KR20150069507A

KR20150069507A - Hydraulic system of construction equipment

Info

Publication number: KR20150069507A
Application number: KR1020140123467A
Authority: KR
Inventors: 박형준; 김기용; 장윤석
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2015-06-23

Abstract

According to the present invention, a hydraulic system for construction equipment can realize characteristics of the turning operation of the upper body of a closed loop turning independent hydraulic system at the same or equivalent level of the characteristics of the turning operation of the upper body of the conventional construction equipment by tuning the characteristics of the turning operation of the pressure of a pilot in the conventional hydraulic system. The hydraulic system includes: a main pump (43) which has a two way type; and a turning motor (50) which receives working fluid with pressure from the main pump (43) and rotates the upper turning body of an excavator. In addition, the main pump (43) and the turning motor (50) are formed in a closed loop.

Description

HYDRAULIC SYSTEM OF CONSTRUCTION EQUIPMENT < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 건설기계의 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부체를 선회시키도록 하는 선회시스템이 독립적으로 구성되는 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic system of a construction machine, and more particularly to a hydraulic system of a construction machine in which a turning system for turning the upper body is constructed independently.

일반적으로 건설기계의 유압시스템은 네가티브 유량제어(NFC: Negative Flow Control)가 알려져 있다. 네가티브 유량제어 유압시스템은 메인 펌프로 다수의 액추에이터를 구동함으로써 펌프의 압력 손실이 발생하는 문제점이 있다.Negative flow control (NFC) is generally known as a hydraulic system of a construction machine. In the negative flow control hydraulic system, there is a problem that pressure loss of the pump is generated by driving a plurality of actuators with the main pump.

네가티브 유량제어는 각각 액추에이터를 단독 작동시킬 때와 복합 작동을 구현할 때를 비교하면, 복합작동을 구현할 때에 유압이 각 액추에이터에 분배되기 때문에 각각 액추에이터의 작동 속도가 늦어지는 문제점이 있다. 예를 들면, 붐 상승(Boom-up)과 상부체 선회(Swing)를 복합하여 작동할 때에, 붐(boom)을 올리기 위한 압력은 비교적 저압인데 비해, 선회작동을 위한 압력은 상부체의 관성모멘트가 크므로 고압이 필요하다. 따라서 네가티브 유량제어 유압시스템에서는 복합작동이 요구될 때에 선회토크는 작아지는 것이다.Negative flow control has a problem in that when the actuator is operated alone and when the hybrid operation is implemented, the hydraulic pressure is distributed to each actuator when the hybrid operation is implemented, thereby slowing the operating speed of the actuator. For example, when the boom-up and the upper body swing are operated in combination, the pressure for raising the boom is relatively low, while the pressure for the swing operation is the inertia moment of the upper body High pressure is required. Therefore, in a negative flow control hydraulic system, when the hybrid operation is required, the turning torque is reduced.

상술한 바와 같은 네가티브 유량제어 유압시스템의 문제점을 개선하기 위하여, 하부체에서 상부체를 선회시키도록 하는 구성을 독립적으로 구비하는 선회독립 유압시스템이 개발되고 있다.In order to solve the problems of the negative flow rate control hydraulic system as described above, there has been developed a turn-independent hydraulic system that independently includes a structure for pivoting the upper body in the lower body.

선회독립 유압시스템은 개방형 루프(Open Loop) 형식과 폐쇄형 루프(Closed Loop) 형식이 있다.The turn-independent hydraulic system has an open loop type and a closed loop type.

개방형 루프 선회독립 유압시스템은 상부체의 선회작동을 구현하도록 하는 전용의 선회 모터와 전용의 메인 펌프가 구비된다. 또한, 조이스틱을 조작할 때에 발생하는 파일럿 압력이 컨트롤 밸브의 스풀(spool)을 작동시키는 것으로써, 스풀의 면적선도에 의해 상부체 선회의 작동특성이 결정된다.The open loop pivoting independent hydraulic system is provided with a dedicated swing motor and a dedicated main pump to implement the pivoting operation of the upper body. Further, the pilot pressure generated when the joystick is operated actuates the spool of the control valve, so that the operating characteristic of the upper body turning is determined by the area diagram of the spool.

즉, 개방형 루프 선회독립 유압시스템은 선회작동을 구현하도록 하는 시스템을 독립적으로 구비함으로써 압력손실을 줄일 수 있어 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 개방형 루프 선회독립 유압시스템은 선회작동과 프런트 작업을 동시에 작동시키도록 하는 복합작동을 수행할 때에 프런트 작업의 작업기 작동속도가 빠른 이점이 있다. That is, the open-loop swing-independent hydraulic system can reduce the pressure loss by independently providing a system for implementing the swing operation, thereby improving the fuel economy. In addition, the open loop pivoting independent hydraulic system has the advantage of a fast operating speed of the front work when performing the combined operation to simultaneously operate the swing operation and the front operation.

그러나 개방형 루프 선회독립 유압시스템은 미터 인(meter in) - 미터 아웃(meter out)의 에너지(압력) 손실이 존재하는 문제점이 있다.
However, the open loop pivoting independent hydraulic system has the problem of energy loss (meter in) - meter out (energy).

폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 선회 펌프와 선회 모터 사이에 별도의 컨트롤 밸브가 존재하지 않고, 조이스틱을 조작할 때에 발생하는 파일럿 압력이 선회 펌프의 사판을 직접 제어하도록 하는 입력 값으로 사용된다. 따라서 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 파일럿 압력 대비 상부체 선회의 작동특성이 조이스틱의 특성과 선회 펌프의 특성에 따라 결정된다.A closed loop pivoting independent hydraulic system has no separate control valve between the swivel pump and the swivel motor and is used as an input to allow the pilot pressure generated when operating the joystick to directly control the swash plate of the swivel pump. Therefore, the closed loop loop-independent hydraulic system is determined by the characteristics of the joystick and the characteristics of the orbiting pump.

폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 선회작동을 구현하도록 하는 시스템을 독립적으로 구비함으로써 압력손실을 줄일 수 있어 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 선회작동과 프런트 작업을 동시에 작동시키도록 하는 복합작동을 수행할 때에 프런트 작업의 작업기 작동속도가 빠른 이점이 있다. 또한, 미터 인(meter in) - 미터 아웃(meter out)의 손실이 없는 장점이 있다.The closed loop pivoting independent hydraulic system can reduce the pressure loss by independently providing a system that enables the pivoting operation to improve fuel economy. In addition, the closed-loop, pivot-independent hydraulic system has the advantage of a fast operating speed of the front work when performing a combined operation to simultaneously operate the swing operation and the front operation. It also has the advantage of no loss of meter in - meter out.

그러나 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 제어성 유지하거나 조절하도록 하는 튜닝을 수행할 수 없다. 제어성의 튜닝을 수행할 수 없는 이유는 다음과 같다. 제어성의 튜닝은 스풀을 튜닝 함으로써 이루어지는데, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 컨트롤 밸브 즉, 스풀이 존재하지 않기 때문에 제어성의 튜닝을 수행할 수 없는 것이다.
However, a closed loop pivoting independent hydraulic system can not perform tuning to maintain or control controllability. The reason why control tuning can not be performed is as follows. Controllability tuning is accomplished by tuning the spool, which can not perform controllability tuning because there is no control valve or spool in the closed loop pivoting independent hydraulic system.

