WO2013089284A1 - 건설기계의 유압시스템 - Google Patents

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WO2013089284A1
WO2013089284A1 PCT/KR2011/009525 KR2011009525W WO2013089284A1 WO 2013089284 A1 WO2013089284 A1 WO 2013089284A1 KR 2011009525 W KR2011009525 W KR 2011009525W WO 2013089284 A1 WO2013089284 A1 WO 2013089284A1
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control valve
pressure
discharge flow
hydraulic pump
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PCT/KR2011/009525
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배상기
이재훈
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system of a construction machine, and more particularly, in a hydraulic system equipped with a pressure compensation valve, to improve the operability during a combined operation of simultaneously operating a turning device and a work device such as an boom of an excavator. It relates to a hydraulic system of construction machinery.
  • variable displacement hydraulic pump 3 (hereinafter referred to as “hydraulic pump") connected to the engine (not shown),
  • An actuator (for example, a boom cylinder, etc.) 5 for a work device connected to the discharge passage 4 of the hydraulic pump 3 and driven according to the operation of the work lever for the work device;
  • a swing motor 7 connected to the flow path 6 branched from the discharge flow path 4 and driven according to the operation of the swing operation device 2;
  • a first pressure compensation valve disposed on an upstream side of the discharge passage 4a of the first control valve 8 and having an opening amount controlled by a maximum load sensing (max LS) pressure and a pressure difference between the discharge passage 4a ( 10) (which is a pressure compensation valve for work equipment),
  • a second pressure compensation valve disposed on an upstream side of the discharge passage 6a of the second control valve 9 and having an opening amount controlled by a maximum load sensing (max LS) pressure and a pressure difference between the discharge passage 6a ( 11) (which is a pressure compensating valve for turning).
  • the maximum load sensing pressure and discharge flow paths of the first and second control valves 8 and 9 (The opening area of the first pressure compensation valve 10 having a load pressure smaller than the maximum load sensing pressure is determined by the first and second pressure compensation valves 10 and 11 whose opening amounts are controlled by the pressure difference between 4a and 6a. Since the size is reduced, the flow rate supplied to the actuator 5 for the work device can be reduced to ensure complex operation.
  • the swing load pressure becomes relatively high.
  • the spool of the first pressure compensation valve 10 connected to the work device such as the boom or the arm is switched in the almost closed direction, the flow rate supplied from the hydraulic pump 3 to the actuator 5 such as the boom or the arm is reduced. . Therefore, the working device such as the boom or the arm is hardly driven, so there is a problem that the complex operation falls.
  • Embodiment of the present invention when operating the operating device such as the boom and the like of the equipment to which the hydraulic system with a pressure compensation valve is applied at the same time combined operation, the construction machine to improve the operability is improved workability Associated with the hydraulic system.
  • An operation lever for a work device and a swing operation device for respectively outputting an operation signal in proportion to an operation amount by a driver
  • Variable displacement hydraulic pump connected to the engine
  • An actuator for the work device connected to the discharge flow path of the hydraulic pump and driven by the operation of the work lever for the work device;
  • a swing motor connected to a flow path branched from the discharge flow path of the hydraulic pump and driven by the operation of the swing operation device;
  • a first control valve installed in a discharge flow path between the hydraulic pump and the actuator for the work device, the first control valve controlling the start, stop and direction change of the actuator for the work device during the changeover due to the operation of the work lever for the work device;
  • a second control valve installed in a flow path between the hydraulic pump and the swing motor and controlling the starting, stopping, and direction change of the swing motor during the changeover due to the operation of the swing operation device;
  • a first pressure compensation valve installed upstream of the discharge flow path of the first control valve, the first pressure compensation valve having an opening controlled by a maximum load sensing pressure and a pressure difference between the first control valve discharge path;
  • a second pressure compensation valve installed upstream of the discharge flow path of the second control valve, the second pressure compensation valve having an opening controlled by a maximum load sensing pressure and a pressure difference between the second control valve discharge flow path;
  • the discharge flow path pressure of the first control valve is transmitted to the maximum load sensing pressure line through the flow path, and the flow path that transfers the discharge flow path pressure of the second control valve to the maximum load sensing pressure line is blocked so that excessive pressure is increased when turning. It is configured not to be transmitted to the load sensing pressure line.
  • Hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention configured as described above has the following advantages.
