KR20100137745A

KR20100137745A - 네가티브 제어방식 유압시스템

Info

Publication number: KR20100137745A
Application number: KR1020090055944A
Authority: KR
Inventors: 지세립
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-31

Abstract

본 발명은 네거티브 유량 제어시스템(negative control system)이 적용되는 장비에 있어서, 엔진 시동이 오프(off)시 어큐뮬레이터(accumulator)에 축적된 압력을 이용하여 유압펌프의 사판(swash plate) 경전각을 줄여 유압펌프의 용량을 줄임에 따라, 장비 시동시 걸리는 토크를 줄여 엔진 시동성을 향상시킬 수 있도록 한 것으로,

본 발명의 실시예에 의한 네가티브 제어방식 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프 및 파일럿 펌프와,

유압펌프와 유압 액츄에이터사이의 유로에 설치되고, 파일럿 신호압에 의해 스풀 절환시 유압 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 메인 컨트롤밸브와,

파일럿 펌프의 토출유로에 설치되는 어큐뮬레이터와,

파일럿 펌프의 토출유로에 설치되는 안전 솔레노이드밸브와,

유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 네가티브 제어방식의 펌프 레귤레이터와,

어큐뮬레이터로부터 공급되는 압력에 의해 이동되어 유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 파일럿 스풀과,

어큐뮬레이터와 파일럿 스풀사이의 유로에 설치되고, 엔진이 오프될 경우 절환되어, 어큐뮬레이터에 축적된 압력을 파일럿 스풀에 공급하는 솔레노이드밸브를 포함한다.

건설장비, 네가티브 제어방식, 유압시스템, 사판 경전각, 파일럿 스풀, 어큐뮬레이터, 파일럿 펌프

Description

네가티브 제어방식 유압시스템{hydraulic system of nagative control}

본 발명은 고산지, 또는 한대지방 등에서 장비 시동시, 엔진에 발생되는 초기 부하를 줄여 시동성을 향상시킬 수 있도록 한 네가티브 제어방식 유압시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 네거티브 유량 제어시스템(negative control system)이 적용되는 장비에 있어서, 엔진 시동이 오프(off)시 어큐뮬레이터(accumulator)에 축적된 압력을 이용하여 유압펌프의 사판(swash plate) 경전각을 줄여 유압펌프의 용량을 줄임에 따라, 장비 시동시 걸리는 토크를 줄여 엔진 시동성을 향상시킬 수 있도록 한 네가티브 제어방식 유압시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 네가티브 유량 제어시스템은, 가변용량형 유압펌프의 센터바이패스 통로의 하류측에 설치된 파일럿신호 발생수단의 상류측으로부터 도출되는 파일럿 신호압이 높을 경우 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 줄이고, 파일럿 신호압이 낮을 경우에는 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 증가시키도록 제어하는 방식이다.

포지티브 유량 제어시스템(positive control system)은, 가변용량형 유압펌프로부터 유압실린더 등에 공급되는 작동유를 제어하는 방향절환밸브에 인가되는 파일럿 신호압이 높을 경우 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 증가시키고, 파일럿 신호압이 낮을 경우에는 가변용량형 유압펌프의 토출유량을 줄이도록 제어하는 방식이다.

도 1에 도시된 종래 기술에 의한 네가티브 제어방식의 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프(1,2) 및 파일럿 펌프(3)와,

파일럿 펌프(3)로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 스풀 절환시, 유압펌프(1,2)로부터 유압 액츄에이터(붐실린더 등)에 공급되는 작동유를 제어하는 미 도시된 메인 컨트롤밸브(MCV)와,

소경실(4)과 대경실(5)을 구비하고, 소경실(4)과 대경실(5)에 작용하는 유압펌프(1,2)의 부하압력에 따라 이동하여 유압펌프(1,2)의 사판 경전각을 제어하는 서보 피스톤(servo piston)(6,7)과,

유압펌프(1,2)의 부하압력과 전자비례제어밸브(11)를 통과하는 2차 압력에 의해 구동되어, 제어스풀(8,9)을 절환시키는 제어피스톤(12,13)으로 유압펌프(1,2)의 토출유로(1a,2a)를 서보 피스톤(6,7)의 대경실(5) 또는 유압탱크로 선택적으로 연결하는 제어스풀(8,9)과,

엔진에 제어신호를 출력하고, 전자비례제어밸브(11)에 제어용 전류신호를 출력하는 제어부(10)를 포함한다.