한편, 건설기계를 오랜 기간에 사용하였던 사용자라면, 새로운 건설기계를 접하였을 때에 이전에 사용하였던 건설기계와 동일하거나 유사한 제어성을 가지기를 원한다. 또한, 작업자는 사용목적에 맞도록 건설기계 제어성의 튜닝을 수행하는 경우가 있다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 제어성 튜닝을 수행할 수가 없는 문제점이 있다.
On the other hand, if the user has used the construction machine for a long period of time, he / she wants to have the same or similar controllability as the previous construction machine when the new construction machine is contacted. In addition, the operator may perform tuning of the controllability of the construction machine to suit the purpose of use. However, as described above, there is a problem in that the closed loop revolution independent hydraulic system can not perform the controllable tuning.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0110019호(2012.10.09.)Korean Patent Publication No. 10-2012-0110019 (Oct. 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0054520호(2013.05.27.)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0054520 (Feb.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템에서 파일럿 (pilot) 압력에 대한 선회작동의 특성을 튜닝할 수 있도록 하여 상부체 선회작동의 특성을 기존에 사용하였던 건설기계의 상부체 선회작동의 특성과 동일하거나 유사하게 구현할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for tuning the characteristics of turning operation against pilot pressure in a closed-loop, pivot-independent hydraulic system, And to provide a hydraulic system of a construction machine capable of implementing the same or similar characteristics as those of a turning operation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to at least partially solve the problems in the conventional arts. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 양방향 형식의 메인 펌프(43); 및 상기 메인 펌프(43)로부터 압력이 형성된 작동유를 공급받아 굴삭기의 상부 선회체를 회동시키는 선회 모터(50);을 포함하여 상기 메인 펌프(43)와 상기 선회 모터(50)가 폐쇄형 루프로 이루어진 유압시스템에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided a hydraulic system for a construction machine, comprising: a main pump (43) of a bidirectional type; And a swing motor 50 for receiving hydraulic fluid from the main pump 43 and rotating the upper swing structure of the excavator so that the main pump 43 and the swing motor 50 are closed, In the hydraulic system,

상기 메인 펌프(43)의 사판각도를 조절하는 레귤레이터(40); 서브 펌프에서 토출되는 파일럿 작동유를 이용하여 상기 레귤레이터(40)를 제어하는 리모트 컨트롤 밸브(20); 상기 리모트 컨트롤 밸브(20)에서 상기 레귤레이터(40)로 파일럿 작동유가 전달되는 파일럿 라인(21); 상기 파일럿 라인(21)의 파일럿 압력(pi)을 감압하는 드레인 밸브(70); 상기 파일럿 라인(21)에 형성된 압력 값에 대응하여 상기 파일럿 라인(21)의 파일럿 압력(pi) 값이 미리 설정된 압력이 되도록 상기 드레인 밸브(70)를 제어하는 제어부(60);를 포함한다.A regulator (40) for regulating a swash plate angle of the main pump (43); A remote control valve (20) for controlling the regulator (40) using the pilot hydraulic fluid discharged from the sub-pump; A pilot line (21) through which pilot hydraulic fluid is delivered from the remote control valve (20) to the regulator (40); A drain valve 70 for reducing the pilot pressure pi of the pilot line 21; And a control unit 60 for controlling the drain valve 70 such that the pilot pressure pi of the pilot line 21 becomes a predetermined pressure corresponding to the pressure value formed in the pilot line 21. [

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 파일럿 라인(21) 상에는 상기 파일럿 라인(21)의 파일럿 압력(pi)에 따라 상기 서브 펌프로부터 상기 레귤레이터(40)로 공급되는 파일럿 작동유의 압력을 제어하는 제1 컨트롤 밸브(31)를 더 포함하는 것일 수 있다.The hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention is characterized in that on the pilot line 21 there is provided a pilot signal from the sub-pump to the regulator 40 in accordance with the pilot pressure pi of the pilot line 21. [ And a first control valve 31 for controlling the pressure of the working oil.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 드레인 밸브(70)는 상기 리모트 컨트롤 밸브(20)와 상기 레귤레이터(40)이 연결되는 상기 파일럿 라인(21) 상에 연결된 것일 수 있다.In the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention, the drain valve 70 may be connected to the pilot line 21 to which the remote control valve 20 and the regulator 40 are connected have.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 드레인 밸브(70)는 상기 제1 컨트롤 밸브(31)와 상기 레귤레이터(40)이 연결되는 상기 파일럿 라인(21) 상에 연결된 것일 수 있다.In the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention, the drain valve 70 is connected to the pilot line 21 to which the first control valve 31 and the regulator 40 are connected .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 제어부(60)는, 상기 파일럿 라인(21)의 파일럿 압력(pi)이 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에 대입되어 감량될 유량(Q)이 계산되고, 상기 유량(Q)은 유량 대비 전류 맵(QA)에 대입되어 전류 값(mA)이 계산되며, 상기 드레인 밸브(70)는 전자비례컨트롤 밸브로 구성되어 상기 전류 값(mA)에 의해 제어되는 것일 수 있다.In the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention, the control unit 60 determines whether or not the pilot pressure pi of the pilot line 21 is substituted for the pilot pressure- (Q) is calculated, and the flow rate Q is substituted into the flow-to-current map QA to calculate a current value mA. The drain valve 70 is composed of an electron proportional control valve, mA). < / RTI >

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 파일럿 라인(21)이 쌍으로 이루지는 한 쌍의 파일럿 라인(21, 22); 및 상기 한 쌍의 파일럿 라인(21, 22)중 압력이 높은 쪽의 파일럿 압력(pi)이 선택되어 상기 드레인 밸브(70)에 제공되는 것일 수 있다.Further, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention includes: a pair of pilot lines 21 and 22 in which the pilot lines 21 are paired; And the pilot pressure pi of the higher pressure among the pair of pilot lines 21 and 22 is selected and provided to the drain valve 70. [

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 파일럿 라인(21)이 쌍으로 이루지는 한 쌍의 파일럿 라인(21, 22); 및 상기 한 쌍의 파일럿 라인(21, 22) 사이에 설치되어 상기 한 쌍의 파일럿 라인(21, 22)의 압력 중에 높은 쪽의 파일럿 압력(pi)이 선택되는 셔틀 밸브(80);를 더 포함하고, 상기 셔틀 밸브(80)에서 선택된 파일럿 압력(pi)이 상기 드레인 밸브(70)에 제공되는 것일 수 있다.Further, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention includes: a pair of pilot lines 21 and 22 in which the pilot lines 21 are paired; And a shuttle valve (80) installed between the pair of pilot lines (21, 22) and selecting a higher pilot pressure (pi) among the pressures of the pair of pilot lines (21, 22) And a pilot pressure pi selected at the shuttle valve 80 is provided to the drain valve 70. [

또한, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 서브 펌프가 제1 서브 펌프(10)와 제2 서브 펌프(11)로 구비되고, 상기 제1 서브 펌프(10)의 토출 유량은 상기 제1 컨트롤 밸브(31) 또는 제2 컨트롤 밸브(32)를 경유하여 상기 레귤레이터로(40)에 공급되며, 상기 제2 서브 펌프(11)의 토출 유량은 상기 리모트 컨트롤 밸브(20)를 경유하여 상기 제1 컨트롤 밸브(31) 또는 상기 제2 컨트롤 밸브(32)를 제어하는 것일 수 있다.In the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention, the sub-pump is provided as the first sub-pump 10 and the second sub-pump 11, and the discharge flow rate of the first sub- Is supplied to the regulator (40) via the first control valve (31) or the second control valve (32), and the discharge flow rate of the second sub pump (11) (31) or the second control valve (32) via the second control valve (31).

