KR20160017318A - A Hydraulic Control Device for Construction Equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건설기계의 유압제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic control system for a construction machine.
건설 장비란 일반적으로 건설 토목용 기계를 의미하며, 도로, 하천, 항만, 철도, 플랜트 등과 같은 공사별로 각각 그 특성에 적합한 기계구조 및 성능을 보유하게 된다. 즉 건설 장비는 산업 현장에서 이루어지는 작업의 다양성으로 인해, 굴삭장비, 적재장비, 운반장비, 하역장비, 다짐장비, 기초공사장비 등으로 구분될 수 있으며, 구체적으로는 불도저, 굴삭기, 로더, 덤프트럭, 롤러 등과 같이 상당히 많은 종류의 장비를 포함하는 개념이다. Construction equipment generally refers to construction civil engineering machinery, and each construction such as roads, rivers, ports, railways, and plants has a structure and performance suited to its characteristics. In other words, the construction equipment can be divided into excavation equipment, loading equipment, conveying equipment, loading equipment, compaction equipment, foundation equipment and the like due to the variety of work done in the industrial field. Specifically, the construction equipment can be classified into bulldozer, excavator, , Rollers, and the like.
산업 현장에서 가장 기본적으로 수행되는 작업은 굴삭이다. 산업 공사 시에는 지면을 일정 깊이로 굴착하여 각종 구조물을 설치하거나, 또는 지면에 파이프 등을 매설하는 작업이 주로 수행되는데, 이때 굴삭기가 가장 많이 활용된다.The most basic work performed in the industrial field is digging. In the case of industrial construction, excavation works are mostly carried out by excavating the ground to a certain depth and installing various structures or laying pipes on the ground.
굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 장비의 이동역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업장치로 구성되어 있다.An excavator is a construction machine that carries out works such as excavation work for digging the ground in civil engineering, construction, construction site, loading work for transporting soil, crushing work for dismantling the building, suspension work for arranging the ground, And an upper revolving body mounted on the traveling body and rotated by 360 degrees and a working device.
굴사기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다. 크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다.Crawler crawlers are classified into crawler crawlers and tire-type wheel excavators according to the driving style of the vehicle. Crawler excavator is more widely used in each work site from 1 ton to more than 100 tons of equipment because it is stable and work productivity compared to wheel excavator. Wheel excavator is compared with crawler excavator It is used mainly in the work site where the work stability can be reduced but the road can be traveled and the work place can be moved without a trailer and frequently work and movement are required.
또한, 굴삭기는 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절한 작업 장치를 장착하여 사용할 수 있다. 일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 굴삭기에 주로 사용되는 작업 장치이다.In addition, excavators can be used with appropriate working equipment depending on the state of the earth and rock, the type of work and the application. Buckets for general excavation and excavation, breakers for crushing hard ground, rocks, and crushers used for dismantling and crushing buildings.
건설기계에는 굴삭기 외에도 본체의 전방에 붐과 버켓을 포함하는 프론트 장치를 구비하여 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 적재하거나 근거리 운반에 쓰이는 휠로더, 고중량의 하물을 들어올리거나 운반하는데 사용되는 지게차가 있을 수 있다.In addition to the excavator, there is a front unit including a boom and a bucket in front of the main body of the construction machine. There is a wheel loader used for carrying aggregate materials such as crushed rocks, soil and the like, and for transportation at a short distance and a forklift used for lifting or transporting heavy cargo .
기존 휠로더는 브레이크 시스템 및 쿨링 시스템에 압유를 공급하기 위한 펌프를 각각 독립적으로 구비하고 있었다. 따라서, 브레이크 시스템 및 쿨링 시스템에 불필요한 압유가 유동하여 관로손실 및 동력손실이 발생하는 문제점이 있었다.The conventional wheel loader was provided with a brake system and a pump for supplying pressurized oil to the cooling system, respectively. Therefore, unnecessary pressurized fluid flows to the brake system and the cooling system, resulting in pipe loss and power loss.
이에 따라 브레이크 시스템 및 쿨링 시스템에 하나의 펌프로 압유를 제어하여 압유가 필요한 시스템에 적절하게 압유를 공급할 수 있도록 하는 제어시스템이 개발 되었다. 그러나 상기와 같은 제어시스템도 갑작스런 압유의 유량 변화 즉, 공동현상(Cavitation) 발생으로 순간적으로 유량 공급이 중단되게 되면 시스템에 심각한 피해가 발생하는 문제점이 있었다.As a result, a control system has been developed to control the pressurized oil with a single pump to the brake system and the cooling system so that the pressurized oil can be appropriately supplied to the system requiring pressurized oil. However, even if the control system suddenly stops the supply of the flow instantaneously due to the sudden change in the flow rate of the pressurized oil, that is, the cavitation, there is a problem that serious damage occurs to the system.
따라서, 이에 대한 문제점을 해결하기 위해 수많은 연구 및 개발이 진행되고 있는 실정이다.Therefore, a lot of research and development are going on in order to solve the problem.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조향장치 및 작업장치의 압유제어 시스템을 브레이크 시스템 및 쿨링 시스템에 함께 연결하여, 갑작스런 유량 변화 및 유량 중단에 따른 신속한 대처가 가능하도록 하기 위한 건설기계의 유압제어시스템을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a brake system and a cooling system of a steering apparatus and a working apparatus which are connected to a pressure control system of a steering apparatus and a working apparatus so that sudden change in flow rate and interruption of flow rate And to provide a hydraulic control system of a construction machine for enabling quick response.
