으로 변환되어 신호압력라인(31)에 의해 피스톤(20)에 전달되지만 방향절환스풀(19)을 밀어주는 스프링(21)의 힘이 더 크기 때문에 방향절환스풀(19)은 복귀하게 된다. 그러면 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 토출압유 P1, P2는 A실로 공급되고 서보피스톤조립체(22)는 전진하여 사판을 최대 경전각으로 변화시킨다. 이때 토출유량은 최대가 되고, 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 P1, P2 압력 및 기어펌프(13)에서 발생한 P3압력에 의해 엔진 마력 이상이 되지 않도록 스프링(23)(24)이 작동하게 된다. 이로써 전마력 제어 기능을 수행하게 된다.
도 5 에서는 신호압력라인(31)의 Pi 압유 4kgf/㎠ 공급시 피스톤(20) 및 방향절환스풀(19), 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최대가 되는 것을 나타낸 것으로, 경전각 최대와 유량 최대를 나타내게 된다.
상기와 같은 본 발명 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템은 도 6 에 도시된 바와 같이 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 네가티브 유량제어 선도를 제공하게 되고, 도 7 에 도시된 바와 같이 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 전마력제어 유량선도를 제공하게 된다.
현재 5톤 더블펌프는 네가티브형 유량제어기능을 가지고 있지 않으며, 대형마력급에서만 레귤레이터를 사용하여 유량제어를 하고 있다. 또한 외부장착형 레귤레이터는 가격이 비싸고 부피가 커 5~8톤 펌프에는 적용이 불가능한 것을 본 발명은 내장형 소형 레귤레이터를 개발하여 에너지 절감효과를 가져올 수 있는 장점이 있도록 한 것이다.
본 발명 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 엔진 19: 방향절환스풀
20: 피스톤 22; 서보피스톤조립체
23: 외부스프링 24: 내부스프링

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 소형굴삭기에 사용되고 있는 전마력제어형 유압펌프에 네가티브 유량제어 시스템을 접목하여 에너지 효율을 향상시킴과 아울러 연료 소모를 줄일 있도록 하기 위해, 엔진(10)과 연결된 한 쌍의 피스톤펌프(11)(12)와 기어펌프(13)(14); 상기 피스톤펌프의 유압라인 P1, P2라인과 기어펌프의 유압라인 P3, P4라인과 연결된 메인콘트롤벨브(Main Control Valve: MCV)(30); 상기 P1, P2, P3라인에는 컨트롤실린더(15)와 컨트롤피스톤(16)이 연결됨과 아울러 P1, P2라인에는 필터(17)가 연결되고 더하여 P4라인에는 릴리프밸브(18)가 연결되고, 상기 P1라인의 압유 신호압력(Pi)=15kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최소가 되도록 하거나 또는, P1라인의 압유 신호압력(Pi)=4kgf/㎠ 공급시 피스톤(20)과 방향절환스풀(19) 그리고 서보피스톤조립체(22)의 움직임에 의해 사판이 최대가 되도록 하는 경전각을 유지하는 사판에 유량조절부(20a)가 연결 구비된 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템에 있어서,
    상기 유량조절부(20a)는,
    엔진(10) 시동이 켜진 상태에서 어태치(attach) 작업을 하지 않을 시, 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 유압라인 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 15kgf/㎠의 신호압력 유압라인 P1로 변환되어 피스톤(20)에 전달되면 방향절환스풀(9)을 밀어주게 되고, 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 유압라인 P1, P2 토출압유는 B실(토출서보피스톤조립체의 내부)로 공급되어 서보피스톤조립체(22)를 후퇴시키며 동시에 서보피스톤조립체(22)에 연결된 사판이 움직여 경전각을 최소화시켜 토출량이 최소가 되도록 하며,
    어태치(attach) 작업을 진행중일 경우, 기어펌프(14)에서 토출한 파일럿 압력 P4가 메인콘트롤밸브(MCV)(30)에서 무부하 즉 4kgf/㎠의 신호압력으로 변환되어 신호압력라인(31)에 의해 피스톤(20)에 전달되지만 방향절환스풀(19)을 밀어주는 스프링(21)의 힘이 더 크기 때문에 방향절환스풀(19)은 복귀하게 되고, 피스톤펌프(11)(12)에서 공급되는 토출압유 P1, P2는 A실(입력서보피스톤조립체의 내부)로 공급되고 서보피스톤조립체(22)는 전진하여 사판을 최대 경전각으로 변화시켜 토출유량이 최대가 되도록 함을 특징으로 하는 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템.
  3. 청구항 2 에 있어서,
    상기 유량조절부(20a)는,
    신호압력라인(31)에 연결되어 작동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(20)의 일단에 연결되어 작동하는 방향절환스풀(19)과, 상기 방향절환스풀(19)의 일단에 연결 구비되어 작동하는 스프링(21); 및
    상기 방향절환스풀(19)과 연결되며, 사판의 초기 경전각을 유지하고 있는 외부스프링(23)과 내부스프링(24)을 하나의 조립체로 구성하여 상기 외부스프링(23)과 내부스프링(24)을 전마력 제어에 사용하도록 하도록 함은 물론 자신은 네가티브 유량제어에 사용되도록 하는 서보피스톤조립체(22);가 구비됨을 특징으로 하는 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템.
  4. 청구항 3 에 있어서,
    상기 서보피스톤조립체(22)는,
    상호 분리된 내측피스톤(22a)과 외측피스톤(22b)이 한 쌍으로 이루어지되, 내부에는 내,외측피스톤을 조립 체결하는 볼트(22c)가 체결되고, 외측에는 내부스프링(24)이 조립되고, 상기 내부스프링의 외측에는 외부스프링(23)이 조립 설치됨을 특징으로 하는 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템.
  5. 청구항 3 에 있어서,
    일단은 상기 방향절환스풀(19)과 연결되고, 타단은 유압라인 P1, P2라인에 연결되어 유체의 압력을 낮추기 위한 게이트 밸브인 스로틀밸브(25)가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템.
KR1020100088408A 2010-09-09 2010-09-09 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템 KR101024720B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100088408A KR101024720B1 (ko) 2010-09-09 2010-09-09 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100088408A KR101024720B1 (ko) 2010-09-09 2010-09-09 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101024720B1 true KR101024720B1 (ko) 2011-03-24

