KR101504670B1 - 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프 - Google Patents

알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알터네이터의 안정적인 작동을 유도하는 동시에 유압유를 저압에서 고압으로 만들어주는 유압펌핑체의 각 부품을 고압에서 견딜 수 있도록 복동 솔레노이드 밸브를 새롭게 적용시킨 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 엔진 구동력을 증가시켜 알터네이터를 작동시킬 때, 알터네이터의 안정적인 발전 작동을 유도할 수 있고, 엔진 구동과 함께 작동하는 펌프가 작동유 유압을 2500bar 이상으로 생성하더라도 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 복동 솔레노이드 밸브를 새롭게 적용시킨 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프를 제공하고자 한 것이다.

Description

알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프{That alternator and double-acting solenoid valve is equipped 2500 bars engine hydraulic pump}
본 발명은 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알터네이터의 안정적인 작동을 유도하는 동시에 유압유를 저압에서 고압으로 만들어주는 유압펌핑체의 각 부품을 고압에서 견딜 수 있도록 복동 솔레노이드 밸브를 새롭게 적용시킨 알터네이터 및 복동 솔레노이드를 갖는 2500바 엔진유압펌프에 관한 것이다.
일반적으로 발전기는 운동에너지를 전기에너지로 전환시키는 것으로 전기에너지를 필요로 하는 차량 및 선박, 그리고 발전소 등의 다양한 장소에 다양한 규모로 설치되고 있다.
또한, 비상 상황 또는 작업 환경에 따라, 전기 공급이 원할하지 않은 장소에서도 휴대 및 이동성이 좋은 발전기가 사용되고 있다.
종래 기술의 일례로서, 발전기를 구동하는 엔진과 엔진의 구동축에 연결된 냉각 팬을 구비하고, 엔진과 냉각 팬이 케이스에 수용된 소형의 엔진 구동 발전기 장치가 공개특허 2010-0002227호(2010.01.06)에 개시되어 있다.
또한 종래기술의 다른 예로서, 공개번호 2001-0113817(2001.12.28)에는 구동 엔진 및 알터네이터를 갖춘 전력발생장치가 개시되어 있다.
또한 종래기술의 또 다른 예로서, 공개번호 1998-087205호(1998.12.05)에는 내연기관과, 내연기관에 의하여 구동될 수 있는 발전기, 그리고 내연기관에 의하여 구동될 수 있는 펌프장치를 포함하는 "내연기관과 발전기 및 펌프장치로 이루어진 구조체"가 개시되어 있는 바, 구성 부품의 수가 감소되어서 설치에 소요되는 수단이 매우 적게 소요되는 효과가 있고, 펌프장치에 의해 생성되는 유체의 흐름이 발전기용 냉각매체의 흐름으로서 작용하도록 발전기 케이싱이 설계된 구조를 특징으로 하고 있다.
그러나, 종래기술들은 엔진의 동력을 이용하여 발전기의 발전 동작이 이루어지지만, 연비를 전혀 고려하지 않은 채 전기를 필요로 할 때나 필요로 하지 않을 때 모두 엔진 및 발전기가 작동하게 됨에 따라, 연비가 크게 떨어지는 단점이 있다.
이에, 본원 출원인은 『 엔진의 출력축에 알터네이터와 유압펌프를 동력 전달 가능하게 동시에 연결하고, 엔진 구동과 함께 알터네이터에 의한 발전이 이루어지는 동시에 유압펌프의 작동유 압력에 따라 엔진 RPM이 최고 및 최저치 범위로 조절되도록 함으로써, 엔진 연비 향상 및 소음 저감을 도모하는 동시에 전기가 불안정하거나 전기가 들어오기 힘든 산속 공사현장 등에서 필요한 전기를 얻고자 할 때 유용하게 사용할 수 있도록 한 알터네이터를 갖는 수동 및 자동 겸용의 엔진유압펌프』를 이미 특허출원하여 등록(등록번호 10-1191796호(2012.10.10))받은 바 있다.
또한, 본원 출원인은 발전을 위한 알터네이터 부분과 유압유를 펌핑 순환시키는 유압펌핑체의 각 부품이 700bar(펌프의 작동유 압력)에 견딜 수 있는 수준으로 구성됨에 따라, 700bar 이상의 1800bar 수준의 고압에 견딜 수 없어, 더 큰 전기를 생산하지 못하는 단점을 해소하고자,『 엔진구동력을 증가시켜 알터네이터를 작동시킬 때, 알터네이터의 안정적인 발전 작동을 유도할 수 있고, 엔진 구동과 함께 작동하는 펌프가 작동유 유압을 1800bar 이상으로 생성하더라도 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 함으로써, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있도록 한 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프』를 이미 특허출원하여 등록(등록번호 10-1358747호(2014.01.28))받은 바 있다.
