KR19980067342A - 로우더의 엔진펌프 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로우더의 엔진펌프 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행륜을 구동시키는 주행장치와 버킷, 부움등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진과, 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 상기 유압펌프로 부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움제어밸브, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진펌프 제어장치에 있어서, 상기 언로딩밸브와 상기 유압탱크 사이에 설치되어 상기 유압펌프로부터의 토출압력이 설정치 이하일때 상기 언로딩 밸브가 개방되도록 전기적인 신호의 인가에 따라 절환되는 전자제어밸브와, 상기 주행장치 소정위치에 설치되어 터어빈샤프트 회전수를 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출되는 터어빈샤프트 회전수에 따라 선택적으로 상기 전자제어밸브에 전기적인 신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진펌프 제어장치를 제공한다.

Description

로우더의 엔진펌프 제어장치

본 발명은 로우더(Loader)의 엔진펌프 제어장치에 관한 것으로, 특히 로우더의 작업상태에 따라 작업장치 구동용 유압펌프의 토출유량 일부를 유압탱크로 언로딩시켜 굴삭작업시 주행견인력 향상으로 작업능률을 향상시킬 수 있도록 한 로우더의 엔진펌프 제어장치에 관한 것이다.

대표적 건설기계 중 하나인 로우더는, 일반적으로 토사 등의 적재물을 버킷에 퍼올려 이를 근처의 덤프트럭에 적재하는 상차작업을 주로 수행한다.

도 1은 종래기술에 의한 로우더의 엔진/펌프 제어시스템을 나타내는 유압회로도 인데, 단일의 엔진(1)에 의해 복수개의 유압펌프(2,3 및 4)로 이루어진 작업장치계와, 도시하지 않은 트랜스미션과 주행륜(16)으로 이루어진 주행장치계가 구동되도록 구성되어 있다. 다시 말해, 엔진(1) 동력 중 일부는 유압펌프(2,3 및 4)를 구동시켜 부움과 버킷 등의 작업장치를 작동시키는데 소요되고, 나머지 동력일부는 토오크컨버터(14)를 통해 트랜스미션을 거쳐 주행륜(16)을 작동시키는데 소요된다.

도면부호 9와 10은 각각 작업장치인 버킷과 부움을 작동시키기 위한 엑츄에이터인 버킷실린더와 부움실린더를 나타내고, 도면부호 7,8은 각각 유압펌프(2,3)와 엑츄에이터(9,10) 사이에 설치되어 유압펌프(2,3)로 부터 토출되는 유량 및 유량의 방향을 제어함으로써 엑츄에이터(9,10)의 기동, 정지 및 방향전환을 수행하는 버킷제어밸브와 부움제어밸브를 나타낸다.

유압펌프(4)는 유압시스템에 대한 신호압을 전달하기 위한 파일럿펌프이고, 운전자의 조작지령에 따라 이 파일럿펌프(4)의 신호압을 전술한 버킷실린더(9) 및 부움실린더(10)를 조작하는 버킷제어밸브(7) 및 부움제어밸브(8)에 안배 공급하여 이들을 제어하는 버킷조작레버(11) 및 부움조작레버(12)가 구비된다.

미설명 도면부호 5,5A는 유압시스템의 유로내의 압력을 소정의 작동압력으로 유지시키기 위한 릴리이프밸브이고, 13은 유압유 저장탱크이며, 15는 전후 주행륜(16) 사이의 동력전달을 위한 프로펠러샤프트이다.

이와같이 구성된 로우더의 엔진펌프 시스템에서, 적재물을 버킷으로 퍼올려서 덤프트럭 등에 적재하는 로우더의 상차작업 수행 중, 적재물을 파고들어가는 작업을 할 경우에는 버킷실린더(9)나 부움실린더(10)로의 필요유량은 적어지고 로우더를 앞으로 파고들어갈 수 있도록 하는 견인력이 매우 필요하게 된다. 또한 적재물을 굴삭하여 이동 후 덤프트럭등에 적재작업을 할 경우에는 견인력보다는 부움,버킷등 작업장치로의 필요유량이 증대하게 된다.