  • the working device such as the boom of the excavator and the turning at the same time
  • the working device and the turning drive is operated in harmony during the compound operation, it is possible to improve the workability by improving the operability.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic system of a construction machine according to the prior art
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • hydraulic pump 3 A variable displacement hydraulic pump (hereinafter referred to as "hydraulic pump") 3 connected to the engine (not shown),
  • An actuator 5 for the work device which is connected to the discharge passage 4 of the hydraulic pump 3 and is driven by the operation of the work lever 1 for the work device;
  • a swing motor 7 connected to the flow path 6 branched from the discharge flow path 4 of the hydraulic pump 3 and driven by the operation of the swing operation device 2;
  • the first pressure compensation valve which is provided upstream of the discharge passage 4a of the first control valve 8 and whose opening amount is controlled by the maximum load sensing pressure and the pressure difference of the discharge passage 4a of the first control valve 8. 10,
  • the second pressure compensation valve is provided on the upstream side of the discharge passage 6a of the second control valve 9 and whose opening is controlled by the difference between the maximum load sensing pressure and the pressure of the discharge passage 6a of the second control valve 9.
  • the discharge passage 4a pressure of the first control valve 8 is transmitted to the maximum load sensing pressure line 12 through the passage 13, and the discharge passage 6a pressure of the second control valve 9 is loaded maximum.
  • the flow passage 14 which transmits to the sensing pressure line 12 is made to be blocked, and is configured such that excessive pressure is not transmitted to the maximum load sensing line 12 when turning.
  • reference numeral T denotes a hydraulic tank.
  • the swing motor 7 is driven by the above-described swing operation device 2, and at the same time, the work device of the boom or the arm is operated due to the operation of the operation lever 1 for the work device.
  • the swing load pressure becomes relatively high.
  • the flow path 14 for transmitting the swing load pressure to the maximum load sensing pressure line 12 is blocked, the excessive load pressure generated during the swing is not transmitted to the maximum load sensing line 12.
  • the spool of the first pressure compensation valve 10 connected to the working device such as the boom or the arm does not close, so that the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 3 can be supplied to the actuator 5 such as the boom or the arm.

Abstract

붐 등의 작업장치와 선회를 동시에 조작하는 복합 작동시 조작성을 향상시킬 수 있는 유압시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 유압시스템에 있어서, 작업장치용 조작레버 및 선회용 조작장치와, 유압펌프와, 유압펌프에 각각 연결되는 작업장치용 액츄에이터 및 선회모터와, 유압펌프와 작업장치용 액츄에이터사이의 토출유로에 설치되며 절환시 작업장치용 액츄에이터를 제어하는 제1제어밸브와, 유압펌프와 선회모터사이의 유로에 설치되며 절환시 선회모터를 제어하는 제2제어밸브와, 제1제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며 최대 로드센싱 압력과 제1제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1압력보상밸브와, 제2제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며 최대 로드센싱 압력과 제2제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제2압력보상밸브와, 제1제어밸브의 토출유로 압력이 유로를 통해 최대 로드센싱 압력라인에 전달되고 제2제어밸브의 토출유로 압력을 최대 로드센싱 압력라인에 전달하는 유로는 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유압시스템을 제공한다.

Description

건설기계의 유압시스템
본 발명은 건설기계의 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력보상밸브가 구비된 유압시스템에 있어서, 굴삭기의 붐 등의 작업장치와 선회를 동시에 조작하는 복합작동시 조작성을 향상시킬 수 있도록 한 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 종래 기술에 의한 굴삭기 등의 건설기계의 유압시스템은,
운전자에 의한 조작량에 비례하여 조작신호를 각각 출력하는 작업장치용 조작레버(actuator joystick)(1) 및 선회용 조작장치(swing motor)(2)와,
엔진(미도시됨)에 연결되는 가변용량형 유압펌프(3)(이하, "유압펌프" 라고 함)와,
유압펌프(3)의 토출유로(4)에 연결되며, 작업장치용 조작레버(1)의 조작에 따라 구동되는 작업장치용 액츄에이터(일 예로서 붐실린더 등)(5)와,
토출유로(4)에서 분기된 유로(6)에 연결되며, 선회용 조작장치(2)의 조작에 따라 구동되는 선회모터(7)와,
유압펌프(3)와 작업장치용 액츄에이터(5)사이의 토출유로(4)에 설치되며, 작업장치용 조작레버(1)의 조작으로 인해 절환시 액츄에이터(3)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제1제어밸브(8)와,
유압펌프(3)와 선회모터(7)사이의 유로(6)에 설치되며, 선회용 조작장치(2)의 조작으로 인해 절환시 선회모터(7)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제2제어밸브(9)와,
제1제어밸브(8)의 토출유로(4a) 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱(max LS;load sensing) 압력과 토출유로(4a) 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1압력보상밸브(10)(작업장치용 압력보상밸브임)와,
제2제어밸브(9)의 토출유로(6a) 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱(max LS;Load Sensing) 압력과 토출유로(6a) 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제2압력보상밸브(11)(선회용 압력보상밸브임)를 포함한다.