대한민국 등록특허 등록번호 제10-1191796호(2012.10.10) 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1358747호(2014.01.28)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진 구동력을 증가시켜 알터네이터를 작동시킬 때, 알터네이터의 안정적인 발전 작동을 유도할 수 있고, 엔진 구동과 함께 작동하는 펌프가 작동유 유압을 2500bar 이상으로 생성하더라도 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있도록 복동 솔레노이드 밸브를 새롭게 적용시킨 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진과; 엔진 출력축의 선단부에 연결되어 엔진 동력에 의하여 전기를 생성하는 알터레이터와; 엔진 출력축의 말단부에 연결되어 엔진 동력에 의하여 최고 임계치 및 최저 임계치 사이의 유압을 생성하는 유압펌핑체와; 유압펌핑체로부터의 저압유량에 의하여 작동하여 고압 솔레노이드 밸브에 저압유량을 인가하는 저압 솔레노이드 밸브와; 유압펌핑체로부터의 저압유량 및 고압유량에 의하여 작동하여 고압유량이 최고 임계치에 도달하면, 작동유를 작동유 저장탱크로 복귀시키는 동시에 엔진 RPM이 최대 한계치 이하로 낮추어지도록 하이 유압스위치를 온시키는 고압 솔레노이드 밸브와; 상기 유압펌핑체의 저압채널 및 고압채널과 연통되는 저압라인 및 고압라인이 형성된 구조로 구비되어, 저압유량을 저압 솔레노이드 밸브로 분배하는 동시에 고압유량을 고압 솔레노이드 밸브로 분배하는 유압 순환블럭과; 상기 고압 솔레노이드 밸브의 제1고압분배라인 또는 제2고압분배라인에 연결되어 고압유량의 최고 임계치에 의하여 열림 작동되어 고압유량을 작동유 저장탱크로 복귀시키는 고압 릴리프밸브; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 고압 솔레노이드 밸브는: 유압유 순환블럭의 고압라인과 연통되는 제1고압분배라인과 제2고압분배라인이 분기되며 관통 형성된 고압실린더 블럭체와; 상기 고압실린더 블럭체의 내부에서 그 중앙부분에 저압 솔레노이드 밸브로부터 저압의 작동유를 받아들이는 저압수용공간이 형성된 상태에서 저압수용공간의 내부에 좌우 이송 가능하게 내설되어, 저압수용공간을 좌측수용공간과 우측수용공간으로 나누어주는 중간피스톤과; 상기 고압실린더 블럭체의 우측부에 형성된 공간으로서, 내측쪽 내경부에 작동유 배출구(T1)가 형성되고, 외측쪽 내경부에 제1유압토출구(A)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제1고압분배라인의 토출구(P1)가 형성된 구조로 구비되는 제1유압토출공간과; 상기 제1유압토출공간에 좌우 이송 가능하게 내설되어 제1고압분배라인의 토출구를 개폐하는 우측 피스톤 및 우측 피스톤로드와; 상기 고압실린더 블럭체의 좌측부에 형성된 공간으로서, 내측쪽 내경부에는 작동유 배출구(T2)가 형성되고, 외측쪽 내경부에는 제2유압토출구(B)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제2고압분배라인의 토출구(P)가 형성되는 제2유압토출공간과; 상기 제2유압토출공간에 좌우 이송 가능하게 내설되어 제2고압분배라인의 토출구를 개폐하는 좌측 피스톤 및 좌측 피스톤로드; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 우측 피스톤로드의 외끝단부에는 제1고압분배라인의 토출구(P1)를 개폐하도록 한 첨단부가 일체로 형성되고, 상기 좌측 피스톤로드의 외끝단부에는 제2고압분배라인의 토출구(P2)를 개폐하도록 한 첨단부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고압 솔레노이드 밸브는: 중간피스톤의 양측면에 일체로 부착되는 제1피스톤로드 및 제2피스톤로드와; 중간피스톤의 양측면과 이로부터 이격된 밸브시트면 사이에 내설되는 리턴스프링; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 저압 솔레노이드 밸브는: 스풀이 좌우 이송 가능하게 내설되는 저압실린더 블럭체와; 상기 저압실린더 블럭체의 중앙쪽 내부에 형성되는 공간으로서, 그 양측 상부에는 작동유 배출구(T3)가 형성되고, 작동유 배출구(T3) 사이에는 유압유 순환블럭의 저압라인과 연결되는 저압토출구(P3)가 형성되며, 하부에는 고압 솔레노이드 밸브의 저압수용공간으로 저압 유체를 공급하도록 한 제1유압공급배출구(A1) 및 제2유압공급배출구(B1)가 나란히 관통 형성된 구조로 구비되는 유압 분배공간과; 상기 스풀의 외경면에 형성되어, 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 연통시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 차단하거나, 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 차단시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 연통시키는 복동 피스톤; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 엔진 출력축에 알터네이터와 유압펌핑체를 차례로 연결하여 엔진 구동과 함께 알터네이터에 의한 발전이 이루어질 수 있고, 복동 솔레노이드를 적용하여 유압펌프의 작동유 압력에 따라 엔진 RPM을 최고 및 최저치 범위로 조절하여 엔진의 연비 향상을 도모할 수 있다.
둘째, 복동 솔레노이드 적용에 따라 유압펌프의 작동유 압력범위를 최고 2500bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시켜 알터네이터를 작동시킬 수 있으므로, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있다.
셋째, 알터네이터의 전력 생산이 이루어짐은 물론, 알터네이터에서 생산된 전력를 이용하여 유압 펌프체 및 엔진의 솔레노이드 등을 동작시켜 엔진의 RPM을 상하 범위내로 조절하여, 동작대기 상태에서 필요없는 엔진의 소음을 줄이고, 연비를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
궁극적으로, 본 발명의 엔진유압펌프를 전기가 불안정하거나 전기가 들어오기 힘든 산속 공사현장 등에 배치하여, 엔진 구동에 따른 알터네이터의 발전으로 얻어지는 전력을 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알터네이터 및 복동 솔레노이드를 갖는 2500바 엔진유압펌프를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드 중립 상태를 나타낸 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드의 제1유압토출구(A)에 유압이 상승하는 작동 흐름을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드의 제1유압토출구(B)에 유압이 상승하는 작동 흐름을 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 엔진 출력축에 알터네이터와 유압펌핑체를 차례로 연결하여 엔진 동력이 알터네이터 및 유압펌핑체로 동시에 전달되도록 하되, 유압펌핑체의 작동유 압력범위를 최고 2500bar의 고압까지 생성 가능하도록 복동 솔레노이드 밸브를 채택하여, 엔진 RPM 범위를 증대시킬 수 있고, 그에 따른 알터네이터의 전기 생산 능력을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 알터네이터를 갖는 2500바 엔진유압펌프를 정면에서 바라본 단면도이다.
도 1에서 보듯이, 엔진(100)과 알터네이터(200)와 작동유 저장탱크(104)가 차례로 배열된다.
상기 엔진(100)의 출력축(102)에는 엔진 동력을 전달받아 전기 생성을 위한 발전을 하는 알터네이터(200)가 연결되고, 이 알터네이터(200)의 하우징부가 작동유 저장탱크(104)의 일측 벽면에 조립된다.
상기 알터네이터(200)는 발전을 위한 일종의 모터로서 엔진 출력축(102)과 연결되는 회전자(208)와, 회전자(208)의 외경부에 고정 배치되는 코일(204)이 권선된 고정자(206)를 기본적으로 포함한다.
이에, 엔진의 구동에 따라 엔진 출력축(102)의 외경에 장착된 회전자(208)가 고정자(206)의 내경을 따라 회전을 하여, 통상의 전력 생산을 위한 발전이 이루어지게 되고, 발전된 전력은 집전수단(미도시됨)을 통하여 집전될 수 있다.
