KR20230165714A - Boom energy recovery hydraulic system for construction machinery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템에 관한 것으로, 붐다운 시 버려지는 붐 에너지를 회수하기 위한 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따르면, 유압시스템의 구조를 단순화하고, 밸브의 개수를 최소화하되, 붐 에너지 회수를 최대화할 수 있으며, 기존 건설기계에 쉽게 설치되거나, 해제될 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, and to a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery to recover boom energy discarded when the boom is down.
According to the present invention, the structure of the hydraulic system can be simplified, the number of valves can be minimized, but boom energy recovery can be maximized, and there are advantages in that it can be easily installed or removed from existing construction machinery.
Description
본 발명은 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설기계의 붐 에너지를 회수할 수 있는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, and more specifically, to a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery that can recover boom energy of construction machinery.
포크레인 내지 굴착기는 일반적으로 땅을 파거나 깎을 때 사용되는 건설기계로서, 건설 현장 및 다양한 산업 현장에서 널리 쓰이고 있다. 이러한 포크레인은 끝단이 곡선의 궤적을 따라서 이동될 수 있는 붐을 포함하고, 붐의 끝단에는 버킷을 포함하는 다양한 툴이 장착될 수 있다.Excavators and excavators are construction machines generally used for digging or cutting the ground, and are widely used at construction sites and various industrial sites. This excavator includes a boom whose end can be moved along a curved trajectory, and various tools including a bucket can be mounted on the end of the boom.
붐에는 유압실린더가 연결되고, 유압실린더는 승강 작동하면서 붐을 구동시킨다. 유압실린더는 유압계통의 오일 유동을 통해서 승강 작동된다. 포크레인은 엔진 등의 동력 수단을 포함한다. 엔진은 유압계통에서 오일 유동의 유동력을 제공하고, 동시에 포크레인의 이동을 위한 동력을 제공할 수 있다.A hydraulic cylinder is connected to the boom, and the hydraulic cylinder drives the boom while lifting and lowering. Hydraulic cylinders are raised and lowered through oil flow in the hydraulic system. An excavator includes power means such as an engine. The engine provides the fluidity of oil flow in the hydraulic system and can simultaneously provide power for the movement of the excavator.
일반적으로, 포크레인은 그 중량이 매우 크기 때문에 이동에 따른 연료 소모가 매우 크다. 또한, 붐의 자중 또한 무겁기 때문에 붐을 구동시키기 위해서도 많은 연료가 소모된다.In general, because the weight of an excavator is very large, fuel consumption due to movement is very large. Additionally, because the boom's own weight is also heavy, a lot of fuel is consumed to drive the boom.
최근 친환경 이슈가 대두되면서, 포크레인 등의 건설기계 분야에도 연비를 향상시키기 위한 다양한 기술 개발 및 연구가 이루어지고 있다. 예를 들어, 포크레인의 붐이 붐다운하는 경우, 붐의 포텐셜 에너지(Potential Energy)를 회수한 뒤, 이를 일시적으로 저장하여, 포크레인의 이동이나 붐의 구동을 보조하는 기술 등이 제안된 바 있다.As eco-friendly issues have recently emerged, various technological developments and research are being conducted to improve fuel efficiency in the field of construction equipment such as excavators. For example, when the boom of an excavator goes down, a technology has been proposed to recover the potential energy of the boom and temporarily store it to assist in moving the excavator or driving the boom.
그러나, 이러한 종래의 기술에는 붐의 작업 동작이나, 작업 속도 등에 큰 제약을 가하여 작업능률을 저하시키는 문제가 있었고, 또한, 기존의 다양한 포크레인에 설치되기가 매우 어렵다는 문제가 있었다.However, this conventional technology had the problem of lowering work efficiency by imposing significant restrictions on the work operation of the boom or work speed, and also had the problem of being very difficult to install on various existing excavator cranes.
한편, 종래의 건설기계에서 붐의 에너지를 회수하기 위해서는 다양한 방법에 제시되고 있으며, 그 중 하나가 건설기계에 설치되는 복수의 밸브 제어를 통해 붐 에너지를 회수하는 것이다.Meanwhile, various methods have been proposed to recover boom energy from conventional construction machinery, one of which is to recover boom energy through controlling a plurality of valves installed on construction machinery.
그러나, 붐 에너지를 회수하기 위하여 많은 개수의 밸브가 요구되고, 이로 인해 전체 시스템이 복잡해지며, 밸브 설치 및 제작 비용에 따른 전체 장치 비용이 증대된다는 문제점이 있었다.However, there is a problem that a large number of valves are required to recover boom energy, which makes the entire system complicated, and increases the overall device cost due to valve installation and manufacturing costs.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 건설기계에 있어서, 붐다운 시 버려지는 붐 에너지를 회수하기 위한 유압시스템의 구조를 단순화하고, 밸브의 개수를 최소화하되, 붐 에너지 회수를 최대화할 수 있으며, 기존 건설기계에 쉽게 설치되거나, 해제될 수 있는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Based on the technical background described above, the present invention simplifies the structure of the hydraulic system for recovering boom energy discarded when the boom is down in construction equipment, minimizes the number of valves, and maximizes boom energy recovery. The purpose is to provide a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery that can be easily installed or removed from existing construction machinery.
본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템은, 오일의 유동에 의해 로드가 승강 작동하고, 라지챔버 및 라지챔버의 상부에 형성되는 스몰챔버를 포함하는 실린더와, 실린더에 오일의 유동을 제공하는 엔진, 및 실린더와 엔진에 연결되어 오일을 축압하는 축압기를 포함하고, 오일의 유동을 제어하여 붐 다운 시 에너지를 회수하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템에 있어서, 실린더에 연결되어 실린더로 제공되는 오일의 유동을 선택적으로 제어하는 메인컨트롤밸브; 엔진에 연결되어, 유체에 의해 형성되는 회전력을 엔진에 제공하는 유압모터어셈블리; 실린더에 연결되는 메인배관; 및 메인배관에 연결되고, 오일이 유동하는 복수의 라인과, 복수의 라인 중 선택된 어느 하나의 라인에 설치되는 밸브를 포함하는 밸브어셈블리; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A boom energy recovery hydraulic system for construction equipment according to an embodiment of the present invention includes a cylinder in which a rod is raised and lowered by the flow of oil, a cylinder including a large chamber and a small chamber formed on the upper part of the large chamber, and oil in the cylinder. In the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment, which includes an engine that provides flow, and an accumulator connected to the cylinder and the engine to accumulate oil, and controls the flow of oil to recover energy when the boom is down, the cylinder A main control valve that is connected and selectively controls the flow of oil provided to the cylinder; A hydraulic motor assembly connected to the engine and providing rotational force generated by fluid to the engine; Main pipe connected to the cylinder; and a valve assembly connected to the main pipe and including a plurality of lines through which oil flows, and a valve installed in one line selected from the plurality of lines; It is characterized by including.