이러한 작업특성을 고려하여, 종래의 시스템에서는 유압펌프(3)의 토출유로에 언로딩밸브(6)를 설치하여, 파고들어가는 작업을 할 경우에는 부움 또는 버킷의 작동압력이 높아지므로 이 압력에 의해 언로딩밸브(6)를 개방시킴으로써, 유압펌프(3) 토출유량 일부를 언로딩시키고, 주행계가 남는 만큼의 동력(엔진마력)을 더 얻게하여 주행 견인력을 높이게 하고 있다.

그리고, 전술한 작업장치 구동용 유압펌프(2)(3)는 정용량형 유압펌프를 사용하고 있으며, 도 3에 도시된 바와같이 유압펌프(2)(3)의 토출압력이 P₂인 경우 일측 유압펌프(2)의 사용되는 토오크는 T₁이 되며, 타측 유압펌프(3)의 사용되는 토오크는 T₀이 되므로, 유압펌프(2)(3)에 의해 사용되는 토오크는 T₀＋T₁이 된다.

한편, 유압펌프(2)(3)의 토출압력이 P₁으로 상승하는 경우 도 1에 도시된 언로딩밸브(6)가 구동하며, 이로인해 유압펌프(3)로부터 토출되는 일부 작동유는 유압탱크(13)로 언로딩되므로 유압펌프(2)(3)의 사용되는 토오크는 T₀이 된다.

즉, 유압펌프(2)(3)의 토출압력이 소정의 설정압력치 이상이 되면 작업장치용 유압펌프(2)(3)중 어느 일측 유압펌프 토출유량을 유압탱크(13)에 언로딩시켜 펌프에 사용되는 토오크를 줄이게 되며, 이로인해 유압펌프로부터 토출되어 언로딩되는 유량만큼의 펌프의 토오크를 주행장치계로 활용하여 작업할 수 있게된다.

그러나, 유압펌프(2)(3)의 토출압력이 P₂보다 작은경우에는 유압펌프(3)의 토출량을 유압탱크(13)로 언로딩시킬 수 없게되므로 굴삭작업시 주행견인력이 떨어져 굴삭속도와 굴삭력이 저하되는 문제점을 갖게된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 로우더의 작업상태에 따라 최적의 엔진마력을 배분할 수 있도록 하여 주행장치계에 부하가 증대되는 경우 작업장치계 유압펌프로부터의 토출량 일부를 언로딩시켜 이와 대응되는 만큼의 주행장치계의 사용토오크 증대로 구동력 향상으로 작업능률을 높일 수 있도록 한 로우더의 엔진펌프 제어장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래기술에 의한 로우더의 엔진펌프 제어장치의 유압회로도

도 2는 본 발명에 의한 로우더의 엔진펌프 제어장치의 유압회로도

도 3은 펌프의 토출유량과 사용마력토오크 관계를 도시한 좌표

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 엔진

2,3,4 : 유압펌프

5,5A : 릴리이프밸브

6 : 언로딩밸브

7 : 버킷제어밸브

8 : 부움제어밸브

9 : 버킷실린더

10 : 부움실린더

11 : 버킷조작레버

12 : 부움조작레버

13 : 탱크

14 : 토오크컨버터

15 : 프로펠러샤프트

16 : 주행륜

17 : 회전수검출센서

18 : 터어빈샤프트

19 : 제어기

20 : 전자제어밸브

21 : 압력설정밸브

전술한 본 발명의 목적은, 주행륜을 구동시키는 주행장치와 버킷, 부움등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진, 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 상기 유압펌프로 부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움제어밸브, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진펌프 제어장치에 있어서, 상기 언로딩밸브와 상기 유압탱크 사이에 설치되어 상기 유압펌프로부터의 토출압력이 설정치 이하일때 상기 언로딩 밸브가 개방되도록 전기적인 신호의 인가에 따라 절환되는 전자제어밸브와, 상기 주행장치 소정위치에 설치되어 터어빈샤프트 회전수를 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단에 의해 검출되는 터어빈샤프트 회전수에 따라 선택적으로 상기 전자제어밸브에 전기적인 신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진펌프 제어장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 특징은, 상기 제어기는, 상기 검출수단에 의해 검출되는 회전수가 소정 설정치 이하인 경우 상기 전자제어밸브에 전기적인 신호를 인가시켜 상기 언로딩밸브를 통해 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩시키며, 상기 검출수단에 의해 검출되는 회전수가 소정 설정치 이상인 경우 상기 전자제어밸브에 인가되는 전기적인 신호를 차단하여 상기 유압펌프로부터 토출되는 모든 작동유를 상기 작업장치에 공급하게 됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 로우더의 엔진펌프 제어장치의 유압회로도이다.