본 발명의 일 측면에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 압유저장탱크; 건설기계를 쿨링하는 쿨링 유니트; 상기 건설기계의 이동 방향을 제어하는 조향 유니트; 상기 건설기계를 통해 작업을 수행하는 작업 유니트; 상기 건설기계의 이동을 제어하는 브레이크 유니트; 상기 압유저장탱크에 저장된 압유를 상기 브레이크 유니트 및 상기 쿨링 유니트에 공급하는 펌프; 상기 펌프에서 상기 브레이크 유니트 또는 상기 쿨링 유니트로 공급되는 압유를 제어하는 우선제어장치; 및 상기 조향 유니트 또는 상기 작업 유니트에 유동하는 압유를 상기 브레이크 유니트로 공급하는 것을 제어하는 조향 및 작업 유니트 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.A hydraulic control system for a construction machine according to an aspect of the present invention includes: a pressure oil storage tank; A cooling unit for cooling a construction machine; A steering unit for controlling a moving direction of the construction machine; A work unit for performing an operation through the construction machine; A brake unit for controlling the movement of the construction machine; A pump for supplying pressure oil stored in the pressure oil storage tank to the brake unit and the cooling unit; A priority control device for controlling the pressure oil supplied from the pump to the brake unit or the cooling unit; And a steering and working unit control device for controlling supply of the pressure oil flowing into the steering unit or the working unit to the brake unit.
구체적으로, 상기 우선제어장치는, 상기 펌프에서 상기 브레이크 유니트 또는 상기 쿨링 유니트로 공급을 선택적으로 제어할 수 있다.Specifically, the priority control device can selectively control supply from the pump to the brake unit or the cooling unit.
구체적으로, 상기 우선제어장치와 상기 브레이크 유니트 사이에 구비되며, 상기 펌프로부터 상기 브레이크 유니트로 공급되는 압유를 선 충전하는 어큐뮬레이터를 더 포함할 수 있다.Specifically, the system may further include an accumulator provided between the priority control device and the brake unit, for pre-charging the pressure oil supplied from the pump to the brake unit.
구체적으로, 상기 우선제어장치는, 상기 어큐뮬레이터의 압력이 기설정값 이상인 경우, 상기 펌프의 압유를 상기 쿨링 유니트로 공급할 수 있다.Specifically, the priority control device can supply the pressure oil of the pump to the cooling unit when the pressure of the accumulator is equal to or higher than a predetermined value.
구체적으로, 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치는, 상기 어큐뮬레이터의 압력이 기설정값 미만인 경우, 상기 조향 유니트 또는 상기 작업 유니트에 유동하는 압유를 상기 어큐뮬레이터로 공급할 수 있다.Specifically, when the pressure of the accumulator is less than a preset value, the steering and working unit control device may supply the accumulator with the pressure oil flowing into the steering unit or the working unit.
구체적으로, 상기 우선제어장치의 전단에 유동하는 압유의 압력을 측정하는 제1 센서; 및 상기 어큐뮬레이터의 압력을 측정하는 제2 센서를 더 포함할 수 있다.Specifically, a first sensor measures the pressure of the pressure oil flowing in the front end of the priority control device; And a second sensor for measuring the pressure of the accumulator.
구체적으로, 상기 펌프는, 상기 제1 센서로 측정되는 압유의 압력값이 기설정값 이상인 경우, 압유토출량을 평균압유토출량보다 늘리고, 상기 제1 센서로 측정되는 압유의 압력값이 기설정값 이하인 경우, 압유토출량을 상기 평균압유토출량보다 줄일 수 있다.Specifically, when the pressure value of the pressure oil measured by the first sensor is equal to or greater than a predetermined value, the pump increases the pressure oil discharge amount more than the average pressure oil discharge amount, and when the pressure value of the pressure oil measured by the first sensor is less than a predetermined value , It is possible to reduce the amount of the pressure oil discharged from the average pressure oil discharge amount.
구체적으로, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서,상기 제3 센서 또는 상기 제4 센서에서 측정되는 압력값을 통해 상기 펌프, 상기 우선제어장치, 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제 2 센서에서 측정되는 압력값이 기설정어큐뮬레이터 압력값보다 낮은 경우 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 통해 압유를 상기 어큐뮬레이터로 공급하고, 상기 제3 센서에서 측정되는 압력값이 기설정브레이크유니트 압력값보다 낮은 경우 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 통해 압유를 상기 브레이크 유니트로 공급할 수 있다.More specifically, a control unit for controlling the pump, the priority control unit, the steering and the operation unit control unit through a pressure value measured by the first sensor, the second sensor, the third sensor, or the fourth sensor Wherein the control unit supplies pressure oil to the accumulator through the steering and working unit control device when the pressure value measured by the second sensor is lower than a preset accumulator pressure value, The pressure oil can be supplied to the brake unit through the steering and working unit control device when the value is lower than the preset brake unit pressure value.