구체적인 실시형태로서, 밸브어셈블리는, 실린더의 라지챔버에 일측이 연결되는 제1 라인과, 제1 라인과 축압기를 연결하는 제2 라인과, 실린더의 스몰챔버에 일측이 연결되는 제5 라인과, 제1 라인에서 분기되고, 제5 라인에 연결되는 제6 라인, 및 제1 라인에서 분기되고, 오일탱크에 연결되는 제7 라인을 포함할 수 있다.As a specific embodiment, the valve assembly includes a first line connected on one side to the large chamber of the cylinder, a second line connecting the first line and the accumulator, and a fifth line connected on one side to the small chamber of the cylinder. , a sixth line branched from the first line and connected to the fifth line, and a seventh line branched from the first line and connected to the oil tank.
하나의 실시형태로서, 제2 라인은, 오일의 유량을 제어하는 AC 밸브를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second line may include an AC valve that controls the flow rate of oil.
구체적인 실시형태로서, AC 밸브는, 붐이 붐다운 동작할 경우 개방되어, 실린더에서 토출되는 오일이 제1 라인 및 제2 라인을 통해 축압기를 향해서만 유입되도록 오일의 유량을 제어하여 축압기에 오일을 차징할 수 있다.As a specific embodiment, the AC valve is opened when the boom moves down, and controls the flow rate of oil so that the oil discharged from the cylinder flows only toward the accumulator through the first line and the second line to the accumulator. Oil can be charged.
다른 하나의 실시형태로서, 제6 라인은, 오일의 유량을 제어하는 AB 밸브를 포함할 수 있다.As another embodiment, the sixth line may include an AB valve that controls the flow rate of oil.
구체적인 실시형태로서, AB 밸브는, 붐이 붐다운 동작할 경우 개방되어, 실린더의 라지챔버에서 토출되는 오일이 제1 라인을 통해 축압기로 유입시킴과 동시에, 오일의 일부가 제6 라인 및 제5 라인을 통해 스몰챔버로 유입되도록 오일의 유량을 제어하여 오일을 재생할 수 있다.As a specific embodiment, the AB valve opens when the boom moves down, allowing the oil discharged from the large chamber of the cylinder to flow into the accumulator through the first line, and at the same time, a portion of the oil flows into the sixth line and the second line. Oil can be regenerated by controlling the flow rate of the oil so that it flows into the small chamber through the 5 line.
또 다른 하나의 실시형태로서, 제7 라인은, 오일의 유량을 제어하는 AR 밸브를 포함할 수 있다.As another embodiment, the seventh line may include an AR valve that controls the flow rate of oil.
구체적인 실시형태로서, AR 밸브는, 붐의 붐다운 동작 시 제1 라인 및 제2 라인을 통해 유입되는 오일이 축압기에 가득 찰 경우 개방되어, 축압기로 향하는 오일의 유량을 제어하여 오일의 일부를 오일탱크로 리턴시킬 수 있다.As a specific embodiment, the AR valve opens when the accumulator is filled with oil flowing in through the first line and the second line during the boom down operation, and controls the flow rate of oil toward the accumulator to release a portion of the oil. can be returned to the oil tank.
하나의 실시형태로서, 유압모터어셈블리는, 내부에 오일이 유입되면 회전력을 형성하는 가변형 유압모터를 포함하고, 가변형 유압모터의 토크를 제어하여 유입되는 오일의 유입량을 조절할 수 있다.As one embodiment, the hydraulic motor assembly includes a variable hydraulic motor that generates rotational force when oil flows into the inside, and the inflow amount of oil can be adjusted by controlling the torque of the variable hydraulic motor.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템은, 붐다운 시 버려지는 붐 에너지를 회수하기 위한 유압시스템의 구조를 단순화하고, 밸브의 개수를 최소화하되, 붐 에너지 회수를 최대화할 수 있으며, 기존 건설기계에 쉽게 설치되거나, 해제될 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment simplifies the structure of the hydraulic system for recovering boom energy discarded when the boom is down, minimizes the number of valves, and maximizes boom energy recovery. It can be easily installed or removed from existing construction machinery.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 전체적인 모습을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템을 나타내는 계통도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압모터어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리의 브라켓을 절개하여 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 차징을 나타내는 계통도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 재생을 나타내는 계통도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 리턴을 나타내는 계통도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall appearance of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing a hydraulic motor assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view showing a pressure accumulation assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view showing a pressure accumulation assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a plan view showing a cutaway bracket of an accumulating pressure assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic diagram showing charging of a boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during a boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a schematic diagram showing the regeneration of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a schematic diagram showing the return of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be modified in various ways and can have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and explained in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다.In the present invention, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. At this time, note that in the attached drawings, identical components are indicated by identical symbols whenever possible.