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은, 파일럿 작동유가 파일럿 유압라인(12)을 통하여 토출되는 서브 펌프; 상기 파일럿 작동유를 제공받고, 조작 량에 따라 파일럿 압력(pi)이 발생되는 리모트 컨트롤 밸브(20); 사판(44)이 양방향으로 전환되고, 작동유가 토출되는 메인 펌프(43); 상기 파일럿 압력(pi)에 의해 상기 사판(44)의 경사 각도가 조절되는 레귤레이터(40); 및 상기 메인 펌프(43)의 양측에 각각 제1, 2 유압라인(51, 52)으로 연결되어 상기 메인 펌프(43)에서 토출되는 작동유에 의해 선회작동 되는 선회 모터(50);를 포함하는 유압시스템에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a hydraulic system for a construction machine, comprising: a sub-pump in which pilot hydraulic fluid is discharged through a pilot hydraulic line; A remote control valve 20 receiving the pilot hydraulic fluid and generating a pilot pressure pi according to an operation amount; A main pump 43 in which the swash plate 44 is switched in both directions and in which the working oil is discharged; A regulator 40 whose inclination angle of the swash plate 44 is adjusted by the pilot pressure pi; And a swing motor (50) connected to both sides of the main pump (43) by first and second hydraulic lines (51, 52) and swiveled by hydraulic oil discharged from the main pump (43) In the system,

상기 파일럿 유압라인(12)상에 설치되어 상기 파일럿 유압라인(12)의 파일럿 압력(pi)이 검출되는 압력센서(14); 상기 파일럿 압력(pi)이 입력 되고 상기 파일럿 압력(pi)이 전류 값(mA)으로 변환되어 출력되는 제어부(60); 및 상기 전류 값(mA)에 의해 설정압력이 설정되고, 상기 파일럿 압력(pi)이 상기 설정압력과 동일하게 유지되도록 개폐 제어되는 드레인 밸브(70);를 포함한다.A pressure sensor 14 installed on the pilot hydraulic line 12 to detect a pilot pressure pi of the pilot hydraulic line 12; A controller 60 for receiving the pilot pressure pi and converting the pilot pressure pi into a current value mA; And a drain valve (70) whose set pressure is set by the current value (mA) and which is opened and closed so that the pilot pressure (pi) remains equal to the set pressure.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템의 상기 제어부(60)는, 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)이 탑재되고, 상기 파일럿 압력(pi)은 상기 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에 의해 보정 유량(Q2)이 결정되며, 상기 보정 유량(Q2)은 상기 유량 대비 전류 맵(QA)에 의해 상기 전류 값(mA)이 결정되는 것일 수 있다.The control unit 60 of the hydraulic system of the construction machine according to the present invention may further include a pilot pressure-to-pilot map PiQ and a flow-to-current map QA, The corrected flow rate Q2 is determined by the flow map PiQ and the corrected flow rate Q2 is determined by the current map QA relative to the flow rate.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템의 상기 파일럿 압력(pi)에 상응하는 일반 유량(Q1)과 상기 보정 유량(Q2)에 있어서, 상기 일반 유량(Q1)과 상기 보정 유량(Q2)의 차이 유량(delta Q)은 상기 드레인 밸브(70)의 작동에 의해 배출되는 것일 수 있다.It is preferable that the general flow rate Q1 and the corrected flow rate Q2 of the general flow rate Q1 and the corrected flow rate Q2 correspond to the pilot pressure pi of the hydraulic system of the construction machine according to the present invention. The differential flow rate delta Q may be discharged by the operation of the drain valve 70.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 상기 제1 컨트롤 밸브(31)는 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)로 구비되고, 상기 리모트 컨트롤 밸브(20)에서 상기 제1 컨트롤 밸브(31)로 연결되는 제1 파일럿 라인(21); 상기 리모트 컨트롤 밸브(20)에서 제2 컨트롤 밸브(32)로 연결되는 제2 파일럿 라인(22); 및 상기 제1 파일럿 라인(21)과 상기 제2 파일럿 라인(22)에 양단이 연결되고, 상기 제1 파일럿 라인(21)에 형성된 파일럿 압력과 상기 제2 파일럿 라인(22)에 형성된 파일럿 압력 중에 고압이 선택되며, 고압의 파일럿 압력을 상기 드레인 밸브(70)에 연결되도록 하는 셔틀 밸브(80);를 더 포함할 수 있다.The hydraulic system of the construction machine according to the present invention is characterized in that the first control valve 31 is provided as first and second control valves 31 and 32 and the remote control valve 20 is provided with the first control valve 31, A first pilot line 21 connected to the first pilot line 31; A second pilot line 22 connected from the remote control valve 20 to the second control valve 32; And a second pilot line 22 connected to the first pilot line 21 and the second pilot line 22. The first pilot line 21 and the second pilot line 22 are connected to each other, And a shuttle valve 80 for selecting a high pressure and connecting a high-pressure pilot pressure to the drain valve 70.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)을 임의로 튜닝할 수 있고, 이로써 소망하는 작업에 적합하게 튜닝하거나 과거에 사용하던 건설기계의 제어성과 유사한 제어성을 구현하도록 튜닝할 수 있는 것이다.The hydraulic system of the construction machine according to the second embodiment of the present invention as described above can arbitrarily tune the pilot pressure to flow rate map PiQ and the flow rate to current map QA, Tuning or tuning to achieve control similar to the control of a construction machine used in the past.

다른 한편으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 유압시스템은 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템을 활용함으로써, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이 가지는 연비 개선 및 작업기 속도제어에 대한 장점을 유지하면서, 상부체의 선회 작동 특성을 제어할 수 있다.On the other hand, the hydraulic system according to the second embodiment of the present invention utilizes a closed-loop, pivot-independent hydraulic system, while maintaining the advantages of improved fuel economy and speed control of the closed loop pivot- It is possible to control the turning operation characteristic of the sieve.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 유압시스템은 제어부(60)에 탑재된 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)을 작업자가 소망하는 특성이 구현되도록 변경할 수 있고, 이로써 다양한 형태의 굴삭작업에서 작업목적에 맞는 제어성을 구현할 수 있다.In addition, the hydraulic system according to the second embodiment of the present invention can change the flow rate map (PiQ) and the flow rate versus current map (QA) of the pilot pressure mounted on the controller (60) This makes it possible to achieve controllability for various purposes in various types of excavation work.

또한, 비교예에 따른 개방형 루프 선회독립 유압시스템에서 선회 특성을 튜닝하기 위해서는 스풀(Spool)의 면적선도를 재설계하고, 스풀(Spool)을 재가공하여야 하는 번거로움이 있었지만, 본 발명의 제2실시예에 따른 유압시스템은 제어부(60)에 탑재되는 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)을 수정하도록 하는 것으로써 튜닝이 용이하고, 튜닝에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
In addition, in order to tune the turning characteristics in the open loop swing-independent hydraulic system according to the comparative example, there is a need to redesign the area diagram of the spool and rework the spool. However, The hydraulic system according to the example allows the pilot pressure to be compared with the flow rate map PiQ and the flow rate to current map QA to be mounted on the control unit 60 so that the tuning is easy and the time required for tuning can be shortened .

