KR20090069696A

KR20090069696A - Controllability improvement apparatus for construction machinery

Info

Publication number: KR20090069696A
Application number: KR1020070137443A
Authority: KR
Inventors: 임광호
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-07-01

Abstract

A controllability improving apparatus of construction equipment is provided to improve controllability of the construction equipment because the drive cylinder prevents the starting time from being extended. A controllability improving apparatus of construction equipment comprises a directional control valve(20) which controls flow direction of the working fluid discharged from the main pump(10) and transfers it to a drive cylinder(40), and a controllability improving valve(30) which is installed in the downstream center bypass line(11b) and varies the return pathway cross-sectional area of the downstream center bypass line.

Description

CONTROLLABILITY IMPROVEMENT APPARATUS FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 굴삭기나 휠로더 등과 같이 유압을 작업장치의 구동원으로 이용하는 건설 기계에 관한 것으로서, 특히 작업장치의 제어성을 향상시킬 수 있는 건설 기계의 제어성 향상장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a construction machine that uses hydraulic pressure as a driving source of a work device, such as an excavator or a wheel loader, and more particularly, to an apparatus for improving controllability of a construction machine that can improve controllability of a work device.

일반적으로 굴삭기나 휠로더와 같은 건설 기계는 각종 작업장치를 구동시키기 위한 복수의 구동실린더를 구비하며, 상기 복수의 구동실린더는 엔진 또는 전기모터에 의해 구동되는 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다.In general, a construction machine such as an excavator or a wheel loader includes a plurality of drive cylinders for driving various work devices, and the plurality of drive cylinders are driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump driven by an engine or an electric motor.

상기 구동실린더는 헤드측과 로드측 중 선택된 어느 하나에 작동유를 공급함으로써 신축하게 되고, 이와 같은 구동실린더의 신축에 의해 작업장치가 구동된다. 굴삭기와 같은 경우, 상기 작업장치는 붐, 암 및 버켓 등으로 구성된다. 붐을 예를 들어 설명하면, 붐은 붐 구동실린더의 상승측에 작동유를 공급하면, 붐 구동실린더가 신장되고 이에 의해 붐이 상승하고, 이와 반대로 붐 구동실린더의 하강측에 작동유를 공급하면, 붐 구동실린더가 수축되어 붐이 하강한다. 이와 같은 구동실린더를 제어하기 위한 유압 제어시스템의 일 예가 도 1a에 도시된다.The drive cylinder is stretched by supplying hydraulic oil to any one selected from the head side and the rod side, and the work device is driven by the expansion and contraction of such a drive cylinder. In the case of an excavator, the work device consists of a boom, an arm, a bucket, and the like. Taking the boom as an example, when the boom supplies hydraulic oil to the upside of the boom drive cylinder, the boom drive cylinder is extended and thereby the boom rises, and conversely, when the hydraulic oil is supplied to the downside of the boom drive cylinder, The drive cylinder contracts and the boom lowers. An example of a hydraulic control system for controlling such a drive cylinder is shown in FIG. 1A.

도 1a를 참조하면, 메인 펌프(1)로부터 토출되는 작동유는 방향제어밸브(2)에 의해 흐름 방향이 제어되어 구동실린더(3)의 상승측(3a) 또는 하강측(3b)에 공급된다. 일 예로, 상기 방향제어밸브(2)의 일측의 수압부(2a)에 파일롯 신호(Pi2)가 인가되면 상기 방향제어밸브(2)는 도면상 우측으로 변환되어 상기 구동실린더(3)의 상승측(3a)에는 작동유가 공급되고 상기 하강측(3b)의 작동유는 드레인 탱크(T)로 드레인된다. 이에 의해 구동실린더(3)는 신장되고 붐과 같은 작업 장치는 상승하게 된다. 이와 반대로, 방향제어밸브(2)의 타측 수압부(2b)에 파일롯 신호(Pi1)가 인가되면 방향제어밸브(2)는 좌측으로 변환되어 상승측(3a)의 작동유는 드레인되고 하강측(3b)에는 작동유가 공급된다. 이에 의해 붐과 같은 작업 장치는 하강한다. 또한, 상기 방향제어밸브(2)는 파일롯 신호(Pi1)(Pi2)가 인가되지 않는 경우, 메인 펌프(1)로부터 토출되는 작동유를 드레인 탱크(T)로 드레인시킨다.Referring to FIG. 1A, the hydraulic oil discharged from the main pump 1 is controlled by the direction control valve 2 and supplied to the rising side 3a or the lower side 3b of the drive cylinder 3. For example, when a pilot signal Pi2 is applied to the hydraulic unit 2a on one side of the directional control valve 2, the directional control valve 2 is converted to the right side in the drawing to raise the side of the driving cylinder 3. Hydraulic oil is supplied to 3a, and the hydraulic oil of the said falling side 3b is drained to the drain tank T. FIG. As a result, the drive cylinder 3 is extended and a work device such as a boom is raised. On the contrary, when the pilot signal Pi1 is applied to the other pressure receiving portion 2b of the directional control valve 2, the directional control valve 2 is converted to the left side so that the hydraulic oil on the rising side 3a is drained and the falling side 3b. ) Is supplied with hydraulic oil. As a result, the work device such as the boom is lowered. In addition, when the pilot signals Pi1 and Pi2 are not applied, the directional control valve 2 drains the hydraulic oil discharged from the main pump 1 to the drain tank T.

