KR20120026199A - 고지대 또는 한냉 지역에서 엔진시동을 제어하는 건설기계용 유량제어장치 - Google Patents

Abstract

게시된 발명은, 유압펌프의 초기 토크 저항력을 줄여줌으로써 고도가 높은 지역 또는 한냉 지역에서 건설작업시 초기에 엔진의 시동이 원할하게 이루어질 수 있도록 개량된 건설기계용 유량제어장치에 관한 것으로소서,
건설기계용 유량제어장치에 있어서,
사판제어장치에 파일럿 유압을 제공하도록 상기 파일럿 펌프로부터 공급되는 유압을 저장하는 어큐뮬레이터;
상기 어큐뮬레이터와 상기 사판제어장치에 연결되는 파일럿 유로의 일측에 설치되며, 미리 설정된 엔진회전수에 따라서 상기 전자컨트롤러에 의하여 상기 파일럿 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드 밸브;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

고지대 또는 한냉 지역에서 엔진시동을 제어하는 건설기계용 유량제어장치{hydraulic pump control system for construction machine}

본 발명은 유압펌프의 초기 토크 저항력을 줄여줌으로써 고도가 높은 지역 또는 한냉 지역에서 건설작업시 초기에 엔진의 시동이 원할하게 이루어질 수 있도록 개량된 건설기계용 유량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기나 유압쇼벨을 포함하는 건설기계는 엔진시동과 동시에 유압펌프으로부터 펌핑되는 작동유가 작업장치 또는 주행장치 등의 유압시스템을 순환하기 때문에 고도가 높은 작업환경에서는 산소의 부족과 공기의 밀도 및 압력에 따라서 엔진의 시동성능이 영향을 받는다.

통상적으로, 고도가 높은 지역이나 한냉 지역에서 공기밀도에 의한 기압이 낮을 경우 연료와 공기의 혼합비율이 악화되어 엔진의 시동성이 떨어지게 된다. 또한, 대기 온도가 낮은 환경에서는 작동유의 오일점도가 높아져서 엔진의 시동성능을 악화시키기도 한다.

건설기계의 사양에 따라서, 공기와 연료의 혼합비를 감안하여 엔진의 디레이트(derate) 제어 기능을 추가하기도 하였지만, 고도가 높은 지역이나 대기 온도가 낮은 지역의 환경에서는 엔진의 초기 기동이 떨어지는 현상이 자주 발생하였다.

즉, 고도가 높은 지역이나 대기 온도가 낮은 지역의 환경에서 초기 기동시에는 평상시보다 많은 토크가 필요하지만 충분한 엔진의 회전수가 나오지 않아 엔진의 시동이 걸리지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 고도가 높은 지역이나 대기 온도가 낮은 지역의 환경에서 초기에 엔진시동시, 유압펌프의 초기 토크저항력을 강제적으로 줄여주어 엔진의 시동성을 높일 수 있는 건설기계용 유량제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

엔진;

상기 엔진에 연결 설치되는 제1 유압펌프, 제2 유압펌프 및 파일럿 펌프;

붐액츄에이터, 아암액츄에이터, 버켓액츄에이터 및 선회모터를 포함하는 작업장치용 액츄에이터와 각각의 좌측 및 우측 주행모터를 포함하는 주행장치용 액츄에이터;

상기 각각의 제1 유압펌프와 제2 유압펌프에 연결 설치되며, 상기 작업장치용 액츄에이터 및 주행장치용 액츄에이터의 기동, 정지, 방향전환을 위하여 상기 제1 유압펌프 및 제2 유압펌프로부터 공급되는 유압을 제어하는 유압제어밸브;

상기 엔진에 연결 설치되며, 상기 엔진의 회전수를 감지하는 전자컨트롤러; 및 상기 각각의 제1 유압펌프 및 제2 유압펌프의 토출유량을 제어하는 사판제어장치를 포함하는 건설기계용 유량제어장치에 있어서,

상기 사판제어장치에 파일럿 유압을 제공하도록 상기 파일럿 펌프로부터 공급되는 유압을 저장하는 어큐뮬레이터;

상기 어큐뮬레이터와 상기 사판제어장치에 연결되는 파일럿 유로의 일측에 설치되며, 미리 설정된 엔진회전수에 따라서 상기 전자컨트롤러에 의하여 상기 파일럿 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드 밸브;를 포함하여 구성되는 건설기계용 유량제어장치를 특징으로 한다.

