KR102410600B1 - 건설기계의 유압제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계의 유압제어시스템에 관한 것으로서, 건설기계의 작업장치를 승강 구동시키는 실린더; 작업레버의 조작에 따라 상기 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤밸브; 상기 컨트롤밸브에 압유를 공급하는 유압펌프; 및 상기 작업장치의 작동 중 자중에 의해서 동작되는 작업에서 작동되며, 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 선택적으로 가변하여 상기 실린더의 작동에 재이용하는 압유재생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건설기계의 유압제어시스템{Hydraulic Control Device FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 유압제어시스템에 관한 것이다.

건설 현장이나 토목 현장 등의 작업 현장에서는 다양한 건설기계가 사용된다. 건설기계는 도로, 하천, 항만, 철도, 플랜트 등과 같은 공사별로 각각 그 특성에 적합한 기계구조 및 성능을 보유하게 된다. 즉 건설기계는 산업 현장에서 이루어지는 작업의 다양성으로 인해, 굴삭장비, 적재장비, 운반장비, 하역장비, 다짐장비, 기초공사장비 등으로 구분될 수 있으며, 구체적으로는 굴삭기, 휠로더, 지게차, 불도저, 트럭, 롤러 등과 같이 상당히 많은 종류의 장비를 포함하는 개념이다.

상기한 건설기계 중에서 휠로더나 굴삭기는 토사를 굴착, 운반 및 상차하기 위한 버켓을 구비한다.

휠로더는 작업장치로서, 상기한 버켓과, 버켓을 덤프(dump) 또는 롤백(rollback)시키기 위한 버켓 실린더와, 버켓 실린더와 버켓을 연결하기 위한 링크 유닛과, 버켓을 승강시키기 위한 붐과, 붐을 승강 구동시키는 붐 실린더를 포함한다.

굴삭기는 작업장치로서, 상기한 버켓과, 버켓을 덤프(dump) 또는 롤백(rollback)시키기 위한 버켓 실린더와, 버켓을 승강시키기 위한 붐과, 붐을 승강 구동시키는 붐 실린더와, 버켓과 붐을 연결하는 암과, 암을 승강 구동시키는 암 실린더를 포함한다.

이러한 작업장치가 구비되는 건설기계는, 작업장치의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업 예를 들어, 붐-다운 또는 덤프와 같이 자중에 의해서 동작되는 작업에서 붐 실린더 또는 버켓 실린더의 헤드측 챔버에서 유압탱크로 복귀되는 압유를 로드측 챔버로 재공급되도록 하는 배압밸브를 구비하고 있다.

기존의 배압밸브는 고정 체크밸브로서, 헤드측 챔버에서 유압탱크로 복귀되는 압유에 배압을 임의로 유지하여 반대편의 로드측 챔버로 보냄으로써, 유압펌프의 토출 유량을 감소시켜서 엔진의 연비를 향상시키고, 실린더의 케비테이션(cavitation) 현상을 개선하고, 작업장치의 속도를 개선할 수 있었다.