한편, 방향제어밸브(2)가 도 1a와 같은 상태에서 좌측 또는 우측으로 변환되는 과정을 살펴보면, 방향제어밸브(2)의 스풀이 이동하기 시작하는 시점(S0)부터 메인 펌프(1)와 드레인 탱크(T)를 연결하는 유로의 단면적인 리턴유로면적(R)은 감소하기 시작하고, 스풀이 일정 거리(S1) 이동한 후에 구동실린더(3)와 메인 펌프(1)를 연결하는 공급유로가 개방되기 시작하여 상기 공급유로면적(C)이 증가하기 시작한다. 그리고 스풀이 이동이 완료된 거리(S2)에서 상기 리턴 유로는 완전히 차단되어 리턴유로면적(R)은 0이 된다. 이와 같은 내용은 도 1b를 참조하면 더욱 명확히 이해할 수 있다.Meanwhile, referring to a process in which the direction control valve 2 is converted to the left or the right in the state as shown in FIG. 1A, the main pump 1 and the drain are started from the time S0 at which the spool of the direction control valve 2 starts to move. The cross-sectional return flow path area R of the flow path connecting the tank T begins to decrease, and after the spool moves a certain distance S1, the supply flow path connecting the drive cylinder 3 and the main pump 1 It starts to open and the feed flow passage area C begins to increase. At the distance S2 at which the spool is moved, the return flow path is completely blocked so that the return flow path area R becomes zero. Such content may be more clearly understood with reference to FIG. 1B.

도 1b를 참조하면, 상기 스풀이 일정 거리(S1) 이동하는 시점까지 상기 리턴 유로면적(R)은 감소되나 상기 공급유로가 개방하지 않는 이유는 상기 메인 펌프(1)로부터 토출되는 작동유의 압력을 상승시켜 작업 장치로부터 구동실린더(3)에 작용하는 부하 압력보다 높게 함으로써 상기 공급유로가 개방되었을 때 상기 구동실린더(3)가 작동될 수 있도록 하기 위함이다.Referring to FIG. 1B, the return flow path area R decreases until the spool moves at a predetermined distance S1, but the supply flow path is not opened because the pressure of the hydraulic oil discharged from the main pump 1 is decreased. This is to raise the pressure above the load pressure acting on the drive cylinder 3 from the working device so that the drive cylinder 3 can be operated when the supply flow path is opened.

그러나 상술한 바와 같은 설정은 작업 장치에 아무런 중량물을 실려 있지 않은 상태를 기준으로 설계되기 때문에 작업 장치에 고중량물이 실려있는 경우, 스풀의 S1의 이동거리에 도달된 상태에서 상기 공급유로가 개방되기 시작하더라도 상기 구동실린더(3)에 공급되는 작동유의 압력이 부하 압력보다 작아지기 때문에 구동실린더(3)가 구동되지 않는다. 이와 같은 구동실린더(3)는 공급되는 작동유의 압력이 상기 작업 부하 압력보다 큰 경우에 도달해서야 작동하기 시작한다. 이는 도 1c를 참조하면 더욱 명확히 이해할 수 있다. However, the setting as described above is designed on the basis of the state in which no heavy material is loaded on the working device, so that when the heavy weight is loaded on the working device, the supply flow path is opened when the moving distance of S1 of the spool is reached. Even if it starts, the drive cylinder 3 is not driven because the pressure of the hydraulic oil supplied to the drive cylinder 3 becomes smaller than the load pressure. The drive cylinder 3 starts to operate only when the pressure of the hydraulic oil supplied is greater than the workload pressure. This can be more clearly understood with reference to FIG. 1C.