또한, 상기 전자컨트롤러가 엔진회전수 감지센서에 연결 설치되며, 상기 엔진회전수 감지센서에서 검출되는 엔진회전수의 제어신호를 공급받아서 상기 솔레노이드 밸브의 개폐구동 여부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파일럿 유로 일측에 풋릴리프 밸브에 연결되는 셔틀밸브가 더 설치되며, 상기 미리 설정된 엔진회전수가 700rpm을 초과시 상기 전자컨트롤러에 의하여 상기 솔레노이드 밸브가 상기 파일럿 유로를 폐쇄하도록 구동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자컨트롤러가 유압탱크의 일측에 설치된 작동유 온도감지센서로부터 검출된 작동유 온도에 따라서 상기 솔레노이드 밸브를 개폐 구동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자컨트롤러가 대기압에 따라서 상기 솔레노이드 밸브를 개폐구동시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 건설기계용 유량제어장치는, 고지대 또는 한냉 지역에서 엔진시동시 엔진회전수가 700rpm 미만으로 검출될 경우, 전자컨트롤러 및 솔레노이드 밸브에 의하여 어큐뮬레이터에서 사판제어장치로 흐르는 파일럿 유로를 선택적으로 개방 및 폐쇄작동하여, 유압펌프의 초기 토크 저항력을 줄여줌으로써 엔진의 시동을 원할하게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 건설기계용 유량제어장치를 개략적으로 도시한 유압회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동전 사판제어상태를 개략적으로 도시한 유압회로도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 시동후 사판제어상태를 개략적으로 도시한 유압회로도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전자컨트롤러의 작동상태를 개략적으로 도시한 블럭도,

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적법하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

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

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 건설기계용 유량제어장치는,

엔진(10);

상기 엔진(10)에 연결 설치되는 제1 유압펌프(11), 제2 유압펌프(12) 및 파일럿 펌프(13);

붐액츄에이터(14), 아암액츄에이터(17), 버켓액츄에이터(15) 및 선회모터(16)를 포함하는 작업장치용 액츄에이터와 각각의 좌측 및 우측 주행모터(18,19)를 포함하는 주행장치용 액츄에이터;

상기 각각의 제1 유압펌프(18)와 제2 유압펌프(19)에 연결 설치되며, 상기 작업장치용 액츄에이터 및 주행장치용 액츄에이터의 기동, 정지, 방향전환을 위하여 상기 제1 유압펌프(18) 및 제2 유압펌프(19)로부터 공급되는 유압을 제어하는 유압제어밸브(20);

상기 엔진(10)에 연결 설치되며, 상기 엔진(10)의 회전수를 감지하는 전자컨트롤러(21); 및

상기 각각의 제1 유압펌프(18) 및 제2 유압펌프(19)의 토출유량을 제어하는 사판제어장치(22)를 포함하는 건설기계용 유량제어장치에 있어서,

상기 사판제어장치(22)에 파일럿 유압을 제공하도록 상기 파일럿 펌프(13)로부터 공급되는 유압을 저장하는 어큐뮬레이터(23);

상기 어큐뮬레이터(23)와 상기 사판제어장치(22)에 연결되는 파일럿 유로(24)의 일측에 설치되며, 미리 설정된 엔진회전수에 따라서 상기 전자컨트롤러(21)에 의하여 상기 파일럿 유로(24)를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드 밸브(25);를 포함하여 구성된다.

