WO2013100457A1

WO2013100457A1 - 굴삭기 주행 연비 절감 시스템

Info

Publication number: WO2013100457A1
Application number: PCT/KR2012/010975
Authority: WO
Inventors: 손원선; 여명구; 김경태
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-07-04
Also published as: EP2799723A4; EP2799723A1; CN104024657A; CN104024657B; US9587379B2; KR20140137022A; EP2799723B1; KR101893611B1; US20140366517A1

Abstract

본 발명은 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에 관한 것으로, 엔진의 동력에 의해 구동되고 각각 제1, 제2 작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프; 제1 작동유를 주행 제어 유닛과 제1 제어 유닛 그룹를 경유하여 드레인 라인으로 제1 작동유를 안내하는 제1 바이패스 라인; 제2 작동유를 제2 제어 유닛 그룹을 경유하여 드레인 라인으로 안내하는 제2 바이패스 라인; 작업모드와 주행모드 중에 어느 하나를 선택하도록 하는 스위치 유닛; 및 제1 바이패스 라인과 제2 바이패스 라인을 선택적으로 연결함으로써 제2 바이패스 라인의 제2 작동유를 주행 제어 유닛의 상류로 공급 가능한 합류 제어 유닛;을 포함하며, 주행 모드가 선택되면, 합류 제어 유닛에 의해 제 1 바이패스 라인과 제 2 바이패스 라인이 연결되어 제1 작동유와 제2 작동유가 합류된 후에 주행 제어 유닛으로 공급되는 것을 특징으로 한다. 대표도: 도 2

Description

굴삭기 주행 연비 절감 시스템

본 발명은 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 주행시 주행 연비를 절감할 수 있는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 엔진에서 출력되는 동력에 의해 유압펌프와 파일럿 펌프를 구동하고, 유압펌프는 작동유를 토출하여 복수의 제어 유닛에 제공한다.

복수의 제어 유닛에는 액추에이터가 각각 연결된다.

또한, 파일럿 펌프는 파일럿 작동유를 토출하여 상기 복수의 제어유닛의 스풀에 제공되고, 작업자가 조이스틱을 조작하면 조작에 해당되는 제어 유닛에 파일럿 작동유가 제공된다.

해당 제어 유닛의 스풀이 개방되면 작동유를 해당 액추에이터에 제공하여 해당 액추에이터가 구동하게 된다.

복수의 액추에이터는 주행 모터, 스윙 모터, 붐 액추에이터, 암 액추에이터, 버킷 액추에이터 등이 있고, 추가로 옵션 액추에이터 또는 아우트리거(outrigger), 도저(dozer)가 더 포함될 수도 있다.

이하 첨부도면 도 1을 참조하여 일반적인 굴삭기 유압 회로 시스템을 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 굴삭기 유압 회로 시스템은 작동유의 유압을 발생시키는 구성과 작동유의 흐름을 제어하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.

작동유의 유압을 발생시키는 구성은 엔진(E)의 출력축과 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2) 및 파일럿 펌프(P3)의 축이 상호 연결되는 구성이고, 엔진(E)이 구동하면 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2)는 작동유를 토출하고, 파일럿 펌프(P3)는 파일럿 작동유를 토출한다.

한편, 제1 유압펌프(P1)에서 토출되는 작동유는 제1 바이패스 라인(10)을 통과하여 드레인 라인(30)으로 연결되고, 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 작동유는 제2 바이패스 라인(20)을 통과하여 드레인 라인(30)으로 연결된다.

한편, 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2)의 출구 측에는 안전라인(40)이 연결되고, 안전라인(40)에는 안전밸브 유닛(50)이 구비된다.

안전밸브 유닛(50)은 유압회로 시스템에서 작동유에 발생하는 압력이 허용되는 압력보다 높은 압력으로 형성될 때에 개방되어 작동유를 배출시키도록 한다.