또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.Additionally, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically shown in the accompanying drawings.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 장치 및 이를 포함하는 건설기계에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, a boom energy recovery device for construction machinery according to the present invention and a construction machine including the same will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 전체적인 모습을 나타내는 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템을 나타내는 계통도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압모터어셈블리를 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리를 나타내는 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리를 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 축압어셈블리의 브라켓을 절개하여 나타내는 평면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 차징을 나타내는 계통도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 재생을 나타내는 계통도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 리턴을 나타내는 계통도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall appearance of a construction machine according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a schematic diagram showing a boom energy recovery hydraulic system for construction machinery according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a perspective view showing a hydraulic motor assembly according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a plan view showing a pressure accumulation assembly according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a perspective view showing a pressure accumulation assembly according to an embodiment of the present invention. Figure 6 is a plan view showing a cutaway bracket of an accumulating pressure assembly according to an embodiment of the present invention. Figure 7 is a schematic diagram showing charging of a boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during a boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention. Figure 8 is a schematic diagram showing the regeneration of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention. Figure 9 is a schematic diagram showing the return of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom-down operation of the boom according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템은, 건설기계(100)에 설치 및 해제가 가능한 구조로서, 메인컨트롤밸브(160)와 유압모터어셈블리(300)와 메인배관(240) 및 밸브어셈블리(230)를 포함하여 구성될 수 있으며, 건설기계(100)의 본체(110)와 실린더(140)와 엔진(120)과 축압어셈블리(200)의 축압기(220) 및 붐(130)에 연결하여 설치될 수 있다.1 to 6, the boom energy recovery hydraulic system for construction machinery according to an embodiment of the present invention is a structure that can be installed and released on construction machinery 100, and includes a
구체적으로, 본체(110)에는 붐(130) 및 실린더(140)가 연결될 수 있다. 실린더(140)는 오일의 유동에 의해 승강 작동할 수 있으며, 실린더(140)의 승강 작동에 의해 붐(130)이 회전 운동을 할 수 있다.Specifically, a boom 130 and a
본체(110)의 내부에는 엔진(120)이 배치될 수 있다. 엔진(120)은 실린더(140)에 오일의 유동을 제공할 수 있다. 엔진(120)은 본체(110)의 하측에 배치된 구동부(미도시)에 구동력을 제공할 수 있다.An
실린더(140)의 동작에 대하여, 더욱 상세히 살펴보면 다음과 같다. 건설기계(100)는 본체(110)에 작업자가 탑승할 수 있는 캐비넷(150)이 배치될 수 있다. 캐비넷(150)에는 붐(130)의 붐업 또는 붐다운 동작을 제어할 수 있는 조이스틱(151)이 배치될 수 있다.The operation of the
구체적으로, 실린더(140)는 오일의 유동에 의해 승강 작동하고, 붐(130)과 연결되는 로드(141)를 포함할 수 있다. 실린더(140)는 라지챔버(142)와 라지챔버(142)의 상부에 형성되는 스몰챔버(143)를 포함할 수 있다. Specifically, the
로드(141)는 실린더(140)의 스몰챔버(143)와 라지챔버(142) 사이에 배치되고, 라지챔버(142)에 오일이 유입되면 상승하고, 스몰챔버(143)에 오일이 유입되면 하강할 수 있다. 로드(141)가 상승하면 붐(130)이 붐업될 수 있고, 로드(141)가 하강하면 붐(130)이 붐다운할 수 있다.The
메인컨트롤밸브(160)는 실린더(140)에 연결되어 실린더(140)로 제공되는 오일의 유동을 선택적으로 제어할 수 있다. 메인컨트롤밸브(160)는 건설기계(100)에 배치될 수 있다.The
메인컨트롤밸브(160)는 라지챔버(142)에 라지챔버라인(144)으로 연결될 수 있고, 메인컨트롤밸브(160)는 스몰챔버(143)에 스몰챔버라인(145)으로 연결될 수 있다.The
그리고, 메인컨트롤밸브(160)에는 스풀(161)이 배치될 수 있다.Additionally, a
스풀(161)에 의해 오일의 유동이 스몰챔버(143) 측으로 향하거나, 라지챔버(142) 측으로 향할 수 있다. 즉, 메인컨트롤밸브(160)에 배치되는 스풀(161)의 동작에 의해서, 실린더(140)의 로드(141)가 상승 또는 하강할 수 있다. The flow of oil may be directed toward the
엔진(120)에는 샤프트(121)가 구비되고, 샤프트(121)에는 메인펌프(122)가 연결될 수 있다. 메인펌프(122)와 스풀(161)은 메인밸브라인(162)으로 연결되고, 메인밸브라인(162)을 통해 스풀(161) 및 메인컨트롤밸브(160)에 오일이 유동될 수 있다.The