이때, 엔진 출력축(102)의 말단부에는 커넥터 샤프트(210)를 매개로 유압펌핑체(300)가 연결되는 바, 이 유압펌핑체(300)는 작동유 저장탱크(104)내에 위치된다.
상기 유압펌핑체(300)는 작동유 저장탱크(104)의 작동유를 펌핑하여 흡입하는 저압펌프(310)와, 저압펌프(310)에 의하여 흡입된 작동유를 순환 방향으로 분배하는 유압펌핑블럭(320)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 유압펌핑블럭(320)에는 저압펌프(310)로부터의 유압유가 흐르는 저압채널(302)과, 저압채널(302)로부터의 유압유가 흐르는 고압채널(304)이 형성된다.
상기 유압펌핑체(300)의 저압펌프(310)는 엔진 동력을 전달받아서 작동유 저장탱크(104)내에 충진된 작동유를 유압유 펌핑블럭(320)으로 순환시키게 되고, 이에 유압유 펌핑블럭(320)은 후술하는 바와 같은 유압유 순환블럭(500) 및 복동식 솔레노이드 등와 함께 최고 임계치(약 2500bar) 및 최저 임계치 사이 유압을 생성하는 역할을 하게 된다.
이에, 상기 엔진 동력에 의하여 저압펌프(310)가 구동되면, 저압펌프(310)는 작동유 저장탱크(104)내의 유압유를 흡입하여 유압유 펌핑블럭(300)의 저압채널(302)로 공급하게 된다.
이때, 상기 유압유 펌핑블럭(320)의 하부에는 저압펌프(310)로부터의 유압유를 유압유 펌핑블럭(320)의 저압채널(302)로 안내하거나, 저압채널(302)로부터 유압 펌핑블럭(320)내의 경로(미도시됨)를 경유하여 2500bar 이상의 고압이 된 유압유를 고압채널(304)로 토출시키는 안내밸브(400)가 장착된다.
참고로, 상기 유압펌핑체(300) 및 안내밸브(400) 등은 본원 출원인에 의하여 특허등록(등록특허 등록번호 제10-1358747호(2014.01.28))된 내용과 동일하므로, 그 구체적인 구성 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기한 구성의 알터네이터를 갖는 엔진유압펌프에 대한 작동 흐름을 간략히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 엔진(100) 시동을 걸어줌으로써, 엔진(100)의 회전 동력이 엔진 출력축(102)에 연결된 알터네이터(200)로 전달되어 발전이 이루어지고, 이렇게 엔진(100)이 동작하여 알터네이터(200)에서 전력이 생산될 때, 엔진의 RPM에 따라 발생되는 전압(V)이 달라지게 된다.
이와 동시에, 상기 알터네이터(200)와 커넥트 샤프트(210)를 매개로 연결된 유압펌핑체(300)의 저압펌프(310)가 작동하게 된다.
이에, 상기 유압펌핑체(300)의 저압펌프(310)의 펌핑 작동에 의하여 작동유 저장탱크(104)내에 충진된 작동유가 유압유 펌핑블럭(320)으로 순환된다.
이때, 상기 안내밸브(400)에 의하여 저압펌프(310)로부터의 유압유가 유압유 펌핑블럭(320)의 저압채널(302)로 안내되거나, 유압 펌핑블럭(320)내의 플런저(미도시됨) 펌핑 작용으로 인하여 저압채널(302)내의 작동유는 2500bar 이상의 고압이 된 후 안내밸브(400)를 통하여 고압채널(304)로 토출된다.
이렇게 상기 유압펌핑체(300)의 작동 및 후술하는 복동식 솔레노이드 밸브(600)를 순환하면서 생성되는 작동유 압력(유압)에 따라 엔진 RPM을 최고 및 최저치 범위로 조절할 수 있다.
다시 말해서, 상기 엔진 동력이 엔진 출력축(102)에 연결된 알터네이터(200)로 전달되어 발전이 이루어짐과 함께, 알터네이터(200)에서 생산된 전력를 이용하여 유압펌핑체(300) 및 엔진(100)의 쓰로틀 밸브를 개폐시키는 솔레노이드(미도시됨) 등을 작동시켜서, 엔진의 쓰로틀 밸브의 개폐각을 조절하는 동시에 엔진의 RPM을 상하 범위내로 조절할 수 있다.
한편, 상기 유압펌핑블럭(320)의 위쪽에는 유압유 순환블럭(500)이 장착되며, 이 유압유 순환블럭(500)은 유압펌핑블럭(320)의 저압채널(302) 및 고압채널(304)과 연통되는 저압라인(502) 및 고압라인(504)이 형성된 구조로 구비된다.
또한, 상기 유압유 순환블럭(500) 위쪽이면서 작동유 저장탱크(104)의 상면 위에 유압유 순환블럭(500)과 연통 가능한 복동식 솔레노이드 밸브(600,700)가 배치된다.
여기서, 상기 복동식 솔레노이드 밸브에 대한 구성을 첨부한 도 1 내지 도 4를 참조로 살펴보면 다음과 같다.
상기 복동식 솔레노이드 밸브(600,700)는 도 1에서 보듯이, 아래쪽에 배치되는 고압 솔레노이드 밸브(600)와 그 위쪽에 배치되는 저압 솔레노이드 밸브(700)가 서로 연통 가능하게 적층 구성된다.
상기 고압 솔레노이드 밸브(600)는 유압유 순환블럭(500)의 고압라인(504)과 연통되는 제1고압분배라인(601)과 제2고압분배라인(602)이 분기되며 관통 형성된 고압실린더 블럭체(603)를 골격체로 한다.
상기 고압실린더 블럭체(603)의 내부에서 그 중앙부분에는 저압 솔레노이드 밸브(700)로부터 저압의 작동유를 받아들이는 저압수용공간(604)이 형성되고, 우측부에는 제1유압토출공간(610)이 형성되며, 좌측부에는 제2유압토출공간(620)이 형성된다.
상기 저압수용공간(604)의 내부에는 중간피스톤(605)이 좌우 이송 가능하게 내설되어, 저압수용공간(604)은 중간피스톤(605)을 중심으로 좌측수용공간(604-1)과 우측수용공간(604-2)으로 나누어진다.