그런데 기존의 밸브는 기계적인 구조를 갖는 압력 고정식으로 부하조건(예를 들어, 작업물 무게)에 무관하게 고정 값을 유지하기 때문에, 압유를 선택적으로 가압 또는 선택적으로 유압탱크로 복귀가 불가능하며, 또한 배압 값의 변화 또는 제어가 불가능 하여, 엔진의 연비를 향상시키고, 실린더의 케비테이션(cavitation) 현상을 개선하고, 작업장치의 속도를 개선하는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 작업장치의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업에서, 헤드측챔버에서 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 작업에 따라 선택적으로 가변할 수 있도록 하는 건설기계의 유압제어시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 건설기계의 작업장치를 승강 구동시키는 실린더; 작업레버의 조작에 따라 상기 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤밸브; 상기 컨트롤밸브에 압유를 공급하는 유압펌프; 및 상기 작업장치의 작동 중 자중에 의해서 동작되는 작업에서 작동되며, 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 선택적으로 가변하여 상기 실린더의 작동에 재이용하는 압유재생부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 압유재생부는, 상기 컨트롤밸브와 상기 유압탱크 사이를 연결하는 탱크유로 상에 설치되며, 상기 실린더의 헤드측챔버에서 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 작업부하조건, 압유의 온도에 따라 선택적으로 가변하는 재생장치; 및 상기 재생장치의 상류측 상기 탱크유로와 상기 실린더의 로드측유로를 연결하며, 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 일부 또는 전부를 상기 실린더의 로드측챔버로 재공급하는 통로를 제공하는 재생유로를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 재생장치는, 상기 탱크유로 상에 마련되는 로직밸브; 및 상기 작업레버의 조작에 의한 입력신호와 연동하여 전류에 의해 작동되며, 상기 헤드측챔버에서 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 유량에 대해서 임의의 배압을 발생시켜 상기 로직밸브를 작동시키는 EPPR밸브를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 건설기계는, 휠로더이고, 상기 압유재생부는, 붐-실린더 또는 버켓-실린더에 의한 붐의 붐-다운 또는 버켓의 덤프 동작 시에 작동될 수 있다.

구체적으로, 상기 건설기계는, 굴삭기이고, 상기 압유재생부는, 붐-실린더, 버켓-실린더 또는 암-실린더에 의한 붐의 붐-다운, 버켓의 덤프 또는 암의 암-크라우드 동작 시에 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 작업장치의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업에서, 헤드측챔버에서 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 작업에 따라 선택적으로 가변할 수 있는 압유재생부를 탱크유로에 설치함으로써, 유압펌프로부터 토출되는 불필요한 펌프유량 손실을 최소화할 수 있어, 기존 대비 엔진의 연비를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 압유재생부를 이용하여 작업부하조건, 압유의 온도에 따라 가변적으로 배압을 자유로이 제어할 수 있어, 기존 대비 실린더의 케비테이션(cavitation) 현상을 더욱 개선할 수 있고, 또한 작업장치의 속도를 작업부하에 적합하도록 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 붐-다운 동작 시에 압유재생부에 의한 압유의 흐름 상태를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 덤프 동작 시에 압유재생부에 의한 압유의 흐름 상태를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 압유재생부의 작동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에 의해 관리되는 건설기계의 측면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템을 설명하기 위한 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 붐-다운 동작 시에 압유재생부에 의한 압유의 흐름 상태를 나타낸 회로도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 덤프 동작 시에 압유재생부에 의한 압유의 흐름 상태를 나타낸 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에서 압유재생부의 작동을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템에 의해 관리되는 건설기계의 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템(1)을 설명하기 이전에, 도 5를 먼저 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템(1)이 적용되는 건설기계(100)를 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 건설기계(100)는, 휠로더일 수 있으며, 작업장치(110), 주행장치(120), 몸체(130)를 포함한다.

작업장치(110)는 작업을 구현한다. 이때 작업은 자재를 들어올리거나 지반을 다지는 등의 다양한 작업을 의미할 수 있다. 작업장치(110)는 붐(111), 버켓(112)을 포함하여 구성될 수 있다.

붐(111)은 몸체(130)에 마련되며, 붐(111)의 움직임은 유압으로 작동하는 붐-실린더(20)에 의하여 이루어질 수 있다. 붐-실린더(20)는 몸체(130)와 붐(111)의 양측을 각각 연결하도록 한 쌍으로 구성될 수 있다.

버켓(112)은 자재를 들어올린다. 버켓(112)은 바구니 형태를 가질 수 있으며, 내부에 자재를 담을 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

버켓(112)은 유압으로 작동하는 버켓-실린더(30)에 의해 자재를 담아 안정적으로 들어올리거나, 또는 자재를 바닥, 덤프 트럭 등으로 쏟아지도록 할 수 있다.

물론 작업장치(110)에서의 버켓(112)은, 브레이커(breaker) 등으로 교체될 수 있다. 즉 작업장치(110)는 상기로 한정되지 않고 작업의 종류에 따라 변경될 수 있다.