스풀(161)은 붐업밸브(163) 및 붐다운밸브(164)에 의해서 제어될 수 있다. 엔진(120)의 샤프트(121)에는 보조펌프(123)가 연결될 수 있다. 보조펌프(123)와 스풀(161)은 붐업밸브라인(165)으로 연결되고, 붐업밸브라인(165)에는 붐업밸브(163)가 배치될 수 있다. 보조펌프(123)와 스풀(161)은 붐다운밸브라인(166)으로 연결되고, 붐다운밸브라인(166)에는 붐다운밸브(164)가 배치될 수 있다. 붐업밸브(163)가 열리면 스풀(161)이 이동하여, 오일이 라지챔버(142)로 유동할 수 있고, 붐다운밸브(164)가 열리면 스풀(161)이 이동하여, 오일이 스몰챔버(143)로 유동할 수 있다.The
유압모터어셈블리(300)는 오일의 유동을 제공하는 엔진(120)에 연결되어, 유체에 의해 형성되는 회전력을 엔진에 제공할 수 있다.The
유압모터어셈블리(300)는 가변형 유압모터(310)를 포함할 수 있다. 가변형 유압모터(310)는 유체에 의해 회전력을 형성하는 장치로서, 내부에 오일이 유입되면 회전력을 가변적으로 형성할 수 있다.The
가변형 유압모터(310)의 회전축은 엔진(120)의 샤프트(121)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 가변형 유압모터(310)는 샤프트(121)에 회전력을 가변적으로 제공할 수 있다. 유압모터어셈블리(300)는 가변형 유압모터(310)에 오일이 유입되거나 토출될 수 있는 배관을 구비할 수 있고, 후술하는 제1 오일탱크(T1)와 연결되는 배관을 구비할 수도 있다.The rotation axis of the variable
유압모터어셈블리(300)의 가변형 유압모터(310)는 건설기계(100)에서 엔진(120)이 배치되는 엔진룸에 설치될 수 있다. 이를 위해서, 가변형 유압모터(310)는 엔진룸에 체결될 수 있는 체결부(미도시)를 구비할 수 있다. 뿐만 아니라, 오일이 유입되거나 토출될 수 있는 배관 및 제1 오일탱크(T1)와 연결된 배관 등은 기존의 건설기계에서 대응되는 배관들에 연결될 수 있도록 구비될 수 있다.The variable
가변형 유압모터(310)는 후술하는 제어부(170)를 통해 토크가 제어되고, 가변형 유압모터(310)의 토크를 제어하여 유입되는 오일의 유입량을 조절할 수 있다.The torque of the variable
축압어셈블리(200)는 실린더(140)에 연결되어 축압된 오일을 실린더(140)로 토출하고, 실린더(140)의 오일이 유입되어 축압될 수 있다. 구체적으로, 축압어셈블리(200)는 브라켓(210), 축압기(220), 밸브어셈블리(230), 메인배관(240)을 포함한다.The
브라켓(210)은 건설기계(100)의 본체(110)에 착탈 가능하게 체결되고, 브라켓(210)에는 축압기(220), 밸브어셈블리(230), 메인배관(240)이 배치된다. 브라켓(210)은 건설기계(100)에 설치되는 부분이고, 축압기(220), 밸브어셈블리(230), 메인배관(240)이 배치되는 구성이다.The
브라켓(210)은 얇은 판형 내지 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 브라켓(210)은 건설기계(100)의 외부에 배치될 수 있다. 브라켓(210)에는 건설기계(100)에 체결될 수 있도록 체결부(미도시)가 구비될 수 있다. 체결부(미도시)는 예를 들어서 볼트가 삽입될 수 있는 나사홀 등으로 구비될 수 있다.The
브라켓(210)은 붐(130)을 향하는 전방측에 메인배관(240) 및 밸브어셈블리(230)가 배치되고, 후방측에 중공부(212)가 형성되며, 전방측과 후방측의 사이에 축압기(220)가 배치될 수 있다. 브라켓(210)의 전방측에는 홈부(213)가 형성될 수 있다. The
홈부(213)는 브라켓(210)의 전단에서 후방측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 홈부(213)의 형상은 건설기계(100)의 캐비넷(150)의 외면의 형상과 대응되도록 형상되어, 캐비넷(150)과 브라켓(210) 간의 공간적 간섭을 최소화할 수 있다. 메인배관(240)과 밸브어셈블리(230)는 브라켓(210)의 전방측에서 홈부(213)가 형성되지 않은 부분에 배치될 수 있다. 즉, 브라켓(210)의 전방측에서 어느 한 쪽에는 홈부(213)가 형성되고, 나머지 다른 한 쪽에는 메인배관(240)과 밸브어셈블리(230)가 배치될 수 있다. The groove portion 213 may be formed by being depressed from the front end of the
이러한 브라켓(210)의 구조에 의해서, 메인배관(240)과 밸브어셈블리(230)가 배치되는 브라켓(210)의 부분은 붐(130)에 더욱 근접하여 배치될 수 있고, 이에 따라 실린더(140)에 연결되는 각종 배관 내지 라인들의 길이가 최소화될 수 있어, 오일 유동의 유동 저항을 최소화할 수 있다.Due to this structure of the
브라켓(210)의 후방측에는 중공부(212)가 형성될 수 있다. 축압어셈블리(200)의 후방측에는 엔진(120)이 배치될 수 있다. 중공부(212)에 의해서, 엔진(120)에서 발생하는 열이 축압기(220)에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한, 중공부(212)는 브라켓(210)의 중량을 감소시킬 수도 있다. 중공부(212)는 브라켓(210)의 후방측뿐만 아니라, 브라켓(210)의 중앙부나 전방측에도 형성될 수 포함할 수 있다. A hollow portion 212 may be formed on the rear side of the
또한, 축압기(220)는 브라켓(210)의 후단부(후방측의 단부)와 이격되어 배치될 수 있다. 이를 통해서, 축압어셈블리(200)가 건설기계(100)에 설치된 상태에서도, 엔진(120)을 정비하기 위해 엔진룸을 열기 편리하고, 작업자가 축압기(220)를 분리 및 설치하기도 용이할 수 있다. 뿐만 아니라, 엔진(120)에서 발생하는 열과 진동 등이 축압기(220)에 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.Additionally, the
브라켓(210)의 전방측과 후방측 사이에는 마운트(211)가 배치될 수 있다. 마운트(211)는 축압기(220)를 마운팅하는 구성이다. 마운트(211)에 의해서 축압기(220)는 브라켓(210)의 상면으로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 축압기(220)의 분리 및 설치가 용이할 수 있고, 엔진(120)에서 발생하는 열과 진동이 축압기(220)에 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.A mount 211 may be disposed between the front and rear sides of the
브라켓(210)은 건설기계(100)에 착탈 가능하게 설치될 수 있다. 브라켓(210)은 기존의 건설기계(100)의 외부 또는 내부를 개조하는 방식으로 설치될 수 있다. 브라켓(210)의 구체적인 크기나 세부적인 형태는 설치될 건설기계(100)에 따라서 일부 수정될 수 있다. 이러한 브라켓(210)의 구성으로 인해서 본 발명에 따른 에너지 회수 장치가 기존의 다양한 건설기계(100)에 쉽고 간편하게 설치될 수 있다.The
축압기(220)에는 오일이 축압될 수 있고, 필요 시에 축압기(220)에 미리 축압된 오일이 축압기(220)로부터 토출될 수 있다. 메인배관(240)은 실린더(140)와 연결된다. 밸브어셈블리(230)는 메인배관(240)에 연결된다.Oil may be accumulated in the
밸브어셈블리(230)는 파일럿배관(250)에 의해서 각각 개폐가 조절될 수 있다. 구체적으로, 밸브어셈블리(230)는 제1 라인(L1)과, 제2 라인(L2)과 제5 라인(L5)과 제6 라인(L6) 및 제7 라인(L7)을 포함하고, AC 밸브(AC), AB 밸브(AB) 및 AR 밸브(AR)를 포함할 수 있다.The opening and closing of the
제1 라인(L1)은 실린더(140)의 라지챔버(142)와 연결되는 라인이다. 제1 라인(L1)은 라지챔버라인(144)과 연결될 수 있다. 제2 라인(L2)은 제1 라인(L1)과 축압기(220)의 사이를 연결하는 라인이다. 제2 라인(L2)에는 AC 밸브(AC)가 배치될 수 있다. AC 밸브(AC)는 오일 유동의 제어가 가능하도록 구비되는 밸브로서, 제2 라인(L2)에서 축압기(220)를 향해서만 오일의 유동을 제어하여 축압기(220)에 오일을 차징하는 차징 밸브일 수 있다.The first line L1 is a line connected to the
AC 밸브(AC)는 붐(130)이 붐다운 동작할 경우 개방되어, 실린더(140)에서 토출되는 오일이 제1 라인(L1) 및 제2 라인(L2)을 통해 축압기(220)를 향해서만 오일이 유입되도록 오일의 유량을 제어하여 축압기(220)에 오일을 차징하고, 축압기(220)는 유입된 오일을 축압할 수 있다.The AC valve (AC) is opened when the boom 130 moves down, allowing the oil discharged from the