도 1은 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 파일럿 압력과 유량관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 제4실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 파일럿 압력과 유량관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a hydraulic system of a construction machine according to a comparative example.
FIG. 2 is a view for explaining the relation between the pilot pressure and the flow rate in the hydraulic system of the construction machine according to the comparative example.
3 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a second embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a third embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a control unit in a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining the pilot pressure and the flow rate relationship in the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various modifications and alterations. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention. The accompanying drawings are not necessarily drawn to scale to facilitate understanding of the invention, but may be exaggerated in size.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

<비교예><Comparative Example>

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템을 설명한다.First, a hydraulic system of a construction machine according to a comparative example will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

첨부도면 도 1은 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 파일럿 압력과 유량관계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a hydraulic system of a construction machine according to a comparative example. FIG. 2 is a view for explaining the relation between the pilot pressure and the flow rate in the hydraulic system of the construction machine according to the comparative example.

도 1은 비교예에 따른 건설기계 유압시스템이고, 좀 더 상세하게는 유압시스템 중에서도 폐쇄형 루프(Closed Loop) 선회독립 유압시스템을 나타낸 것이다.FIG. 1 is a construction machine hydraulic system according to a comparative example, and more particularly, a closed loop hydraulic system of a closed loop.

비교예에 따른 건설기계 유압시스템은, 메인 펌프(143)와 선회 모터(150)간에 제1, 2 유압라인(151, 152)이 연결되고, 메인 펌프(143)에서 토출되는 작동유가 제1, 2 유압라인(151, 152)을 통하여 선회 모터(150)에 제공되는 된다. 즉, 작동유는 메인 펌프(143)와 선회 모터(150)의 회전방향에 따라 메인 펌프(143)와 제1, 2 유압라인(151, 152)와 선회 모터(150)에서 순방향 또는 역방향으로 순환하는 것이다. 메인 펌프(143)는 양방향으로 작동유를 토출할 수 있는 양방향 타입이다.In the construction machine hydraulic system according to the comparative example, the first and second hydraulic lines 151 and 152 are connected between the main pump 143 and the swing motor 150, and the hydraulic oil discharged from the main pump 143 is supplied to the first, 2 hydraulic lines 151 and 152, respectively. That is, the operating fluid circulates in the forward or reverse direction in the main pump 143, the first and second hydraulic lines 151 and 152 and the swing motor 150 according to the rotational direction of the main pump 143 and the swing motor 150 will be. The main pump 143 is a bidirectional type that can discharge hydraulic fluid in both directions.

한편, 서브 펌프(110)에서는 파일럿 작동유를 토출하고, 파일럿 작동유는 컨트롤 밸브(130)의 입력단에 대기한다. 리모트 컨트롤 밸브(120)을 조작하면 파일럿 압력이 형성되고, 파일럿 압력에 의해 컨트롤 밸브(30)가 개방된다. 컨트롤 밸브(30)가 개방되면 파일럿 작동유는 레귤레이터(140)에 제공된다. 레귤레이터(140)는 메인 펌프(143)의 사판(144)의 경사각도를 조절하고, 사판(144)의 경사각도가 조절됨으로써 메인 펌프(143)에서 토출되는 작동유 유량이 조절된다.On the other hand, the subordinate pump 110 discharges the pilot hydraulic fluid, and the pilot hydraulic fluid waits at the input end of the control valve 130. When the remote control valve 120 is operated, a pilot pressure is formed, and the control valve 30 is opened by the pilot pressure. When the control valve 30 is opened, the pilot hydraulic fluid is supplied to the regulator 140. The regulator 140 adjusts the inclination angle of the swash plate 144 of the main pump 143 and the inclined angle of the swash plate 144 is adjusted so that the flow rate of the hydraulic fluid discharged from the main pump 143 is adjusted.

즉, 작업자가 리모트 컨트롤 밸브(120)을 조작하여 파일럿 압력을 형성하는데 이때 형성되는 파일럿 압력은 요구압력이 되는 것이고, 요구 압력에 대응하여 메인 펌프(143)에서 작동유를 토출하여 선회 모터(150)를 작동시키는 것이다.That is, when the operator operates the remote control valve 120 to form the pilot pressure, the pilot pressure formed at this time becomes the required pressure. In response to the required pressure, the main pump 143 discharges the operating oil, Lt; / RTI >

따라서 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 메인 펌프(143)의 토출 유량을 결정하는 인자는 2가지이다. 제1 인자는 리모트 컨트롤 밸브(120)의 조작에 의해 발생하는 파일럿 압력이고, 제2 인자는 컨트롤 밸브(30)에 구비된 밸브 스프링의 힘이다.Therefore, in the hydraulic system of the construction machine according to the comparative example, there are two factors for determining the discharge flow rate of the main pump 143. [ The first factor is the pilot pressure generated by the operation of the remote control valve 120, and the second factor is the force of the valve spring provided in the control valve 30.

비교예에 따른 건설기계의 유압시스템은 상술한 2가지 인자에 의해 선회 모터(150)에 유입되는 유량, 즉, 상부체의 선회 특성이 결정된다.In the hydraulic system of the construction machine according to the comparative example, the flow rate flowing into the swing motor 150, that is, the turning characteristics of the upper body, is determined by the above-mentioned two factors.

비교예에 따른 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템에 의해 구현되는 상부체의 선회 특성은 첨부도면 도 2에 나타내었다. 도 2에서 비교예에 따른 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템의 유량 선도를 살펴보면, 파일럿 압력에 정비례하여 유량(Q)이 결정되는 것을 알 수 있다.The swivel characteristics of the upper body realized by the closed loop swing-independent hydraulic system according to the comparative example are shown in Fig. Referring to FIG. 2, a flow diagram of a closed-loop, pivot-independent hydraulic system according to a comparative example will be described in which the flow rate Q is determined in direct proportion to the pilot pressure.

한편, 비교예에 따른 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템은 미터링 구간(A)에서 유량 선도를 살펴보면, 파일럿 압력(pi)에 비례하여 유량(Q)이 증가한다. 즉, 미터링 구간(A)에서는 요구 유량에 비교하여 액추에이터의 작동속도가 빠를 수 있는 것이다. 이는 상부체 선회작업을 수행할 때에 작업자의 의도에 비해 상부체의 선회 작동속도가 빠름을 의미하는 것으로 제어성이 저하될 수 있는 것이다.On the other hand, in the closed loop swing-independent hydraulic system according to the comparative example, when the flow rate diagram is taken in the metering section A, the flow rate Q increases in proportion to the pilot pressure pi. That is, in the metering section A, the operating speed of the actuator can be made faster than the required flow rate. This means that when the upper body turning operation is performed, the turning operation speed of the upper body is faster than the operator's intention, so that the controllability can be lowered.

작업자는 종래 건설기계의 제어성과 신규 건설기계의 제어성을 동일하거나 유사하게 구현되기를 희망한다. 또한, 작업자는 작업 목적에 따라 제어성을 조절하기를 희망할 수 있다. 즉, 작업자는 상부체가 선회하는 작동특성이 조절하기 위하여 튜닝을 원할 수 있다.The operator hopes to realize the control of the conventional construction machine and the controllability of the new construction machine equally or similarly. In addition, the operator may wish to adjust the controllability according to the work purpose. That is, the operator may want to tune to adjust the operating characteristics of the upper body turning.

그러나 상술한 바와 같이, 비교예에 따른 건설기계의 유압시스템에서는 메인 펌프(43)의 토출유량을 결정하도록 하는 인자를 용이하게 변경하거나 조절할 수 없기 때문에 소망하는 형태로 튜닝할 수 없다
However, as described above, in the hydraulic system of the construction machine according to the comparative example, the factor for determining the discharge flow rate of the main pump 43 can not be easily changed or adjusted, so that it can not be tuned to a desired form

다른 한편으로, 다른 비교예로서, 건설기계의 유압시스템 중에서 개방형 루프(Opened Loop) 선회독립 유압시스템이 있다.On the other hand, as another comparative example, among the hydraulic systems of construction machines, there is an open loop loop independent hydraulic system.