도 1c를 참조하면, 구동실린더(3)에 부하 압력이 보통 상태인 경우에는 실선과 같이 파일롯 신호의 압력에 따라 실린더의 구동속도가 증가한다. 반면, 작업 부자가 큰 경우에는 점선으로 표시된 바와 같이, 파일롯 신호 압력이 증가하고 있으나, 일정 구간(ΔP)에서는 실린더 구동속도는 0인 상태 즉, 구동실린더(3)가 구동되지 않는 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 이유로 작업 장치의 일 예인 붐을 상승시키기 위한 조작을 하더라도 조작 후 일정시간이 경과한 후에야 붐이 상승하게 되어 건설기계의 제어성이 현저히 떨어지는 현상이 발생하게 된다. Referring to FIG. 1C, when the load pressure of the driving cylinder 3 is in a normal state, the driving speed of the cylinder increases according to the pressure of the pilot signal like a solid line. On the other hand, when the working man is large, as indicated by the dotted line, the pilot signal pressure is increasing, but in a certain period ΔP, the cylinder driving speed is zero, that is, the driving cylinder 3 is not driven. do. For this reason, even when an operation for raising the boom, which is an example of the working device, the boom is raised only after a certain time has elapsed after the operation, thereby significantly reducing the controllability of the construction machine.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 구동실린더에 큰 부하 압력이 작용하더라도 구동실린더의 구동 시점이 연장되지 않아 제어성을 향상시킬 수 있는 건설 기계의 제어성 향상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above-described point, and provides a controllability improving apparatus for construction machinery that can improve controllability since the driving timing of the driving cylinder is not extended even when a large load pressure is applied to the driving cylinder. The purpose is.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 기계의 제어성 향상장치는 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유를 하류측 센터바이패스 라인(11b)과 구동실린더(40)의 상승측(41) 또는 하강측(42) 중 선택된 어느 하나에 또는 동시에 공급하도록 변환되는 방향제어밸브(20)를 구비한 건설기계의 유압회로에 있어서, 상기 하류측 센터바이패스 라인(11b)에 설치되어 상기 하류측 센터바이패스 라인(11b)의 리턴유로단면적(R)을 가변시키는 제어성 향상밸브(30)를 포함하며, 상기 제어성 향상밸브(30)는, 상기 방향제어밸브(20)가 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)에 작동유가 공급되도록 변환시, 상기 구동실린더(40)의 상승측(41) 부하 압력에 따라 상기 리턴유로 단면적(R)이 감소하도록 변환되는 것을 특징으로 한다.An apparatus for improving controllability of a construction machine according to the present invention for achieving the object as described above, the hydraulic oil discharged from the main pump 10 is the rising side of the downstream center bypass line 11b and the driving cylinder 40 ( 41. In the hydraulic circuit of a construction machine having a direction control valve 20, which is converted to supply simultaneously or to any one selected from the lower side 42 or the lower side 42, the downstream side bypass line 11b is provided and And a controllability enhancement valve 30 for varying the return flow path cross-sectional area R of the downstream center bypass line 11b, wherein the controllability enhancement valve 30 is driven by the directional control valve 20 being driven. When the hydraulic oil is supplied to the rising side 41 of the cylinder 40, the return flow path cross-sectional area R may be reduced according to the load pressure of the rising side 41 of the driving cylinder 40.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제어성 향상밸브(30)는 수압부(31)를 구비하고, 상기 수압부(31)에는 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)으로 공급되는 메인펌프(10)의 유압 연결라인(12)으로부터 인출된 압력 신호가 인가되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 제어성 향상장치.According to an embodiment of the present invention, the controllability improvement valve 30 includes a hydraulic pressure unit 31, and the hydraulic pressure unit 31 is supplied to the rising side 41 of the driving cylinder 40. Device for improving controllability of a construction machine, characterized in that the pressure signal drawn from the hydraulic connection line (12) of the pump (10) is applied.

이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 구동실린더의 상승측에 부하 압력이 큰 경우에 구동실린더의 상승측에 공급되는 작동유의 압력 상승률이 커져서 상기 구동실린더가 구동 시점이 연장되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 의해 건설 기계의 제어성을 향상시킬 수 있다.According to the problem solving means described above, when the load pressure is large on the rising side of the driving cylinder, the pressure increase rate of the hydraulic oil supplied to the rising side of the driving cylinder is increased, so that the driving time of the driving cylinder can be prevented from being extended. Will be. Thereby, controllability of a construction machine can be improved.