제5 라인(L5)은 실린더(140)의 스몰챔버(143)와 연결되는 라인이다. 제5 라인(L5)은 스몰챔버라인(145)과 연결될 수 있다. 제6 라인(L6)은 제1 라인(L1)에서 분기되고, 제5 라인(L5)과 연결되는 라인이다. 제6 라인(L6)에는 제6 라인(L6)에서 오일의 유량 제어가 가능하도록 구비되는 AB 밸브(AB)가 배치될 수 있다. AB 밸브(AB)는 제1 라인(L1)에서 유동하는 오일의 일부를 제6 라인(L6) 및 제5 라인(L5)을 통해 실린더(140)의 스몰챔버(143)로 유입하는 재생 밸브일 수 있다.The fifth line L5 is a line connected to the
제7 라인(L7)은 제1 라인(L1)에서 분기되고, 후술하는 제3 오일탱크(T3)와 연결되는 라인이다. 제7 라인(L7)에는 제7 라인(L7)에서 오일의 유량 제어가 가능하도록 구비되는 AR 밸브(AR)가 배치될 수 있다. AR 밸브(AR)는 축압기(220)에 오일이 가득 찬 경우, 축압기(220)로 유동하는 오일의 일부를 오일탱크(T)로 유입시키는 리턴 밸브일 수 있다.The seventh line (L7) is a line that branches off from the first line (L1) and is connected to the third oil tank (T3), which will be described later. An AR valve (AR) provided to control the flow rate of oil in the seventh line (L7) may be disposed in the seventh line (L7). The AR valve (AR) may be a return valve that allows a portion of the oil flowing into the
밸브어셈블리(230)는 축압기(220)와 가변형 유압모터(310)를 연결하는 제4 라인(L4)을 포함할 수 있다. 오일의 유량 제어가 가능한 가변형 유압모터(310)가 설치됨으로써 제4 라인(L4)에는 별도의 밸브가 요구되지 않으나, 오일의 유량 제어가 가능한 CM 밸브(CM, 미도시)가 더 포함될 수 있다.The
이에 따라 축압기(220)에 축압된 오일은 제4 라인(L4)을 통해서 가변형 유압모터(310)로 유입되어, 가변형 유압모터(310)를 회전시킬 수 있다.Accordingly, the oil accumulated in the
밸브어셈블리(230)는 제5 라인(L5) 및 제6 라인(L6)에 연결되는 제8 라인(L8)을 더 포함할 수 있다. 제8 라인(L8)은 후술하는 제4 오일탱크(T4)와 연결될 수 있다. 제8 라인(L8)을 통해서, AB 밸브(AB)를 통과한 오일이 제4 오일탱크(T4)로 유입될 수도 있다The
밸브어셈블리(230)는 릴리즈 밸브(RE)를 포함할 수 있다. 릴리즈 밸브(RE)는 축압기(220) 및 후술하는 제2 오일탱크(T2) 사이의 유로 상에 배치된다. 릴리즈 밸브(RE)는 온오프(on-off) 방식으로 작동된다.The
밸브어셈블리(230)는 릴리즈 밸브(RE)에 병렬로 연결되는 솔레노이드 밸브(SOL)를 포함할 수 있다. 구체적으로 릴리즈 밸브(RE)의 전, 후단에는 솔레노이드 밸브(SOL) 밸브가 각 배관으로 연결되되, 솔레노이드 밸브(SOL)는 릴리즈 밸브(RE)에 대하여 병렬로 배치될 수 있다.The
따라서, 축압기(220) 및 제2 오일탱크(T2) 사이에는 릴리즈 밸브(RE) 및 솔레노이드 밸브(SOL)가 이중으로 설치될 수 있다.Accordingly, a double release valve (RE) and a solenoid valve (SOL) may be installed between the
상기에서 살펴본, 밸브어셈블리(230)의 AC 밸브(AC), AB 밸브(AB), AR 밸브(AR), 릴리즈 밸브(RE) 및 솔레노이드 밸브(SOL) 등은 모두 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다.As seen above, the AC valve (AC), AB valve (AB), AR valve (AR), release valve (RE), and solenoid valve (SOL) of the
메인배관(240)은 실린더(140)와 연결되는 배관이다. 메인배관(240)은 하나가 구비되고 제1 라인(L1) 및 제5 라인(L5)이 메인배관(240)에 동시에 형성될 수 있다. 또는, 메인배관(240)은 두개가 구비되고, 각각에 제1 라인(L1) 및 제5 라인(L5)이 별개로 형성될 수도 있다. 메인배관(240)의 선단부에는 조인트블럭(241)이 배치될 수 있다. 조인트블럭(241)에는 실린더(140)의 라지챔버(142)와 스몰챔버(143)가 연결될 수 있다.The
오일탱크(T)는 오일이 유입되어 저장되거나, 저장된 오일을 유출할 수 있도록 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다.The oil tank (T) may be formed of at least one oil tank (T) to allow oil to flow in and be stored therein, or to allow the stored oil to flow out.
오일탱크(T)는 유압모터어셈블리(300)의 유압모터(310)에 배관으로 연결되는 제1 오일탱크(T1), 릴리즈 밸브(RE)에 배관으로 연결되는 제2 오일탱크(T2), 제7 라인에 연결되는 제3 오일탱크(T3), 제8 라인에 연결되는 제4 오일탱크(T4)를 포함할 수 있다.The oil tank (T) includes a first oil tank (T1) connected to the
본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템은 모바일(400)에 의해 제어될 수 있다.The boom energy recovery hydraulic system for construction equipment according to an embodiment of the present invention can be controlled by the mobile 400.
건설기계(100) 외부에 제어부(170)과 통신이 가능한 모바일(400)이 구비되고, 축압어셈블리(200)의 밸브어셈블리(230)는 모바일(400)의 조작 신호에 기초하여, 제어부(170)를 통해서 제어될 수 있다. 모바일(400)은 제어명령을 입력할 수 있는 입력수단과, 축압어셈블리(200)의 동작 상태는 표시하는 디스플레이 등의 출력수단을 구비할 수 있다. 예를 들어, 모바일(400)은 사용자가 갖는 단말기일 수 있고, 또는 스마트폰, PDA, 노트북, 태블릿 중 어느 하나일 수 있다. 모바일(400)은 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 비콘(Beacon), RFID 등의 통신 방식을 이용하여, 제어부(170)와 무선으로 통신할 수 있고, 모바일(400)의 통신 방식은 이에 제한되는 것은 아니다.A mobile 400 capable of communicating with the
제어부(170)는 조작 신호에 기초하여 건설기계(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(170)는 전자제어유닛(ECU)일 수 있다.The
구체적으로, 제어부(170)는 모바일(400)의 제어동작에 따른 조작 신호에 기초하여, 유압모터어셈블리(300)와 축압어셈블리(200)의 동작을 제어하여 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템을 동작시킬 수 있다.Specifically, the
제어부(170)는 모바일(400)의 제어동작에 따른 조작 신호에 기초하여, 붐업밸브(163) 또는 붐다운밸브(164)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.The
또한, 제어부(170)는 조이스틱(151)의 조작 신호에 기초하여, 건설기계(100)의 동작을 제어하고, 붐업밸브(163) 또는 붐다운밸브(164)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.In addition, the
이를 위하여, 조이스틱(151)에는 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)가 구비될 수 있다. 제1 센서(S1)는 조이스틱(151)의 붐업 동작 시의 압력 변화를 감지하여 조작 신호를 생성하고, 제2 센서(S2)는 조이스틱(151)의 붐다운 동작 시의 압력 변화를 감지하여 조작 신호를 생성할 수 있다.For this purpose, the