이때, 상기 중간피스톤(605)의 양측면에는 제1피스톤로드(606)와 제2피스톤로드(607)가 일체로 부착되고, 중간피스톤(605)의 양측면과 이로부터 이격된 밸브시트면(609) 사이에는 리턴스프링(608)이 내재된다.
상기 고압실린더 블럭체(603)의 우측부에 형성된 제1유압토출공간(610)의 내측쪽 내경부에는 작동유 배출구(T1)가 형성되고, 그 외측쪽 내경부에는 제1유압토출구(A)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제1고압분배라인(601)의 토출구(P1)가 형성된다.
또한, 상기 제1유압토출공간(610)에는 우측 피스톤(612)과, 우측 피스톤(612)의 내면에 일체로 형성되는 우측 피스톤로드(613)가 좌우 이송 가능하게 내설되고, 우측 피스톤(612)의 외면에는 첨단부(614)가 일체로 형성된다.
상기 우측 피스톤(612)은 좌우 이송시 작동유 배출구(T1)와 제1유압토출구(A)를 선택적으로 밀폐시키는 역할을 하고, 상기 우측 피스톤로드(613)는 중간피스톤(605)의 제1피스톤로드(606)와 서로 맞닿는 상태로 배열되며, 상기 첨단부(614)는 우측피스톤(612)의 좌우 이송시 제1고압분배라인(601)의 토출구(P1)를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.
이때, 상기 제1고압분배라인(601) 또는 제2고압분배라인(602)에는 고압 릴리프밸브(611)가 연결되는데, 이 고압 릴리프밸브(611)는 제1고압분배라인(601) 또는 제2고압분배라인(602)을 통하여 공급되는 유압이 일정 수준 이상의 고압(약 2500bar 이상)이 되면, 열리게 되어 고압의 작동유를 작동유 저장탱크(104)로 복귀시키는 역할을 한다.
상기 고압실린더 블럭체(603)의 좌측부에 형성된 제2유압토출공간(620)의 내측쪽 내경부에는 작동유 배출구(T2)가 형성되고, 그 외측쪽 내경부에는 제2유압토출구(B)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제2고압분배라인(602)의 토출구(P2)가 형성된다.
또한, 상기 제2유압토출공간(620)에는 좌측 피스톤(622)과, 좌측 피스톤(622)의 내면에 일체로 형성되는 좌측 피스톤로드(623)가 좌우 이송 가능하게 내설되고, 좌측 피스톤(622)의 외면에는 첨단부(624)가 일체로 형성된다.
상기 좌측 피스톤(622)은 좌우 이송시 작동유 배출구(T2)와 제2유압토출구(B)를 선택적으로 밀폐시키는 역할을 하고, 상기 좌측 피스톤로드(623)는 중간피스톤(605)의 제2피스톤로드(607)와 서로 맞닿는 상태로 배열되며, 상기 첨단부(624)는 좌측피스톤(622)의 좌우 이송시 제2고압분배라인(602)의 토출구(P2)를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.
여기서, 상기 복동식 솔레노이드 밸브(600,700)의 구성 중, 고압 솔레노이드 밸브(600)의 위쪽에 연통 가능하게 배치되는 저압 솔레노이드 밸브(700)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
상기 저압 솔레노이드 밸브(700)는 스풀(701)이 좌우 이송 가능하게 내설되고, 중앙쪽 내부에는 유압 분배공간(702)이 형성된 저압실린더 블럭체(703)를 골격체로 한다.
또한, 상기 유압 분배공간(702)의 양측 상부에는 작동유 배출구(T3)가 형성되고, 작동유 배출구(T3) 사이에는 유압유 순환블럭(500)의 저압라인(502)과 연결되는 저압토출구(P3)가 형성된다.
또한, 상기 유압 분배공간(702)의 하부에는 제1유압공급배출구(A1) 및 제2유압공급배출구(B1)가 나란히 관통 형성되는 바, 제1유압공급배출구(A1)는 좌측쪽 작동유 배출구(T3)와 저압토출구(P3) 사이에서 그 아래쪽 위치에 형성되고, 제2유압공급배출구(B1)는 우측쪽 작동유 배출구(T3)와 저압토출구(P3) 사이에서 그 아래쪽 위치에 형성된다.
이때, 상기 스풀(701)의 외경면에는 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 연통시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 차단하거나, 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 차단시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 연통시키는 복동 피스톤(704)가 일체로 형성된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 엔진유압펌프에 대한 작동 흐름을 설명하되, 상기 고압 솔레노이드 밸브(600)와 저압 솔레노이드 밸브(700)의 작동 흐름을 중립 작동, 제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동, 제2유압토출구(B)의 유압 상승 작동으로 구분하여 설명하기로 한다.
중립 작동
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 알터네이터 및 복동 솔레노이드를 갖는 엔진유압펌프를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드 밸브의 중립 상태를 나타낸 단면도이다.
먼저, 엔진(100)의 구동에 따라 엔진 출력축(102)의 외경에 장착된 회전자(208)가 고정자(206)의 내경을 따라 회전을 하여, 통상의 전력 생산을 위한 발전이 이루어지게 되고, 발전된 전력은 집전수단(미도시됨)을 통하여 집전될 수 있다.
이와 함께, 엔진 출력축(102)과 커넥터 샤프트(210)를 매개로 연결된 유압펌핑체(300)가 구동된다.
이때, 엔진이 하한기준치 이하의 일정한 RPM으로 구동되어, 유압펌핑체(300)의 저압펌프(310)가 구동되더라도, 고압 솔레노이드 밸브(600) 및 저압 솔레노이드 밸브(700)를 작동시키기 위한 작동유 압력(유압력)을 생성하지 못하여, 고압 솔레노이드 밸브(600)의 제1고압분배라인의 토출구(P1) 및 제2고압분배라인의 토출구(P2)로 적정 유압이 공급되지 않게 되고, 결국 고압 솔레노이드 밸브(600)의 중간피스톤(605)과 저압 솔레노이드 밸브(700)의 스풀(701)이 움직이지 않고 중간 위치에 머무르게 된다.