주행장치(120)는 복수의 바퀴(121)를 포함하며 건설기계(100)의 이동을 구현한다. 건설기계(100)가 휠로더인 경우 2개의 차축과 4개의 바퀴(121)를 갖는 주행장치(120)를 통해 이동할 수 있다.

몸체(130)는 운전실(140)과 엔진룸(150)을 포함하여 구성될 수 있다.

운전실(140)은 건설기계(100)의 운전자가 탑승하여 앉을 수 있는 운전석(141)이 마련될 수 있고, 운전석(141)의 전방에는 건설기계(100)의 작업이나 주행을 조작할 수 있도록 하는 핸들(142)이나 각종 작업레버(143), 브레이크 페달(144)을 비롯하여, 가속 페달(도시하지 않음), 클러스터(도시하지 않음) 등이 다양하게 마련될 수 있다.

엔진룸(150)은 엔진(151) 등이 구비될 수 있으며, 엔진(151)의 동력으로 작업장치(110) 및 주행장치(120)를 구동시킬 수 있다.

이하에서는 일정한 작업현장에서 상기와 같이 설명한 건설기계(100)가 작업을 수행할 때, 건설기계(100)를 제어하는 유압제어시스템(1)에 대해 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템(1)은, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업 예를 들어, 붐-다운 또는 덤프와 같이 자중에 의해서 동작되는 작업에서 압유를 재이용(재생)할 수 있으며, 유압펌프(10), 붐-실린더(20), 버켓-실린더(30), 붐-컨트롤밸브(40), 버켓-컨트롤밸브(50), 압유재생부(60)를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 유압제어시스템(1)이 건설기계(100) 중에서 휠로더에 적용되는 것을 일례로 설명하지만, 본 발명의 유압제어시스템(1)은 이에 한정되지 않고 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업을 수행하는 굴삭기 등의 모든 건설기계(100)에 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 굴삭기의 경우 붐-다운 또는 덤프에 더하여, 암-실린더에 의한 암-크라우드 역시 자중에 의해서 동작되는 작업으로, 본 발명의 유압제어시스템(1)을 적용할 수 있는 것이다.

유압펌프(10)는, 건설기계(100)의 엔진(151) 또는 전기모터 등의 구동원으로부터 동력을 전달받아 구동될 수 있으며, 압유공급유로(11)에 의해 붐-컨트롤밸브(40) 또는 버켓-컨트롤밸브(50)와 연결되어 압유를 붐-컨트롤밸브(40) 또는 버켓-컨트롤밸브(50)를 통해 붐-실린더(20) 또는 버켓-실린더(30)로 공급할 수 있다.

붐-실린더(20)는, 붐-헤드측유로(23) 및 붐-로드측유로(24)에 의해 붐-컨트롤밸브(40)와 연결되어 유압펌프(10)에서 압유공급유로(11)를 통해 공급되는 압유의 흐름방향에 따라 신장 또는 수축되면서 작업장치(110)의 붐(111)을 승강 구동(붐-다운 또는 붐-업)할 수 있다.

이러한 붐-실린더(20)는, 작업장치(110)의 작동 중 붐-다운 작동 시에 붐(111)이 자중에 의해 중력 방향으로 동작하도록 수축된다. 붐-다운 작동은, 도 2에 도시된 바와 같이, 붐-헤드측챔버(21)에 채워진 압유가 붐-헤드측유로(23)를 통해 배출되고, 붐-로드측챔버(22)에 붐-로드측유로(24)를 통해 압유가 채워짐에 의해 이루어진다.