비교예에 따른 개방형 루프 선회독립 유압시스템은 조이스틱의 조작에 의해 파일럿 압력이 생성되고, 파일럿 압력은 컨트롤 밸브의 스풀이 밀리도록 스풀에 작용한다. 메인 펌프에서 토출되는 유압/유량은 스풀의 면적선도에 의해서 결정되고, 결정된 유량이 액추에이터에 제공된다.In the open-loop, pivot-independent hydraulic system according to the comparative example, the pilot pressure is generated by operation of the joystick, and the pilot pressure acts on the spool so that the spool of the control valve is pushed. The hydraulic pressure / flow rate discharged from the main pump is determined by the area diagram of the spool, and the determined flow rate is provided to the actuator.

비교예에 따른 개방형 루프 선회독립 유압시스템에 의해 구현되는 상부체의 선회 특성은 첨부도면 도 2에 나타내었다. 도 2에서 비교예에 따른 개방형 루프 선회독립 유압시스템의 유량 선도를 살펴보면 미터링 구간(A)에서는 요구 유량의 증가할 때에 유량(Q)은 점진적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 개방형 루프 선회독립 유압시스템이 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템에 비교하여 상대적으로 우수함을 알 수 있다.The swivel characteristics of the upper body realized by the open loop swing-independent hydraulic system according to the comparative example are shown in Fig. Referring to FIG. 2, a flow diagram of the open loop revolution independent hydraulic system according to the comparative example is shown. In the metering section (A), the flow rate Q gradually increases when the required flow rate increases. That is, it can be seen that the open-loop swing-independent hydraulic system is relatively superior to the closed-loop swing-independent hydraulic system.

이하, 도 3 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에 대해서 설명한다.Hereinafter, a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 9. FIG.

첨부도면 도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 7는 본 발명의 제4실시예에 따른 건설기계의 유압시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 제어부를 설명하기 위한 도면이다. 도 9은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 파일럿 압력과 유량관계를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a first embodiment of the present invention. 4 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a second embodiment of the present invention. 5 and 6 are views for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a third embodiment of the present invention. 7 is a view for explaining an example of a hydraulic system of a construction machine according to a fourth embodiment of the present invention. 8 is a view for explaining a control unit in a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention. 9 is a view for explaining the pilot pressure and the flow rate relationship in the hydraulic system of the construction machine according to the embodiment of the present invention.

<제1실시예>&Lt; Embodiment 1 >

본 발명의 제1실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이다.The hydraulic system of the construction machine according to the first embodiment of the present invention is a closed loop pivoting independent hydraulic system, as shown in Fig.

리모트 컨트롤 밸브(20)는 제1 서브 펌프(10)로부터 파일럿 작동유를 제공받는다. 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 조작변위에 해당하는 파일럿 압력(pi)이 발생한다. 파일럿 압력(pi)은 압력센서(14)에 의해 검출될 수 있다.The remote control valve 20 is supplied with the pilot hydraulic fluid from the first sub-pump 10. When the remote control valve 20 is operated, a pilot pressure pi corresponding to the operation displacement is generated. The pilot pressure pi can be detected by the pressure sensor 14. [

압력센서(14)는 파일럿 압력(pi)을 전기신호로 변환하여 제어부(60)에 제공한다. 제어부(60)는 드레인 밸브(70)를 제어하여 파일럿 압력을 보정하게 한다.The pressure sensor 14 converts the pilot pressure pi into an electric signal and provides it to the control unit 60. [ The control unit 60 controls the drain valve 70 to correct the pilot pressure.

또한, 리모트 컨트롤 밸브(20)의 출력단에는 파일럿 라인(21)이 연결된다. 파일럿 라인(21)은 레귤레이터(40)의 제1 챔버(41)에 연결된다. 레귤레이터(40)의 제2 챔버(42)에는 스프링이 구비되고, 레귤레이터(40)의 제1 챔버(41)에 압력이 형성되지 않을 경우에 스프링에 의해 레귤레이터(40)는 기본 위치로 복귀된다.Further, a pilot line 21 is connected to an output end of the remote control valve 20. The pilot line 21 is connected to the first chamber 41 of the regulator 40. A spring is provided in the second chamber 42 of the regulator 40. When the pressure is not formed in the first chamber 41 of the regulator 40, the regulator 40 is returned to the basic position by the spring.

즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작할 때에 상부체가 시계방향으로 선회할 것인지, 반시계방향으로 선회할 것인지에 따라 파일럿 압력(pi)에 해당하는 파일럿 작동유가 제1 챔버(41) 제공되거나 제공이 중지 되는 것이다.That is, when the remote control valve 20 is operated, the pilot oil corresponding to the pilot pressure pi is supplied or provided to the first chamber 41 depending on whether the upper body is turning clockwise or counterclockwise It is stopped.

제1 챔버(41) 에 유입된 파일럿 작동유는 메인 펌프(43)의 사판을 조절하여 작동유의 토출방향과 유량을 제어한다.The pilot hydraulic oil flowing into the first chamber 41 controls the swash plate of the main pump 43 to control the discharge direction and the flow rate of the hydraulic oil.

메인 펌프(43)에서 토출되는 작동유는 제1, 2 유압라인(51, 52)을 경유하여 선회 모터(50)에 제공되고, 선회 모터(50)는 시계방향 또는 반시계방향으로 작동하여 상부체를 선회작동시킨다.The hydraulic fluid discharged from the main pump 43 is supplied to the swing motor 50 via the first and second hydraulic lines 51 and 52 and the swing motor 50 operates in the clockwise or counterclockwise direction, Respectively.

제1 서브 펌프(10)에서 파일럿 작동유가 토출되고, 파일럿 작동유는 리모트 컨트롤 밸브(20)에 제공되며, 리모트 컨트롤 밸브(20)의 조작에 의해 파일럿 압력이 형성되고, 파일럿 압력이 상술한 바와 같이, 제1 챔버(41)에 제공되는 것이다.The pilot hydraulic oil is discharged from the first subordinate pump 10 and the pilot hydraulic fluid is supplied to the remote control valve 20. The pilot pressure is generated by the operation of the remote control valve 20, , And is provided in the first chamber (41).

한편, 제1 서브 펌프(10)는 도 3에 나타낸 바와 같이 메인 펌프(43)와 직결되는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 메인 펌프(43)와 별도로 독립된 형태로 제공될 수도 있다.Meanwhile, the first sub-pump 10 may be provided in a form directly connected to the main pump 43 as shown in FIG. In addition, it may be provided separately from the main pump 43.

한편, 파일럿 라인(21)은 드레인 밸브(70)와 연결될 수 있다. 즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 파일럿 라인(21) 에 압력이 형성되고, 형성된 파일럿 압력(pi)은 드레인 밸브(70)에 제공되는 것이다.On the other hand, the pilot line 21 may be connected to the drain valve 70. That is, when the remote control valve 20 is operated, pressure is formed in the pilot line 21, and the formed pilot pressure pi is provided to the drain valve 70.

드레인 밸브(70)는 파일럿 압력(pi)이 입력될 때에 개방될 수 있다. 한편, 드레인 밸브(70)는 개방될 설정압력을 임의로 변경할 수 있다. 드레인 밸브(70)에 설정되는 압력은 사용자의 의도에 따라 임의로 튜닝이 가능한 것이다.The drain valve 70 may be opened when the pilot pressure pi is input. On the other hand, the drain valve 70 can arbitrarily change the set pressure to be opened. The pressure set in the drain valve 70 can be arbitrarily tuned according to the user's intention.