본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 조향 및 작업장치에 구비되는 압유제어시스템을 브레이크 및 쿨링 시스템에 연결하여, 급작스런 유량 중단 및 순간적인 유량 변화에 신속한 대응이 가능한 효과가 있으며, 이로 인해 쿨링 시스템에 구비된 팬의 속력변화로 인한 소음을 방지하여 운전자의 피로도를 감소시킬 수 있고, 팬의 모터 내구성 또한 증대되는 효과가 있다. The hydraulic control system of the construction machine according to the present invention has an effect that the hydraulic pressure control system provided in the steering and working apparatuses is connected to the brake and cooling system so that abrupt flow rate interruption and instantaneous change in flow rate can be quickly responded. It is possible to prevent the noise due to the change in the speed of the fan provided in the cooling system, thereby reducing the fatigue of the driver and increasing the motor durability of the fan.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템은, 조향 및 작업장치에 유동하는 압유의 공급이 유연하게 이루어져 브레이크 시스템의 압유 충진횟수가 감소되는 효과가 있다.Further, in the hydraulic control system of the construction machine according to the present invention, the supply of the pressure oil flowing in the steering and the working device is made flexible, thereby reducing the number of times the brake system is filled in the brake system.
도 1은 본 발명의 유압제어시스템을 구비하는 건설기계의 측면도이다.
도 2는 종래의 건설기계 유압제어시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 건설기계 유압제어시스템의 개념도이다.1 is a side view of a construction machine having a hydraulic control system of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a conventional construction machine hydraulic control system.
3 is a conceptual diagram of a construction machine hydraulic control system of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements have the same numerical numbers as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 유압제어시스템을 포함하는 건설기계의 측면도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계 유압제어시스템(21)을 구비하는 건설기계(1)를 우선 설명하도록 한다. 여기서 도 1에 도시된 건설기계(1)는 휠로더(1)일 수 있으며, 본 발명의 유압제어시스템을 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않는다.
1 is a side view of a construction machine including a hydraulic control system. Hereinafter, a
도 1에 도시된 바와 같이 휠로더(1)는, 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 적재하는 적재작업 또는 이러한 자재들을 근거리 운반하는 운반작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 작업장치(10), 휠로더 본체(30), 주행장치(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
As shown in Fig. 1, the
작업장치(10)는, 휠로더(1)의 일측에 구비되고, 버켓(12), 붐(15)으로 구성되어 있으며, 붐(15)이 붐 실린더(14)에 의해 작동되고, 버켓(12)은 버켓 실린더(11) 및 로더 링키지(13)에 의해 세부적인 작업을 수행할 수 있다. The
예를 들어 버켓 실린더(11)의 압축 시 로더 링키지(13)는 버켓(12) 방향으로 회전하여 버켓(12)의 끝단이 전방으로 움직인 상태가 되고, 버켓 실린더(11)의 인장 시 로더 링키지(13)는 버켓(12)의 반대방향 즉, 버켓(12)의 내측으로 회전하여 토사 등을 내부 공간에 담을 수 있는 상태가 된다. For example, when the bucket cylinder 11 is compressed, the
구체적으로, 붐 실린더(14)가 압축되면 붐(15)이 하강 회전되어 버켓(12)이 지면을 향하여 이동하게 되며 버켓 실린더(11)의 압축으로 버켓(12)의 끝단이 지면과 접하게 되면서 적재 준비 상태가 된다. Specifically, when the
이후 버켓 실린더(11)가 인장되어 파쇄된 암반, 토사 등과 같은 골재를 버켓(11)의 내부로 적재하게 되고, 적재된 상태로 후술할 주행장치(40)를 구동하여 골재의 하역장소로 이동하게 된다. 이때, 버켓(11)을 지면과 가깝게 위치하도록 한 상태에서 하역장소로 이동할 수 있으며, 붐 실린더(14)를 인장하여 붐(15)이 상승회전하게 함으로써 버켓(11)을 지면으로부터 들어올린 상태에서 하역장소로 이동할 수도 있다.
Thereafter, the bucket cylinder 11 is pulled to load aggregate such as crushed rock mass, soil and the like into the bucket 11, and the
휠로더 본체(30)는, 앞부분에 작업장치(10)가 연결되며, 주행장치(40)에 탑재되어 이동가능하며, 운전실(31), 카운터 웨이트(32) 및 엔진(33)을 포함하여 구성될 수 있다. The wheel loader
운전실(31)에는 작업장치 조작부(부호 도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자(도시하지 않음)가 휠로더(1)를 운전할 수 있는 각종 조작장치가 구비되어 있다. 작업장치 조작부는 작업장치(10)의 세부 구성을 각각 조작할 수 있는 레버 혹은 스위치가 복수 개 구비될 수 있으며, 주행 조작부는, 후술할 주행장치(40)의 조작을 위해 가속 페달과 제동 페달 및 전후좌우 방향조절을 위한 복수 개의 주행레버가 구비될 수 있다.
The
주행장치(40)는, 장비의 이동 역할을 하며, 본체(30)의 하부에 위치하고, 전측에는 좌우 한 벌의 전륜휠(42)이 회전가능하게 설치되며, 후측에는 후륜휠(41)이 회전가능하게 설치되어 구성될 수 있다.
