KR20200076410A - 유압 펌프 유량 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사판과 상기 사판을 움직이는 사판 구동 피스톤을 포함하는 유압 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 유압 펌프 유량 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템은 상기 사판 구동 피스톤의 동작 제어가 가능한 메인 제어 스풀과 비상 제어 스풀과, 서보 압력을 생성하는 파일럿 펌프와, 입력 전류에 따라 상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력을 변환시켜 파일럿 압력을 생성하는 전자 제어 밸브와, 상기 전자 제어 밸브가 생성한 파일럿 압력이 도입되면 상기 메인 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 파일럿 피스톤과, 상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력이 도입되면 상기 비상 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 컴펜세이터 피스톤과, 상기 서보 압력을 상기 전자 제어 밸브에 전달하는 메인 제어 라인과, 상기 서보 압력을 상기 컴펜세이터 피스톤에 전달하는 비상 제어 라인, 그리고 상기 메인 제어 라인과 상기 비상 제어 라인 중 어느 한 라인과 선택적으로 분리 가능하게 연결되어 상기 파일럿 펌프가 생성한 서보 압력을 공급하는 서보 압력 공급 라인을 포함한다.

Description

유압 펌프 유량 제어 시스템{HYDRAULIC PUMP FLOW CONTROL SYSTEM}
본 발명은 유압 펌프용 레귤레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사판식 유압 펌프의 토출 유량을 조절하기 위해 사판의 각도를 조절하는 유압 펌프용 레귤레이터에 관한 것이다.
일반적으로 건설 기계 또는 산업 차량 등에는 가변용량형 유압 펌프가 사용된다. 이러한 가변용량형 유압 펌프는 엔진에 의해 구동되며, 레귤레이터와 같은 유량 제어 장치에 의해 토출 유량이 제어된다.
예를 들어, 한 쌍의 가변용량형 유압 펌프를 사용하는 경우에는, 한 쌍의 가변용량형 유압 펌프에 각각 레귤레이터가 설치되고, 각 레귤레이터는 양쪽 유압 펌프의 마력의 합계가 한 쌍의 유압 펌프를 함께 구동하는 엔진의 마력을 초과하지 않도록 양쪽 유압 펌프의 토출 압력에 따라 각 유압 펌프의 사판각을 제어한다. 특히, 유압 펌프의 입력 마력이 엔진의 출력을 초과하게 되면 엔진이 과부하로 정지되기 때문에 유압 펌프의 토출 유량을 적절하게 제어하여야 한다.
유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 여러 방법 중 하나인 유량 제어 방식은 건설 기계 또는 산업 차량 등에 장착되어 작동유의 유량을 분배하는 메인 컨트롤 밸브(main control valve, MCV)의 각종 스풀(spool)을 제어하기 위해 사용되는 파일럿(pilot) 압력(Pi)에 따라 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 방식이다. 메인 컨트롤 밸브의 각종 스풀은 파일럿 압력에 따라 동작하여 붐 실린더, 암 실린더, 및 버켓 실린더와 같은 각종 작업기와 주행 모터 등에 작동유를 공급하게 된다. 따라서, 메인 컨트롤 밸브의 각종 스풀의 현재 동작 상태에 따라 각종 스풀을 동작시키는 파일럿 압력도 달라지게 되며, 이러한 파일럿 압력에 따라 유압 펌프의 사판각을 조절함으로써 유압 펌프의 토출 유량을 조절한다. 즉, 메인 컨트롤 밸브가 작업기로 분배해야 할 작동유가 많아지면 유압 펌프의 토출 유량을 증가시키고, 메인 컨트롤 밸브의 스풀이 중립 상태이면 유압 펌프의 토출 유량을 감소시킬 수 있다.
또한, 근래에는 전자 제어 밸브를 사용하여 전자 유량 제어 방식으로 유압 펌프에 대한 유량을 제어하는 레귤레이터도 널리 사용되고 있다. 이러한 전자 유량 제어 방식은 제어 장치에서 발생되는 전기 신호를 사용하여 전자 제어 밸브를 통해 유압 펌프의 토출 유량을 제어할 수 있으므로, 다양한 영역에서의 유량 제어가 용이하고 토출 유량을 정확하게 제어할 수 있다. 이에, 유압 펌프의 효율을 증대시킬 수 있으며, 기구적인 구조를 단순화할 수 있다.