제1 바이패스 라인(10)에는 주행 제어 유닛(100)과 옵션 제어 유닛(110)과 스윙 제어 유닛(120)과 붐2속 제어 유닛(130b)과 암1속 제어 유닛(140a)이 순차적으로 배치된다. 이하에서 옵션 제어 유닛(110)과 스윙 제어 유닛(120)과 붐2속 제어 유닛(130b)과 암1속 제어 유닛(140a)은 제1 제어 유닛 그룹(A)으로 칭한다.

또한, 제2 바이패스 라인(20)에는 아우트리거 제어 유닛(150)과 버킷 제어 유닛(160)과 붐2속 제어 유닛(130a)과 암2속 제어 유닛(140b)이 순차적으로 배치된다. 이하에서 아우트리거 제어 유닛(150)과 버킷 제어 유닛(160)과 붐2속 제어 유닛(130a)과 암2속 제어 유닛(140b)은 제2 제어 유닛 그룹(B)으로 칭한다.

한편, 암1속 제어 유닛(140a)의 제1 입구측과 암2속 제어 유닛(140b)의 입구측은 제1 합류 라인(41)으로 연결된다.

또한, 제1 병렬라인(12)은 한쪽이 제1 유압펌프(P1)의 출구 측과 연결되고, 다른 한쪽이 상술한 제1 합류 라인(41)과 연결되며 역류가 방지되도록 체크 밸브가 구비된다.

또한, 제2 병렬라인(22)은 한쪽이 제2 유압펌프(P2)의 출구측과 연결되고, 다른 한쪽이 상술한 암2속 제어 유닛(140b)의 제2 입구측과 연결되며 역류가 방지되도록 체크 밸브가 구비된다.

제1 병렬라인(12)은 제1 바이패스 라인(10)에 구비된 제어 유닛에 작동유를 제공하도록 하고, 제2 병렬라인(22)은 제2 바이패스 라인(20)에 구비된 제어 유닛에 작동유를 제공하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 굴삭기의 유압회로 시스템은 작업자가 운전석에서 주행/작업 선택스위치를 조작하여 주행을 선택하는 경우에 컷오프(cut off)기능이 작용된다.

컷오프 기능이 작용되면 주행제어 유닛(100)에 파일럿 작동유가 제공되어 주행이 가능하지만, 다른 액추에이터의 제어 유닛의 파일럿 라인이 차단되어 조이스틱을 조작하더라도 주행 외에 다른 작동 예컨대, 상부체 선회, 붐 승강, 암 덤프/클라우드, 버킷 덤프/클라우드 등의 작동은 되지 않게 된다.

그러나 일반적인 굴삭기 유압회로 시스템은 다음과 같은 문제가 있다.

엔진(E)이 구동되면 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2)와 파일럿 펌프(P3)가 동시에 구동되고, 주행제어 유닛(100)은 제1 유압펌프(p1)로부터 작동유를 제공받는다.

파일럿 펌프(P3)는 파일럿 작동유를 토출하여 주행 제어 유닛(100)을 제어하거나 다른 여타의 밸브를 제어하도록 하는 데에 이용될 수 있다.

그러나 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 작동유는 활용되지 못하고 곧바로 배출되는 문제점이 있다.

이에 따라, 주행 중에는 주행에 충분한 작동유 공급을 위해일반 작업시 보다 높은 엔진의 회전수(rpm), 예를 들어 2,000rpm으로 엔진을 구동시켜야 한다.

즉 주행 중에는 일반적인 작업을 진행할 때에 엔진의 회전수를 1,500rpm 내지 1,800rpm으로 설정하는 것에 비교하면 주행 중의 엔진 회전수가 상대적으로 매우 높은 것이다.

따라서 종래에는 주행성능 만족을 위해 높은 회전수를 출력할 수 있도록 엔진 출력이 큰 엔진을 선택하여야 하고, 이는 엔진을 구동할 때에 손실이 증가하여 연비 효율이 불리해지는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 주행성능과 작업기 성능을 모두 고려하여 유압펌프 용적 사양을 결정해야 함에 있어서 어려움이 있다.