A
이하에서는 상기와 같은 건설기계(1)를 구동하기 위한 본 발명의 건설기계 유압제어시스템(21)을 설명하기에 앞서 종래의 건설기계 유압제어시스템(20)을 도 2를 참조하여 설명하도록 한다. 또한, 이하에서의 건설기계 유압제어시스템(20,21)은 도 1에 도시된 크롤라 굴삭기에 구비될 수 있으나 이에 한정되지 않고 다른 굴삭기에 구비될 수 있다.Hereinafter, prior to describing the construction machine
도 2는 종래의 건설기계 유압제어시스템의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a conventional construction machine hydraulic control system.
도 2를 참고하여 종래의 유압제어시스템(20)을 통한 건설기계(1)의 구동매커니즘을 살펴보면, 압유저장탱크(210)에 저장된 압유가 펌프(220)에 의해 브레이크 유니트(230), 어큐뮬레이터(240), 쿨링유니트(260)로 공급된다. The pressure oil stored in the pressurized
압유저장탱크(210)에 저장된 압유의 공급량은 우선제어장치(270)의 전단에 구비되는 제1 센서(291)에 의해 측정된 압력값에 따라 조절될 수 있다. 구체적으로, 제1 센서(291)에 의해 측정된 압력값이 증가하는 경우 펌프유량제어밸브(222)의 제어에 따라 가변용량펌프(221)의 사판각(부호 도시하지 않음)의 각도를 줄여 펌프(220)에서 토출되는 압유의 유량을 감소시킨다.The supply amount of the pressurized oil stored in the pressurized
이와 반대로 제1 센서(291)에 의해 측정된 압력값이 감소하는 경우, 펌프유량제어밸브(222)의 제어에 따라 가변용량펌프(221)의 사판각의 각도를 늘려 펌프(220)에서 토출되는 압유의 유량을 증가시킬 수 있다.On the other hand, when the pressure value measured by the
종래의 유압제어시스템(20)은 압유저장탱크(210)와 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)를 병렬로 연결하여 압유저장탱크(210)의 압유를 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)로 동시에 공급할 수 있다. The conventional hydraulic control system 20 connects the pressurized
다만. 우선제어장치(270)의 우선 제어밸브(271)에 의해서, 압유저장탱크(210)에서 토출되는 압유는 우선적으로 브레이크 유니트(230)로 공급된다. but. The pressure oil discharged from the pressure
이때, 브레이크 유니트(230)로 압유가 공급되기 전에 브레이크 유니트(230)의 서비스드 브레이크(231)와 우선 제어밸브(271)의 사이에 구비되는 어큐뮬레이터(240)에 압유가 저장될 수 있고, 제2 센서(292)에 의해 측정되는 어큐뮬레이터(240)의 압력측정값이 기설정값 이상이 되는 경우 또는 제3 센서(293)에 의해 측정되는 파킹 브레이크(232)에 공급되는 압유의 압력측정값이 기설정값 이상이 되는 경우, 우선 제어밸브(271)에 의해 압유가 쿨링 시스템(260)으로 공급된다.At this time, the pressurized oil can be stored in the
쿨링 유니트(260)는 팬(261)을 구비하여 팬(261)의 구동을 통해 각종 장치(도시하지 않음)의 쿨링을 실현하고, 팬(261)의 구동은 유압에 구동되는 유압모터(부호 도시하지 않음)에 의해 제어된다.The
종래의 건설기계의 유압제어시스템(20)은, 이와 같이 어큐뮬레이터(240)의 압력측정값이 기설정값 이상이 되는 경우 또는 파킹 브레이크(232)에 공급되는 압유의 압력측정값이 기설정값 이상이 되는 경우에만 쿨링 시스템(260)으로 압유가 공급되도록 구성되어 있어, 서비스드 브레이크(231) 또는 파킹 브레이크(232)가 구동되는 경우, 쿨링 시스템(260)으로 공급되는 압유의 양이 감소하게 되어 팬(261)의 속도가 줄어들고 이로 인해 소음 및 진동이 발생되는 문제점이 있다. The hydraulic pressure control system 20 of the conventional construction machine is configured such that when the pressure measurement value of the
또한, 브레이크(231,232)의 구동이 빈번하게 이루어지는 경우, 쿨링 시스템(260)으로 공급되는 유량의 변화가 매우 빈번하게 발생하게 되어 쿨링 시스템(260)에 많은 부하가 걸리게 되며, 팬(261)의 소음 및 진동 또한 매우 격렬하게 발생하게 되어 작업자의 피로도가 증가하는 문제점이 있고, 유량공급이 급작스럽게 감소하면 공동현상이 발생하여 내구성이 극도로 약화되는 문제점이 있다.When the
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 건설기계의 유압제어시스템(21)을 개발하였으며, 이하에서부터는 도 3을 참고하여 본 발명의 건설기계의 유압제어시스템(21)을 상세히 설명하도록 한다.