이에, 중립 상태에서는 엔진(100)만이 구동되는 동시에 알터네이터(200)의 저전력 생산이 이루어지는 상태가 된다.
제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동
첨부한 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드 밸브의 제1유압토출구(A)에 유압이 상승하는 작동 흐름을 나타낸 단면도이다.
먼저, 엔진의 RPM을 증가시킨다.
예를 들아, 엔진 시동이 걸린 상태에서 사용자가 휴대하고 있는 리모콘(미도시됨)의 "상" 버튼을 누르게 되면, 컨트롤 기판에서 "상" 명령을 받아 엔진(100)의 쓰로틀 밸브를 개폐시키는 솔레노이드(미도시됨)를 작동시켜서 쓰로틀 밸브의 개폐각이 커지게 함으로써, 엔진의 RPM이 증가하게 된다.
이에, 엔진의 RPM이 증가함에 따라 알터네이터(200)의 발전에 따른 발전 전압(V)이 증가하는 동시에 유압펌핑체(300)의 토출량이 서서히 증가하게 된다.
상기 엔진 동력에 의하여 저압펌프(310)가 구동되면, 작동유 저장탱크(104)내의 유압유가 저압펌프(310)로부터 유압유 펌핑블럭(320)의 저압채널(302)로 안내된다.
연이어, 상기 유압유 순환블럭(500)의 저압라인(502)으로 흐른 저압의 작동유(저압 유량)는 도 1에서 보는 바와 같이, 고압 솔레노이드 밸브(600)내의 제1체크밸브(626)을 지나서 저압 솔레노이브 밸브(700)의 저압토출구(P3)로 넘어가게 된다.
이때, 상기 저압 솔레노이브 밸브(700)의 저압토출구(P3)로 저압의 작동유(약 400bar)가 공급될 때, 약 400bar의 압력에 의하여 로우 유압스위치(630)가 눌려지는 스위칭 동작이 이루어지고, 이때의 스위칭에 의하여 저압 솔레노이드 밸브(700)의 스풀(701)이 일방향으로 이송된다.
이렇게 저압 솔레노이드 밸브(700)의 스풀(701)이 일방향으로 이송되면, 첨부한 도 3에서 보듯이 저압토출구(P3)과 제2유압공급배출구(B1)가 서로 연통되는 동시에 저압토출구(P3)과 제1유압공급배출구(A1)는 막히게 된다.
이에, 상기 저압 솔레노이드 밸브(700)의 저압토출구(P3)로 400bar의 유압(저압유량)이 토출되는 동시에 제2유압공급배출구(B1)를 경유하여 고압실린더 블럭체(603)의 저압수용공간(604) 중 중간피스톤(605)의 우측 공간인 우측수용공간(604-2)으로 인가된다.
따라서, 상기 중간피스톤(605)이 우측수용공간(604-2)으로 인가된 저압유량에 의하여 좌측으로 이동되고, 좌측 피스톤(622)이 중간피스톤(605)에 의하여 밀리면서 좌측으로 이동되고, 이때 좌측 피스톤(622)의 첨단부(624)가 제2고압분배라인의 토출구(P2)를 막게 된다.
이어서, 상기 엔진 RPM의 상승에 따라 저압펌프(310)가 구동되면, 저압채널(302)로부터 유압 펌핑블럭(320)내의 경로(미도시됨)를 경유하여 2500bar 이상의 고압이 된 유압유를 고압채널(304)로 토출된다.
이에, 상기 유압유 순환블럭(500)의 고압라인(504)으로 흐른 고압의 작동유(고압 유량)은 유압유 순환블럭(500)내의 제2체크밸브(627)을 지나서 두라인으로 나누어진 후, 고압 솔레노이드 밸브(600)의 골격체인 고압실린더 블럭체(603)의 제1고압분배라인(601) 및 제2고압분배라인(602)으로 분배 공급된다.
이때, 상기 제2고압분배라인(602)과 연통된 제2고압분배라인의 토출구(P2)는 좌측 피스톤(622)의 첨단부(624)가 막고 있으므로, 제2고압분배라인(602)으로 분배 공급된 고압 유량은 더 이상 진행되지 않고, 이와 동시에 상기 제1고압분배라인의 토출구(P1)로 분배 공급된 고압 유량이 우측 피스톤(612)에 작용하여 우측 피스톤(612)이 밀려나게 된다.
따라서, 첨부한 도 4에 잘 볼 수 있듯이, 상기 제1고압분배라인의 토출구(P1)과 제1유압토출구(A)가 서로 연통되는 동시에 제2고압분배라인의 토출구(P2)와 제2유압토출구(B)는 차단되고, 제1유압토출구(A)와 작동유 배출구(T1)가 차단되는 동시에 제2유압토출구(B)와 작동유 배출구(T2)는 서로 연통되는 상태가 된다.
이때, 상기 제1고압분배라인의 토출구(P1)로 인가된 고압 유량이 제1유압토출구(A)를 통하여 작동유 저장탱크(104)로 복귀되고, 계속해서 엔진 RPM이 최대 한계치까지 상승하여 저압펌프(310)로부터 고압 유량(약 2500bar)이 제1고압분배라인(601)으로 공급되면, 제1고압분배라인(601)과 연결된 고압 릴리프밸브(611)가 고압 유량(약 2500bar)에 의하여 열림 작동되어 고압 유량이 고압 릴리프밸브(611)를 지나서 작동유 저장탱크(104)로 복귀된다.
이와 동시에, 고압 유량(약 2500bar)이 고압 릴리프밸브(611)로 공급되어 열릴 때, 고압 유량에 의하여 고압 릴리프밸브(611)와 연결된 하이 유압스위치(623)가 온 작동된다.
이렇게, 고압유량(2500)bar의 압력에 의하여 하이 유압스위치(623)가 눌려지는 스위칭 동작이 이루어지는 동시에 고압 릴리프 밸브(611)로의 유로가 형성되어, 2500bar 압력을 형성하던 작동유가 고압 릴리프 밸브(611)를 통과하여 작동유 저장탱크(104)로 복귀된다.
이때, 상기 하이 유압스위치(623)의 스위칭 신호가 컨트롤 기판(미도시됨)으로 '작업완료' 신호로서 전송되고, 이에 컨트롤 기판이 엔진의 쓰로틀 밸브 작동용 솔레노이드(미도시됨)에 신호를 끊어 줌으로써, 엔진이 RPM이 최대 한계치 이하로 낮추어지게 된다.