예를 들면, 주행성능과 견인력을 고려하여 주행 모터 용적이 결정되면, 주행속도는 엔진회전수와 유압펌프용적에 의해 설계될 수 있다.

그러나 유압펌프 용적은 작업기 성능에 의해 결정되므로 주행속도를 만족시켜 주기 위해 위한 엔진회전수는 설계자의 의도와 무관하게 결정 될 수밖에 없는 것이다.

결국 굴삭기의 주행목표 성능(견인력과 주행속도)을 충족하게 하기 위하여 주행계를 효율적으로 설계할 수 있는 성능 인자가 없으므로 주행계 효율은 작업기 효율에 비해 매우 나쁠 수밖에 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 굴삭기의 주행 성능을 향상시키면서도 연비를 절감할 수 있도록 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은, 동력을 출력하는 엔진(E); 상기 엔진의 동력에 의해 구동되고 각각 제1, 제2 작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2); 상기 제1 작동유를 주행 제어 유닛(100)과 제1 제어 유닛 그룹(A)를 경유하여 드레인 라인(30)으로 상기 제 1 작동유를 안내하는 제 1 바이패스 라인(10); 상기 제2 작동유를 제2 제어 유닛 그룹(B)을 경유하여 상기 드레인 라인(30)으로 안내하는 제2 바이패스 라인(20); 작업모드와 주행모드 중에 어느 하나를 선택하도록 하는 스위치 유닛(220); 및 상기 제 1 바이패스 라인(10) 및 상기 제 2 바이패스 라인(20)을 선택적으로 연결함으로써 상기 제 2 바이패스 라인(20)의 제2 작동유를 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류로 공급 가능한 합류 제어 유닛;을 포함하며,

상기 주행 모드가 선택되면, 상기 합류 제어 유닛에 의해 상기 제 1 바이패스 라인과 상기 제 2 바이패스 라인이 연결되어 상기 제1 작동유와 상기 제2 작동유가 합류된 후 상기 주행 제어 유닛(100)으로 공급되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템의 상기 합류 제어 유닛은, 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류측 상기 제 1 바이패스 라인(10)에서 분기되어 상기 주행 제어 유닛(100)을 우회하여 상기 제 1 제어 그룹으로 상기 제 1 작동유를 공급할 수 있는 우회 라인(42); 및 상기 제2 바이패스 라인(200)과 상기 우회 라인(42)을 선택적으로 연결 가능한 제 1 합류 제어 유닛(200);을 포함하며,

상기 제 1 합류 제어 유닛(200)은, 상기 작업 모드가 선택되면 상기 제1 작동유가 상기 우회 라인(42)을 통해 상기 제1 제어 유닛 그룹(A)에 제공되고, 상기 제2 작동유가 상기 제2 제어 유닛 그룹(B)에 제공되게 하며, 상기 주행 모드가 선택되면 상기 제 2 바이패스 라인(20)과 상기 드레인 라인(30)의 연결을 차단하여 상기 제 2 바이패스 라인(20)의 제2 작동유를 상기 우회 라인(42)를 통해 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류에 공급하여 상기 제1 작동유와 상기 제2 작동유를 합류시켜 상기 주행 제어 유닛(100)에 공급하는 것을 특징으로 한다.또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템의 상기 제1 합류 제어 유닛은, 상기 주행 모드의 선택에 의한 상기 제 1 작동유와 상기 제 2 작동유의 합류시 상기 우회 라인(42)과 상기 제 1 제어 유닛 그룹(A)의 연결을 차단함으로써, 상기 제 1 유압펌프(P1)와 상기 제 2 유압펌프(P2)에서 토출되는 작동유 전체가 상기 주행 제어 유닛(100)으로 공급되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템의 상기 합류 제어 유닛은, 상기 제2 제어 유닛 그룹(B)의 하류측 상기 제2 바이패스 라인(20) 상에 설치되어 상기 제2 바이패스 라인(20)과 상기 드레인 라인(30)의 연결을 선택적으로 차단하는 바이패스 컷 밸브 유닛(300); 상기 제1바이패스 라인(10)의 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류측과 상기 제2 바이패스 라인(20)을 연결하는 제2 합류라인(43); 및 상기 제2 합류 라인(43)상에 배치되어 제2 작동유가 제1 작동유와 합류되도록 상기 제2 합류라인(43)을 개폐하는 제2 합류 제어 유닛(310);을 포함하며,