도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 실시예를 설명하기 전에 엔진(1)과, 엔진(1)에 연결되어 구동하는 주행륜(16)을 포함한 주행장치계 및 버킷과 부움을 포함한 작업장치계의 기본적인 로우더의 구성은, 도 1에 도시된 종래의 것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 중복되는 인용부호는 동일하게 표기하였다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 주행장치계의 부하상태에 따라 유압펌프(2 또는 3)의 토출유를 유압탱크(13)로 언로딩시키는 언로딩밸브(6)를 로우더의 작업상태에 따라 선택적으로 개폐동작시키는 수단을 구비하고 있다.

전술한 언로딩밸브(6)는 전술한 유압펌프(3)의 토출유로와 유압탱크(13) 사이에 설치되어 밸브스프링(6A)에 의해 유압펌프(3)의 토출유로와 유압탱크(13)사이를 차단하는 상태로 초기설정되어 있으며, 전술한 언로딩밸브(6)와 유압탱크(13) 사이에 전술한 유압펌프(2)로부터 토출되는 작동압이 소정 설정치 이상인 경우 버킷이나 부움의 작동압력에 의해 절환되어 유압펌프(3)로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩밸브(6)를 개방시켜 언로딩시키는 압력설정밸브(21)가 설치된다.

압력설정밸브(21)는 밸브스프링(21A)에 의해 유압펌프(2)로부터의 토출압력이 소정설정치 이하인 경우 언로딩밸브(6)를 폐쇄시킨 상태로 초기설정 되어 있다.

전술한 언로딩밸브(6) 개방시 잔존유량이 유압탱크(13)로 배출되는 유로(L1)와 유압탱크(13)사이에 전기적인 신호의 인가에 따라 구동하는 전자제어밸브(20)가 설치되며, 전자제어밸브(20)는 전술한 유압펌프(2)로부터의 토출압력이 소정설정치 이하인 경우에도 밸브스프링(20A) 대향측에 전기적인 신호의 인가에 따라 선택적으로 개방되어 유압펌프(3)로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩시키도록 설치된다.

전술한 주행장치계의 토오크컨버터 터어빈샤프트(18) 일측에 회전수를 검출하는 회전수검출센서(17)가 설치되며, 회전수검출센서(17)에 검출된 터어빈샤프트(18) 회전수에 따라 선택적으로 전자제어밸브(20)에 전기적인 신호를 인가하는 제어기(19)가 접속된다.

제어기(19)는 회전수검출센서(17)에 의해 검출된 회전수가 소정 설정치 이하인 경우 제어기(19)로부터의 전기적인 신호가 전자제어밸브(20)의 밸브스프링(20A) 대향측에 인가되면 언로딩밸브(6)의 유로를 개방하여 유압펌프(3)로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩시키며, 회전수검출센서(17)에 의해 검출된 회전수가 소정 설정치 이상인 경우, 전자제어밸브(20)에 전기적인 신호의 인가됨을 차단하여 언로딩밸브(6)의 유로를 차단하여 유압펌프(3)로부터 토출되는 모든 작동유를 버킷이나 부움측으로 공급되는 상태를 유지하게 된다.

위와같이 구성되는 본 발명의 작동을 설명하면, 엔진(1) 구동으로 유압펌프(2 또는 3)에서 토출되는 작동압에 의해 버킷실린더(11) 또는 부움실린더(12) 구동으로 적재물을 굴삭하여 트럭에 적재하기 위해 파고들어가는 작업을 할 경우에는 부움 또는 버킷의 작동압력이 높아지므로 버킷실린더(11) 또는 부움실린더(12)의 작동압이 압정설정밸브(21)의 밸브스프링(21A) 대향측에 작용하여, 도면상에서 하측으로 절환시킨다.

이로인해, 유압펌프(3)에서 토출되는 작동압 일부는 오리피스(O)에 의해 언로딩밸브(6)의 밸브스프링(6A) 대향측에 작용함에 따라 언로딩밸브(6)는 개방되어지며, 유압펌프(3)에서 토출되는 작동유 일부는 언로딩밸브(6)를 통해 언로딩됨에 따라, 이와 상응하는 엔진(1)의 사용토오크를 주행장치계에 활용하게 되어 장비의 견인력을 충분하게 확보할 수 있게된다.

