KR20140109388A - 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

라디에이터 온도값에 따라 라디에이터 쿨링용 유압 팬의 구동을 온,오프시켜 유압 팬 구동에 소요되는 엔진 마력을 절감할 수 있는 유압 팬 구동 제어시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 유압 팬 구동 제어시스템에 있어서, 엔진으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치와, 엔진 냉각수 및 작동유의 온도를 검출하는 온도센서와, 동력인출장치에 연결되는 유압펌프와, 유압펌프에 연결되어 라디에이터 쿨링용 유압 팬을 구동시키는 유압모터와, 유압펌프와 유압모터사이의 유로와, 유로에 분기접속되어 유압탱크에 연결되는 드레인유로의 교차부에 설치되는 제어밸브와, 온도센서에 의해 검출되는 라디에이터의 온도값에 따라 유압 팬을 최적 속도로 구동시키도록 제어밸브에 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 구비하여, 라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 유압 팬 구동을 정지시키고, 라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 유압 팬을 구동시키는 것을 특징으로 하는 유압 팬 구동 제어시스템을 제공한다.

Description

건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템{HYDRAULIC FAN DRIVE CONTROL SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 등의 라디에이터 온도값(일 예로서, 엔진냉각수 온도값을 말함)에 따라 라디에이터 쿨링용 유압 팬의 구동을 온(ON),오프(OFF)시켜, 유압 팬 구동에 소요되는 엔진 마력을 절감할 수 있도록 한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기 등의 엔진 구동시에 많은 열이 발생하게 된다. 이로 인해 과열된 엔진 냉각수를 라디에이터를 통해 냉각시켜 엔진에 냉각수를 공급하여 엔진을 냉각시킨다. 엔진을 냉각시키면서 가열된 냉각수 온도가 설정된 온도 이상으로 상승될 경우에 라디에이터 쿨링용 유압 팬을 구동시키는 유압모터를 작동시켜 엔진 냉각수 등의 온도를 최적 조건으로 유지시키고 있다.
도 2에서와 같이, 라디에이터(1)의 전면에는 엔진 냉각수 쿨러(2), 콘덴서(3) 및 오일 쿨러(4)가 직렬 및 병렬의 혼합된 구조로 조립되어 있다. 라디에이터(1)의 후면에는 라디에이터 쿨링용 유압 팬(5)의 속도를 제어할 수 있도록 유압모터(미도시됨)가 장착되어 있다. 이로 인해 엔진 냉각수, 작동유 등의 온도를 온도센서를 통하여 각각 검출하고, 검출된 온도에 따라 최적 조건에서 유압 팬(5)이 작동될 수 있도록 컨트롤러가 유압모터를 제어하게 된다.
한편, 종래에 유압 팬(5)을 구동시키는 유압모터를 제어할 경우 유압 팬(5)의 회전속도가 최소 RPM 또는 최고 RPM으로 설정되어 있다. 이로 인해 동절기 또는 추운 지방에서 굴삭기 등을 이용하여 작업할 경우, 엔진 냉각수 또는 작동유 등의 온도가 높게 상승되지않을 운전조건(일 예로서, 냉각수의 경우 80℃ 이하를 말함)에서도 유압 팬(5)이 회전하게 된다. 이때 유압모터를 구동시키는 동력으로서, 엔진의 동력인출장치(PTO;power take off)를 통하여 생성되는 엔진 마력을 이용하게 되므로 연료의 불필요한 소모가 발생되고, 장비 전체의 효율을 저감시키는 문제점을 갖는다.
또한, 엔진 냉각수, 작동유 등의 온도가 낮은 상태에서도 유압 팬(5)을 구동시키는 유압모터가 작동하게 되므로 소음이 발생되는 실정이다.
본 발명의 실시예는, 유압 팬이 구동되지않는 경우에도, 엔진 냉각수 등의 온도가 엔진 및 장비의 작동에 지장을 주지않을 정도의 이하일 경우에는 유압 팬의 구동을 정지시켜, 엔진으로부터 인출되는 마력을 절감하므로 장비 연비를 높이고, 장비 전체의 효율을 상승시킬 수 있도록 한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템과 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템은,
엔진으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치와,
라디에이터를 이루는 엔진 냉각수, 작동유의 온도를 검출하는 온도센서와,
동력인출장치에 연결되는 유압펌프와,
유압펌프에 연결되어 라디에이터 쿨링용 유압 팬을 구동시키는 유압모터와,
유압펌프와 유압모터사이의 유로와, 유로에 분기접속되어 유압탱크에 연결되는 드레인유로의 교차부에 설치되는 제어밸브와,
온도센서에 의해 검출되는 라디에이터의 온도값에 따라 유압 팬을 선택적으로 구동시키도록 제어밸브에 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 구비하여,
라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 제어밸브의 제1모드로 절환시 유압펌프로부터의 작동유를 유압탱크로 드레인시켜 유압 팬 구동을 정지시키고, 라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 제어밸브의 제2모드로 절환시 유압펌프로부터의 작동유를 유압모터에 공급하여 유압 팬을 구동시킨다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 제어밸브로서 컨트롤러로부터 입력되는 전기적 제어신호에 의해 절환되는 전자식 방향절환밸브가 사용된다.
전술한 제어밸브로서
컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 의해 절환시 유압펌프로부터의 작동유를 유압모터 또는 유압탱크로 공급하는 솔레노이드밸브가 사용된다.
전술한 제어밸브는