붐-헤드측챔버(21)로부터 배출되는 압유는, 붐-헤드측유로(23), 붐-컨트롤밸브(40)의 붐-다운위치(41b), 탱크유로(71)를 통해 유압탱크(70)로 복귀되는데, 복귀되는 압유의 일부 또는 전부를 재이용(재생)할 수 있도록, 탱크유로(71)에 압유재생부(60)가 설치될 수 있으며, 이러한 압유재생부(60)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

또한, 붐-로드측챔버(22)에 채워지는 압유는, 유압펌프(10)로부터 토출되어 압유공급유로(11), 붐-컨트롤밸브(40), 붐-로드측유로(24)를 통해 공급되는데, 붐-로드측챔버(22)에 압유를 공급하기 위해서는 유압펌프(10)의 에너지 손실이 많이 발생되고, 이를 해결하기 위해 붐-헤드측챔버(21)로부터 배출되는 압유의 일부 또는 전부를 재이용(재생)할 수 있도록, 탱크유로(71)에 압유재생부(60)가 설치될 수 있으며, 이러한 압유재생부(60)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

버켓-실린더(30)는, 버켓-헤드측유로(33) 및 버켓-로드측유로(34)에 의해 버켓-컨트롤밸브(50)와 연결되어 유압펌프(10)에서 압유공급유로(11)를 통해 공급되는 압유의 흐름방향에 따라 신장 또는 수축되면서 작업장치(110)의 버켓(112)을 승강 구동(덤프 또는 롤백) 할 수 있다.

이러한 버켓-실린더(30)는, 작업장치(110)의 작동 중 덤프 작동 시에 붐(111)이 자중에 의해 중력 방향으로 동작하도록 수축된다. 덤프 작동은, 도 3에 도시된 바와 같이, 버켓-헤드측챔버(31)에 채워진 압유가 버켓-헤드측유로(33)를 통해 배출되고, 버켓-로드측챔버(32)에 버켓-로드측유로(34)를 통해 압유가 채워짐에 의해 이루어진다.

버켓-헤드측챔버(31)로부터 배출되는 압유는, 버켓-헤드측유로(33), 버켓-컨트롤밸브(50)의 버켓-덤프위치(51a), 탱크유로(71)를 통해 유압탱크(70)로 복귀되는데, 복귀되는 압유의 일부 또는 전부를 재이용(재생)할 수 있도록, 탱크유로(71)에 압유재생부(60)가 설치될 수 있으며, 이러한 압유재생부(60)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

또한, 버켓-로드측챔버(32)에 채워지는 압유는, 유압펌프(10)로부터 토출되어 압유공급유로(11), 버켓-컨트롤밸브(50), 버켓-로드측유로(34)를 통해 공급되는데, 버켓-로드측챔버(32)에 압유를 공급하기 위해서는 유압펌프(10)의 에너지 손실이 많이 발생되고, 이를 해결하기 위해 버켓-헤드측챔버(31)로부터 배출되는 압유의 일부 또는 전부를 재이용(재생)할 수 있도록, 탱크유로(71)에 압유재생부(60)가 설치될 수 있으며, 이러한 압유재생부(60)에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

붐-컨트롤밸브(40)는, 작업레버(143)의 조작에 따라 유압펌프(10)로부터 붐-실린더(20)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 밸브로서, 붐-플로팅위치(41a), 붐-다운위치(41b), 붐-초기위치(41c), 붐-업위치(41d)의 전환이 자유자재로 되는 붐-스풀(41)과, 붐-스풀(41)을 조작하는 붐-조작부(42) 및 붐-스프링부(43)로 구성될 수 있다.

붐-컨트롤밸브(40)는, 붐-스풀(41)의 양측에 마련되는 붐-조작부(42)의 파일럿 압력에 따라 붐-초기위치(41c)에서 붐-다운위치(41b) 또는 붐-업위치(41d)로 전환될 수 있다.

버켓-컨트롤밸브(50)는, 작업레버(143)의 조작에 따라 유압펌프(10)로부터 버켓-실린더(30)에 공급되는 압유의 흐름(유량과 방향)을 제어하는 밸브로서, 버켓-덤프위치(51a), 버켓-초기위치(51b), 버켓-롤백위치(51c)의 전환이 자유자재로 되는 버켓-스풀(51)과, 버켓-스풀(51)을 조작하는 버켓-조작부(52) 및 버켓-스프링부(53)로 구성될 수 있다.