또한, 상기 방향제어밸브가 상기 구동실린더의 상승측에 작동유가 공급되도록 변환되면 상기 구동실린더의 상승측과 연통되는 연결 라인으로부터 인출된 신호를 하류측 센터바이패스 라인에 설치된 제어성 향상밸브의 수압부에 인가하도록 하는 구성으로 인해 간단한 구조로 건설 기계의 제어성을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, when the directional control valve is converted so that the hydraulic oil is supplied to the rising side of the drive cylinder, the hydraulic pressure of the controllability improving valve installed in the downstream center bypass line, the signal drawn from the connection line communicating with the rising side of the drive cylinder Due to the configuration to apply to the part it is possible to improve the controllability of the construction machine with a simple structure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 제어성 향상장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the controllability of the construction machine according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 제어성 향상장치는 구동실린더(40)에 큰 작업 부하가 작용시에도 구동실린더(40)에 인가되는 초기 압력을 상승시켜 구동실린더(40)의 응답성, 즉 제어성을 향상시키기 위한 것으로서, 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 흐름방향을 제어하여 상기 구동실린더(40)에 수송하는 방향제어밸브(20)와, 상기 방향제어밸브(20)의 하류측 센터바이패스 라인(11b)에 설치되어 상기 하류측 센터바이패스 라인(11b)의 유로 단면적을 가변시키는 제어성 향상밸브(30)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for improving controllability of a construction machine according to an embodiment of the present invention increases the initial pressure applied to the drive cylinder 40 even when a large work load is applied to the drive cylinder 40, thereby driving the drive cylinder. In order to improve the responsiveness, that is, the controllability of the 40, the direction control valve 20 which controls the flow direction of the hydraulic oil discharged from the main pump 10 and transports it to the drive cylinder 40, and the direction It is provided in the downstream center bypass line 11b of the control valve 20, and includes the controllability improvement valve 30 which changes the flow path cross-sectional area of the said downstream center bypass line 11b.

상기 구동실린더(40)는 작업 장치를 구동시키기 위한 것으로서, 작업 장치를 상승시키기 위해 작동유가 공급되는 상승측(41)과 상기 작업 장치를 하강시키기 위해 작동유가 공급되는 하강측(42)을 포함한다. 상기 상승측(41)에는 작업 장치의 중량에 따른 작업 부하에 의해 부하 압력이 형성된다. 이와 같은 상태에서 상기 작업 장치를 상승시키는 방향으로 상기 구동실린더(40)를 구동시키려면 상기 부하 압력이상의 작동유가 공급되어야 한다. 특히, 상기 작업 장치에 고중량의 작업물이 실려 있는 경우, 상기 상승측(41)에 큰 부하 압력보다 큰 압력의 작동유가 공급되어야 상기 구동실린더(40)가 구동되게 된다. 본 실시예에서는 작업 장치의 일 예로 붐을 예시하여 본 발명에 대한 내용을 설명할 것이나, 본 발명은 작업 화물에 의해 부하 압력이 증가할 수 있는 모든 작업 장치의 구동실린더에 적용될 수 있다.The driving cylinder 40 is for driving the working device, and includes a rising side 41 to which hydraulic oil is supplied to raise the working device and a lowering side 42 to which hydraulic oil is supplied to lower the working device. . On the rising side 41, the load pressure is formed by the workload according to the weight of the work device. In this state, in order to drive the drive cylinder 40 in the direction of raising the work device, hydraulic oil above the load pressure must be supplied. In particular, when a heavy-weight workpiece is loaded on the work device, the driving cylinder 40 is driven only when a hydraulic oil having a pressure greater than a large load pressure is supplied to the rising side 41. In the present embodiment will be described the contents of the present invention by illustrating a boom as an example of the working device, the present invention can be applied to the drive cylinders of all working devices that can increase the load pressure by the work load.

상기 방향제어밸브(20)는 상기 구동실린더(40)의 구동 여부 및 구동 방향을 제어하기 위한 것으로서, 조작부로부터 인가되는 신호(Pi1)(Pi2)에 따라 변환된다. 보다 구체적으로, 상기 방향제어밸브(20)가 도 2와 같은 상태로 변환되면, 메인 펌프(10)의 작동유는 상류측 센터바이패스 라인(11a)을 통해 방향제어밸브(20)에 유입되고, 유입된 작동유는 하류측 센터바이패스 라인(11b)을 통해 드레인 탱크(T)로 드레인된다. 물론, 복수의 작업 장치에 대한 복수의 방향제어밸브가 직렬로 연결되어 있는 경우, 상기 하류측 센터 바이패스 라인(11b)을 통과한 작동유는 다른 작업장치의 방향제어밸브(20)로 유입된다. The direction control valve 20 is to control whether the driving cylinder 40 is driven and the driving direction, and is converted according to the signals Pi1 and Pi2 applied from the operation unit. More specifically, when the direction control valve 20 is converted to the state as shown in FIG. 2, the working oil of the main pump 10 flows into the direction control valve 20 through the upstream side center bypass line 11a. The introduced hydraulic oil is drained to the drain tank T through the downstream center bypass line 11b. Of course, when a plurality of directional control valves for the plurality of work devices are connected in series, the hydraulic oil passing through the downstream center bypass line 11b flows into the direction control valve 20 of the other work device.