전술한 바와 같이 압력보상밸브(pressure compensated valve)가 구비된 로드센싱밸브(load sensing valve)가 적용되는 굴삭기에 있어서, 최대 로드센싱 압력과 제1,2제어밸브(8,9)의 토출유로(4a,6a)의 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1,2압력보상밸브(10,11)에 의해, 최대 로드 센싱 압력보다 작은 부하 압력을 갖는 제1압력보상밸브(10)의 개구 면적을 축소 하므로, 작업장치용 액츄에이터(5)로 공급되는 유량을 줄여 복합조작성을 확보할 수 있다.
한편, 전술한 선회용 조작장치(2)의 조작으로 인해 선회모터(7)를 구동시키며, 이와 동시에 작업장치용 조작레버(1)의 조작으로 인해 붐이나 아암의 작업장치를 조작하는 복합작동일 경우 선회측 부하 압력이 상대적으로 높게 된다. 이로 인해 붐이나 아암 등의 작업장치에 연결된 제1압력보상밸브(10)의 스풀이 거의 닫히는 방향으로 절환되므로 유압펌프(3)로부터 붐이나 아암 등의 액츄에이터(5)에 공급되는 유량이 적게 된다. 따라서 붐이나 아암 등의 작업장치가 거의 구동되지않아 복합조작성이 떨어지는 문제점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 압력보상밸브가 구비된 유압시스템이 적용되는 장비의 붐 등의 작업장치와 선회를 동시에 조작하여 복합작동시킬 경우, 조작성이 향상되어 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 건설기계의 유압시스템과 관련된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압시스템은,
운전자에 의한 조작량에 비례하여 조작신호를 각각 출력하는 작업장치용 조작레버 및 선회용 조작장치와,
엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프와,
유압펌프의 토출유로에 연결되며, 작업장치용 조작레버의 조작에 의해 구동되는 작업장치용 액츄에이터와,
유압펌프의 토출유로에서 분기된 유로에 연결되며, 선회용 조작장치의 조작에 의해 구동되는 선회모터와,
유압펌프와 작업장치용 액츄에이터사이의 토출유로에 설치되며, 작업장치용 조작레버의 조작으로 인해 절환시 작업장치용 액츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제1제어밸브와,
유압펌프와 선회모터사이의 유로에 설치되며, 선회용 조작장치의 조작으로 인해 절환시 선회모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제2제어밸브와,
제1제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 제1제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1압력보상밸브와,
제2제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 제2제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제2압력보상밸브와,
제1제어밸브의 토출유로 압력이 유로를 통해 최대 로드센싱 압력라인에 전달되고, 제2제어밸브의 토출유로 압력을 최대 로드센싱 압력라인에 전달하는 유로는 차단되도록 이뤄지며, 선회시 과도한 압력이 최대 로드센싱 압력라인에 전달되지않도록 구성된다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.
굴삭기의 붐 등의 작업장치와 선회를 동시에 조작하여 복합작동시 작업장치와 선회 구동이 조화를 이루어 작동되므로, 조작성 개선으로 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 건설기계의 유압시스템의 유압회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압시스템의 유압회로도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명〉
1; 작업장치용 조작레버
2; 선회용 조작장치
3; 가변용량형 유압펌프
4; 토출유로
5; 작업장치용 액츄에이터
6; 유로
7; 선회모터
8; 제1제어밸브
9; 제2제어밸브
10; 제1압력보상밸브
11; 제2압력보상밸브
12; 최대 로드센싱 압력라인
13,14; 유로
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압시스템은,
운전자에 의한 조작량에 비례하여 조작신호를 각각 출력하는 작업장치용 조작레버(1) 및 선회용 조작장치(2)와,
엔진(미도시됨)에 연결되는 가변용량형 유압펌프(이하, "유압펌프" 라고 함)(3)와,
유압펌프(3)의 토출유로(4)에 연결되며, 작업장치용 조작레버(1)의 조작에 의해 구동되는 작업장치용 액츄에이터(5)와,
유압펌프(3)의 토출유로(4)에서 분기된 유로(6)에 연결되며, 선회용 조작장치(2)의 조작에 의해 구동되는 선회모터(7)와,
유압펌프(3)와 작업장치용 액츄에이터(5)사이의 토출유로(4)에 설치되며, 작업장치용 조작레버(1)의 조작으로 인해 절환시 작업장치용 액츄에이터(5)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제1제어밸브(8)와,
유압펌프(3)와 선회모터(7)사이의 유로(6)에 설치되며, 선회용 조작장치(7)의 조작으로 인해 절환시 선회모터(7)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제2제어밸브(9)와,
제1제어밸브(8)의 토출유로(4a) 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 제1제어밸브(8)의 토출유로(4a) 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1압력보상밸브(10)와,
제2제어밸브(9)의 토출유로(6a) 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 제2제어밸브(9)의 토출유로(6a) 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제2압력보상밸브(11)와,
제1제어밸브(8)의 토출유로(4a) 압력이 유로(13)를 통해 최대 로드센싱 압력라인(12)에 전달되고, 제2제어밸브(9)의 토출유로(6a) 압력을 최대 로드센싱 압력라인(12)에 전달하는 유로(14)는 차단되도록 이뤄지며, 선회시 과도한 압력이 최대로드센싱 라인(12)에 전달되지않도록 구성된다.