이상과 같이, 유압펌핑체의 작동유 압력범위를 최고 2500bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시켜 알터네이터를 작동시킬 수 있으므로, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있고, 또한 유압유 순환블럭(500)을 저압라인(502)과 고압라인(504)으로 분배 형성하는 동시에 고압실린더 블럭체(603)에도 제1고압분배라인(601) 및 제2고압분배라인(602)을 별도로 형성함으로써, 엔진 구동과 함께 작동하는 유압펌핑체의 작동유 유압을 2500bar 이상으로 생성할 수 있고, 유압펌핑체의 각 부품이 고압에도 용이하게 견딜 수 있다.
이와 같이, 상기한 중립 및 제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동을 반복함으로써, 알터네이터의 필요한 전력 생산이 이루어짐은 물론, 알터네이터에서 생산된 전력를 이용하여 유압 펌프체 및 엔진의 솔레노이드 등을 동작시켜 엔진의 RPM을 상하 범위내로 조절하여, 동작대기 상태에서 필요없는 엔진의 소음을 줄이고, 연비를 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
제2유압토출구(B)의 유압 상승 작동
첨부한 도 5는 본 발명에 따른 엔진유압펌프의 복동 솔레노이드의 제2유압토출구(B)에 유압이 상승하는 작동 흐름을 나타낸 단면도이다.
상기 제2유압토출구(B)의 유압 상승 작동은 상기한 제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동과 반대로 진행되며, 상기한 제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동 이후에 선택적으로 진행된다.
먼저, 상기 저압 솔레노이드 밸브(700)의 저압토출구(P3)로 400bar의 유압(저압유량)이 토출되는 동시에 제1유압공급배출구(A1)를 경유하여 고압실린더 블럭체(603)의 저압수용공간(604) 중 중간피스톤(605)의 좌측 공간인 좌측수용공간(604-1)으로 인가되어, 우측 피스톤(612)이 중간피스톤(605)에 의하여 밀리면서 우측으로 이동되고, 이때 우측 피스톤(612)의 첨단부(614)가 제1고압분배라인의 토출구(P1)를 막게 된다.
이어서, 상기 엔진 RPM의 상승에 따라 저압펌프(310)가 구동되면, 저압채널(302)로부터 유압 펌핑블럭(320)내의 경로(미도시됨)를 경유하여 2500bar 이상의 고압이 고압실린더 블럭체(603)의 제1고압분배라인(601) 및 제2고압분배라인(602)으로 분배 공급된다.
이때, 상기 제1고압분배라인(601)과 연통된 제1고압분배라인의 토출구(P1)는 우측 피스톤(612)의 첨단부(614)가 막고 있으므로, 제1고압분배라인(601)으로 분배 공급된 고압 유량은 더 이상 진행되지 않고, 이와 동시에 상기 제2고압분배라인의 토출구(P2)로 분배 공급된 고압 유량이 좌측 피스톤(622)에 작용하여 좌측 피스톤(622)이 밀려나게 된다.
따라서, 상기 제1고압분배라인의 토출구(P1)과 제1유압토출구(A)가 차단되는 동시에 제2고압분배라인의 토출구(P2)와 제2유압토출구(B)는 서로 연통되고, 제1유압토출구(A)와 작동유 배출구(T1)가 서로 연통되는 동시에 제2유압토출구(B)와 작동유 배출구(T2)는 차단되는 상태가 된다.
이후, 상기 제2고압분배라인의 토출구(P2)로 인가된 고압 유량이 제2유압토출구(B)를 통하여 작동유 저장탱크(104)로 복귀되고, 고압 유량(약 2500bar)에 의하여 고압 릴리프밸브(611)열려 고압유량이 작동유 저장탱크(104)로 복귀되며, 고압 유량에 의하여 고압 릴리프밸브(611)와 연결된 하이 유압스위치(623)가 온 작동되는 과정 등은 상기한 제1유압토출구(A)의 유압 상승 작동과 동일한 작동 흐름 및 동일한 작용효과를 발휘하므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 바와 같이, 엔진 출력축에 알터네이터와 유압펌핑체를 차례로 연결하여 엔진 구동과 함께 알터네이터에 의한 발전이 이루어질 수 있고, 고압 솔레노이드 밸브 및 저압 솔레노이드 밸브를 포함하는 복동 솔레노이드를 적용하여 최고 2500bar의 고압까지 생성 가능하도록 함으로써, 엔진 RPM 범위를 증대시켜 알터네이터를 작동시킬 수 있으므로, 기존에 비하여 보다 큰 용량의 전기를 생산할 수 있다.
한편, 커넥터 샤프트(210)의 둘레에는 마모방지코팅층이 코팅되어 있다.
여기서, 마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 커넥터 샤프트(210)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이 마모방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 용사되어서 이루어진다.
커넥터 샤프트(210)의 외주면에 세라믹 코팅을 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지코팅층이 커넥터 샤프트(210)의 외주면에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지코팅층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지코팅층의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 커넥터 샤프트(210)의 외주면 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 커넥터 샤프트(210)의 외주면이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 마모방지코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 둘레에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.
마모방지코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
커넥터 샤프트(210)의 외주면에 마모방지코팅층이 코팅되는 동안 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 온도는 상승되는데, 가열된 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 변형이 방지되도록 커넥터 샤프트(210)의 외주면이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 커넥터 샤프트(210)의 외주면의 둘레에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 커넥터 샤프트(210)의 외주면이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
또한, 저압실린더 블럭체(703)는 노듈러주철로 이루어진다. 이 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
노듈러주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이다. 이러한 노듈러주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
본 발명의 저압실린더 블럭체(703)는 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
여기서, 노듈러주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.
용융된 노듈러주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해 지며, 0.7중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7중량% 정도가 적합하다.
용융된 노듈러주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.