한편, 상기 방향제어밸브(20)의 우측 수압부(21)에 조작신호(Pi1)가 인가되면, 방향제어밸브(20)는 좌측으로 변환되어 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유는 구동실린더(40)의 하강측(42)에 공급되고, 구동실린더(40)의 상승측(41)의 작동 유는 드레인 탱크(T)로 드레인된다. 이에 의해 구동실린더(40)가 수축하게 되고 구동실린더(40)에 연결된 작업장치는 하강한다. 이와 같이 작업장치가 하강하는 경우, 구동실린더(40)의 부하 압력은 상승측(41)에 형성되기 때문에 부하 압력과 관계없이 구동실린더(40)가 구동된다.On the other hand, when the operation signal Pi1 is applied to the right pressure receiving portion 21 of the directional control valve 20, the directional control valve 20 is converted to the left side and the hydraulic oil discharged from the main pump 10 is driven by a driving cylinder ( It is supplied to the falling side 42 of 40, and the hydraulic oil of the rising side 41 of the drive cylinder 40 is drained to the drain tank T. As shown in FIG. As a result, the driving cylinder 40 is contracted, and the work device connected to the driving cylinder 40 is lowered. When the work device is lowered in this way, the load pressure of the drive cylinder 40 is formed on the rising side 41, so that the drive cylinder 40 is driven regardless of the load pressure.

반면, 상기 방향제어밸브(20)의 좌측 수압부(22)에 조작신호(Pi2)가 인가되면, 방향제어밸브(20)는 우측으로 변환되어 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유는 구동실린더(40)의 상승측(41)에 공급되고, 구동실린더(40)의 하강측(42)의 작동유는 드레인 탱크(T)로 드레인된다. 이에 의해 구동실린더(40)가 신장되고 구동실린더(40)에 연결된 작업장치는 상승한다. On the other hand, when the operation signal Pi2 is applied to the left hydraulic part 22 of the directional control valve 20, the directional control valve 20 is converted to the right side and the hydraulic oil discharged from the main pump 10 is driven by the driving cylinder ( It is supplied to the rising side 41 of 40, and the hydraulic oil of the falling side 42 of the drive cylinder 40 is drained to the drain tank T. As shown in FIG. As a result, the driving cylinder 40 is extended and the work device connected to the driving cylinder 40 is raised.

그러나, 구동실린더(40)에 큰 부하 압력이 형성되는 경우, 상기 구동실린더(40)는 상기 방향제어밸브(20)의 스풀의 이동과 동시에 구동되지 않는다. 즉, 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)에 공급되는 작동유의 압력이 부하 압력이상으로 상승할 때까지 상기 구동실린더(40)는 구동되지 않는다. 이러한 이유로, 도 3에 도시된 바와 같이, 스풀의 이동이 시작되면서(S0) 하류측 센터바이패스 라인(11b)과 연통되는 방향제어밸브(20)의 리턴유로면적(R)이 먼저 감소된다. 이에 의해 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 압력이 상승하게 되고, 스풀이 일정 거리(S1) 이동한 후 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)과 연결되는 방향제어밸브(20)의 공급유로면적(C)이 증가하기 시작한다. 이에 의해 스풀이 S0에서 S1사이의 위치로 이동하는 동안 구동실린더(40)의 상승측(41)에 공급될 메인 펌프(10)의 작동유 압력은 상승하게 된다. 상승된 메인 펌프(10)의 작동유 압력이 부하 압력이상인 경우 구동 실린더(40)는 스풀이 S1에 위치할 때부터 상승하기 시작한다. 그러나 스풀이 S1 상태에 위치하더라도 작업 장치에 고중량이 실려 있는 경우, 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)에는 높은 부하 압력이 형성되어 S0에서 S1 구간에서 상승된 상기 상승측(41)에 공급될 메인 펌프(10)의 작동유 압력이 부하 압력보다 낮아질 수 있다. 이러한 경우, 도 1c에 도시된 바와 같이, 스풀이 S1으로부터 더 이동하여 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)에 공급되는 메인 펌프(10)의 작동유 압력이 부하 압력보다 높아지는 시점까지 구동실린더(40)는 구동되지 않는다. 따라서, 작업자가 붐을 상승시키기 위한 조작 시점부터 일정 시간이 경과한 후에야 붐이 상승하게 된다. 이와 같은 문제점은 이하에서 설명될 제어성 향상밸브(30)에 의해 해소될 수 있다. However, when a large load pressure is formed in the drive cylinder 40, the drive cylinder 40 is not driven simultaneously with the movement of the spool of the directional control valve 20. That is, the drive cylinder 40 is not driven until the pressure of the hydraulic oil supplied to the rising side 41 of the drive cylinder 40 rises above the load pressure. For this reason, as shown in Fig. 3, as the movement of the spool is started (S0), the return flow path area R of the direction control valve 20 communicating with the downstream center bypass line 11b is first reduced. As a result, the pressure of the hydraulic oil discharged from the main pump 10 increases, and after the spool moves by a predetermined distance S1, the direction control valve 20 connected to the rising side 41 of the driving cylinder 40. The supply channel area C begins to increase. Thereby, the hydraulic oil pressure of the main pump 10 to be supplied to the rising side 41 of the drive cylinder 40 is raised while the spool moves to the position between S0 and S1. When the hydraulic oil pressure of the raised main pump 10 is more than the load pressure, the drive cylinder 40 starts to rise from when the spool is located at S1. However, even when the spool is in the S1 state, when a heavy weight is loaded on the work device, a high load pressure is formed on the rising side 41 of the drive cylinder 40 to the rising side 41 raised in the S1 section from S0. The hydraulic oil pressure of the main pump 10 to be supplied may be lower than the load pressure. In this case, as shown in FIG. 1C, the drive cylinder is moved until the spool is moved further from S1 so that the hydraulic oil pressure of the main pump 10 supplied to the rising side 41 of the drive cylinder 40 becomes higher than the load pressure. 40 is not driven. Therefore, the boom will rise only after a certain time has elapsed since the operation time for the operator to raise the boom. This problem can be solved by the controllability improvement valve 30 to be described below.