그런데, 전자 제어 밸브를 포함한 전기 전자 계통에 고장이 발생하면 유압 펌프를 전혀 동작시킬 수 없게 된다. 즉, 전기 전자 계통의 고장 시 유압 펌프가 장착된 건설 기계를 정비 가능 구역으로 이동시키거나 긴급하게 작업을 지속할 수 없게 된다.
하지만, 건설 기계는 통상적으로 그 크기와 무게가 상당하여 외력으로 이동시키기 어려우므로, 고장이 발생한 현장에서 정비하여야 하는 어려움이 있다.
본 발명의 실시예는 전자 제어 밸브에 이상이 발생한 경우에도 유압 펌프의 비상 운전이 가능한 유압 펌프 유량 제어 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사판과 상기 사판을 움직이는 사판 구동 피스톤을 포함하는 유압 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 유압 펌프 유량 제어 시스템은 상기 사판 구동 피스톤의 동작 제어가 가능한 메인 제어 스풀과 비상 제어 스풀과, 서보 압력을 생성하는 파일럿 펌프와, 입력 전류에 따라 상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력을 변환시켜 파일럿 압력을 생성하는 전자 제어 밸브와, 상기 전자 제어 밸브가 생성한 파일럿 압력이 도입되면 상기 메인 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 파일럿 피스톤과, 상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력이 도입되면 상기 비상 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 컴펜세이터 피스톤과, 상기 서보 압력을 상기 전자 제어 밸브에 전달하기 위한 메인 제어 라인과, 상기 서보 압력을 상기 컴펜세이터 피스톤에 전달하기 위한 비상 제어 라인, 그리고 상기 메인 제어 라인과 상기 비상 제어 라인 중 어느 한 라인과 선택적으로 분리 가능하게 연결되어 상기 파일럿 펌프가 생성한 서보 압력을 공급하는 서보 압력 공급 라인을 포함한다.
상기 메인 제어 스풀은 유량 제어 방식으로 상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하고, 상기 비상 제어 스풀은 마력 제어 방식으로 상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어할 수 있다.
상기 전자 제어 밸브가 정상 작동하는 경우 상기 서보 압력 공급 라인은 상기 메인 제어 라인과 연결되고, 상기 전자 제어 밸브의 오작동 또는 동작 불능 시 사용자의 선택에 의해 상기 서보 압력 공급 라인이 상기 비상 제어 라인에 연결될 수 있다.
상기한 유압 펌프 유량 제어 시스템은 상기 메인 제어 스풀의 타단부를 탄성 가압하는 파일럿 제어 스프링과, 상기 비상 제어 스풀의 타단부를 탄성 가압하는 마력 제어 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 유압 펌프는 한 쌍으로 마련되고, 상기 유압 펌프 유량 제어 시스템은 한 쌍의 상기 유압 펌프에 각각 적용될 수 있다. 그리고 상기 컴펜세이터 피스톤에는 한 쌍의 상기 유압 펌프 중 상대 유압 펌프의 토출 압력이 상기 서보 압력과 함께 도입되며, 상기 컴펜세이터 피스톤에 도입되는 서보 압력과 상대 유압 펌프의 토출 압력 그리고 마력 제어 스프링의 탄성력에 의해 비상 제어 스풀의 위치가 결정될 수 있다.
상기 컴펜세이터 피스톤에 상기 서보 압력이 도입되면, 상기 파일럿 피스톤에도 상기 서보 압력이 도입되어 상기 파일럿 피스톤이 상기 메인 제어 스풀을 상기 사판 구동 피스톤의 제어에 영향을 미치지 않는 위치로 이동시킬 수 있다.
상기한 유압 펌프 유량 제어 시스템은 상기 메인 제어 스풀을 감싸며 상기 메인 제어 스풀과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성하는 메인 제어 슬리브와, 상기 비상 제어 스풀을 감싸며 상기 비상 제어 스풀과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성하는 비상 제어 슬리브, 그리고 상기 메인 제어 슬리브와 상기 비상 제어 슬리브를 상기 사판 구동 피스톤과 기구적으로 연결하여 상기 사판의 각도를 피드백하는 피드백 레버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유압 펌프 유량 제어 시스템은 전자 제어 밸브에 이상이 발생한 경우에도 유압 펌프의 비상 운전이 가능하다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템을 나타낸 회로도들이다.
도 3은 도 1의 유압 펌프 유량 제어 시스템의 제어에 따른 유량 제어를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 2의 유압 펌프 유량 제어 시스템의 제어에 따른 마력 제어를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)은 사판(150)과 사판(150)을 움직이는 사판 구동 피스톤(170)을 포함하는 유압 펌프(100)를 제어한다. 즉, 유압 펌프(100)의 토출 유량을 조절하기 위해 사판 구동 피스톤(170)을 이동시킴으로써 사판(150)의 각도를 조절한다.