라디에이터의 검출된 온도가 80℃ 이하일 경우 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해 제1모드로 절환되고, 라디에이터의 검출된 온도가 80℃ 이상일 경우 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해 제2모드로 절환되도록 구성된다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.
엔진 냉각수, 작동유 등의 온도가 엔진 및 장비의 작동에 지장을 주지않을 정도의 이하일 경우에는 유압 팬을 구동시키도록 유압모터에 공급되는 작동유를 유압탱크로 곧바로 귀환시키므로, 유압모터를 구동시키도록 엔진으로부터 인출되는 마력을 사용하지않아 장비의 연비를 높이고, 장비 전체의 효율을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템의 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 라디에이터의 확대도면,
도 3(a,b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템의 개략적인 블럭도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
10; 엔진
11; 동력인출장치(PTO)
12; 유압펌프
13; 유압모터
14; 유압탱크
15; 제어밸브
16; 컨트롤러(ECU)
17; 유로
18; 드레인 유로
20; 온도센서
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 1 내지 도 3(a,b)에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템은,
엔진(10)으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치(PTO)(11)와,
라디에이터(1)를 이루는 엔진 냉각수, 작동유의 온도를 각각 검출하는 온도센서(20)와,
동력인출장치(11)에 연결되는 유압펌프(12)와,
유압펌프(12)에 연결되어 라디에이터 쿨링용 유압 팬(5)을 구동시키는 유압모터(13)와,
유압펌프(12)와 유압모터(13)사이의 유로(17)와, 유로(17)에 분기접속되어 유압탱크(14)에 연결되는 드레인 유로(18)의 교차부에 설치되는 제어밸브(15)와,
온도센서(20)에 의해 검출되는 라디에이터(1)의 온도값에 따라 유압 팬(5)을 선택적으로 구동시키도록 제어밸브(15)에 제어신호를 출력하는 컨트롤러(ECU)(16)를 구비하여,
라디에이터(1)의 검출된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 제어밸브(15)의 제1모드로 절환시 유압펌프(12)로부터의 작동유를 유압탱크(14)로 드레인시켜 유압 팬(5) 구동을 정지시키고, 라디에이터(1)의 검출된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 제어밸브(15)의 제2모드로 절환시 유압펌프(12)로부터의 작동유를 유압모터(13)에 공급하여 유압 팬(5)을 구동시킨다.
전술한 제어밸브(15)로서, 컨트롤러(16)로부터 입력되는 전기적 제어신호에 의해 절환되는 전자식 방향절환밸브가 사용된다.
전술한 제어밸브(15)로서, 컨트롤러(16)로부터 입력되는 제어신호에 의해 절환시 유압펌프(12)로부터의 작동유를 유압모터(13) 또는 유압탱크(14)로 공급하는 솔레노이드밸브가 사용된다.
전술한 제어밸브(15)는, 라디에이터(1)의 검출된 온도가 80℃ 이하일 경우 컨트롤러(16)로부터의 제어신호에 의해 제1모드로 절환되고, 라디에이터(1)의 검출된 온도가 80℃ 이상일 경우 컨트롤러(16)로부터의 제어신호에 의해 제2모드로 절환되도록 구성된다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에서와 같이, 전술한 라디에이터(1)의 냉각을 위해 엔진 냉각수, 작동유 등의 온도를 각각 검출하는 온도센서(20)에 의해 검출된 검출신호가 컨트롤러(16)에 입력됨에 따라, 컨트롤러(16)는 입력된 온도값에 따라 유압 팬(5)을 선택적으로 구동시키도록 유압모터(13) 구동을 제어할 수 있다.
즉, 전술한 온도센서(20)에 의해 검출되어 컨트롤러(16)에 입력된 라디에이터(1)의 검출된 온도가 80℃이하일 경우에는, 컨트롤러(16)로부터의 제어신호에 의해 제어밸브(15)를 이의 제1모드로 절환시킨다. 즉 제어밸브(15)의 절환으로 인해 유압펌프(12)와 유압모터(13)를 연결하는 유로(17)는 차단하고, 유압펌프(12)와 유압탱크(14)를 연결하는 드레인 유로(18)는 개방하게 된다.
이로 인해, 도 1 및 도 3(a)에서와 같이, 유압펌프(12)로부터 토출되는 작동유는 제어밸브(15)를 경유하여 드레인 유로(18)를 따라 유압탱크(14)로 곧바로 드레인 된다(화살표 "a"로 표기됨). 즉 유압 팬(5)을 구동시키기 위해 엔진(10)에 연결되는 동력인출장치(11)를 통해 엔진(10) 마력을 사용하지않게 된다(유압 팬(5)이 정지됨). 따라서 장비의 연비를 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 온도센서(20)에 의해 검출되어 컨트롤러(16)에 입력된 라디에이터(1)의 검출된 온도가 80℃이상일 경우에는, 컨트롤러(16)로부터의 제어신호에 의해 제어밸브(15)를 이의 제2모드로 절환시킨다. 즉 제어밸브(15)의 절환으로 인해 유압펌프(12)와 유압모터(13)를 연결하는 유로(17)는 개방하고, 유압펌프(12)와 유압탱크(14)를 연결하는 드레인 유로(18)는 차단하게 된다.
이로 인해, 도 1 및 도 3(b)에서와 같이, 엔진(10)에 연결되는 동력인출장치(11)를 통해 유압펌프(12)를 구동시킴에 따라, 유압펌프(12)로부터 토출되는 작동유는 유로(17) 및 제어밸브(15)를 통하여 유압모터(13)에 공급되어 유압 팬(5)을 구동시킨다(화살표 "b"로 표기됨). 따라서 유압 팬(5)의 구동으로 인해 라디에이터(1)를 최적 조건으로 유지할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 엔진 냉각수 등의 온도가 엔진 및 장비의 작동에 지장을 주지않을 정도의 이하일 경우에는 유압 팬을 정지시키므로, 유압 팬용 유압모터를 구동시키기 위해 엔진으로부터 인출되는 마력을 사용하지않아 장비 연비를 높일 수 있다.