버켓-컨트롤밸브(50)는, 버켓-스풀(51)의 양측에 마련되는 버켓-조작부(52)의 파일럿 압력에 따라 버켓-초기위치(51b)에서 버켓-덤프위치(51a) 또는 버켓-롤백위치(51c)로 전환될 수 있다.

압유재생부(60)는, 작업장치(110)의 작동 중 자중에 의해서 동작되는 작업에서 작동될 수 있으며, 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 배압을 선택적으로 가변하여 붐-실린더(20) 또는 버켓-실린더(30)의 작동에 재이용(재생)할 수 있도록 구성될 수 있다.

구체적으로 압유재생부(60)는, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업 예를 들어, 붐-다운 또는 덤프와 같이 자중에 의해서 동작되는 작업에서 작동될 수 있으며, 붐-실린더(20)의 붐-헤드측챔버(21) 또는 버켓-실린더(30)의 버켓-헤드측챔버(31)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 배압을 선택적으로 가변하여, 붐-실린더(20)의 붐-로드측챔버(22) 또는 버켓-실린더(30)의 버켓-로드측챔버(32)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 일부 또는 전부를 재이용(재생)할 수 있도록 제어할 수 있으며, 재생장치(61), 붐-재생유로(62), 버켓-재생유로(63)를 포함할 수 있다.

재생장치(61)는, 붐-컨트롤밸브(40)와 유압탱크(70) 사이 또는 버켓-컨트롤밸브(50)와 유압탱크(70) 사이를 연결하는 탱크유로(71) 상에 설치될 수 있으며, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업에서 작동되어, 붐-실린더(20)의 붐-헤드측챔버(21) 또는 버켓-실린더(30)의 버켓-헤드측챔버(31)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 배압을 선택적으로 가변할 수 있다.

이러한 재생장치(61)는, 로직밸브(logic Valve; 61a)와 EPPR밸브(Electric Proportional Pressure Relief Valve; 61b)의 조합으로 구성될 수 있다.

로직밸브(61a)는, 탱크유로(71) 상에 마련될 수 있으며, EPPR밸브(61b)에 의해 작동될 수 있다.

EPPR밸브(61b)는, 작업레버(143)의 조작에 의한 입력신호와 연동하여 전류에 의해 작동될 수 있으며, 붐-실린더(20)의 붐-헤드측챔버(21) 또는 버켓-실린더(30)의 버켓-헤드측챔버(31)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 유량에 대해서 임의의 배압을 발생시킬 수 있다. EPPR밸브(61b)는, 임의의 배압에 따라 로직밸브(61a)를 작동시킬 수 있다.

이러한 EPPR밸브(61b)는, 도 4에 예시된 바와 같이, X축의 전류 입력에 따라 출력되는 Y축의 압력 값을 얻을 수 있는 특징을 가지고 있다고 가정할 경우, 전류(0A 내지 0.8A)를 인가하게 되면 붐-실린더(20)의 붐-헤드측챔버(21) 또는 버켓-실린더(30)의 버켓-헤드측챔버(31)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 유량에 대해서 임의의 배압(0 bar 내지 30bar)이 발생하게 된다.

붐-재생유로(62)는, 일단이 재생장치(61)의 상류측 탱크유로(71)에 연결되고 타단이 붐-실린더(20)의 붐-로드측유로(24)에 연결될 수 있다.

이러한 붐-재생유로(62)는, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 자중에 의해서 작동되는 붐-다운 작업 시, 도 2에 도시된 바와 같이, 붐-헤드측챔버(21)로부터 배출되어 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 일부 또는 전부가 붐-로드측챔버(22)로 재공급되도록 하는 통로를 제공할 수 있다.

버켓-재생유로(63)는, 일단이 재생장치(61)의 상류측 탱크유로(71)에 연결되고 타단이 버켓-실린더(30)의 버켓-로드측유로(34)에 연결될 수 있다.