이와 같이 본 발명의 저압실린더 블럭체(703)가 노듈러주철로 이루어지므로 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
그리고 알터네이터(200)의 외부면에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포될 수 있다. 이 온도변색층은, 소정의 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 알터네이터(200)의 표면에 코팅되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅된다. 여기서, 온도변색층은, 알터네이터(200)의 온도에 따라 색이 변화하여 도료의 온도 변화를 감지하기 위한 것이다. 이러한 온도변색층은 소정의 온도 이상이 되었을 때 색깔이 변하는 온도변색물질이 알터네이터(200)의 표면에 코팅됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 온도변색물질은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 온도변색물질은 색의 변화가 빠르고, 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색물질은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다. 이를 위해, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 코팅하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도변색층은 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 통해, 알터네이터(200)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있어 도료의 온도변화를 감지할 수 있으며, 이에 따라 알터네이터(200)를 최적의 상태에서 운용할 수 있으며, 과열에 의한 알터네이터(200)의 손상을 미연에 방지시킬 수 있다. 또한, 보호막층은 온도변색층 위에 코팅되어서 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것을 방지하며, 온도변색층의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 코팅재를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 작동유 저장탱크(104)의 둘레에는 외부 충격 또는 외부 환경에 대한 내충격성이 우수한 폴리프로필렌 수지 조성물로 형성될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌 수지 조성물은 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체 75~95중량% 및 에틸렌 함량이 20~50중량%인 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 5~25중량%로 이루어진 폴리프로필렌 랜덤 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌 랜덤 블록 공중합체는 전술한 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체 75~95중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 5~25중량%인 것이 바람직한데, 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체가 75중량% 미만이면 강성이 저하되고, 95중량%를 초과하면 내충격성이 저하되며, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 5중량% 미만이면 내충격성이 저하되고, 25중량%를 초과하면 강성이 저하된다. 상기 에틸렌-프로필렌-알파올레핀 랜덤 공중합체는 에틸렌 0.5~7중량% 및 탄소수가 4~5인 알파올레핀 1~15중량%를 포함하며, 폴리프로필렌 수지 조성물의 기계적 강성유지 및 내열성을 향상시키며 내백화성을 유지하는데 효과적인 역할을 한다. 상기 에틸렌 함량은 바람직하게는 0.5~5중량%이며, 더욱 바람직하게는 1~3중량%일 수 있으며, 0.5중량% 미만이면 내백화성이 저하되고, 7중량%를 초과하면 수지의 결정화도 및 강성이 저하된다. 또한, 상기 알파올레핀은 에틸렌 및 프로필렌을 제외한 임의의 알파올레핀을 의미하며, 바람직하게는 부텐이다. 또한, 전술한 알파올레핀은 탄소수가 4 미만이거나 5를 초과하면 랜덤 공중합체의 제조 시, 코모노머와의 반응성이 낮아 공중합체를 제조하는데 어려움이 있다. 또한, 전술한 알파올레핀 1~15중량%를 포함하며, 바람직하게는 1~10중량%이고, 더욱 바람직하게는 3~9중량%일 수 있다. 상기 알파올레핀은 1중량% 미만이면, 결정화도가 필요 이상으로 높아져 투명성이 저하되고, 15중량%를 초과하면 결정화도 및 강성이 저하되어 내열성이 현저히 낮아지는 문제점을 가진다. 또한, 상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 20~50중량%을 포함하며, 폴리프로필렌 수지 조성물에 내충격적 특성을 부여하고 미세 분산이 가능하여 내백화성 및 투명성을 동시에 부여하는 역할을 한다. 이러한 에틸렌 함량은 바람직하게는 20~40중량%일 수 있으며, 20중량% 미만이면 내충격성이 저하되고 50중량%를 초과하면 내충격성 및 내백화성이 저하될 수 있다.
그리고 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 표면에는 해당 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 오지시 및 수명단축의 원인이 되는 표면 오염문제를 해결하기 위하여 실리콘 성분을 포함한 코팅층이 형성된다. 상기 코팅층은 미생물 및 부유물 등의 부착을 억제하여 오지시를 방지하고 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 사용기간을 반영구적으로 연장할 수 있게 된다. 상기 코팅액을 제조하는 방법에 대하여 간략하게 설명하자면, 우선 에틸아세테이트(ethyl acetate)용액에 디메틸디클로로실란 용액을 부피비로 2-5% 용해시켜 코팅액을 제조한다. 이때, 상기 디메틸디클로로실란 용액의 함량이 2%에 미치지 못하면 코팅의 효과를 충분히 얻을 수 없고, 5%를 초과하면 코팅층이 너무 두꺼워져 효율이 떨어진다. 상기와 같은 비율로 용해된 코팅액은 코팅시간 및 코팅두께를 고려하여 용액의 점도가 0.8-2cp(센티포아제)의 범위인 것이 바람직하다. 이는 점도가 너무 낮으면 코팅시간을 오래해야 하며, 점도가 너무 높으면 코팅이 두껍게 일어나고 건조가 안되며 또한 불균일한 코팅으로 인하여 스위치의 오지시를 유발할 수 있기 때문이다. 본 발명에서는 상기와 같이 제조된 코팅용액으로 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 표면을 1㎛이하의 두께로 코팅한다. 이때, 코팅층의 두께가 1㎛를 초과하면 오히려 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 감도를 저하시키기 때문에 본 발명에서는 코팅층의 두께를 1㎛이하로 한정한다. 또한, 상기와 같은 두께로 코팅하는 방법으로서는 로우 유압스위치(630)와 하이 유압스위치(632)의 표면에 2-3회 정도 분사하는 스프레이 방법이 사용될 수 있다.