Therefore, in order to solve such a problem, the
도 3은 본 발명의 건설기계 유압제어시스템의 개념도이다.3 is a conceptual diagram of a construction machine hydraulic control system of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 건설기계 유압제어시스템(21)은, 압유저장탱크(210), 가변용량펌프(220), 브레이크 유니트(230), 어큐물레이터(240), 쿨링 유니트 제어장치(250), 쿨링 유니트(260), 우선 제어장치(270), 조향 및 작업 유니트 제어장치(280), 제어부(290)를 포함한다. 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 조향 및 작업 유니트 제어장치(280) 및 제어부(290)외에 도 2에서 설명하는 종래의 건설기계의 유압제어시스템(20)에서의 각 구성과 편의상 동일한 도면 부호를 사용하나, 반드시 동일한 구성을 지칭하는 것은 아니다.
3, the construction machine
본 발명의 실시예에 따른 건설기계 유압제어시스템(21)에는 건설기계(1)를 통해 작업을 수행하는 작업 유니트(2811) 및 건설기계(1)의 이동 방향을 제어하는 조향 유니트(2812)를 더 포함할 수 있다. The construction machine
작업 유니트(2811)에는 작업장치(10) 및 작업장치(10)로 공급되는 압유를 제어하는 메인컨트롤밸브(도시하지 않음)가 포함될 수 있으며, 조향 유니트(2812)에는 조향장치(도시하지 않음) 및 조향장치로 공급되는 압유를 제어하는 조향컨트롤밸브(도시하지 않음)가 포함될 수 있다.The working
작업 유니트(2811)는 메인컨트롤밸브를 통해 압유를 제어하여 작업장치(10)를 구동하며 조향 유니트(2812)는 조향컨트롤밸브를 통해 압유를 제어하여 조향장치를 구동할 수 있다.
The working
압유저장탱크(210)는, 브레이크 유니트(230), 쿨링 유니트(260)가 작동하기 위한 압유를 저장한다. 압유 저장탱크(210)는, 저장된 압유를 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)로 공급할 수 있으며, 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)에서 사용되고 난 후의 압유를 공급받아 재저장할 수 있다.
The pressurized
펌프(220)는, 압유저장탱크(210)에 저장된 압유를 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)에 공급한다. 펌프(220)는 브레이크 유니트(230) 및 쿨링 유니트(260)뿐만 아니라 후술할 어큐뮬레이터(240)에도 압유를 공급하여 어큐뮬레이터(240)가 압유를 저장할 수 있도록 한다.The
펌프(220)는, 가변용량 펌프(221) 및 펌프유량제어밸브(222)를 포함할 수 있다. 가변용량펌프(221)는 사판각(부호 도시하지 않음)에 의해 압유저장탱크(210)로부터 토출되는 압유의 유량을 제어할 수 있으며, 엔진(33)으로부터 동력을 공급받아 구동될 수 있다.The
구체적으로 펌프(220)는, 우선제어장치(270)로 공급되는 압유의 압력 또는 유량의 값을 통해 펌프유량제어밸브(222)가 가동되고, 펌프유량제어밸브(222)는 사판각을 조절하여 가변용량펌프(221)의 압유 토출량을 조절한다. 이를 통해 펌프(220)는 압유저장탱크(210)로부터 토출되는 압유의 유량을 제어할 수 있다.
Specifically, in the
브레이크 유니트(230)는, 건설기계(1)의 이동을 제어한다. 브레이크 유니트(230)는, 서비스트 브레이크(231) 및 파킹 브레이크(232)로 구성될 수 있으며, 건설기계(1)의 작동에서 작업자의 안전을 위해 브레이크(231,232)의 구동은 매우 중요하므로 브레이크 유니트(230)는 압유를 우선적으로 공급받을 수 있다.
The
어큐뮬레이터(240)는, 우선제어장치(270)와 브레이크 유니트(230) 사이에 구비될 수 있으며, 펌프(220)로부터 브레이크 유니트(230)로 공급되는 압유를 선충전할 수 있다. The
어큐뮬레이터(240)는 브레이크 유니트(230)로 공급될 압유를 저장하여 브레이크 유니트(230)가 작동되는 경우 압유를 적시에 공급할 수 있다. 따라서, 어큐뮬레이터(240)에는 항상 기설정 수위만큼 압유가 저장되어 있어야 하며, 이로 인해 어큐뮬레이터(240)안의 압유는 기설정어큐뮬레이터 압력값 이상으로 저장되어야 한다. The
이때, 기설정어큐뮬레이터의 압력값은 100 내지 150bar 일 수 있으며 바람직하게는 125bar일 수 있다.
At this time, the pressure value of the pre-set accumulator may be 100 to 150 bar, and preferably 125 bar.
쿨링 유니트 제어장치(250)는, 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유의 유량을 제어할 수 있다. 쿨링 유니트 제어장치(250)는, 쿨링 유니트 제어밸브(251)를 구비할 수 있으며, 쿨링 유니트 제어밸브(251)의 절환에 따라 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유의 유량을 제어할 수 있다.