상기 전자컨트롤러(21)는 엔진회전수 감지센서(10a)에 연결되며, 상기 엔진회전수 감지센서(10a)에서 검출되는 엔진회전수의 제어신호를 공급받아서 상기 솔레노이드 밸브(25)의 개폐구동 여부를 제어한다.

상기 사판제어장치(22)는 파일럿 유압에 의하여 사판의 경전각을 제어하는 유량제어밸브(22a) 및 레귤레이터(22b)를 포함하여 구성할 수 있다.

또한, 상기 파일럿 유로(24) 일측에 풋릴리프 밸브(26)에 연결되는 셔틀밸브(27)가 더 설치되며, 상기 미리 설정된 엔진회전수가 700rpm을 초과시 상기 전자컨트롤러(21)에 의하여 상기 솔레노이드 밸브(25)가 상기 파일럿 유로(24)를 폐쇄하도록 구동된다.

상기 사판제어장치(22)가 상기 각각의 제1 유압펌프(11) 및 제2 유압펌프(12)에 설치될 때, 상기 풋릴리프 밸브(26)가 각각의 메인유로(11a, 11b)에 설치되고, 이때 각각의 셔틀밸브(27)는 상기 풋릴리프 밸브(26) 측에서 상기 어큐뮬레이터(23)로 유량이 흐르지 않도록 차단한다.

한편, 상기 전자컨트롤러(21)는 유압탱크(27)의 일측에 설치된 작동유 온도감지센서(28)로부터 검출된 작동유 온도에 따라서 상기 솔레노이드 밸브(25)를 선택적으로 개폐 구동시킨다.

비록 별도로 도시하지는 않았지만, 상기 전자컨트롤러(21)가 대기압에 따라서 상기 솔레노이드 밸브(25)를 선택적으로 개폐구동시킬 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시에 따른 작동원리를 설명한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 엔진(10)의 시동시에 전자컨트롤러(21)에서 엔진회전수를 감지한다. 예를 들면, 엔진회전수 감지센서(10a)에 의하여 엔진회전수가 전자컨트롤러(21)에 인가되며, 전자컨트롤러(21)는 미리 설정된 엔진 회전수와 비교하여 솔레노이드 밸브(25)의 개방 및 폐쇄를 제어한다.

만약, 감지된 엔진회전수가 700rpm 이상으로 검출될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 전자컨트롤러(21)는 솔레노이드 밸브(25)가 폐쇄되도록 전기적 제어신호를 발생하며, 솔레노이드 밸브(25)의 폐쇄작동에 의하여 어큐뮬레이터(23)에서 사판제어장치(22)로 흐르는 파일럿 유로(24)가 차단된다.

이때, 각각의 풋릴리프 밸브(26)를 통하여 사판제어장치(22)의 레큐레이터(22b)로 흐르는 유압이 셔틀밸브(27)을 통하여 공급되며, 제1 유압펌프(11) 및 제2 유압펌프(12)의 경사판은 정상적으로 제어된다.

통상적인 토사의 적재나 운송 및 굴삭 작업을 위하여, 붐액츄에이터(14)와 아암액츄에이터(17), 버켓액츄에이터(15) 및 선회모터(16)를 포함하는 작업장치용 액츄에이터와 각각의 좌측 및 우측 주행모터(18,19)를 포함하는 주행장치용 액츄에이터들이 제1 유압펌프(11) 및 제2 유압펌프(12)로부터 토출되는 작동유를 제어하는 유압제어밸브(20)에 의하여 작동되는 원리는 종래와 마찬가지이다.

반면에, 엔진시동시 엔진회전수가 700rpm 미만으로 검출될 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 전자컨트롤러(21)는 솔레노이드 밸브(25)가 개방되도록 전기적 제어신호를 발생하며, 솔레노이드 밸브(25)의 개방작동에 의하여 어큐뮬레이터(23)에서 사판제어장치(22)로 흐르는 파일럿 유로(24)가 연결된다.