100 : 엔진 102 : 출력축
104 : 작동유 저장탱크 200 : 알터네이터
204 : 코일 206 : 고정자
208 : 회전자 210 : 커넥터 샤프트
300 : 유압펌핑체 302 : 저압채널
304 : 고압채널 310 : 저압펌프
320 : 유압펌핑블럭 400 : 안내밸브
500 : 유압유 순환블럭 502 : 저압라인
504 : 고압라인 600 : 고압 솔레노이드 밸브
601 : 제1고압분배라인 602 : 제2고압분배라인
603 : 고압실린더 블럭체 604 : 저압수용공간
610 : 제1유압토출공간 620 : 제2유압토출공간
604-1 : 좌측수용공간 604-2 : 우측수용공간
605 : 중간피스톤 606 : 제1피스톤로드
607 : 제2피스톤로드 608 : 리턴스프링
609 : 밸브시트면 610 : 제1유압토출공간
T1 : 작동유 배출구 A : 제1유압토출구
P1 : 제1고압분배라인의 토출구 612 : 우측 피스톤
613 : 우측 피스톤로드 614 : 첨단부
611 : 고압 릴리프밸브 620 : 제2유압토출공간
T2 : 작동유 배출구 B : 제2유압토출구
P2 : 제2고압분배라인의 토출구 622 : 좌측 피스톤
623 : 좌측 피스톤로드 624 : 첨단부
626 : 제1체크밸브 627 : 제2체크밸브
630 : 로우 유압스위치 632 : 하이 유압스위치
700 : 저압 솔레노이드 밸브 701 : 스풀
702 : 유압 분배공간 703 : 저압실린더 블럭체
T3 : 작동유 배출구 P3 : 저압토출구
A1 : 제1유압공급배출구 B1 : 제2유압공급배출구
704 : 복동 피스톤

Claims (5)

  1. 엔진(100)과;
    엔진 출력축(102)의 선단부에 연결되어 엔진 동력에 의하여 전기를 생성하는 알터레이터(200)와;
    엔진 출력축(102)의 말단부에 연결되어 엔진 동력에 의하여 최고 임계치 및 최저 임계치 사이의 유압을 생성하는 유압펌핑체(300)와;
    유압펌핑체(300)로부터의 저압유량에 의하여 작동하여 고압 솔레노이드 밸브(600)에 저압유량을 인가하는 저압 솔레노이드 밸브(700)와;
    유압펌핑체(300)로부터의 저압유량 및 고압유량에 의하여 작동하여 고압유량이 최고 임계치에 도달하면, 작동유를 작동유 저장탱크로 복귀시키는 동시에 엔진 RPM이 최대 한계치 이하로 낮추어지도록 하이 유압스위치(632)를 온시키는 고압 솔레노이드 밸브(600)와;
    상기 유압펌핑체(300)의 저압채널(302) 및 고압채널(304)과 연통되는 저압라인(502) 및 고압라인(504)이 형성된 구조로 구비되어, 저압유량을 저압 솔레노이드 밸브(700)로 분배하는 동시에 고압유량을 고압 솔레노이드 밸브(600)로 분배하는 유압 순환블럭(500)과;
    상기 고압 솔레노이드 밸브(600)의 제1고압분배라인(601) 또는 제2고압분배라인(602)에 연결되어 고압유량의 최고 임계치에 의하여 열림 작동되어 고압유량을 작동유 저장탱크(104)로 복귀시키는 고압 릴리프밸브(611);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 고압 솔레노이드 밸브(600)는:
    유압유 순환블럭(500)의 고압라인(504)과 연통되는 제1고압분배라인(601)과 제2고압분배라인(602)이 분기되며 관통 형성된 고압실린더 블럭체(603)와;
    상기 고압실린더 블럭체(603)의 내부에서 그 중앙부분에 저압 솔레노이드 밸브(700)로부터 저압의 작동유를 받아들이는 저압수용공간(604)이 형성된 상태에서 저압수용공간(604)의 내부에 좌우 이송 가능하게 내설되어, 저압수용공간(604)을 좌측수용공간(604-1)과 우측수용공간(604-2)으로 나누어주는 중간피스톤(605)과;
    상기 고압실린더 블럭체(603)의 우측부에 형성된 공간으로서, 내측쪽 내경부에 작동유 배출구(T1)가 형성되고, 외측쪽 내경부에 제1유압토출구(A)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제1고압분배라인(601)의 토출구(P1)가 형성된 구조로 구비되는 제1유압토출공간(610)과;
    상기 제1유압토출공간(610)에 좌우 이송 가능하게 내설되어 제1고압분배라인(601)의 토출구(P1)를 개폐하는 우측 피스톤(612) 및 우측 피스톤로드(613)과;
    상기 고압실린더 블럭체(603)의 좌측부에 형성된 공간으로서, 내측쪽 내경부에는 작동유 배출구(T2)가 형성되고, 외측쪽 내경부에는 제2유압토출구(B)가 형성되며, 외측 끝단 벽면에는 제2고압분배라인(602)의 토출구(P2)가 형성되는 제2유압토출공간(620)과;
    상기 제2유압토출공간(620)에 좌우 이송 가능하게 내설되어 제2고압분배라인(602)의 토출구(P2)를 개폐하는 좌측 피스톤(622) 및 좌측 피스톤로드(623);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 우측 피스톤로드(613)의 외끝단부에는 제1고압분배라인(601)의 토출구(P1)를 개폐하도록 한 첨단부(614)가 일체로 형성되고, 상기 좌측 피스톤로드(623)의 외끝단부에는 제2고압분배라인(602)의 토출구(P2)를 개폐하도록 한 첨단부(624)가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 고압 솔레노이드 밸브(600)는:
    중간피스톤(605)의 양측면에 일체로 부착되는 제1피스톤로드(606)와 제2피스톤로드(607)와;
    중간피스톤(605)의 양측면과 이로부터 이격된 밸브시트면(609) 사이에 내설되는 리턴스프링(608);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 저압 솔레노이드 밸브(700)는:
    스풀(701)이 좌우 이송 가능하게 내설되는 저압실린더 블럭체(703)와;
    상기 저압실린더 블럭체(703)의 중앙쪽 내부에 형성되는 공간으로서, 그 양측 상부에는 작동유 배출구(T3)가 형성되고, 작동유 배출구(T3) 사이에는 유압유 순환블럭(500)의 저압라인(502)과 연결되는 저압토출구(P3)가 형성되며, 하부에는 고압 솔레노이드 밸브(600)의 저압수용공간(604)으로 저압 유체를 공급하도록 한 제1유압공급배출구(A1) 및 제2유압공급배출구(B1)가 나란히 관통 형성된 구조로 구비되는 유압 분배공간(702)과;
    상기 스풀(701)의 외경면에 형성되어, 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 연통시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 차단하거나, 저압토출구(P3)와 제1유압공급배출구(A1)를 차단시키는 동시에 저압토출구(P3)와 제2유압공급배출구(B1)를 연통시키는 복동 피스톤(704);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 알터네이터 및 복동 솔레노이드 밸브를 갖는 2500바 엔진유압펌프.
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