구체적인 일례로, 한 쌍의 유압 펌프(100)가 사용될 수 있으며, 한 쌍의 유압 펌프에 각각 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)이 적용되어 동일한 방식으로 제어될 수 있다. 또한, 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)는 기본적으로 유압 펌프(100)의 입력 마력이 유압 펌프(100)를 구동하는 엔진(미도시)의 출력을 초과하지 않도록 유압 펌프(100)의 토출 유량을 제어한다.
도 1 및 도 2에서는 한 쌍의 유압 펌프(100) 중 1대의 유압 펌프(100)만을 도시하고, 도시된 유압 펌프(100)의 토출 압력을 "자기 압력(Pd)", 다른 펌프의 토출 압력을 "상대 압력(P2)"이라고 한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)은 메인 제어 스풀(311), 비상 제어 스풀(312), 파일럿 펌프(130), 전자 제어 밸브(500), 파일럿 피스톤(350), 컴펜세이터(compensator) 피스톤(370), 메인 제어 라인(610), 비상 제어 라인(620), 및 서보 압력 공급 라인(630)을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)은 파일럿 제어 스프링(330), 마력 제어 스프링(340), 메인 제어 슬리브(321), 비상 제어 슬리브(322), 및 피드백 레버(200)를 더 포함할 수 있다.
메인 제어 스풀(311)과 비상 제어 스풀(312)은 각각 사판 구동 피스톤(170)의 대경부에 공급되는 작동유를 조절함으로써 사판 구동 피스톤(170)의 동작을 제어한다. 여기서, 사판 구동 피스톤(170)의 동작을 제어한다는 것은 사판(150)의 각도를 조절하여 유압 펌프(100)의 토출 유량을 조절한다는 의미가 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 메인 제어 스풀(311)은 정상적인 상태에서 사판 구동 피스톤(170)의 동작을 제어하고, 비상 제어 스풀(312)은 비상시 사판 구동 피스톤(170)의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 비상시라 함은 후술할 전자 제어 밸브(500)의 오작동 또는 동작 불능 상태를 포함한 전기 전자 계통의 고장을 의미한다.
메인 제어 스풀(311)은 파일럿(pilot) 압력(Pi)에 따라 이동하여 사판 구동 피스톤(170)에 공급되는 작동유를 제어한다. 유압 펌프(100)에서 토출된 작동유는 메인 컨트롤 밸브(main control valve, MCV)에서 분배되어 붐 실린더, 암 실린더, 및 버켓 실린더와 같은 각종 작업기와 주행 모터 등에 공급된다. 그리고 메인 컨트롤 밸브는 작동유를 분배하기 위한 각종 스풀들을 포함하며, 각종 스풀들은 각각 후술할 파일럿 펌프(130)가 생성하는 서보 압력(Psv)과 이를 변환시켜 생성한 파일럿 압력(Pi)에 의해 제어된다. 여기서, 서보 압력(Psv)를 1차 압력이라고도 하며, 파일럿 압력(Pi)를 2차 압력이라고도 한다. 따라서, 메인 컨트롤 밸브의 각종 스풀들의 현재 동작 상태에 따라 각종 스풀들을 동작시키기 위한 파일럿 압력(Pi)도 달라지게 되며, 이러한 파일럿 압력(Pi)의 변화에 따라 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)의 메인 제어 스풀(311)이 제어될 수 있다. 즉, 파일럿 압력(Pi)의 변화에 따라 사판 구동 피스톤(170)에 공급되는 작동유를 조절하여 유압 펌프(100)의 사판(150)을 조절하고, 이에 유압 펌프(100)의 토출 유량을 제어할 수 있게 된다.
이와 같이, 메인 제어 스풀(311)은 유량 제어 방식으로 유압 펌프(100)의 토출 유량을 제어할 수 있다.
비상 제어 스풀(312)은 서보 압력(Psv)과 유압 펌프(100)의 상대 압력(P2)에 따라 이동하여 사판 구동 피스톤(170)에 공급되는 작동유를 제어한다. 유압 펌프(100)의 토출 압력, 즉 상대 압력(P2)이 상승하면 비상 제어 스풀(312)이 이동하여 사판 구동 피스톤(170)에 공급되는 작동유를 조절함으로써 유압 펌프(100)의 사판(150)의 경전각을 감소시켜 유압 펌프(150)의 입력 토크(torque)를 일정 값 이하로 제어할 수 있다.