도면중 미 설명된 "R"은 전자비례제어밸브(11)를 통과하는 2차 압력에 의해 구동되는 제어피스톤(12,13), 서보 피스톤(6,7) 및 제어스풀(8,9)에 의해 유압펌프(1,2)의 사판 경전각을 제어하는 펌프 레귤레이터(pump regulator)이다.

전술한 바와 같이 구성되는 네가티브 제어방식의 유압시스템에 있어서, 유압펌프(1,2)의 제어압력이 낮을 경우, 서보 피스톤(9)이 도면상, 우측방향으로 이동하여 유압펌프(2)의 사판 경전각이 커져서 최대용량 상태로 전환된다. 이때 엔진 시동이 꺼질 경우(off), 유압시스템에 작동유가 공급되지않아 유압펌프(1,2)를 제어하는 압력도 발생되지않게 되므로 유압펌프(1,2)는 최대용량 상태로 변경된다.

한편, 고산지역 등에서 같이 저온의 작업환경에서는 작동유의 점도가 높아지게 되므로, 유압펌프 내부의 습동부에서 마찰저항이 커지게 되어 기동 토크도 커지게 된다.

또한 고산 지역 등에서는 대기 밀도가 낮아져 엔진의 시동력이 낮아지게 된다. 이때 장비 시동시 유압펌프의 기동 토크가 엔진 시동 토크보다 높게될 경우, 엔진 시동이 걸리지않게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명의 실시예는, 네거티브 유량 제어시스템이 적용되는 장비에 있어서, 엔진 시동이 오프시(off) 어큐뮬레이터에 축적된 압력을 이용하여 유압펌프의 사판 경전각을 줄여 유압펌프의 용량을 줄임에 따라, 장비 시동시 걸리는 기동 토크가 줄어들어 엔진에 걸리는 부하를 줄여 엔진 시동성을 향상시킬 수 있도록 한 네가티브 제어방식 유압시스템과 관련된다.

본 발명의 실시예에 의한 네가티브 제어방식 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프 및 파일럿 펌프와,

파일럿 펌프의 토출유로에 설치되는 어큐뮬레이터와,

어큐뮬레이터와 파일럿 스풀사이의 유로에 설치되고, 엔진이 오프될 경우 절 환되어, 어큐뮬레이터에 축적된 압력을 파일럿 스풀에 공급하는 솔레노이드밸브를 포함한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 네가티브 제어방식 유압시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.

네거티브 유량 제어시스템이 적용되는 장비에 있어서, 엔진 시동이 오프시 유압펌프의 용량이 최소 상태로 변경되므로 유압펌프의 기동 토크가 줄어든다. 이로 인해 고산지 등에서 장비 시동시 걸리는 부하를 줄여 엔진 초기 시동성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 네가티브 제어방식 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프(미 도시됨) 및 파일럿 펌프(3)와,

유압펌프와 유압 액츄에이터(붐실린더 등)사이의 유로에 설치되고, 파일럿 신호압에 의해 스풀 절환시 유압 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 메인 컨트롤밸브(MCV)(미 도시됨)와,

파일럿 펌프(3)의 토출유로에 설치되는 어큐뮬레이터(15)와,

파일럿 펌프(3)의 토출유로에 설치되는 안전 솔레노이드밸브(safety solenoid)(16)와,

유압펌프의 사판(17) 경전각을 제어하는 네가티브 제어방식의 펌프 레귤레이터(R)와,

어큐뮬레이터(R)로부터 공급되는 압력에 의해 이동되어 유압펌프의 사판(17) 경전각을 제어하는 파일럿 스풀(displacement control spool)(18)과,

어큐뮬레이터(15)와 파일럿 스풀(18)사이의 유로에 설치되고, 엔진 시동이 오프(OFF)될 경우 절환되어, 어큐뮬레이터(15)에 축적된 압력을 파일럿 스풀(18)에 공급하는 솔레노이드밸브(displacement control solenoid)(19)를 포함한다.