Family

ID=43939407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100088408A KR101024720B1 (ko) 2010-09-09 2010-09-09 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101024720B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486988B1 (ko) 2010-12-17 2015-01-30 현대중공업 주식회사 소형급 건설중장비의 네거티브 유량조절 시스템
KR102153541B1 (ko) 2020-05-11 2020-09-08 주식회사 에이치티테크 네거티브 압력을 이용한 소형 굴삭기용 유량제어 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0129980Y1 (ko) * 1992-05-28 1998-12-15 이경훈 굴삭기의 전마력제어 유압 구동장치
JP2004068975A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Ishikawajima Constr Mach Co 建設機械
KR20060008054A (ko) * 2004-07-23 2006-01-26 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 중장비용 가변 재생밸브
KR20090068823A (ko) * 2007-12-24 2009-06-29 두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0129980Y1 (ko) * 1992-05-28 1998-12-15 이경훈 굴삭기의 전마력제어 유압 구동장치
JP2004068975A (ja) * 2002-08-08 2004-03-04 Ishikawajima Constr Mach Co 建設機械
KR20060008054A (ko) * 2004-07-23 2006-01-26 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 중장비용 가변 재생밸브
KR20090068823A (ko) * 2007-12-24 2009-06-29 두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101486988B1 (ko) 2010-12-17 2015-01-30 현대중공업 주식회사 소형급 건설중장비의 네거티브 유량조절 시스템
KR102153541B1 (ko) 2020-05-11 2020-09-08 주식회사 에이치티테크 네거티브 압력을 이용한 소형 굴삭기용 유량제어 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10119556B2 (en) System having combinable transmission and implement circuits
US9051714B2 (en) Meterless hydraulic system having multi-actuator circuit
US8984873B2 (en) Meterless hydraulic system having flow sharing and combining functionality
US8978374B2 (en) Meterless hydraulic system having flow sharing and combining functionality
CN103062140B (zh) 基于合流控制方式的液压装置
JP2006336805A (ja) 作業機械の制御装置
US8978373B2 (en) Meterless hydraulic system having flow sharing and combining functionality
EP1978248B1 (en) Pump Equipment
CN102859081A (zh) 泵抽吸填装系统
CN211423044U (zh) 一种差动缸闭式回路系统
KR101024720B1 (ko) 건설장비용 유압펌프의 토출 유량 제어시스템
JP2001295813A (ja) 作業機の油圧回路
US8443827B2 (en) Controlling device for hydraulic consumers
WO2012113208A1 (zh) 混凝土泵送设备的动力驱动装置和混凝土泵送设备
CN100434758C (zh) 装载机液压传动、工作装置
JPH0755031A (ja) 流量応援用方向制御弁
CN110578726B (zh) 定量系统变量化的液压系统
KR0129980Y1 (ko) 굴삭기의 전마력제어 유압 구동장치
CN2589425Y (zh) 装载机负荷敏感合流液压系统
CN211898661U (zh) 一种用于液压挖掘机的多路控制阀
JP2013221458A (ja) 油圧回転機械
KR100816661B1 (ko) 에너지 절감형 유압회로
CN203130638U (zh) 基于合流控制方式的液压装置
CN2490349Y (zh) 可调流量输出的电控优先辅助阀块
KR101458260B1 (ko) 오토아이들 신호를 이용한 최소유량토출 레귤레이터를 구비한 소형급 굴삭기용 메인펌프

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140303

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150302

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170303

Year of fee payment: 7