따라서, 어큐뮬레이터(23)에서 공급되는 파일럿 유압에 의하여 사판제어장치(22)의 레귤레이터(22b)가 각각의 제1 유압펌프(11) 및 제2 유압펌프(2)의 경사판을 대략 수직상태에 근접하게 구동시키며, 이와 같이 엔진시동시 토크저항력이 최소가 되도록 각각의 유압펌프(11,12)의 경사판이 제어된다.

이때, 셔틀밸브(27)는 어큐뮬레이터(23)에서 공급되는 파일럿 유압이 풋릴리프 밸브(26) 측으로 유입되지 않도록 구동된다.

궁극적으로, 본 발명에 따르면, 고도가 높은 지역이나 대기 온도가 낮은 지역의 환경에서 초기에 엔진(10)을 시동시, 유압펌프(11,12)의 초기 토크저항력을 강제적으로 줄여주어 엔진(10)의 시동성이 높아지는 것이다.

한편, 상기 전자컨트롤러(21)는 유압탱크(27) 내부의 작동유의 온도 및 점도나 대기압의 신호를 입력받아서, 그 검출 신호가 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 추가적으로 판단하여 전술한 솔레노이드 밸브(25)를 선택적으로 개폐 구동함으로써 어큐뮬레이터(23)에서 사판제어장치(22)로 흐르는 파일럿 유로(24)를 선택적으로 연결 및 차단할 수 있다.

10 : 엔진
11 : 제1 유압펌프
12 : 제2 유압펌프
20 : 메인유압제어밸브
21 : 전자컨트롤러
22 : 사판제어장치
23 : 어큐뮬레이터
25 : 솔레노이드 밸브
26 : 풋릴리프 밸브

Claims (4)

1. 엔진;
   상기 엔진에 연결 설치되는 제1 유압펌프, 제2 유압펌프 및 파일럿 펌프;
   붐액츄에이터, 아암액츄에이터, 버켓액츄에이터 및 선회모터를 포함하는 작업장치용 액츄에이터와 각각의 좌측 및 우측 주행모터를 포함하는 주행장치용 액츄에이터;
   상기 각각의 제1 유압펌프와 제2 유압펌프에 연결 설치되며, 상기 작업장치용 액츄에이터 및 주행장치용 액츄에이터의 기동, 정지, 방향전환을 위하여 상기 제1 유압펌프 및 제2 유압펌프로부터 공급되는 유압을 제어하는 유압제어밸브;
   상기 엔진에 연결 설치되며, 상기 엔진의 회전수를 감지하는 전자컨트롤러; 및 상기 각각의 제1 유압펌프 및 제2 유압펌프의 토출유량을 제어하는 사판제어장치를 포함하는 건설기계용 유량제어장치에 있어서,
   상기 사판제어장치에 파일럿 유압을 제공하도록 상기 파일럿 펌프로부터 공급되는 유압을 저장하는 어큐뮬레이터;
   상기 어큐뮬레이터와 상기 사판제어장치에 연결되는 파일럿 유로의 일측에 설치되며, 미리 설정된 엔진회전수에 따라서 상기 전자컨트롤러에 의하여 상기 파일럿 유로를 선택적으로 개폐하는 솔레노이드 밸브;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량제어장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자컨트롤러가 엔진회전수 감지센서에 연결 설치되며, 상기 엔진회전수 감지센서에서 검출되는 엔진회전수의 제어신호를 공급받아서 상기 솔레노이드 밸브의 개폐구동 여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량제어장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 파일럿 유로 일측에 풋릴리프 밸브에 연결되는 셔틀밸브가 더 설치되며, 상기 미리 설정된 엔진회전수가 700rpm을 초과시 상기 전자컨트롤러에 의하여 상기 솔레노이드 밸브가 상기 파일럿 유로를 폐쇄하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량제어장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 전자컨트롤러가 유압탱크의 일측에 설치된 작동유 온도감지센서로부터 검출된 작동유 온도에 따라서 상기 솔레노이드 밸브를 개폐 구동시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유량제어장치.

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