이러한 버켓-재생유로(63)는, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 자중에 의해서 작동되는 덤프 작업 시, 도 3에 도시된 바와 같이, 버켓-헤드측챔버(31)로부터 배출되어 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 일부 또는 전부가 버켓-로드측챔버(32)로 재공급되도록 하는 통로를 제공할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 재생장치(61)는, 작업부하조건(예를 들어 작업물 무게), 압유의 온도에 따라 가변적으로 배압을 제어 함으로써, 불필요한 에너지 손실을 방지 하고 효과적으로 배압을 제어 가능하게 한다. 재생장치(61)는, 예를 들어 부하가 높을 때는 배압을 줄여서 빠른 속도로 작업장치(110)를 자중방향으로 움직이며, 원활한 메이크-업(Make-up) 기능을 할 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(1)에서, 붐-다운 동작 시에 압유재생부(60)에 의한 압유재생 과정을 도 2의 회로도를 참고하여 설명한다. 여기서, 도 2의 회로도는 압유재생부(60)에 의한 압유의 흐름 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 것으로서, 유압펌프(10)로부터 토출되는 압유가 붐-로드측챔버(22)로 공급되는 압유 흐름을 비롯하여 각종 밸브들의 작동 관계에 대해서는 구체화하지 않았음을 밝혀둔다.

붐-다운 동작을 위해 작업레버(143)를 조작하면, 붐-컨트롤밸브(40)는 붐-초기위치(41c)에서 붐-다운위치(41b)로 전환되고, 압유재생부(60)는 압유재생모드로 작동되며, 붐-실린더(20)는 붐(111)이 자중에 의해 중력 방향으로 동작하도록 수축된다.

이로 인하여, 붐-헤드측챔버(21)에 채워진 압유는 붐-헤드측유로(23), 붐-컨트롤밸브(40)의 붐-다운위치(41b), 탱크유로(71)를 통해 유압탱크(70)쪽으로 흐름이 발생된다.

이때, 붐-헤드측챔버(21)로부터 배출되는 압유는, 압유재생부(60)의 재생장치(61)에 의해 유압탱크(70)로의 복귀가 제어되어, 재생장치(61)의 전단에서 압유재생부(60)의 붐-재생유로(62), 붐-로드측유로(24)를 통해 붐-로드측챔버(22)로 일부 또는 전부가 재공급될 수 있다.

본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(1)에서, 덤프 동작 시에 압유재생부(60)에 의한 압유재생 과정을 도 3의 회로도를 참고하여 설명한다. 여기서, 도 3의 회로도는 압유재생부(60)에 의한 압유의 흐름 상태를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 것으로서, 유압펌프(10)로부터 토출되는 압유가 버켓-로드측챔버(32)로 공급되는 압유 흐름을 비롯하여 각종 밸브들의 작동 관계에 대해서는 구체화하지 않았음을 밝혀둔다.

덤프 동작을 위해 작업레버(143)를 조작하면, 버켓-컨트롤밸브(50)는 버켓-초기위치(51b)에서 버켓-덤프위치(51a)로 전환되고, 압유재생부(60)는 압유재생모드로 작동되며, 버켓-실린더(30)는 버켓(112)이 자중에 의해 중력 방향으로 동작하도록 수축된다.

이로 인하여, 버켓-헤드측챔버(31)에 채워진 압유는 버켓-헤드측유로(33), 버켓-컨트롤밸브(50)의 버켓-덤프위치(51a), 탱크유로(71)를 통해 유압탱크(70)쪽으로 흐름이 발생된다.