제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에 의해 생성된 조작 신호는 제어부(170)로 전달되고, 제어부(170)는 이러한 조작 신호에 기초하여, 붐업밸브(163) 또는 붐다운밸브(164)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.The operation signal generated by the first sensor (S1) and the second sensor (S2) is transmitted to the
여기서, 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에 의해 생성된 조작 신호는 제어부(170)를 통해 모바일(400)로 전송될 수 있다. 이를 통해, 모바일(400)로 붐업밸브(163) 또는 붐다운밸브(164)의 개폐 여부를 제어할 수 있다.Here, the manipulation signal generated by the first sensor S1 and the second sensor S2 may be transmitted to the mobile 400 through the
한편, 붐다운밸브(164)는 라지챔버라인(144)에도 배치될 수 있다. 즉, 붐다운밸브(164)는 붐다운밸브라인(166)의 유동뿐만 아니라, 라지챔버라인(144)의 유동도 제어할 수 있다. 이 경우, 상황에 따라서, 조이스틱(151)의 붐다운 동작 시에, 제어부(170)가 붐다운밸브(164)를 폐쇄되도록 제어하여, 라지챔버(142)로부터 메인컨트롤밸브(160)로 오일이 유동하는 것을 차단할 수도 있다.Meanwhile, the boom down
상기한 바와 같은 구조에 의하여, 제어부(170)를 통해 특정 모드를 선택할 수 있으며, 제어부(170)는 유압모터어셈블리(300)와 축압어셈블리(200)의 동작을 제어하여, 건설기계(100)를 다양한 모드로 동작시킬 수 있다.Due to the structure described above, a specific mode can be selected through the
여기서, 다양한 모드의 설정, 변경 및 해제는 모바일(400)을 통한 제어부(170)의 제어에 의해 이루어질 수 있다. 또한, 조이스틱(151)의 조작 신호를 통한 제어부(170)의 제어에 의해 이루어질 수 있다.Here, setting, changing, and canceling various modes can be accomplished by controlling the
제어부(170)의 조작에 의해 건설기계(100)의 붐의 붐다운 동작 시 붐 에너지를 회수할 수 있다.By manipulating the
구체적으로, 붐(130)의 붐다운 동작 시 축압기(220)에 오일을 차징하여 축압할 수 있으며, 붐(130)의 붐다운 동작 시 축압기(220)로 유입되는 오일을 일부를 재생하여 붐업 동작 시 사용할 수 있으며, 붐(130)의 붐다운 동작 시 축압기(220)에 오일이 가득 찬 경우 축압기(220)로 유입되는 오일의 일부를 오일탱크(T)로 리턴시킬 수 있다.Specifically, when the boom 130 moves down, oil can be charged to the
본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 차징 과정을 도 7을 참조하여 설명한다.The charging process of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom down operation of the boom according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
붐(130)의 붐다운 동작에 따른 포텐셜 에너지(Potential Energy)를 축압기(220)로 회수하여 차징한 후 저장된 에너지를 재사용할 수 있다. 구체적으로, 붐다운 시 축압기(220)에 저장된 포텐셜 에너지(Potential Energy)를 재사용하여 연료를 절감하고, 성능을 향상시킬 수 있다.Potential energy resulting from the boom-down operation of the boom 130 is recovered and charged to the
붐(130)이 붐다운하는 경우, 붐다운밸브(164)를 폐쇄하고, 실린더(140)의 스몰챔버(143)로 오일을 유입하여 실린더(140)의 로드(141)를 하강시키며, 로드(141)의 하강에 따른 라지챔버(142) 내부의 오일을 제1 라인(L1)을 통해 토출시킨다.When the boom 130 goes down, the boom down
제1 라인(L1)에서 유동하는 오일을 제2 라인(L2)을 통해 축압기(220)로 유입시키며, 축압기(220) 내로 유입된 오일은 축압된 후 재사용 및 재활용될 수 있다.Oil flowing in the first line (L1) flows into the
이때, 붐다운밸브(164)는 잠겨 있기 때문에, 오일이 메인컨트롤밸브(160) 측으로 유동하지 않고, 제1 라인(L1)으로만 토출될 수 있다. At this time, since the boom down
이러한 과정을 통해서, 붐(130)의 포텐셜 에너지(Potential Energy)를 축압기(220)에 저장할 수 있고, 저장된 포텐셜 에너지(Potential Energy)를 활용하여 건설기계(100)의 연료를 절감하거나, 성능을 향상시킬 수 있다.Through this process, the potential energy of the boom 130 can be stored in the
본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 재생 과정을 도 8을 참조하여 설명한다.The regeneration process of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom down operation of the boom according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
붐(130)의 붐다운 동작 시 오일을 축압기(220)로 유입시켜 붐(130)의 포텐셜에너지(Potential Energy)를 축압기(220)에 저장함과 함께, 오일을 스몰챔버(143)로 유입시켜 붐다운 속도를 증가시킬 수 있다.When the boom 130 moves down, oil flows into the
구체적으로, 붐(130)이 붐다운하는 경우, AB 밸브(AB)를 개방하여, 제1 라인(L1)에서 유동하는 오일의 일부를 제6 라인(L6) 및 제5 라인(L5)을 통해 실린더(140)의 스몰챔버(143)로 유입시킴과 함께, 제1 라인(L1)에서 유동하는 오일의 나머지를 제2 라인(L2)을 통해 축압기(220)로 유입시킬 수 있다.Specifically, when the boom 130 booms down, the AB valve (AB) is opened to allow part of the oil flowing in the first line (L1) to flow through the sixth line (L6) and the fifth line (L5). In addition to flowing into the
이렇게, 오일이 축압기(220)에 축압되는 과정과 스몰챔버(143)로 오일을 재유입시켜 로드(141)의 하강을 신속하게 진행함으로써 붐(130)의 붐다운 속력을 증가시킬 수 있다.In this way, the boom down speed of the boom 130 can be increased by rapidly lowering the
한편, 제5 라인(L5) 및 제6 라인(L6)에는 제8 라인(L8)이 더 연결될 수 있다. 제8 라인(L8)은 오일탱크(T), 즉 제4 오일탱크(T4)와 연결될 수 있다. 제8 라인(L8)을 통해서, AB 밸브(AB)를 통과한 오일이 제4 오일탱크(T4)로 유입될 수도 있다.Meanwhile, an eighth line L8 may be further connected to the fifth line L5 and the sixth line L6. The eighth line (L8) may be connected to the oil tank (T), that is, the fourth oil tank (T4). Through the eighth line (L8), oil that has passed through the AB valve (AB) may flow into the fourth oil tank (T4).
본 발명의 일 실시예에 따른 붐의 붐다운 동작 시 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템의 리턴 과정을 도 9를 참조하여 설명한다.The return process of the boom energy recovery hydraulic system for construction equipment during the boom down operation of the boom according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9.