The cooling
쿨링 유니트(260)는, 건설기계(1)에서 구동되는 장치들(도시하지 않음)을 쿨링할 수 있으며, 쿨링 유니트(260)의 쿨링을 통해 건설기계(1)에서 구동되는 장치들의 내구성이 향상될 수 있다. The
쿨링 유니트(260)는, 팬(261)을 포함할 수 있으며, 팬(261)의 구동으로 공기의 유동을 일으켜 공랭식 열교환이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 이때, 팬(261)은 압유저장탱크(210)에서 공급되는 압유에 의해 공기유동의 세기가 조절될 수 있다.The
예를 들어 쿨링 유니트 제어밸브(251)로 인해 쿨링 유니트(260)로 압유의 공급이 증가하게 되면 유압 모터(부호 도시하지 않음)의 부하가 증가하며 이를 통해 구동되는 팬(261)의 구동속도는 증가하게 되고, 쿨링 유니트(260)로 압유의 공급이 감소하게 되면 유압 모터의 부하가 감소하며 이를 통해 구동되는 팬(261)의 구동속도는 감소하게 된다.
For example, when the supply of the pressurized oil to the
우선 제어장치(270)는, 펌프(220)에서 브레이크 유니트(230) 또는 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유를 제어한다. 우선제어장치(270)는, 펌프(220)에서 브레이크 유니트(230) 또는 쿨링 유니트(260)로 공급을 선택적으로 제어할 수 있다.First, the
구체적으로 우선제어장치(270)는, 우선제어밸브(271)를 포함할 수 있다. Specifically, first, the
우선제어밸브(271)는 브레이크 유니트(230)로 공급되는 압유의 압력이 기설정우선제어압력 이상인 경우 쿨링 유니트(260)로 압유를 공급하도록 할 수 있으며, 또한, 어큐뮬레이터(240)에 저장되는 압유의 압력이 기설정우선제어압력 이상인 경우 쿨링 유니트(260)로 압유를 공급하도록 할 수 있다.The
우선제어밸브(271)는 브레이크 유니트(230)로 공급되는 압유의 압력이 기설정 브레이크 유니트 압력값 미만인 경우 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유를 차단하고 압유저장탱크(210)에서 토출되는 압유의 전유량을 브레이크 유니트(230)로 공급하도록 할 수 있다. 또한, 어큐뮬레이터(240)에 저장되는 압유의 압력이 기설정 어큐뮬레이터 압력값 미만인 경우에도 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유를 차단하고 압유저장탱크(210)에서 토출되는 압유의 전유량을 브레이크 유니트(230)로 공급하도록 할 수 있다.First, the
여기서 기설정 브레이크 유니트 압력값 기설정 어큐뮬레어터 압력값은 100~150bar 일 수 있으며 바람직하게는 125bar일 수 있다.
Here, the preset brake unit pressure value preset accumulator pressure value may be 100 to 150 bar, and preferably 125 bar.
조향 및 작업 유니트 제어장치(280)는, 조향 유니트(2812) 또는 작업 유니트(2811)에 유동하는 압유를 브레이크 유니트(230)로 공급하는 것을 제어한다.The steering and working
브레이크 유니트(230)는 압유가 기설정 브레이크 유니트 압력값 이상 항상 유지하여야 하므로 쿨링 유니트(260)로의 압유의 공급은 불안정한 문제점이 있었다. 구체적으로, 브레이크 유니트(230)에 급작스런 압유의 소비가 증가하게 되면 어큐뮬레이터(240)에 저장된 압유가 순간적으로 감소되고 이로 인해 우선제어장치(270)는 쿨링 유니트(260)로 공급하는 압유를 중단하고, 압유를 브레이크 유니트(230) 즉, 어큐뮬레이터(240)로 공급하게 된다. Since the pressure of the brake fluid is always maintained at a value equal to or higher than the predetermined brake unit pressure, there is a problem that the supply of pressure oil to the
따라서, 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유의 유량이 급작스럽게 감소하여 팬(261)의 구동이 정지함으로써 건설기계(1)의 구동장치의 쿨링 작업이 실시되지 않아 오작동이 일어나거나 또는 작업효율이 감소할 수 있으며, 팬(261)으로 유입되는 압유의 유량이 갑작스레 감소하면 공동현상(Cavitation)이 발생하여 팬(261)의 내구성에 심각한 감소를 일으킬 수 있다. Therefore, the flow rate of the pressure oil supplied to the
이에 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 압유제어시스템(21)은, 조향 및 작업 유니트 제어장치(280)를 추가구비하여 브레이크 유니트(230)에 압유소비량이 급작스럽게 증가하더라도 조향 및 작업 유니트(2811, 2812)에 유동하는 압유를 브레이크 유니트(230)로 공급함으로써, 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유의 유량을 일정하게 유지할 수 있다. Accordingly, the pressure
이로 인해 쿨링 유니트(260)의 작동이 원활하게 이루어질 수 있으며, 팬(261)의 소음 및 진동이 감소하며, 팬(261)의 내구성 또한 증가하는 효과가 있다. Therefore, the operation of the
조향 및 작업 유니트 제어장치(280)는, 브레이크 유니트(230)로 공급되는 압유의 압력 또는 유량이 기설정 브레이크 유니트 압력 또는 유량값 미만인 경우, 작업 유니트(2811) 및 조향 유니트(2812)에 유동되는 압유를 브레이크 유니트(230)로 공급할 수 있으며, 어큐뮬레이터(240)의 압력이 기설정 어큐뮬레이터 압력값 미만인 경우, 작업 유니트(2811) 및 조향 유니트(2812)에 유동되는 압유를 어큐뮬레이터(240)로 공급할 수 있다.