상기 제어성 향상밸브(30)는 방향제어밸브(20)의 하류측 센터바이패스 라인(11b)에 설치되어 상기 하류측 센터 바이패스 라인(11b)의 단면적, 즉 리턴유로단면적(R)을 가변시킨다. 상기 제어성 향상밸브(30)의 수압부(31)에는 방향제어밸브(20)가 붐이 상승하도록 변환된 상태에서 구동실린더(40)의 상승측(41)과 연통되는 연결 라인(12)으로부터 인출된 신호 압력이 인가된다. 상기 연결 라인(12)은 방향제어밸브(20)의 상류측 센터바이패스 라인(11a)에서 분기되어 상기 방향제어밸브(20)의 입구 포트(23)와 연결된다. The controllability improvement valve 30 is installed in the downstream center bypass line 11b of the directional control valve 20 to vary the cross-sectional area of the downstream center bypass line 11b, that is, the return flow path cross-sectional area R. Let's do it. The pressure control part 31 of the controllability improvement valve 30 is connected to the rising side 41 of the driving cylinder 40 in a state in which the direction control valve 20 is converted so that the boom is raised. The drawn signal pressure is applied. The connection line 12 is branched from the upstream side center bypass line 11a of the directional control valve 20 and connected to the inlet port 23 of the directional control valve 20.

상기 연결 라인(12)은 방향제어밸브(20)가 도 2와 같은 상태에서는 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)과 연통되지 않기 때문에 상기 연결 라인(12)의 압력은 상기 구동실린더(40)의 상승측(41)에 형성된 부하 압력이 아니다. 따라서, 방향제 어밸브(20)가 도 2와 같은 상태로 유지되어 메인 펌프(10)의 작동유가 드레인 탱크(T)로 드레인되는 경우, 상기 제어성 향상밸브(30)는 도 2와 같은 상태를 유지하게 된다. 즉, 리턴유로면적(R)은 감소하지 않게 된다. Since the connection line 12 is not in communication with the rising side 41 of the drive cylinder 40 in the state in which the directional control valve 20 is as shown in FIG. 2, the pressure of the connection line 12 is controlled by the drive cylinder ( It is not a load pressure formed on the rising side 41 of 40. Therefore, when the control valve 20 is maintained in the state as shown in FIG. 2 and the hydraulic oil of the main pump 10 is drained to the drain tank T, the controllability improvement valve 30 maintains the state as shown in FIG. 2. Will be maintained. In other words, the return flow area R does not decrease.