상기 작업 모드가 선택되면 상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 개방되고, 상기 제2 합류 제어 유닛(310)은 폐쇄되며, 상기 주행 모드가 선택되면 상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 폐쇄되고, 상기 제2 합류 제어 유닛(310)은 개방되어 상기 제2 작동유가 상기 제1 작동유와 합류되며 합류된 작동유는 상기 주행제어 유닛(100)에 제공되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템의 상기 제 1 바이패스 라인(10)의 상기 제 1 제어 유닛 그룹(A)의 어느 한 제어 유닛의 상류와 상기 제 2 바이패스 라인(20)을 연결하는 제1 합류라인(41);을 더 포함하며, 상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 상기 작업모드에서 상기 제 1 제어 유닛그룹(A)의 어느 한 제어 유닛이 작동된 경우 상기 제2 바이패스 라인(20)을 차단하여 상기 상기 제1 합류라인(41)을 통한 상기 제 2 작동유 상기 제1 작동유와 합류한 후 상기 제 1 제어 유닛그룹(A)의 어느 한 제어 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템의 상기 제2 유압펌프(P2)는 용적 가변 펌프이고, 상기 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 상기 제2 작동유의 토출 유량을 가변시켜 굴삭기의 주행 속도를 증속하도록 제어하는 컨트롤러 유닛(230);을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행성능(견인력과 주행속도)을 향상시키면서도 엔진의 회전속도를 낮출 수 있으므로 주행 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 엔진의 회전수를 낮춤으로써 쿨링 팬(cooling fan)의 회전 소요마력을 감소시켜 주행 중에 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 제1, 제2 유압펌프의 작동유 토출압력을 낮추고 회전속도를 낮춤으로써 에너지 손실이 감소되어 상대적으로 주행 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행 모드에서 제2 바이패스 라인을 전혀 사용하지 않으므로 그만큼 압력손실이 줄어들어 에너지 손실을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템은 제어 유닛의 스풀 제어, 주행 조향 제어, 주행 제동 등의 작업을 작업 모드의 엔진 회전수(rpm)에서 작업이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 주행연비 절감시스템은 주행 모드의 엔진회전수(rpm)과 작업 모드의 엔진회전수(rpm)를 동등하게 설정하도록 하여 종래에 작업 모드에 비교하여 상대적으로 주행 모드에서의 엔진 회전수를 고속으로 운행함으로써 발생하였던 에너지 손실을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 일반 적인 휠 굴삭기의 유압회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

[부호의 설명]

P1, P2: 제1, 제2 유압펌프 P3: 파일럿 펌프

10, 20: 제1, 제2 바이패스 라인 12, 22: 제1, 제2 병렬 라인

30: 드레인 라인 40: 안전 라인

41, 43: 제1, 제2 합류라인 42: 우회 라인

50: 안전밸브 유닛 A, B: 제1, 제2 제어 유닛 그룹

100: 주행 제어 유닛 110: 옵션 제어 유닛

120: 스윙 제어 유닛 130a: 붐1속 제어 유닛

130b: 붐2속 제어 유닛 140a: 암1속 제어 유닛

140b: 암2속 제어 유닛 150: 아우트리거 제어 유닛

160: 버킷 제어 유닛 200: 제1 합류 제어 유닛

210: 파일럿 밸브 유닛 220: 스위치 유닛

230: 컨트롤러 유닛

300: 바이패스 컷 밸브 유닛

310: 제2 합류 제어 유닛

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하고, 종래의 구성과 동일한 구성에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

<제1 실시예>

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 엔진(E)에 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2)와 파일럿 펌프(P3)가 연결된다.