The steering and working
본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 우선제어장치(270)의 전단에 유동하는 압유의 압력을 측정하는 제1 센서(291), 어큐뮬레이터(240)의 압력을 측정하는 제2 센서(292), 브레이크 유니트(230)로 공급되는 압유의 압력을 측정하는 제3 센서(293) 및 쿨링 유니트(260)로 공급되는 압유의 압력을 측정하는 제4 센서(294)를 더 포함할 수 있다.The
각각의 센서(291,292,293,294)는 유선 또는 무선으로 후술할 제어부(290)로 측정된 압력값을 송신할 수 있다.
Each of the
제어부(290)는, 각각의 센서(291,292,293,294)에서 측정되는 압력값을 유선 또는 무선으로 수신받아 펌프(220), 우선제어장치(270), 조향 및 작업 유니트 제어장치(280)를 제어할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(290)는 제1 센서(291)에서 측정되는 압력값이 기설정우선제어압력값 이상인 경우 펌프유량제어밸브(222)를 가동하여 압유저장탱크(210)로부터 토출되는 압유의 유량을 감소시키고, 제1 센서(291)에서 측정되는 압력값이 기설정우선제어압력값 미만인 경우 펌프유량제어밸브(222)를 가동하여 압유저장탱크(210)로부터 토출되는 압유의 유량을 증가시킬 수 있다.Specifically, when the pressure value measured by the
제어부(290)는, 제2 센서(292)에서 측정되는 압력값이 기설정어큐뮬레이터 압력값보다 미만인 경우 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치(280)를 통해 압유를 어큐뮬레이터(240)로 공급할 수 있고, 제3 센서(293)에서 측정되는 압력값이 기설정브레이크유니트 압력값보다 낮은 경우 조향 및 작업 유니트 제어장치(280)를 통해 압유를 브레이크 유니트(230)로 공급할 수 있다.The
제어부(290)는, 제4 센서(294)에서 측정되는 압력값이 기설정쿨링유니트 압력값보다 이상인 경우 쿨링유니트 제어장치(250)를 통해 압유저장탱크(210)로부터 공급되는 압유의 유량을 감소시키고, 제4 센서(294)에서 측정되는 압력값이 기설정쿨링유니트 압력값보다 미만인 경우 쿨링유니트 제어장치(250)를 통해 압유저장탱크(210)로부터 공급되는 압유의 유량을 증가시킬 수 있다.
The
이와 같이 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 조향 및 작업 유니트(2811,2812)에 구비되는 압유제어시스템(도시하지 않음)을 브레이크 및 쿨링 유압제어시스템(부호 도시하지 않음)에 연결하여, 급작스런 유량 중단 및 순간적인 유량 변화에 신속한 대응이 가능한 효과가 있으며, 이로 인해 쿨링 유니트(260)에 구비된 팬(261)의 속력변화로 인한 소음을 방지하여 운전자(도시하지 않음)의 피로도를 감소시킬 수 있고, 팬(261)의 모터 내구성 또한 증대되는 효과가 있다. Thus, the
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압제어시스템(21)은, 조향 및 작업유니트(2811,2812)에 유동하는 압유의 공급이 유연하게 이루어져 브레이크 유니트(230)의 압유 충진횟수가 감소되는 효과가 있다.
In addition, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 건설기계
10: 작업장치
11: 버켓 실린더
12: 버켓
13: 로더 링키지
14: 붐 실린더
15: 붐
20: 종래의 유압제어시스템
21: 본 발명의 유압제어시스템
210: 압유저장탱크
220: 펌프
221: 가변용량펌프
222: 펌프유량제어밸브
230: 브레이크 유니트
231: 서비스드 브레이크
232: 파킹 브레이크
240: 어큐뮬레이터
250: 쿨링 유니트 제어장치
251: 쿨링 유니트 제어밸브
260: 쿨링 유니트
261: 팬
270: 우선 제어장치
271: 우선 제어밸브
280: 조향 및 작업 유니트 제어장치
281: 조향 및 작업 유니트 제어밸브
2811: 작업 유니트
2812: 조향 유니트
290: 제어부
291: 제1 센서
292: 제2 센서
293: 제3 센서
294: 제4 센서
30: 휠로더 본체
31: 운전실
32: 카운터 웨이트
33: 엔진
40: 주행장치
41: 후륜휠
42: 전륜휠1: Construction machine 10: Work machine
11: Bucket cylinder 12: Bucket
13: Loader linkage 14: Boom cylinder
15: boom 20: conventional hydraulic control system
21:
220: pump 221: variable displacement pump
222: Pump flow control valve 230: Brake unit
231: Service de brakes 232: Parking brakes
240: Accumulator 250: Cooling unit control device
251: Cooling unit control valve 260: Cooling unit
261: Fan 270: Priority control device
271: First control valve 280: Steering and working unit control device
281: Steering and working unit control valve 2811: Working unit
2812: Steering unit 290:
291: first sensor 292: second sensor
293: third sensor 294: fourth sensor
30: Wheel loader main body 31: Cab
32: Counterweight 33: Engine
40: traveling device 41: rear wheel
42: front wheel
Claims (8)
건설기계를 쿨링하는 쿨링 유니트;
상기 건설기계의 이동 방향을 제어하는 조향 유니트;
상기 건설기계를 통해 작업을 수행하는 작업 유니트;
상기 건설기계의 이동을 제어하는 브레이크 유니트;
상기 압유저장탱크에 저장된 압유를 상기 브레이크 유니트 및 상기 쿨링 유니트에 공급하는 펌프;
상기 펌프에서 상기 브레이크 유니트 또는 상기 쿨링 유니트로 공급되는 압유를 제어하는 우선제어장치; 및
상기 조향 유니트 또는 상기 작업 유니트에 유동하는 압유를 상기 브레이크 유니트로 공급하는 것을 제어하는 조향 및 작업 유니트 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.Pressure oil storage tank;
A cooling unit for cooling a construction machine;
A steering unit for controlling a moving direction of the construction machine;
A work unit for performing an operation through the construction machine;
A brake unit for controlling the movement of the construction machine;
A pump for supplying pressure oil stored in the pressure oil storage tank to the brake unit and the cooling unit;
A priority control device for controlling the pressure oil supplied from the pump to the brake unit or the cooling unit; And
And a steering and working unit control device for controlling supply of the hydraulic fluid flowing to the steering unit or the working unit to the brake unit.