붐(130)의 붐다운 동작 시 축압기(220)에 오일이 가득 찬 경우, 축압기(220)로 유입되는 오일을 제3 오일탱크(T3)로 우회시켜 붐(130)의 붐다운을 원활하게 할 수 있다.When the
구체적으로, 붐다운 동작 시 축압기(220)에 오일이 가득 찬 경우, AR 밸브(AR)를 개방하여, 제1 라인(L1)에서 유동하는 오일의 일부를 제7 라인(L7)을 통해 제3 오일탱크(T3)로 유입시킬 수 있다.Specifically, when the
이렇게, 축압기(220)에 오일이 꽉찬 경우, 더 이상 붐(130)의 붐다운이 작동되지 않을 수 있는데, 이 경우, 오일을 제3 오일탱크(T)로 우회시켜, 붐(130)의 붐다운을 원활하게 할 수 있다In this way, when the
여기서, 제2 라인(L2) 및 축압기(220)의 전단에는 제5 센서(S5)가 배치될 수 있으며, 제5 센서(S5)는 축압기(220) 전단의 압력을 측정할 수 있다. 따라서, 제5 센서(S5)에 의해서 축압기(220)에 오일이 가득차 있는 지 여부를 측정할 수 있다. Here, the fifth sensor S5 may be disposed in the second line L2 and in front of the
한편, 축압기(220)의 내부 압력을 감소시키기 위하여, 축압기에 축압된 오일을 외부로 배출하여 압력을 해소할 수 있다.Meanwhile, in order to reduce the internal pressure of the
구체적으로, 축압기(220)의 내부 압력을 감소시키기 위하여, 릴리즈 밸브(RE)를 개방한다. 여기서, 릴리즈 밸브(RE)는 온/오프(On/Off) 방식으로 구비되어 오일의 유량을 정밀하게 조절하는 것이 아닌, 단순 개방 또는 폐쇄 동작만 가능하도록 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Specifically, in order to reduce the internal pressure of the
이렇게, 릴리즈 밸브(RE)를 개방하여 축압기(220)에 축압된 오일의 일부를 축압기(220)와 제2 오일탱크(T2)를 연결하는 배관을 통해 제2 오일탱크(T2)로 토출시켜 축압기(220) 내부 압력을 감소시킬 수 있다.In this way, the release valve (RE) is opened to discharge a portion of the oil accumulated in the
예를 들어, 축압기(220)로 유입되어 축압되는 오일의 압력이 기 설정된 압력의 범위를 초과할 경우, 릴리즈 밸브(RE)를 상시 개방하여 축압기(220)로 유입되는 오일의 일부를 제2 오일탱크(T2)로 유입시켜 축압기(220)의 내부 압력을 감소시킬 수 있다For example, when the pressure of the oil flowing into the
한편, 건설기계(100)의 유지 보수 시 솔레노이드 밸브(SOL)를 개방하여 축압기(220) 내 오일의 전부를 제2 오일탱크(T2)로 유입시켜 압력해소 모드로 설정한 후 유지 보수를 진행할 수 있다.Meanwhile, when performing maintenance on the construction machine 100, the solenoid valve (SOL) is opened to allow all of the oil in the
예를 들어, 건설기계(100)를 운용하지 않은 상태이거나, 건설기계(100), 유압모터어셈블리(300) 또는 축압어셈블리(200)를 정비하는 경우, 솔레노이드 밸브(SOL)를 개방하여 축압기(220) 내의 오일 전부를 제2 오일탱크(T2)로 유입시켜 축압기(220)의 내부 압력을 해소한 후 정비를 진행함으로써 안전사고 등을 예방할 수 있다.For example, when the construction machine 100 is not in operation or when the construction machine 100,
이렇게, 건설기계(100)의 유지 보수 시에도, 릴리즈 밸브(RE) 만을 개방하여 축압기(220)의 압력을 해소하거나, 솔레노이드 밸브(SOL) 만을 개방하여 축압기(220)의 압력을 해소하거나, 릴리즈 밸브(RE) 및 솔레노이드 밸브(SOL) 모두를 개방하여 축압기의 압력을 해소할 수 있다.In this way, even during maintenance of the construction machine 100, only the release valve (RE) is opened to relieve the pressure of the
여기서, 릴리즈 밸브(RE)의 개방 시 솔레노이드 밸브(SOL)는 폐쇄될 수 있으며, 마찬가지로 솔레노이드 밸브(SOL)의 개방 시 릴리즈 밸브(RE)는 폐쇄될 수 있다.Here, when the release valve (RE) is opened, the solenoid valve (SOL) may be closed, and similarly, when the solenoid valve (SOL) is opened, the release valve (RE) may be closed.
한편, 붐(130)의 붐다운 시 발생되는 포텐셜 에너지(Potential Energy)의 회수 동작을 일시 중단할 수 있다. 즉, 도 2 및 도 7을 참조하여 설명하면, 붐(130)의 붐다운 동작이 진행되는 도중에, 붐(130)이 지면에 닿아서 붐(130)의 붐다운에 더 큰 힘이 필요한 경우, 축압기(220)의 오일 축압을 중단할 수 있다.Meanwhile, the recovery operation of potential energy generated when the boom 130 is brought down can be temporarily suspended. That is, when explaining with reference to FIGS. 2 and 7, during the boom-down operation of the boom 130, if the boom 130 touches the ground and a greater force is required to boom-down the boom 130, Oil accumulation in the
이때, 제1 라인(L1)과 제5 라인(L5)에는 제3 센서(S3) 및 제4 센서(S4)가 배치될 수 있으며, 제3 센서(S3) 및 제4 센서(S4)는 상시 유압을 측정할 수 있고, 측정된 유압의 측정값을 제어부(170)에 전달할 수 있다.At this time, the third sensor (S3) and the fourth sensor (S4) may be placed on the first line (L1) and the fifth line (L5), and the third sensor (S3) and fourth sensor (S4) are always Oil pressure can be measured, and the measured oil pressure value can be transmitted to the
제어부(170)는 이러한 측정값들을 통해 붐(130)이 지면에 닿았는지 여부를 판단할 수 있다.The
구체적으로, 제어부(170)가 붐(130)이 지면에 닿았다고 판단하면, 축압기(220)와 연결되는 제2 라인(L2)의 AC 밸브(AC)를 폐쇄하여, 축압기(220) 내 오일의 축압을 일시 정지할 수 있다.Specifically, when the
또한, 제어부(170)가 붐(130)이 지면에 닿았다고 판단하면, AC 밸브(AC)와 AR 밸브(AR)를 모두 폐쇄하고, AB 밸브(AB)를 개방하여 라지챔버(142)에서 토출되는 오일을 스몰챔버(143)로만 유입시켜, 축압기(220) 내 오일의 축압을 일시 정지할 수 있다.In addition, when the
즉, 제2 라인(L2)에 배치되는 AC 밸브(AC)와 제7 라인(L7)에 배치되는 AR 밸브(AR)를 폐쇄하고, 제6 라인(L6)에 배치되는 AB 밸브(AB)만을 개방하여 라지챔버(142)에서 토출되는 오일이 모두 스몰챔버(143)로 유입되도록 제어할 수 있다.That is, the AC valve (AC) disposed in the second line (L2) and the AR valve (AR) disposed in the seventh line (L7) are closed, and the AB valve (AB) disposed in the sixth line (L6) is closed. By opening, it can be controlled so that all the oil discharged from the
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이러한 수정, 변경 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Above, an embodiment of the present invention has been described, but those skilled in the art can add, change, delete or add components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the patent claims. The present invention may be modified and changed in various ways, and such modifications and changes will also be included within the scope of the rights of the present invention.