따라서 상술한 파일럿 압력(pi)이 드레인 밸브(70)에 작용될 때에 파일럿 압력이 설정압력보다 크면 개방되고, 이로써 파일럿 압력을 형성하는 파일럿 작동유가 배출된다. 결국 파일럿 압력은 설정압력과 동일한 크기의 압력을 형성하게 되는 것이다.
Therefore, when the above-described pilot pressure pi is applied to the drain valve 70, if the pilot pressure is larger than the set pressure, it is opened, whereby the pilot hydraulic oil forming the pilot pressure is discharged. As a result, the pilot pressure forms a pressure equal to the set pressure.

<제2실시예>&Lt; Embodiment 2 >

본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 도 4에 나타낸 바와 같이, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이다.The hydraulic system of the construction machine according to the second embodiment of the present invention is a closed loop pivoting independent hydraulic system, as shown in Fig.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 본 발명의 제1실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 일부 구성요소를 변경한 것이다. 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략한다.On the other hand, the hydraulic system of the construction machine according to the second embodiment of the present invention is a modification of some components in the hydraulic system of the construction machine according to the first embodiment of the present invention. Descriptions of overlapping components are omitted.

리모트 컨트롤 밸브(20)는 파일럿 라인(21)이 한 쌍의 제1, 2 파일럿 라인(21, 22)으로 연결된다. 제1 파일럿 라인(21)은 레귤레이터(40)의 제1 챔버(41)에 연결되고, 제2 파일럿 라인(22)은 레귤레이터(40)의 제2 챔버(42)에 연결된다.The remote control valve 20 connects the pilot line 21 to the pair of first and second pilot lines 21 and 22. The first pilot line 21 is connected to the first chamber 41 of the regulator 40 and the second pilot line 22 is connected to the second chamber 42 of the regulator 40.

즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작할 때에 상부체가 시계방향으로 선회할 것인지, 반시계방향으로 선회할 것인지에 따라 파일럿 압력(pi)에 해당하는 파일럿 작동유가 제1 챔버(41) 또는 제2 챔버(42)에 제공되는 것이다.That is, when the remote control valve 20 is operated, the pilot hydraulic fluid corresponding to the pilot pressure pi is supplied to the first chamber 41 or the second chamber 41 depending on whether the upper body rotates clockwise or counterclockwise, (42).

제1 챔버(41) 또는 제2 챔퍼(42)에 유입된 파일럿 작동유는 메인 펌프(43)의 사판을 조절하여 작동유의 토출방향과 유량을 제어한다.The pilot hydraulic oil flowing into the first chamber 41 or the second chamfer 42 controls the swash plate of the main pump 43 to control the discharge direction and the flow rate of the hydraulic oil.

한편, 제1, 2 파일럿 라인(21, 22)은 셔틀 밸브(80)와 연결되고, 셔틀 밸브(80)는 드레인 밸브(70)와 연결된다. 즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 제1 파일럿 라인(21) 또는 제2 파일럿 라인(22) 중에 어느 한 쪽에 압력이 형성되고, 압력이 형성된 쪽이 고압이므로 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작할 때에 발생한 파일럿 압력(pi)은 셔틀 밸브(80)를 경유하여 드레인 밸브(70)에 연결되는 것이다.The first and second pilot lines 21 and 22 are connected to the shuttle valve 80 and the shuttle valve 80 is connected to the drain valve 70. That is, when the remote control valve 20 is operated, pressure is formed on either one of the first pilot line 21 or the second pilot line 22, and since the pressure is higher, the remote control valve 20 is operated The pilot pressure pi generated at the time of the shuttle valve 80 is connected to the drain valve 70 via the shuttle valve 80.

드레인 밸브(70)는 전자비례컨트롤 밸브로 제공될 수 있다. 즉, 드레인 밸브(70)는 입력되는 전류 값에 따라 개방될 때의 설정압력을 변화시킬 수 있다. 즉, 드레인 밸브(70)는 설정압력을 임의로 변경할 수 있는 것이다.The drain valve 70 may be provided as an electron proportional control valve. That is, the drain valve 70 can change the set pressure when it is opened according to the input current value. That is, the drain valve 70 can arbitrarily change the set pressure.

따라서 상술한 파일럿 압력이 드레인 밸브(70)에 작용될 때에 파일럿 압력이 설정압력보다 크면 개방되고, 이로써 파일럿 압력을 형성하는 파일럿 작동유가 배출된다. 결국 파일럿 압력은 설정압력과 동일한 크기의 압력을 형성하게 되는 것이다.
Therefore, when the above-described pilot pressure is applied to the drain valve 70, if the pilot pressure is larger than the set pressure, the pilot operating oil is released, thereby forming the pilot pressure. As a result, the pilot pressure forms a pressure equal to the set pressure.

<제3실시예>&Lt; Third Embodiment >

본 발명의 제3 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이다.The hydraulic system of the construction machine according to the third embodiment of the present invention is a closed loop pivoting independent hydraulic system, as shown in Figs.

한편, 본 발명의 제3실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 본 발명의 제1, 2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 일부 구성요소를 변경한 것이다. 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략한다.The hydraulic system of the construction machine according to the third embodiment of the present invention is a modification of the hydraulic system of the construction machine according to the first and second embodiments of the present invention. Descriptions of overlapping components are omitted.

리모트 컨트롤 밸브(20)는 제1, 2 파일럿 라인(21, 22)이 연결된다. 제1 파일럿 라인(21)은 제1 컨트롤 밸브(31)에 연결되고, 제2 파일럿 라인(22)은 제2 컨트롤 밸브(32)에 연결된다.The first and second pilot lines 21 and 22 are connected to the remote control valve 20. The first pilot line 21 is connected to the first control valve 31 and the second pilot line 22 is connected to the second control valve 32.

제1 컨트롤 밸브(31)는 레귤레이터(40)의 제1 챔버(41)에 연결되고, 제2 컨트롤 밸브(32)는 레귤레이터(40)의 제2 챔버(42)에 연결된다.The first control valve 31 is connected to the first chamber 41 of the regulator 40 and the second control valve 32 is connected to the second chamber 42 of the regulator 40.

제1 서브 펌프(10)는 파일럿 작동유를 토출하는 것으로, 상술한 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)의 유입단에 대기한다. 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)가 파일럿 압력에 의해 개방되면 작동유는 상술한 바와 같이, 제1, 2 챔버(41, 42)에 제공된다.The first sub-pump 10 discharges the pilot hydraulic oil, and waits at the inflow end of the first and second control valves 31, 32 described above. When the first and second control valves 31 and 32 are opened by the pilot pressure, the operating oil is supplied to the first and second chambers 41 and 42 as described above.

한편, 서브펌프는 도 5에 나타낸 바와 같이 메인 펌프(43)와 직결되는 제1 서브 펌프(10)의 형태로 제공될 수 있고, 또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 서브펌프는 메인 펌프(43)와 별도로 독립된 형태의 제2 서브 펌프(11)로 제공될 수도 있다. 제1 서브 펌프(10)의 토출 유량은 제1 컨트롤 밸브(31) 또는 제2 컨트롤 밸브(32)를 경유하여 레귤레이터로(40)에 공급된다. 제2 서브 펌프(11)의 토출 유량은 리모트 컨트롤 밸브(20)를 경유하여 제1 컨트롤 밸브(31) 또는 제2 컨트롤 밸브(32)를 제어하는 것이다.5, the sub-pump may be provided in the form of a first sub-pump 10 directly connected to the main pump 43, and the sub-pump may be provided in the form of a main pump 43 The second sub-pump 11 may be provided separately from the second sub-pump 11 in a separate form. The discharge flow rate of the first subordinate pump 10 is supplied to the regulator 40 via the first control valve 31 or the second control valve 32. The discharge flow rate of the second subordinate pump 11 controls the first control valve 31 or the second control valve 32 via the remote control valve 20.