이와 같이, 비상 제어 스풀(312)은 마력 제어 방식으로 유압 펌프(100)의 토출 유량을 제어할 수 있다.
파일럿 펌프(130)는 각종 밸브와 스풀의 제어에 사용되는 서보 압력(Psv)을 생성한다. 일례로, 파일럿 펌프(130)는 한 쌍의 유압 펌프(100)와 직렬로 연결될 수 있다. 즉, 엔진에 의해 한 쌍의 유압 펌프(100)가 구동될 때, 파일럿 펌프(130)도 함께 구동될 수 있다. 또한, 파일럿 펌프(130)로는 기어 펌프가 주로 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 제어 밸브(500)는 입력 전류에 따라 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)을 변환시켜 파일럿 압력(Pi)을 생성한다. 전술한 바와 같이, 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)을 1차 압력이라 하고, 전자 제어 밸브(500)가 입력 전류에 따라 생성한 파일럿 압력(Pi)을 2차 압력이라 한다. 즉, 전자 제어 밸브(500)는 입력 전류가 커지면 서보 압력(Psv)을 상대적으로 높은 압력의 파일럿 압력(Pi)으로 변환시키고, 입력 전류가 작아지면 서보 압력(Psv)을 상대적으로 낮은 압력의 파일럿 압력(Pi)으로 변환시킨다.
파일럿 피스톤(350)에 전자 제어 밸브(500)가 생성한 파일럿 압력(Pi)이 도입되면, 파일럿 피스톤(350)은 메인 제어 스풀(311)의 일단부를 가압하여 이동시킨다. 구체적으로, 파일럿 피스톤(350)은 파일럿 압력(Pi)에 따라 메인 제어 스풀(311)의 일단부를 가압하여 메인 제어 스풀(311)을 이동시킨다. 그리고 파일럿 제어 스프링(330)은 메인 제어 스풀(311)의 타단부를 탄성 가압한다. 따라서, 파일럿 압력(Pi)이 파일럿 제어 스프링(330)의 탄성력보다 커지면 파일럿 피스톤(350)이 메인 제어 스풀(311)을 타단부 방향으로 이동시키게 되고, 파일럿 압력(Pi)이 파일럿 제어 스프링(330)의 탄성력보다 작아지면 메인 제어 스풀(311)은 일단부 방향으로 이동하게 된다.
즉, 전자 제어 밸브(500)가 파일럿 피스톤(350)에 도입되는 파일럿 압력(Pi)을 상승시키면, 메인 제어 스풀(311)이 사판 구동 피스톤(170)의 대경구 공급되는 작동유를 증가시키게 되고, 결국 유압 펌프(100)의 토출 유량이 증가된다.
컴펜세이터 피스톤(370)에 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)이 도입되면 비상 제어 스풀(312)의 일단부를 가압하여 이동시킨다. 구체적으로, 컴펜세이터 피스톤(370)에는 파일럿 펌프(130)의 서보 압력(Psv)과 유압 펌프(100)의 상대 압력(P2)이 도입되며, 이 힘으로 비상 제어 스풀(312)의 일단부를 가압한다. 그리고 마력 제어 스프링(340)은 비상 제어 스풀(312)의 타단부를 탄성 가압한다. 이때, 마력 제어 스프링(340)을 2개의 스프링으로 구성함으로써, 유량의 변화에 따라 도중에 기울기가 변화하는 마력 제어선을 등마력선에 근사시킬 수 있다. 이와 같이, 컴펜세이터 피스톤(370)에 도입되는 파일럿 펌프(130)의 서보 압력(Psv)과 유압 펌프(100)의 상대 압력(P2) 그리고 마력 제어 스프링(340)의 탄성력에 의해 비상 제어 스풀(312)의 위치가 결정된다.
메인 제어 라인(610)은 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)을 전자 제어 밸브(500)에 전달하기 위해 마련된다. 그리고 비상 제어 라인(620)은 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)을 컴펜세이터 피스톤(370)에 전달하기 위해 마련된다.
그리고 본 발명의 일 실시예에서, 서보 압력 공급 라인(630)은 메인 제어 라인(610)과 비상 제어 라인(620) 중 어느 한 라인과 선택적으로 분리 가능하게 연결되어 파일럿 펌프(130)가 생성한 서보 압력(Psv)을 공급한다.