이때, 전술한 어큐뮬레이터(R)에 연결되는 파일럿 스풀(18)과, 엔진 시동이 오프될 경우 절환되며, 유압펌프의 사판(17) 경전각을 제어할 수 있도록 어큐뮬레이터(R)에 축적된 압력을 파일럿 스풀(18)에 공급하는 솔레노이드밸브(19)를 제외한 구성은, 도 1에 도시된 네가티브 제어방식 유압시스템의 구성과 실질적으로 동일하게 적용됨에 따라, 이들의 구성 및 작동의 상세한 설명은 생략하고 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 네가티브 제어방식 유압시스템의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 엔진 시동이 오프(engine off)될 경우에, 전술한 솔레노이드밸브(19)가 밸브스프링의 탄성복원력에 의해 도 2의 도면상, 상방향으로 절환되므로, 파일럿 스풀(18)의 라지챔버(18a)는 어큐뮬레이터(15)에 연결된다.

이로 인해 어큐뮬레이터(15)에 축적된 압력에 의해 파일럿 스풀(18)을 도면상, 우측방향으로 이동시킨다. 따라서 파일럿 스풀(18)에 의해 유압펌프의 사판(17)을 가압하게 되므로, 사판(17)의 경전각이 최소 상태로 변경되므로 유압펌프의 용량(displacement)이 줄어든다.

전술한 바와 같이 유압펌프의 용량이 감소되므로 장비 시동시 기동 토오크를 줄일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 시동이 온(engine on) 될 경우에, 솔레노이드밸브(19)가 도 3의 도면상, 하측방향으로 절환되므로, 파일럿 스풀(18)의 라지챔버(18a)를 유압탱크로 연결시킨다. 이로 인해 라지챔버(18a)의 압력은 낮아지고, 파일럿 스풀(18)은 스몰챔버(18b)에 내설된 밸브스프링(18c)의 탄성복원력에 의해 도면상, 좌측방향으로 이동된다.

이때, 도 3의 도면상, 솔레노이드밸브(19)가 엔진 시동이 온(engine on)된 후, 1∼2초 정도 지연 작동되면, 파일럿 스풀(18)의 이동이 동일한 시간 동안 지연되므로, 초기 시동성을 확보할 수 있다.

한편, 밸브스프링(18c)의 탄성복원력에 의해 파일럿 스풀(18)이 초기위치로 복귀될 경우, 유압펌프는 레귤레이터(R)를 통해 제어된다.

도 1은 종래 기술에 의한 건설장비용 네가티브 제어방식 유압시스템의 개략도,

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 네가티브 제어방식 유압시스템에서, 엔진 시동이 오프(OFF)될 경우 유압펌프를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 네가티브 제어방식 유압시스템에서, 엔진 시동이 온(ON)될 경우 유압펌프를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

1,2; 가변용량형 유압펌프

3; 파일럿 펌프

15; 어큐뮬레이터

16; 안전 솔레노이드밸브

17; 사판

18; 파일럿 스풀

19; 솔레노이드밸브

Claims

엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프 및 파일럿 펌프;

상기 유압펌프와 유압 액츄에이터사이의 유로에 설치되고, 파일럿 신호압에 의해 스풀 절환시 상기 유압 액츄에이터에 공급되는 작동유를 제어하는 메인 컨트롤밸브;

상기 파일럿 펌프의 토출유로에 설치되는 어큐뮬레이터;

상기 파일럿 펌프의 토출유로에 설치되는 안전 솔레노이드밸브;

상기 유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 네가티브 제어방식의 펌프 레귤레이터;

상기 어큐뮬레이터로부터 공급되는 압력에 의해 이동되어 상기 유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 파일럿 스풀; 및

상기 어큐뮬레이터와 상기 파일럿 스풀사이의 유로에 설치되고, 상기 엔진 이 오프될 경우 절환되어, 상기 어큐뮬레이터에 축적된 압력을 상기 파일럿 스풀에 공급하는 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 네가티브 제어방식 유압시스템.