엔진(E)은 동력을 출력하고, 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2)는 엔진(E)의 동력에 의해 구동되어 각각 제1, 제2 작동유를 토출한다.

제1 작동유는 제1 바이패스 라인(10)을 따라 드레인 라인(30)쪽으로 흐르고, 제1 바이패스 라인(10)에는 주행 제어 유닛(100)과 제1 제어 유닛 그룹(A; 도 1 참조)이 구비된다.

제1 제어 유닛 그룹(A)은 옵션 제어 유닛(110)과 스윙 제어 유닛(120)과 붐2속 제어 유닛(130b)과 암1속 제어 유닛(140a)을 포함한다.

제2 작동유는 제2 바이패스 라인(20)을 따라 드레인 라인(30)쪽으로 흐르고, 제2 바이패스 라인(20)에는 제2 제어 유닛 그룹(B)이 구비된다.

제2 제어 유닛 그룹(B)은 아우트리거 제어 유닛(150)과 버킷 제어 유닛(160)과 붐2속 제어 유닛(130a)과 암2속 제어 유닛(140b)을 포함한다.

한편, 주행 제어 유닛(100)의 입구측과 주행 제어 유닛(100)의 출구측이 연결되도록 우회 라인(42)이 배치되고, 우회 라인(42)은 제1 작동유를 제1 제어 유닛 그룹(A)에 제공하도록 한다.

또한, 제2 바이패스 라인(20)과 우회 라인(42) 상에 제1 합류 제어 유닛(200)이 배치되고, 제1 합류 제어 유닛(200)은 제1, 제2 제어 유닛 그룹(A)(B)의 상류에 배치된다.

또한, 운전석에는 스위치 유닛(220)이 배치되고, 스위치 유닛(220)은 작업모드와 주행 모드 중에 어느 하나를 선택하도록 한다.

주행 모드가 선택되면, 제1, 제2 제어 유닛 그룹(A)(B)의 제어 유닛을 제어하도록 하는 파일럿 라인이 모두 차단된다.

한편 스위치 유닛(220)에서 주행 모드를 선택하면 전기신호는 파일럿 밸브 유닛(210)을 개방하여 파일럿 작동유가 제1합류 제어 유닛(200)의 스풀을 움직이도록 한다.

좀 더 상세하게는, 스위치 유닛(220)에서 작업 모드가 선택되면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 합류 제어 유닛(200)은 제1 작동유가 주행 제어 유닛(100) 및 제1 제어 유닛 그룹(A)에 제공되고, 제2 작동유가 상기 제2 제어 유닛 그룹(B)에 제공되도록 개방된다.

반면에, 스위치 유닛(220)에서 주행 모드가 선택되면, 도 3에 나타낸 바와 같이 제1 합류 제어 유닛(200)은 제1, 제2 작동유가 제1, 제2 제어 유닛 그룹(A)(B)으로의 제공이 차단되고, 제2 작동유가 우회라인(42)을 경유하여 제1 작동유와 합류도록 한다. 합류된 작동유는 주행제어 유닛(100)에 제공된다.

한편, 상술한 제2 유압펌프(P2)는 용적 가변 펌프일 수 있고, 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 제2 작동유의 토출 유량을 가변시켜 굴삭기의 주행 속도를 증속하도록 제어하는 컨트롤러 유닛(230)을 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감시스템은 주행 중에 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 제2 작동유를 활용할 수 있고, 특히 제2 작동유를 주행 제어 유닛(100)에 제공함으로써 주행 모터의 주행성능(견인력과 주행속도)을 향상시킬 수 있다.