일례로, 메인 제어 라인(610)과 비상 제어 라인(620)의 단부에는 연결 포트가 설치될 수 있으며, 서보 압력 공급 라인(630)의 단부는 호스와 같은 형태로 마련될 수 있다. 따라서, 서보 압력 공급 라인(630)의 단부를 메인 제어 라인(610)과 비상 제어 라인(620) 중 어느 하나의 단부에 설치된 연결 포트에 연결하고 다른 하나의 단부에 설치된 연결 포트는 마개로 밀폐할 수 있다. 또한, 사용자는 필요에 따라 선택적으로 서보 압력 공급 라인(630)의 단부를 다른 연결 포트로 바꾸어 연결할 수 있다.
구체적으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 전자 제어 밸브(500)가 정상 작동하는 경우 서보 압력 공급 라인(630)은 메인 제어 라인(610)과 연결된다. 따라서, 서보 압력(Psv)이 전자 제어 밸브(500)에 공급되고, 전자 제어 밸브(500)는 파일럿 피스톤(350)에 파일럿 압력(Pi)을 공급할 수 있게 된다.
따라서 유압 펌프(100)는 전자 유량 제어 방식으로 제어될 수 있다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자 제어 밸브(500)에 입력되는 전류가 증가할수록 사판각이 증가되면서 유압 펌프(100)의 토출 유량은 증가하게 된다. 여기서, 사판각은 유압 펌프(100)의 사판(150)이 구동 샤프트에 대하여 이루는 각도를 말한다. 사판(150)이 구동 샤프트에 대해 직각에 가깝게 세워질수록 유압 펌프(100)의 토출 유량은 작아지고, 사판(150)과 구동 샤프트 간의 교각이 작아질수록 유압 펌프(100)의 토출 유량은 많아지게 된다.
반면, 도 2에 도시한 바와 같이, 전자 제어 밸브(500)의 오작동 또는 동작 불능 시 사용자의 선택에 의해 서보 압력 공급 라인(630)이 비상 제어 라인(620)에 연결될 수 있다. 즉, 전자 제어 밸브(500)가 고장나거나 전기 전자 계통에 이상이 발생하여 유압 펌프(100)가 동작하지 못하게 되는 경우, 사용자가 서보 압력 공급 라인(630)을 메인 제어 라인(610)으로부터 분리시킨 후 비상 제어 라인(620)에 대신 연결할 수 있다. 그러면, 비상 제어 라인(620)을 통해 서보 압력(Psv)이 컴펜세이터 피스톤(370)에 공급되고, 컴펜세이터 피스톤(370)이 비상 제어 스풀(312)을 이동시키면서, 유압 펌프(100)에 대한 마력 제어가 가능해진다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 유압 펌프(100)의 토출 압력의 상승에 따라 유압 펌프(100)의 사판각을 자동적으로 감소시켜 입력 토크(torque)를 일정 값 이하로 제어할 수 있다. 따라서 엔진의 시동이 멈추지 않고 유압 펌프(100)를 동작시킬 수 있게 된다. 이에, 유압 펌프(100)가 장착된 건설 기계를 정비 가능 구역으로 이동시키거나 긴급한 작업을 지속하여 수행할 수 있게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 컴펜세이터 피스톤(370)에 서보 압력(Psv)이 도입되면, 파일럿 피스톤(350)에도 서보 압력(Psv)이 도입되어 파일럿 피스톤(350)이 메인 제어 스풀(311)를 사판 구동 피스톤(170)의 제어에 영향을 미치지 않는 위치로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 1차 압력인 서보 압력(Psv)은 2차 압력인 파일럿 압력(Pi)보다 큰 압력을 가지므로, 서보 압력(Psv)이 바로 파일럿 피스톤(350)에 작용하면, 파일럿 피스톤(350)이 메인 제어 스풀(311)을 강하게 밀어 끝까지 이동시킬 수 있게 된다.
메인 제어 슬리브(321)는 메인 제어 스풀(311)을 감싸며 메인 제어 스풀(311)과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성할 수 있다.
비상 제어 슬리브(322)는 비상 제어 스풀(312)을 감싸며 비상 제어 스풀(312)과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성할 수 있다.
피브백 레버(200)는 메인 제어 슬리브(321)와 비상 제어 슬리브(322)를 사판 구동 피스톤(170)과 기구적으로 연결하여 사판(150)의 각도를 피드백시킬 수 있다. 즉, 사판 구동 피스톤(170)이 이동하면 피드백 레버(200)가 움직이면서 메인 제어 슬리브(321) 및 비상 제어 슬리브(322)가 축방향으로 이동하게 된다. 따라서 사판(150)의 각도에 따라 메인 제어 슬리브(321) 및 비상 제어 슬리브(322)의 위치가 결정된다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압 펌프 유량 제어 시스템(101)은 전자 제어 밸브에 이상이 발생한 경우에도 유압 펌프의 비상 운전이 가능하다.