다른 한편, 제1, 2 파일럿 라인(21, 22) 상에서 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)와 제1, 2 챔버(41, 42)의 사이에서 각각 셔틀 밸브(80)의 양단과 연결된다. 셔틀 밸브(80)는 드레인 밸브(70)와 연결된다. 즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 제1 파일럿 라인(21) 또는 제2 파일럿 라인(22) 중에 어느 한 쪽에 압력이 형성되고, 압력이 형성된 쪽이 고압이다. 파일럿 압력(pi)은 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)와 셔틀 밸브(80)를 경유하여 드레인 밸브(70)에 연결된다.On the other hand, the first and second control valves 31 and 32 and the first and second chambers 41 and 42 are connected to both ends of the shuttle valve 80 on the first and second pilot lines 21 and 22, do. The shuttle valve 80 is connected to the drain valve 70. That is, when the remote control valve 20 is operated, pressure is formed on either one of the first pilot line 21 or the second pilot line 22, and the pressure is higher than the other. The pilot pressure pi is connected to the drain valve 70 via the first and second control valves 31 and 32 and the shuttle valve 80. [

드레인 밸브(70)는 개방될 설정압력을 임의로 설정할 수 있다.The drain valve 70 can arbitrarily set the set pressure to be opened.

또한, 드레인 밸브(70)는 입력되는 전류 값에 비례하여 개방되는 전자비례컨트롤 밸브일 수 있다. 즉, 드레인 밸브(70)는 입력되는 전류 값에 따라 개방될 때의 설정압력을 변화시킬 수 있다.Further, the drain valve 70 may be an electron proportional control valve opened in proportion to the input current value. That is, the drain valve 70 can change the set pressure when it is opened according to the input current value.

<제4실시예><Fourth Embodiment>

본 발명의 제4실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 도 7에 나타낸 바와 같이, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이다.The hydraulic system of the construction machine according to the fourth embodiment of the present invention is a closed loop pivoting independent hydraulic system, as shown in Fig.

한편, 본 발명의 제4실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 본 발명의 제1, 2, 3 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템에서 일부 구성요소를 변경한 것이다. 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략한다.Meanwhile, the hydraulic system of the construction machine according to the fourth embodiment of the present invention is a modification of the hydraulic system of the construction machine according to the first, second, and third embodiments of the present invention. Descriptions of overlapping components are omitted.

서브 펌프(10)는 파일럿 작동유를 토출하는 것으로, 상술한 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)의 유입단에 대기한다. 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)가 파일럿 압력에 의해 개방되면 작동유는 상술한 바와 같이, 제1, 2 챔버(41, 42)에 제공되는 것이다.The sub-pump 10 discharges the pilot hydraulic fluid and stands by at the inflow end of the first and second control valves 31 and 32 described above. When the first and second control valves 31 and 32 are opened by the pilot pressure, the operating oil is supplied to the first and second chambers 41 and 42 as described above.

한편, 셔틀 밸브(80)는 제1, 2 컨트롤 밸브(31, 32)와 레귤레이터(40)가 연결된 제1, 2 파일럿 라인(21, 22) 상에 셔틀 밸브(80)가 구비된다.The shuttle valve 80 is provided with a shuttle valve 80 on the first and second pilot lines 21 and 22 to which the first and second control valves 31 and 32 and the regulator 40 are connected.

셔틀 밸브(80)는 드레인 밸브(70)와 연결된다. 즉, 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 제1 파일럿 라인(21) 또는 제2 파일럿 라인(22) 중에 어느 한 쪽에 압력이 형성되고, 압력이 형성된 쪽이 고압이므로 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작할 때에 발생한 파일럿 압력은 셔틀 밸브(80)를 경유하여 드레인 밸브(70)에 연결되는 것이다.The shuttle valve 80 is connected to the drain valve 70. That is, when the remote control valve 20 is operated, pressure is formed on either one of the first pilot line 21 or the second pilot line 22, and since the pressure is higher, the remote control valve 20 is operated Is connected to the drain valve (70) via the shuttle valve (80).

드레인 밸브(70)는 입력되는 전류 값에 따라 개방될 때의 설정압력을 변화시킬 수 있다. 즉, 드레인 밸브(70)는 설정압력을 임의로 변경할 수 있는 것이다.The drain valve 70 can change the set pressure when it is opened according to the input current value. That is, the drain valve 70 can arbitrarily change the set pressure.

제어부(60)는 도 8을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.The control unit 60 will be described in more detail with reference to FIG.

제어부(60)는 파일럿 압력(pi)이 검출된 파일럿 압력 전기신호의 형태로 입력 받는다. 파일럿 압력(pi)은 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에 대입되어 유량(Q)이 결정되며, 유량(Q)은 유량 대비 전류 맵(QA)에 대입되어 전류 값(mA)이 결정된다. 전류 값은 드레인 밸브(70)에 제공된다. 즉, 제어부(60)는 파일럿 압력(pi)을 전류 값(mA)으로 전환하는 작용을 수행하는 것이다. 유량(Q)은 선회 모터(50)에 제공될 유량이다.The control unit 60 receives the pilot pressure pi in the form of the detected pilot pressure electrical signal. The pilot pressure pi is substituted into the pilot pressure versus the pilot pressure PiQ to determine the flow rate Q and the flow rate Q is substituted into the flow rate versus current map QA to determine the current value mA. The current value is provided to the drain valve 70. That is, the control unit 60 performs an operation of converting the pilot pressure pi to the current value mA. The flow rate Q is a flow rate to be provided to the swing motor 50.

따라서 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에 의해 실제로 레귤레이터(40)의 제1, 2 챔버(41, 42)에 유입될 유량이 제한되는 것이다. 제1, 2 챔퍼(41, 42)에 유입될 유량이 제한된다는 의미는 작업자가 소망하는 제어성을 확보할 수 있다는 의미이다.
Therefore, the flow rate to be introduced into the first and second chambers 41 and 42 of the regulator 40 is actually limited by the flow rate map PiQ relative to the pilot pressure. The fact that the flow rate to be flowed into the first and second chamferers 41 and 42 is limited means that the controllability desired by the operator can be secured.

상술한 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)은 첨부도면 도 9을 참조하여 설명한다.The above-described pilot pressure versus flow map PiQ will be described with reference to FIG. 9 of the accompanying drawings.

작업자가 리모트 컨트롤 밸브(20)을 조작하면 리모트 컨트롤 밸브(20)의 파일럿 압력(pi)이 발생하고, 파일럿 압력(pi)이 제어부(60)에 제공된다.When the operator operates the remote control valve 20, the pilot pressure pi of the remote control valve 20 is generated and the pilot pressure pi is provided to the control unit 60. [

파일럿 압력(pi)은 비교예에 따른 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템의 유량 선도를 따른다면 일반 유량(Q1)이 결정될 것이다. 그러나 본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에 따르면 목표값 선도에 따라 보정 유량(Q2)이 결정된다.If the pilot pressure pi follows the flow diagram of the closed loop pivot-independent hydraulic system according to the comparative example, the general flow rate Q1 will be determined. However, according to the pilot pressure vs. flow rate map PiQ according to the second embodiment of the present invention, the correction flow rate Q2 is determined according to the target value diagram.