한편, 종래에서처럼 엔진(E)의 회전수를 고속으로 회전시키지 않더라도 제1 유압펌프(P1)와 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 제1, 제2 작동유를 합류시켜 주행 모터에 제공할 수 있음으로써 엔진(E)의 회전수를 낮출 수 있다.

예를 들면, 종래에 주행 모드에서 주행할 때에 엔진의 회전수를 2,000rpm으로 설정하였지만, 1,600rpm으로 낮출 수 있고, 이러한 1,600rpm은 작업 모드에서 엔진(E) 회전수와 대등한 것이다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행성능(견인력과 주행속도)을 향상시키면서도 엔진의 회전속도를 낮출 수 있으므로 주행 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 엔진의 회전수를 낮춤으로써 쿨링 팬(cooling fan)의 회전 소요마력을 감소시켜 주행 중에 연비를 향상시킬 수 있고, 쿨링 팬의 회전속도가 감소됨에 따라 엔진 시스템의 효율은 연비가 1~2% 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 제1, 제2 유압펌프의 작동유 토출압력을 낮추고 회전속도를 낮춤으로써 에너지 손실이 감소되어 상대적으로 주행 연비를 향상시킬 수 있고, 좀 더 구체적으로는 연비가 2~3% 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행 모드에서 제2 바이패스 라인을 전혀 사용하지 않으므로 그만큼 압력손실이 줄어들어 에너지 손실을 줄일 수 있고, 좀 더 구체적으로는 연비를 1%내외로 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행연비 절감 시스템은 제어 유닛의 스풀 제어, 주행 조향 제어, 주행 제동 등의 작업을 작업 모드의 엔진 회전수(rpm)에서 작업이 가능하다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행연비 절감시스템은 주행 모드의 엔진회전수(rpm)과 작업 모드의 엔진회전수(rpm)를 동등하게 설정하도록 하여 종래에 작업 모드에 비교하여 상대적으로 주행 모드에서의 엔진 회전수를 고속으로 운행함으로써 발생하였던 에너지 손실을 방지할 수 있게 된다.

다른 한편으로, 엔진 자체의 엔진 회전수가 낮아짐으로써 엔진 및 유압기기의 회전 내구성 및 습동에 의한 내마모성이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 작업 모드일 때의 엔진 회전수와 주행모드일 때의 엔진회전수의 차이가 감소됨으로써 굴삭기에 구비되는 각종 장비와 유압기기에 가해지는 충격이 저감되어 내구성이 증대되는 효과를 기대할 수 있다.

또 다른 한편으로, 주행성능 및 동특성이 향상될 수 있는데, 좀 더 상세하게는 주행모터의 유량 체적이 증대되므로 주행모터에 제공되는 작동유 유량의 증감 제어시간을 단축시킬 수 있고, 이로써 언덕길에서도 신속하고 원활하게 주행할 수 있다.

또 다른 한편으로, 엔진의 회전수를 낮춤으로써 엔진의 한쪽에 구비되는 냉각 팬(cooling fan)의 회전수가 낮아지고 이로써 소음이 4 ~5(dB)감소 효과가 기대된다.

<제2 실시예>

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에서 바이패스 컷 밸브 유닛(300)과 제2 합류 제어 유닛(310)의 구성을 변경한 실시예로서 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.

바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 제 2 바이패스 라인(20)을 따른 제2 제어 유닛 그룹(B)의 하류에 배치되어 제 2 바이패스 라인(20)의 말단과 드레인 라인(30)의 연결을 선택적으로 차단한다. 이러한 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 작업시 제 2 바이패스 라인(20)의 작동유를 제 1 제어 유닛 그룹(A)의 어느 제어 유닛의 상류에 공급하기 위한 것이다. 즉, 작업 중에 제 1 제어 유닛 그룹(A) 중 어느 하나의 제어 유닛의 제어를 받는 특정 작업 장치에서 유량이 더 필요한 경우 제 2 바이패스 라인(20)의 작동유를 해당 작업장치로 더 공급하기 위한 것이다. 이러한 바이패스 컷 밸브 유닛(300), 본 실시예에서는 굴삭기가 주행될 때에도 작동된다.