도면중 미 설명부호 T는 유압탱크이다.
한편, 전술한 작업장치용 조작레버(1) 및 선회용 조작장치(2)를 동시에 조작하여 선회와 작업장치를 복합작동시킬 경우, 제1제어밸브(8)의 토출유로(4a) 압력이 유로(13)를 통해 최대 로드센싱 압력라인(12)에 전달되고, 제2제어밸브(9)의 토출유로(6a) 압력을 최대 로드센싱 압력라인(12)에 전달하는 유로(14)는 차단되도록 구성한 것을 제외한 구성은, 도 1에 도시된 유압시스템의 구성과 동일하므로 이들의 구성 및 작동의 설명은 생략하고, 중복되는 구성에 대한 도면부호는 동일하게 표기한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 유압시스템의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2에서와 같이, 전술한 선회용 조작장치(2)의 조작으로 인해 선회모터(7)를 구동시키며, 이와 동시에 작업장치용 조작레버(1)의 조작으로 인해 붐이나 아암의 작업장치를 조작하는 복합작동일 경우, 선회측 부하 압력이 상대적으로 높게 된다. 이때 선회측 부하 압력을 최대 로드센싱 압력라인(12)에 전달하는 유로(14)가 차단된 상태이므로, 선회시 발생되는 과도한 부하 압력이 최대 로드센싱 라인(12)에 전달되지 않게 된다. 이로 인해 붐이나 아암 등의 작업장치에 연결된 제1압력보상밸브(10)의 스풀이 닫히지 않게 되므로, 유압펌프(3)로부터 토출되는 작동유를 붐이나 아암 등의 액츄에이터(5)에 공급할 수 있다.
따라서, 굴삭기의 선회시 작업장치를 동시에 조작하여 복합작동시킬 경우에도 복합조작성을 확보할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 압력보상밸브가 구비된 유압시스템이 적용되는 장비의 붐 등의 작업장치와 선회를 동시에 조작하여 복합작동시킬 경우 조작성이 향상되므로 작업성을 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

  1. 운전자에 의한 조작량에 비례하여 조작신호를 각각 출력하는 작업장치용 조작레버 및 선회용 조작장치와,
    엔진에 연결되는 가변용량형 유압펌프와,
    상기 유압펌프의 토출유로에 연결되며, 작업장치용 조작레버의 조작에 의해구동되는 작업장치용 액츄에이터와,
    상기 유압펌프의 토출유로에서 분기된 유로에 연결되며, 선회용 조작장치의 조작에 의해 구동되는 선회모터와,
    상기 유압펌프와 작업장치용 액츄에이터사이의 토출유로에 설치되며, 상기 작업장치용 조작레버의 조작으로 인해 절환시 상기 작업장치용 액츄에이터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제1제어밸브와,
    상기 유압펌프와 선회모터사이의 유로에 설치되며, 상기 선회용 조작장치의 조작으로 인해 절환시 선회모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 제2제어밸브와,
    상기 제1제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 상기 제1제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제1압력보상밸브와,
    상기 제2제어밸브의 토출유로 상류측에 설치되며, 최대 로드센싱 압력과 상기 제2제어밸브 토출유로 압력차에 의해 개구량이 제어되는 제2압력보상밸브와,
    상기 제1제어밸브의 토출유로 압력이 유로를 통해 최대 로드센싱 압력라인에 전달되고, 상기 제2제어밸브의 토출유로 압력을 상기 최대 로드센싱 압력라인에 전달하는 유로는 차단되도록 이뤄지며, 선회시 과도한 압력이 상기 최대 로드센싱 압력라인에 전달되지않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
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