한편, 주행장치계의 토오크컨버터(14)내의 터어빈샤프트(18)에 대해 이격되게 설치되어 터어빈샤프트(18) 회전수를 검출하는 회전수검출센서(17)에 의해 검출되는 신호가 제어기(19)에 입력되며, 제어기(19)에 의해 터어빈샤프트(18) 회전수가 소정 설정치 이하인 경우에는 작업중 주행장치에 부하 발생량이 크다고 판단하여 전자제어밸브(20)에 전기적인 신호를 밸브스프링(20A) 대향측에 인가시키며, 전자제어밸브(20)는 도면상에서 상측으로 절환되어 언로딩밸브(6)를 개방시키며, 이로인해 유압펌프(3)에서 토출되는 작동유 일부는 언로딩밸브(6)를 통해 탱크(13)로 귀환되어진다.

따라서, 언로딩되는 토출유량 만큼의 엔진(1) 사용토오크를 주행장치계에서 사용할 수 있도록 하여 장비의 주행견인력을 충분하게 확보할 수 있게된다.

한편, 제어기(19)에 의해 터어빈샤프트(18) 회전수가 소정 설정치 이상인 경우 전자제어밸브(20)에 인가되는 전기적인 신호를 차단하여 전자제어밸브(20)의 밸브스프링(20A) 복원력에 의해 언로딩밸브(6)를 폐쇄시키며, 이로인해 유압펌프(3)에서 토출되어지는 모든 작동유를 버킷실린더(9) 또는 부움실린더(10)에 공급시킴에 따라 작업장치의 작업속도를 충분하게 확보할 수 있게 된다.

이상에서와같이, 본 발명에 의한 로우더의 엔진펌프 제어장치는, 단일 엔진에 의해 구동하는 적어도 하나 이상의 유압펌프를 사용하는 로우더의 작업중 주행구동부의 회전수에 따라 유압펌프로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩시켜 언로딩되는 만큼의 엔진 사용토오크 마력을 주행장치계에 공급하여 주행력을 확보할 수 있어 굴삭속도와 굴삭력을 증가시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 주행륜을 구동시키는 주행장치와 버킷, 부움등의 작업장치를 구동시키는 작업장치계에 구동마력을 공급하는 엔진과 엔진에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 유압펌프, 이 유압펌프의 토출유에 의해 작동되는 버킷실린더 및 부움실린더, 상기 유압펌프로 부터 상기 버킷실린더 및 부움실린더에 공급되는 토출유의 유량 및 방향을 제어하는 버킷제어밸브 및 부움제어밸브, 운전자의 조작량에 비례하여 상기 버킷제어밸브 및 부움제어밸브를 제어하는 버킷조작수단 및 부움조작수단, 및 상기 버킷 또는 상기 부움의 작동압에 따라 상기 유압펌프의 토출유를 유압탱크로 언로딩시키는 언로딩밸브를 포함하는 로우더의 엔진펌프 제어장치에 있어서,

   상기 언로딩밸브와 상기 유압탱크 사이에 설치되어 상기 유압펌프로부터의 토출압력이 설정치 이하일때 상기 언로딩 밸브가 개방되도록 전기적인 신호의 인가에 따라 절환되는 전자제어밸브와,

   상기 주행장치 소정위치에 설치되어 터어빈샤프트 회전수를 검출하는 검출수단과,

   상기 검출수단에 의해 검출되는 터어빈샤프트 회전수에 따라 선택적으로 상기 전자제어밸브에 전기적인 신호를 인가하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진펌프 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기는,

   상기 검출수단에 의해 검출되는 회전수가 소정 설정치 이하인 경우 상기 전자제어밸브에 전기적인 신호를 인가시켜 상기 언로딩밸브를 통해 상기 유압펌프로부터 토출되는 작동유 일부를 언로딩시키며, 상기 검출수단에 의해 검출되는 회전수가 소정 설정치 이상인 경우 상기 전자제어밸브에 인가되는 전기적인 신호를 차단하여 상기 유압펌프로부터 토출되는 모든 작동유를 상기 작업장치에 공급하게 됨을 특징으로 하는 로우더의 엔진펌프 제어장치.