또한, 주행 제어 유닛(100)의 입구측과 상기 제2 제어 유닛 그룹(B)의 전단에서 상기 제2 바이패스 라인(20)이 연결되는 제2 합류 라인(43)이 구비된다.

또한, 제2 합류 제어 유닛(310)은 상술한 제2 합류 라인(43)상에 배치되어 제2 작동유가 제1 작동유와 합류되도록 제어한다.

상기 작업 모드가 선택되면 도 4에 나타낸 바와 같이, 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 개방되고, 제2 합류 제어 유닛(310)은 폐쇄된다.

즉, 일반적인 작업모드일 때에는 제1 작동유가 주행 제어 유닛(100) 및 제1 제어 유닛 그룹(A)에 제공되는 것이고, 제2 작동유가 제2 제어 유닛 그룹(B)에 제공되는 것이다. 이 상태에서 제 1 제어 유닛 그룹의 어느 하나의 제어 유닛이 유량이 더 필요한 상태라면, 바이패스 컷 밸브 유닛(300)이 절환되어 제 2 바이패스 라인(20)을 차단시키고, 제 2 바이패스 라인(20)의 작동유를 제 1 제어 유닛 그룹의 어느 한 제어 유닛의 상류로 합류 시킨다. 도 4의 본 실시예에서는 암 구동시 작동유를 공급하도록 구성된다.

한편, 주행 모드가 선택되면 도 5에 나타낸 바와 같이, 바이패스 컷 밸브 유닛(300)이 제 2 바이패스 라인(20)과 드레인 라인(30)의 연결을 차단시키고, 제2 합류 제어 유닛(310)이 제2 합류 라인(43)을 개방시킨다.

이로써 제2 작동유가 제1 작동유와 합류되고, 합류된 작동유는 주행제어 유닛(100)에 제공된다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행 제어 유닛(100)에는 대유량의 작동유가 제공됨으로써 주행 모터의 주행 성능을 향상시킬 수 있게 되고, 이는 본 발명의 제1 실시예에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템에서 기대되는 효과와 동일한 효과를 기대할 수 있다.

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 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템은 주행 모드가 선택되었을 때에 제1 유압펌프에서 토출되는 작동유와 제2 유압펌프에서 토출되는 작동유를 합류시켜 주행 모터에 제공할 수 있도록 하여 엔진의 회전수를 낮게 설정하더라도 주행 성능을 향상시키도록 하는 데에 이용될 수 있다.

Claims

동력을 출력하는 엔진(E);

상기 엔진의 동력에 의해 구동되고 각각 제1, 제2 작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프(P1)(P2);

상기 제1 작동유를 주행 제어 유닛(100)과 제1 제어 유닛 그룹(A)를 경유하여 드레인 라인(30)으로 상기 제 1 작동유를 안내하는 제 1 바이패스 라인(10);

상기 제2 작동유를 제2 제어 유닛 그룹(B)을 경유하여 상기 드레인 라인(30)으로 안내하는 제2 바이패스 라인(20);

작업모드와 주행모드 중에 어느 하나를 선택하도록 하는 스위치 유닛(220); 및

상기 제 1 바이패스 라인(10) 및 상기 제 2 바이패스 라인(20)을 선택적으로 연결함으로써 상기 제 2 바이패스 라인(20)의 제2 작동유를 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류로 공급 가능한 합류 제어 유닛;을 포함하며,

상기 주행 모드가 선택되면,

상기 합류 제어 유닛에 의해 상기 제 1 바이패스 라인과 상기 제 2 바이패스 라인이 연결되어 상기 제1 작동유와 상기 제2 작동유가 합류된 후 상기 주행 제어 유닛(100)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 합류 제어 유닛은,