이때, 버켓-헤드측챔버(31)로부터 배출되는 압유는, 압유재생부(60)의 재생장치(61)에 의해 유압탱크(70)로의 복귀가 제어되어, 재생장치(61)의 전단에서 압유재생부(60)의 버켓-재생유로(63), 버켓-로드측유로(34)를 통해 버켓-로드측챔버(32)로 일부 또는 전부가 재공급될 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 작업장치(110)의 작동 중 중력 방향으로 작동하는 작업에서, 헤드측챔버(21, 31)에서 유압탱크(70)로 복귀되는 압유의 배압을 작업에 따라 선택적으로 가변할 수 있는 압유재생부(60)를 탱크유로(71)에 설치함으로써, 유압펌프(10)로부터 토출되는 불필요한 펌프유량 손실을 최소화할 수 있어, 기존 대비 엔진의 연비를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예는, 압유재생부(60)를 이용하여 작업부하조건, 압유의 온도에 따라 가변적으로 배압을 자유로이 제어할 수 있어, 기존 대비 실린더(20, 30)의 케비테이션(cavitation) 현상을 더욱 개선할 수 있고, 또한 작업장치(110)의 속도를 작업부하에 적합하도록 개선할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 유압제어시스템 10: 유압펌프
11: 압유공급유로 20: 붐-실린더
21: 붐-헤드측챔버 22: 붐-로드측챔버
23: 붐-헤드측유로 24: 붐-로드측유로
30: 버켓-실린더 31: 버켓-헤드측챔버
32: 버켓-로드측챔버 33: 버켓-헤드측유로
34: 버켓-로드측유로 40: 붐-컨트롤밸브
41: 붐-스풀 41a: 붐-플로팅위치
41b: 붐-다운위치 41c: 붐-초기위치
41d: 붐-업위치 42: 붐-조작부
43: 붐-스프링부 50: 버켓-컨트롤밸브
51: 버켓-스풀 51a: 버켓-덤프위치
51b: 버켓-초기위치 51c: 버켓-롤백위치
52: 버켓-조작부 53: 버켓-스프링부
60: 압유재생부 61: 재생장치
61a: 로직밸브 61b: EPPR밸브
62: 붐-재생유로 63: 버켓-재생유로
70: 유압탱크 71: 탱크유로
100: 건설기계 110: 작업장치
111: 붐 112: 버켓
120: 주행장치 121: 바퀴
130: 몸체 140: 운전실
141: 운전석 142: 핸들
143: 작업레버 144: 브레이크 페달
150: 엔진룸 151: 엔진

Claims (5)

1. 건설기계의 작업장치를 승강 구동시키는 실린더;
   작업레버의 조작에 따라 상기 실린더에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 컨트롤밸브;
   상기 컨트롤밸브에 압유를 공급하는 유압펌프; 및
   상기 작업장치의 작동 중 자중에 의해서 동작되는 작업에서 작동되며, 유압탱크로 복귀되는 압유를 상기 실린더의 작동에 재이용하는 압유재생부를 포함하고,
   상기 압유재생부는,
   상기 컨트롤밸브와 상기 유압탱크 사이를 연결하는 탱크유로 상에 설치되며, 상기 실린더의 헤드측챔버에서 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 배압을 작업부하조건, 압유의 온도에 따라 선택적으로 가변하는 재생장치를 포함하고,
   상기 재생장치는,
   상기 탱크유로 상에 마련되는 로직밸브; 및
   상기 작업레버의 조작에 의한 입력신호와 연동하여 인가되는 전류의 양에 따라 상기 헤드측챔버에서 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 유량에 대해서 선형적으로 가변(증가)되는 배압을 발생시켜 상기 로직밸브를 작동시키는 EPPR밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 압유재생부는,
   상기 재생장치의 상류측 상기 탱크유로와 상기 실린더의 로드측유로를 연결하며, 상기 유압탱크로 복귀되는 압유의 일부 또는 전부를 상기 실린더의 로드측챔버로 재공급하는 통로를 제공하는 재생유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 건설기계는,
   휠로더이고,
   상기 압유재생부는,
   붐-실린더 또는 버켓-실린더에 의한 붐의 붐-다운 또는 버켓의 덤프 동작 시에 작동되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 건설기계는,
   굴삭기이고,
   상기 압유재생부는,
   붐-실린더, 버켓-실린더 또는 암-실린더에 의한 붐의 붐-다운, 버켓의 덤프 또는 암의 암-크라우드 동작 시에 작동되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.

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