상기 펌프에서 상기 브레이크 유니트 또는 상기 쿨링 유니트로 공급을 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.2. The apparatus according to claim 1,
Wherein the control unit selectively controls supply to the brake unit or the cooling unit from the pump.
상기 우선제어장치와 상기 브레이크 유니트 사이에 구비되며, 상기 펌프로부터 상기 브레이크 유니트로 공급되는 압유를 선 충전하는 어큐뮬레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an accumulator disposed between the priority control device and the brake unit for precharging the hydraulic fluid supplied from the pump to the brake unit.
상기 어큐뮬레이터의 압력이 기설정값 이상인 경우, 상기 펌프의 압유를 상기 쿨링 유니트로 공급하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템. 4. The apparatus according to claim 3,
And supplies the pressure oil of the pump to the cooling unit when the pressure of the accumulator is equal to or greater than a predetermined value.
상기 어큐뮬레이터의 압력이 기설정값 미만인 경우, 상기 조향 유니트 또는 상기 작업 유니트에 유동하는 압유를 상기 어큐뮬레이터로 공급하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.4. The steering and working unit control device according to claim 3,
Wherein the control unit supplies the accumulator with the pressure oil flowing into the steering unit or the operation unit when the pressure of the accumulator is less than a predetermined value.
상기 우선제어장치의 전단에 유동하는 압유의 압력을 측정하는 제1 센서; 및
상기 어큐뮬레이터의 압력을 측정하는 제2 센서;
상기 브레이크 유니트로 공급되는 압유의 압력을 측정하는 제3 선서; 및
상기 쿨링 유니트로 공급되는 압유의 압력을 측정하는 제4 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.The method of claim 3,
A first sensor for measuring the pressure of the pressure oil flowing in the front end of the priority control device; And
A second sensor for measuring the pressure of the accumulator;
A third pre sentence for measuring pressure of the pressure oil supplied to the brake unit; And
And a fourth sensor for measuring a pressure of the hydraulic oil supplied to the cooling unit.
상기 제1 센서로 측정되는 압유의 압력값이 기설정값 이상인 경우, 압유토출량을 평균압유토출량보다 늘리고,
상기 제1 센서로 측정되는 압유의 압력값이 기설정값 이하인 경우, 압유토출량을 상기 평균압유토출량보다 줄이는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.7. The pump according to claim 6,
When the pressure value of the pressure oil measured by the first sensor is equal to or greater than a predetermined value, the pressure oil discharge amount is increased beyond the mean pressure oil discharge amount,
Wherein when the pressure value of the pressure oil measured by the first sensor is equal to or less than a predetermined value, the pressure oil discharge amount is reduced more than the average pressure oil discharge amount.
상기 제1 센서, 상기 제2 센서,상기 제3 센서 또는 상기 제4 센서에서 측정되는 압력값을 통해 상기 펌프, 상기 우선제어장치, 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제 2 센서에서 측정되는 압력값이 기설정어큐뮬레이터 압력값보다 낮은 경우 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 통해 압유를 상기 어큐뮬레이터로 공급하고,
상기 제3 센서에서 측정되는 압력값이 기설정브레이크유니트 압력값보다 낮은 경우 상기 조향 및 작업 유니트 제어장치를 통해 압유를 상기 브레이크 유니트로 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압제어시스템.
The method according to claim 6,
Further comprising a control unit for controlling the pump, the priority control unit, the steering and the operation unit control unit through a pressure value measured by the first sensor, the second sensor, the third sensor or the fourth sensor,
Wherein,
When the pressure value measured by the second sensor is lower than a pre-set accumulator pressure value, the pressure oil is supplied to the accumulator through the steering and working unit control device,
And when the pressure value measured by the third sensor is lower than the predetermined brake unit pressure value, supplies the pressure oil to the brake unit through the steering and working unit control device.
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CN109555747A (en) * | 2019-02-01 | 2019-04-02 | 杭叉集团股份有限公司 | A kind of forklift hydraulic system and fork truck pile-up valve |
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