상기 주행 제어 유닛(100)의 상류측 상기 제 1 바이패스 라인(10)에서 분기되어 상기 주행 제어 유닛(100)을 우회하여 상기 제 1 제어 그룹으로 상기 제 1 작동유를 공급할 수 있는 우회 라인(42); 및

상기 제2 바이패스 라인(200)과 상기 우회 라인(42)을 선택적으로 연결 가능한 제 1 합류 제어 유닛(200);을 포함하며,

상기 제 1 합류 제어 유닛(200)은,

상기 작업 모드가 선택되면 상기 제1 작동유가 상기 우회 라인(42)을 통해 상기 제1 제어 유닛 그룹(A)에 제공되고, 상기 제2 작동유가 상기 제2 제어 유닛 그룹(B)에 제공되게 하며,

상기 주행 모드가 선택되면 상기 제 2 바이패스 라인(20)과 상기 드레인 라인(30)의 연결을 차단하여 상기 제 2 바이패스 라인(20)의 제2 작동유를 상기 우회 라인(42)를 통해 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류에 공급하여 상기 제1 작동유와 상기 제2 작동유를 합류시켜 상기 주행 제어 유닛(100)에 공급하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 제1 합류 제어 유닛은,

상기 주행 모드의 선택에 의한 상기 제 1 작동유와 상기 제 2 작동유의 합류시 상기 우회 라인(42)과 상기 제 1 제어 유닛 그룹(A)의 연결을 차단함으로써, 상기 제 1 유압펌프(P1)와 상기 제 2 유압펌프(P2)에서 토출되는 작동유 전체가 상기 주행 제어 유닛(100)으로 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 합류 제어 유닛은,

상기 제2 제어 유닛 그룹(B)의 하류측 상기 제2 바이패스 라인(20) 상에 설치되어 상기 제2 바이패스 라인(20)과 상기 드레인 라인(30)의 연결을 선택적으로 차단하는 바이패스 컷 밸브 유닛(300);

상기 제1바이패스 라인(10)의 상기 주행 제어 유닛(100)의 상류측과 상기 제2 바이패스 라인(20)을 연결하는 제2 합류라인(43); 및

상기 제2 합류 라인(43)상에 배치되어 제2 작동유가 제1 작동유와 합류되도록 상기 제2 합류라인(43)을 개폐하는 제2 합류 제어 유닛(310);을 포함하며,

상기 작업 모드가 선택되면 상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 개방되고, 상기 제2 합류 제어 유닛(310)은 폐쇄되며,

상기 주행 모드가 선택되면 상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 폐쇄되고, 상기 제2 합류 제어 유닛(310)은 개방되어 상기 제2 작동유가 상기 제1 작동유와 합류되며 합류된 작동유는 상기 주행제어 유닛(100)에 제공되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 바이패스 라인(10)의 상기 제 1 제어 유닛 그룹(A)의 어느 한 제어 유닛의 상류와 상기 제 2 바이패스 라인(20)을 연결하는 제1 합류라인(41);을 더 포함하며,

상기 바이패스 컷 밸브 유닛(300)은 상기 작업모드에서 상기 제 1 제어 유닛그룹(A)의 어느 한 제어 유닛이 작동된 경우 상기 제2 바이패스 라인(20)을 차단하여 상기 상기 제1 합류라인(41)을 통한 상기 제 2 작동유 상기 제1 작동유와 합류한 후 상기 제 1 제어 유닛그룹(A)의 어느 한 제어 유닛으로 공급하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 유압펌프(P2)는 용적 가변 펌프이고,

상기 제2 유압펌프(P2)에서 토출되는 상기 제2 작동유의 토출 유량을 가변시켜 굴삭기의 주행 속도를 증속하도록 제어하는 컨트롤러 유닛(230);을 더 포함하는 굴삭기의 주행 연비 절감 시스템.