Claims (4)

  1. 엔진으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치와,
    라디에이터를 이루는 엔진 냉각수, 작동유의 온도를 검출하는 온도센서와,
    상기 동력인출장치에 연결되는 유압펌프와,
    상기 유압펌프에 연결되어 상기 라디에이터 쿨링용 유압 팬을 구동시키는 유압모터와,
    상기 유압펌프와 유압모터사이의 유로와, 상기 유로에 분기접속되어 유압탱크에 연결되는 드레인유로의 교차부에 설치되는 제어밸브와,
    상기 온도센서에 의해 검출되는 라디에이터의 온도값에 따라 상기 유압 팬을 선택적으로 구동시키도록 상기 제어밸브에 제어신호를 출력하는 컨트롤러를 구비하여,
    상기 라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 상기 제어밸브의 제1모드로 절환시 상기 유압펌프로부터의 작동유를 유압탱크로 드레인시켜 유압 팬 구동을 정지시키고, 상기 라디에이터의 검출된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 상기 제어밸브의 제2모드로 절환시 상기 유압펌프로부터의 작동유를 유압모터에 공급하여 유압 팬을 구동시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브로서 상기 컨트롤러로부터 입력되는 전기적 제어신호에 의해 절환되는 전자식 방향절환밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브로서
    상기 컨트롤러로부터 입력되는 제어신호에 의해 절환시 상기 유압펌프로부터의 작동유를 유압모터 또는 유압탱크로 공급하는 솔레노이드밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어밸브는
    상기 라디에이터의 검출된 온도가 80℃ 이하일 경우 상기 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해 상기 제1모드로 절환되고, 상기 라디에이터의 검출된 온도가 80℃ 이상일 경우 상기 컨트롤러로부터의 제어신호에 의해 제2모드로 절환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 유압 팬 구동 제어시스템.
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