100 : 건설기계
110 : 본체
120 : 엔진
121 : 샤프트
122 : 메인펌프
123 : 보조펌프
130 : 붐
140 : 실린더
141 : 로드
142 : 라지챔버
143 : 스몰챔버
144 : 라지챔버라인
145 : 스몰챔버라인
150 : 캐비넷
151 : 조이스틱
160 : 메인컨트롤밸브
161 : 스풀
162 : 메인밸브라인
163 : 붐업밸브
164 : 붐다운밸브
165 : 붐업밸브라인
166 : 붐다운밸브라인
170 : 제어부
200 : 축압어셈블리
210 : 브라켓
211 : 마운트
212 : 중공부
213 : 홈부
220 : 축압기
230 : 밸브어셈블리
240 : 메인배관
241 : 조인트블럭
250 : 파일럿배관
300 : 유압모터어셈블리
310 : 유압모터
400 : 모바일
AC : AC 밸브
AB : AB 밸브
AR : AR 밸브
RE : 릴리즈 밸브
SOL : 솔레노이드 밸브
L1 : 제1 라인
L2 : 제2 라인
L4 : 제4 라인
L5 : 제5 라인
L6 : 제6 라인
L7 : 제7 라인
L8 : 제8 라인
S1 : 제1 센서
S2 : 제2 센서
S3 : 제3 센서
S4 : 제4 센서
S5 : 제5 센서
T1 : 제1 오일탱크
T2 : 제2 오일탱크
T3 : 제3 오일탱크
T4 : 제4 오일탱크100: Construction machinery
110: main body
120: engine
121: shaft
122: main pump
123: Auxiliary pump
130: Boom
140: cylinder
141: load
142: Large chamber
143: Small chamber
144: Large chamber line
145: Small chamber line
150: cabinet
151: Joystick
160: Main control valve
161: spool
162: Main valve line
163: Boom up valve
164: Boom down valve
165: Boom-up valve line
166: Boom down valve line
170: control unit
200: Accumulated pressure assembly
210: bracket
211: mount
212: Ministry of SMEs and Startups
213: Home Department
220: accumulator
230: Valve assembly
240: main piping
241: Joint block
250: Pilot piping
300: Hydraulic motor assembly
310: Hydraulic motor
400: mobile
AC: AC valve
AB: AB valve
AR: AR valve
RE: Release valve
SOL: Solenoid valve
L1: first line
L2: 2nd line
L4: 4th line
L5: 5th line
L6: 6th line
L7: 7th line
L8: 8th line
S1: first sensor
S2: second sensor
S3: Third sensor
S4: 4th sensor
S5: Fifth sensor
T1: 1st oil tank
T2: Second oil tank
T3: Third oil tank
T4: 4th oil tank
Claims (9)
상기 실린더에 연결되어 실린더로 제공되는 오일의 유동을 선택적으로 제어하는 메인컨트롤밸브;
상기 엔진에 연결되어, 유체에 의해 형성되는 회전력을 상기 엔진에 제공하는 유압모터어셈블리;
상기 실린더에 연결되는 메인배관; 및
상기 메인배관에 연결되고, 오일이 유동하는 복수의 라인과, 상기 복수의 라인 중 선택된 어느 하나의 라인에 설치되는 밸브를 포함하는 밸브어셈블리;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
A rod moves up and down by the flow of oil, a cylinder including a large chamber and a small chamber formed at the top of the large chamber, an engine that provides a flow of oil to the cylinder, and an engine connected to the cylinder and the engine to provide oil In the boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, which includes an accumulator that accumulates pressure and recovers energy when the boom is down by controlling the flow of oil,
a main control valve connected to the cylinder and selectively controlling the flow of oil provided to the cylinder;
a hydraulic motor assembly connected to the engine and providing rotational force generated by fluid to the engine;
a main pipe connected to the cylinder; and
a valve assembly connected to the main pipe and including a plurality of lines through which oil flows, and a valve installed in one line selected from the plurality of lines;
A boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, comprising:
상기 밸브어셈블리는,
상기 실린더의 라지챔버에 일측이 연결되는 제1 라인과, 상기 제1 라인과 축압기를 연결하는 제2 라인과, 상기 실린더의 스몰챔버에 일측이 연결되는 제5 라인과, 상기 제1 라인에서 분기되고, 상기 제5 라인에 연결되는 제6 라인, 및 상기 제1 라인에서 분기되고, 오일탱크에 연결되는 제7 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 1,
The valve assembly is,
A first line connected on one side to the large chamber of the cylinder, a second line connecting the first line and an accumulator, a fifth line connected on one side to the small chamber of the cylinder, and in the first line A boom energy recovery hydraulic system for construction equipment, comprising a sixth line branched and connected to the fifth line, and a seventh line branched from the first line and connected to an oil tank.
상기 제2 라인은,
오일의 유량을 제어하는 AC 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 2,
The second line is,
A boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, comprising an AC valve that controls the flow rate of oil.
상기 AC 밸브는,
상기 붐이 붐다운 동작할 경우 개방되어, 실린더에서 토출되는 오일이 제1 라인 및 제2 라인을 통해 축압기를 향해서만 유입되도록 오일의 유량을 제어하여 축압기에 오일을 차징하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 3,
The AC valve is,
The boom is opened when the boom is operated down, and the flow rate of the oil is controlled so that the oil discharged from the cylinder flows only toward the accumulator through the first line and the second line, characterized in that the oil is charged to the accumulator. Boom energy recovery hydraulic system for construction machinery.
상기 제6 라인은,
오일의 유량을 제어하는 AB 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 2,
The sixth line is,
A boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, comprising an AB valve that controls the flow rate of oil.
상기 AB 밸브는,
상기 붐이 붐다운 동작할 경우 개방되어, 실린더의 라지챔버에서 토출되는 오일이 제1 라인을 통해 축압기로 유입시킴과 동시에, 오일의 일부가 제6 라인 및 제5 라인을 통해 스몰챔버로 유입되도록 오일의 유량을 제어하여 오일을 재생하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 5,
The AB valve is,
When the boom moves down, it opens, allowing oil discharged from the large chamber of the cylinder to flow into the accumulator through the first line, and at the same time, part of the oil flows into the small chamber through the sixth line and fifth line. A boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, characterized in that it regenerates oil by controlling the oil flow rate as much as possible.
상기 제7 라인은,
오일의 유량을 제어하는 AR 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 2,
The seventh line is,
A boom energy recovery hydraulic system for construction machinery, comprising an AR valve that controls the flow rate of oil.
상기 AR 밸브는,
상기 붐의 붐다운 동작 시 제1 라인 및 제2 라인을 통해 유입되는 오일이 축압기에 가득 찰 경우 개방되어, 축압기로 향하는 오일의 유량을 제어하여 오일의 일부를 오일탱크로 리턴시키는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.
In claim 7,
The AR valve is,
During the boom down operation of the boom, when the oil flowing in through the first line and the second line fills the accumulator, it opens, controls the flow rate of oil toward the accumulator, and returns part of the oil to the oil tank. Boom energy recovery hydraulic system for construction equipment.
상기 유압모터어셈블리는,
내부에 오일이 유입되면 회전력을 형성하는 가변형 유압모터를 포함하고,
상기 가변형 유압모터의 토크를 제어하여 유입되는 오일의 유입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 붐 에너지 회수 유압시스템.In claim 1,
The hydraulic motor assembly is,
It includes a variable hydraulic motor that generates rotational force when oil flows inside,
A boom energy recovery hydraulic system for construction equipment, characterized in that the inflow amount of oil is adjusted by controlling the torque of the variable hydraulic motor.
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PCT/KR2023/007214 WO2023229408A1 (en) | 2022-05-27 | 2023-05-25 | Boom energy recovery hydraulic system for construction machinery |
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KR102309862B1 (en) | 2017-04-10 | 2021-10-08 | 두산인프라코어 주식회사 | Hydraulic system of construction machinery |
-
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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