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.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 유압 펌프
130: 파일럿 펌프
150: 사판
170: 사판 구동 피스톤
200: 피드백 레버
311: 메인 제어 스풀
312: 비상 제어 스풀
321: 메인 제어 슬리브
322: 비상 제어 슬리브
330: 파일럿 제어 스프링
340: 마력 제어 스프링
350: 파일럿 피스톤
370: 컴펜세이터 피스톤
500: 전자 제어 밸브
610: 메인 제어 라인
620: 비상 제어 라인
630: 서보 압력 공급 라인

Claims (7)

  1. 사판과 상기 사판을 움직이는 사판 구동 피스톤을 포함하는 유압 펌프의 토출 유량을 조절하기 위한 유압 펌프 유량 제어 시스템에 있어서,
    상기 사판 구동 피스톤의 동작 제어가 가능한 메인 제어 스풀과 비상 제어 스풀;
    서보 압력을 생성하는 파일럿 펌프;
    입력 전류에 따라 상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력을 변환시켜 파일럿 압력을 생성하는 전자 제어 밸브;
    상기 전자 제어 밸브가 생성한 파일럿 압력이 도입되면 상기 메인 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 파일럿 피스톤;
    상기 파일럿 펌프가 생성한 상기 서보 압력이 도입되면 상기 비상 제어 스풀의 일단부를 가압하여 이동시키는 컴펜세이터 피스톤; 및
    상기 서보 압력을 상기 전자 제어 밸브에 전달하기 위한 메인 제어 라인;
    상기 서보 압력을 상기 컴펜세이터 피스톤에 전달하기 위한 비상 제어 라인; 및
    상기 메인 제어 라인과 상기 비상 제어 라인 중 어느 한 라인과 선택적으로 분리 가능하게 연결되어 상기 파일럿 펌프가 생성한 서보 압력을 공급하는 서보 압력 공급 라인
    을 포함하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 제어 스풀은 유량 제어 방식으로 상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하고,
    상기 비상 제어 스풀은 마력 제어 방식으로 상기 유압 펌프의 토출 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자 제어 밸브가 정상 작동하는 경우 상기 서보 압력 공급 라인은 상기 메인 제어 라인과 연결되고,
    상기 전자 제어 밸브의 오작동 또는 동작 불능 시 사용자의 선택에 의해 상기 서보 압력 공급 라인이 상기 비상 제어 라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 제어 스풀의 타단부를 탄성 가압하는 파일럿 제어 스프링과;
    상기 비상 제어 스풀의 타단부를 탄성 가압하는 마력 제어 스프링
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유압 펌프는 한 쌍으로 마련되고,
    상기 유압 펌프 유량 제어 시스템은 한 쌍의 상기 유압 펌프에 각각 적용되며,
    상기 컴펜세이터 피스톤에는 한 쌍의 상기 유압 펌프 중 상대 유압 펌프의 토출 압력이 상기 서보 압력과 함께 도입되며,
    상기 컴펜세이터 피스톤에 도입되는 서보 압력과 상대 유압 펌프의 토출 압력 그리고 마력 제어 스프링의 탄성력에 의해 비상 제어 스풀의 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컴펜세이터 피스톤에 상기 서보 압력이 도입되면,
    상기 파일럿 피스톤에도 상기 서보 압력이 도입되어 상기 파일럿 피스톤이 상기 메인 제어 스풀을 상기 사판 구동 피스톤의 제어에 영향을 미치지 않는 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 제어 스풀을 감싸며 상기 메인 제어 스풀과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성하는 메인 제어 슬리브와;
    상기 비상 제어 스풀을 감싸며 상기 비상 제어 스풀과의 상대 위치로 가변 오리피스를 형성하는 비상 제어 슬리브; 그리고
    상기 메인 제어 슬리브와 상기 비상 제어 슬리브를 상기 사판 구동 피스톤과 기구적으로 연결하여 상기 사판의 각도를 피드백하는 피드백 레버
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 펌프 유량 제어 시스템.
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KR20120074778A (ko) * 2010-12-28 2012-07-06 두산모트롤주식회사 비상장치가 구비된 펌프 유량 제어장치
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