반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 방향제어밸브(20)의 좌측 수압부(22)에 조작 신호(Pi2)가 인가되면, 스풀은 좌측으로 이동하기 시작하면서 스풀이 S0과 S1 사이의 구간에 위치하는 경우 방향제어밸브(20)의 리턴유로면적(R)이 감소하기 시작하나, 방향제어밸브(20)의 공급 유로는 개방되지 않아 공급유로면적(C)은 0인 상태가 된다. 따라서, 상기 제어성 향상밸브(30)의 수압부(31)에는 신호압이 인가되지 않는다. 스풀이 S1의 위치에 도달하는 순간, 방향제어밸브(20)의 공급 유로가 개방되기 시작하면서, 공급유로단면적(C)이 증가하기 시작한다. 따라서, 연결 라인(12)은 구동실린더(40)의 상승측(41)과 연통된 상태가 되고, 상기 상승측(41)의 압력은 신호라인(32)을 통해 제어성 향상밸브(30)의 수압부(31)에 인가된다. 이때, 상승측(41)의 부하 압력이 기준치 이상인 경우, 상기 제어성 향상밸브(30)는 도 2의 좌측으로 변환되기 시작하면서 하류측 센터바이패스 라인(11b)의 유로 단면적을 줄이기 시작하고, 이에 의해 리턴유로면적(R)이 줄어들게 된다. On the other hand, as shown in Figure 3, when the operation signal Pi2 is applied to the left hydraulic pressure section 22 of the directional control valve 20, the spool starts to move to the left while the spool is in the section between S0 and S1. When it is located, the return flow path area R of the directional control valve 20 begins to decrease, but the supply flow path of the directional control valve 20 is not opened, so that the supply flow path area C is zero. Therefore, no signal pressure is applied to the pressure receiving part 31 of the controllability improving valve 30. As soon as the spool reaches the position of S1, the supply flow path cross sectional area C starts to increase as the supply flow path of the directional control valve 20 starts to open. Therefore, the connection line 12 is in communication with the rising side 41 of the driving cylinder 40, and the pressure of the rising side 41 is controlled by the signal line 32 of the controllability improving valve 30. It is applied to the pressure receiving part 31. At this time, when the load pressure on the rising side 41 is equal to or greater than the reference value, the controllability improving valve 30 starts to be converted to the left side of FIG. 2 and starts to reduce the flow path cross-sectional area of the downstream center bypass line 11b, As a result, the return flow area R is reduced.

도 3의 점선은 상기 구동실린더(40)의 상승측(41) 부하 압력이 낮은 상태, 즉 제어성 향상밸브(30)가 변환되지 않은 상태를 나타낸 것이고, 실선은 상기 구동실린더(40)의 상승측(41) 부하 압력이 높은 상태, 즉 제어성 향상밸브(30)가 변환된 상태를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 구동실린더(40)의 상승측(41) 부하 압력이 높은 경우 리턴유로면적(R)이 감소된 상태임을 알 수 있고, 이에 의해 메인 펌프(10)로부터 토출되는 작동유의 압력은 더욱 빨리 상승하게 된다. 따라서, 도 4에서 실선은 부하 압력이 낮은 경우(버켓에 중량물이 실려 있지 않은 상태)를 나타낸 것이고, 점선은 부하 압력이 높은 경우(버켓에 중량물이 실려 있는 상태)를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 버켓에 중량물이 실려 있는 경우에도 버켓에 중량물이 실려 있지 않은 경우와 구동실린더(40)의 구동 시점이 동일함을 알 수 있다. 이는 상기 제어성 향상밸브(30)의 변환에 의해 리턴유로면적(R)이 S1과 S2 구간에서 감소하게 되어 스풀이 S2에 도달하기 전 구동실린더(40)의 상승측(41)에 공급되는 메인 펌프(10)의 압력의 상승률이 높기 때문이다.3 shows a state in which the load pressure of the rising side 41 of the driving cylinder 40 is low, that is, a state in which the controllability improvement valve 30 is not converted, and the solid line shows the rising of the driving cylinder 40. Side 41 shows a state in which the load pressure is high, that is, the controllability improvement valve 30 is converted. As shown in FIG. 3, when the load pressure of the rising side 41 of the driving cylinder 40 is high, it can be seen that the return flow path area R is reduced, thereby operating oil discharged from the main pump 10. Will rise faster. Therefore, in FIG. 4, the solid line indicates the case where the load pressure is low (the state in which the weight is not loaded into the bucket), and the dotted line indicates the case where the load pressure is the high state (the state in which the heavy material is loaded into the bucket). As shown in FIG. 4, even when the heavy material is loaded on the bucket, the driving time of the driving cylinder 40 is the same as when the heavy material is not loaded on the bucket. This is because the return flow area R decreases in the sections S1 and S2 due to the change of the controllability improvement valve 30 so that the main portion supplied to the rising side 41 of the driving cylinder 40 before the spool reaches S2. This is because the rate of increase in pressure of the pump 10 is high.

이와 같이, 구동실린더(40)의 상승측(41)에 높은 부하 압력이 형성되어 있는 경우, 제어성 향상밸브(30)를 통해 리턴유로면적(R)을 감소시켜 메인 펌프(10) 작동유 압력의 상승률을 높임으로써, 구동실린더(40)의 구동 시점이 지연되는 것을 방지할 수 있고 이에 의해 건설 기계의 제어성이 현저히 향상된다.As described above, when a high load pressure is formed on the rising side 41 of the drive cylinder 40, the return flow path area R is reduced through the controllability improving valve 30 to reduce the operating oil pressure of the main pump 10. By increasing the rate of increase, it is possible to prevent the driving timing of the drive cylinder 40 from being delayed, thereby significantly improving the controllability of the construction machine.