본 발명의 제2실시예에 따른 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)에서 목표값 선도는 튜닝을 통하여 재설정이 가능하다. 즉, 보정 유량(Q2)은 일반 유량(Q1)보다 작은 값으로 설정할 수 있는 것이다. 보정된 보정 유량(Q2)은 유량 대비 전류 맵(QA)에 의해 전류 값(mA)으로 변환된다.The target value diagram in the pilot pressure versus flow map PiQ according to the second embodiment of the present invention can be reset through tuning. That is, the correction flow rate Q2 can be set to a value smaller than the general flow rate Q1. The corrected correction flow rate Q2 is converted into the current value mA by the current-to-flow map QA.

이후, 드레인 밸브(70)가 작동하여 일반 유량(Q1)과 보정 유량(Q2)의 차이만큼의 차이유량(delta Q)이 배출된다. 레귤레이터(40)에 제공되는 실질적인 유량은 보정 유량(Q2)이 되는 것이다.Then, the drain valve 70 is operated to discharge the difference flow amount delta Q by the difference between the general flow rate Q1 and the corrected flow rate Q2. The actual flow rate provided to the regulator 40 is the corrected flow rate Q2.

따라서 레귤레이터(40)에는 보정된 보정 유량(Q2)의 파일럿 작동유가 유입되고, 선회 모터(50)는 보정된 유량만큼 저속으로 작동되며, 상부체는 느린 속도로 선회작동하게 된다.Thus, the pilot hydraulic fluid of the corrected correction flow Q2 is introduced into the regulator 40, the swing motor 50 is operated at a low speed by the corrected flow rate, and the upper body is swung at a slow speed.

본 발명의 제2실시예에 따른 건설기계의 유압시스템은 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)을 임의로 튜닝할 수 있고, 이로써 소망하는 작업에 적합하게 튜닝하거나 과거에 사용하던 건설기계의 제어성과 유사한 제어성을 구현하도록 튜닝할 수 있는 것이다.The hydraulic system of the construction machine according to the second embodiment of the present invention is capable of arbitrarily tuning the pilot pressure versus flow map PiQ and the flow versus current map QA so that it can be suitably tuned for the desired operation, It is possible to tune to realize controllability similar to that of a construction machine.

다른 한편으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 유압시스템은 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템에 이용함에 있어서, 폐쇄형 루프 선회독립 유압시스템이 가지는 연비 개선 및 작업기 속도제어에 대한 장점을 유지하면서, 상부체의 선회 작동 특성을 제어할 수 있다.On the other hand, while the hydraulic system according to the second embodiment of the present invention is used in a closed-loop, pivot-independent hydraulic system, while maintaining the advantages of the closed loop pivot-independent hydraulic system for improving fuel economy and controlling the speed of the machine, The turning operation characteristic of the upper body can be controlled.

또한, 비교예에 따른 개방형 루프 선회독립 유압시스템에서 선회 특성을 튜닝하기 위해서는 스풀(Spool)의 면적선도를 재설계하고, 스풀(Spool)을 재가공하여야 하는 번거로움이 있었지만, 본 발명의 제2실시예에 따른 유압시스템은 제어부(60)에 탑재되는 파일럿 압력 대비 유량 맵(PiQ)과 유량 대비 전류 맵(QA)을 수정하도록 하는 것으로써 튜닝이 용이하고, 튜닝에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.In addition, in order to tune the turning characteristics in the open loop swing-independent hydraulic system according to the comparative example, there is a need to redesign the area diagram of the spool and rework the spool. However, The hydraulic system according to the example allows the pilot pressure to be compared with the flow rate map PiQ and the flow rate to current map QA to be mounted on the control unit 60 so that the tuning is easy and the time required for tuning can be shortened .

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims. The scope of the claims and their equivalents It is to be understood that all changes or modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within their scope.

본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 상부체의 선회작동을 독립된 시스템으로 구현하도록 하는 유압시스템에 이용될 수 있다.
The hydraulic system of the construction machine according to the present invention can be used in a hydraulic system for implementing the swing operation of the upper body as an independent system.

10, 11: 제1, 2 서브 펌프
12: 파일럿 유압라인
14: 압력센서
20: 리모트 컨트롤 밸브
31, 32: 제1, 2 컨트롤 밸브
40: 레귤레이터
41, 42: 제1, 2 챔버
42: 메인 펌프
44: 사판
50: 선회 모터
60: 제어부
70: 드레인 밸브
80: 셔틀 밸브10, 11: First and second sub-pumps
12: Pilot hydraulic line
14: Pressure sensor
20: Remote control valve
31, 32: first and second control valves
40: Regulator
41, 42: first and second chambers
42: main pump
44: Swash plate
50: Swing motor
60:
70: drain valve
80: Shuttle valve

Claims

A main pump 43 of bi-directional type; And
And a swing motor (50) for receiving hydraulic fluid from the main pump (43) and rotating the upper swing body of the excavator,
In the hydraulic system in which the main pump (43) and the swing motor (50) are closed loops,
A regulator (40) for regulating a swash plate angle of the main pump (43);
A remote control valve (20) for controlling the regulator (40) using the pilot hydraulic fluid discharged from the sub-pump;
A pilot line (21) through which pilot hydraulic fluid is delivered from the remote control valve (20) to the regulator (40);
A drain valve 70 for reducing the pilot pressure pi of the pilot line 21;
A control unit (60) for controlling the drain valve (70) so that the pilot pressure (pi) of the pilot line (21) becomes a predetermined pressure corresponding to a pressure value formed in the pilot line (21);
The hydraulic system of the construction machine.

The method according to claim 1,
And a first control valve 31 for controlling the pressure of the pilot hydraulic fluid supplied from the sub pump to the regulator 40 in accordance with the pilot pressure pi of the pilot line 21 To do;
The hydraulic system of the construction machine.

3. The method of claim 2,
The drain valve 70 is connected to the pilot line 21 to which the remote control valve 20 and the regulator 40 are connected;
Hydraulic system of a construction machine

3. The method of claim 2,
The drain valve 70 is connected to the pilot line 21 to which the first control valve 31 and the regulator 40 are connected;
Hydraulic system of a construction machine

The method according to claim 1,
The control unit (60)
The pilot pressure pi of the pilot line 21 is substituted into the pilot pressure versus flow map PiQ to calculate the flow rate Q to be reduced,
The flow rate Q is substituted into the current-to-flow map QA to calculate the current value mA,
The drain valve (70) is composed of an electron proportional control valve and controlled by the current value (mA);
Hydraulic system of a construction machine

The method according to claim 1,
A pair of pilot lines (21, 22) in which the pilot lines (21) are paired; And
The pilot pressure pi having the higher pressure among the pair of pilot lines 21 and 22 is selected and provided to the drain valve 70;
The hydraulic system of the construction machine.

The method according to claim 1,
A pair of pilot lines (21, 22) in which the pilot lines (21) are paired; And
And a shuttle valve (80) installed between the pair of pilot lines (21, 22) to select a higher pilot pressure (pi) among the pressures of the pair of pilot lines (21, 22) ,
A pilot pressure pi selected in the shuttle valve 80 is provided to the drain valve 70;
The hydraulic system of the construction machine.

3. The method of claim 2,
The sub-pump is provided as a first sub-pump 10 and a second sub-pump 11,
The discharge flow rate of the first sub-pump 10 is supplied to the regulator 40 via the first control valve 31 or the second control valve 32,
The discharge flow rate of the second sub-pump (11) controls the first control valve (31) or the second control valve (32) via the remote control valve (20)
The hydraulic system of the construction machine.