본 실시예에서는 상기 제어성 향상밸브(30)가 연결 라인(12)의 압력이 인가되는 수압부(31)를 구비하는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 제어성 향상밸브(30)를 솔레노이드 밸브로 구성하고 상기 연결 라인(12)의 압력 또는 상기 상승측(41)의 부하 압력을 검출할 수 있도록 압력 센서를 설치할 수 있다. 이러한 경우, 제어부는 상기 방향제어밸브(20)가 구동실린더(40)의 상승측(41)에 작동유가 공급되도록 변환되는 경우 상기 압력센서가 감지한 부하 압력에 따라 상기 제어성 향상밸브(30)를 변환시켜 리턴유로단면적(R)을 증감시킬 수도 있다. In the present exemplary embodiment, the controllability improvement valve 30 includes the hydraulic pressure unit 31 to which the pressure of the connection line 12 is applied. However, unlike the present embodiment, the controllability improvement valve 30 is solenoidal. A pressure sensor may be installed to constitute a valve and to detect the pressure of the connection line 12 or the load pressure of the rising side 41. In this case, when the directional control valve 20 is converted so that the hydraulic oil is supplied to the rising side 41 of the driving cylinder 40, the controllability improving valve 30 according to the load pressure detected by the pressure sensor It is also possible to increase or decrease the return path area R by converting.

도 1a은 일반적인 구동실린더의 제어시스템을 개략적으로 나타낸 유압 회로도, 1A is a hydraulic circuit diagram schematically showing a control system of a general drive cylinder;

도 1b는 도 1a에 도시된 방향제어밸브의 스풀 이동거리에 대한 리턴유로면적(R)과 공급유로면적(C)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프, FIG. 1B is a graph schematically showing the relationship between the return flow path area R and the supply flow path area C for the spool movement distance of the direction control valve shown in FIG. 1A;

도 1c는 도 1a에 도시된 구동실린더 제어시스템의 파일롯 압력(Pi2)에 따른 실린더 구동속도를 작업 부하의 크기에 따라 나타낸 그래프,FIG. 1C is a graph showing the cylinder driving speed according to the pilot pressure Pi2 of the drive cylinder control system shown in FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어성 향상장치가 적용된 구동실린더의 제어시스템을 개략적으로 나타낸 유압 회로도,2 is a hydraulic circuit diagram schematically showing a control system of a drive cylinder to which a controllability improving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied;

도 3은 도 2에 도시된 방향제어밸브의 스풀 이동거리에 대한 리턴유로면적(R)과 공급유로면적(C)의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프,3 is a graph schematically showing a relationship between a return flow path area R and a supply flow path area C with respect to a spool moving distance of the direction control valve shown in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 구동실린더 제어시스템의 파일롯 압력(Pi2)에 따른 실린더 구동속도를 작업 부하의 크기에 따라 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing a cylinder driving speed according to the pilot pressure Pi2 of the drive cylinder control system shown in FIG. 2 according to the size of the workload.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>

10; 메인 펌프 11a; 상류측 센터바이패스 라인10; Main pump 11a; Upstream Center Bypass Line

11b; 하류측 센터바이패스 라인 12; 연결 라인11b; Downstream center bypass line 12; Connecting line

20; 방향제어밸브 30; 제어성 향상 밸브20; Directional control valve 30; Controllability valve

31; 수압부 32; 신호라인31; Hydraulic unit 32; Signal line

40; 구동실린더 41; 상승측40; Drive cylinder 41; Rising side

42; 하강측 R; 리턴유로면적42; Falling side R; Return Euro Area

C; 공급유로면적C; Supply Euro Area

Claims

Directional control converted to supply hydraulic oil discharged from the main pump 10 to any one selected from the upstream side 41 or the downside side 42 of the downstream center bypass line 11b and the drive cylinder 40 or simultaneously In the hydraulic circuit of a construction machine having a valve 20,

It is provided in the downstream center bypass line (11b) includes a controllability improving valve 30 for varying the return flow path cross-sectional area (R) of the downstream center bypass line (11b),

The controllability improvement valve 30 loads the rising side 41 of the driving cylinder 40 when the directional control valve 20 is converted so that hydraulic oil is supplied to the rising side 41 of the driving cylinder 40. The control unit for improving the controllability of a construction machine, characterized in that the conversion to the return flow path cross-sectional area (R) is reduced.

The method of claim 1,

The controllability improvement valve 30 is provided with a hydraulic pressure unit 31,

Control of the construction machine, characterized in that the pressure signal 31 is applied to the pressure signal drawn from the hydraulic connection line 12 of the main pump 10 supplied to the rising side 41 of the drive cylinder (40). Sex enhancer.