WO2014142562A1 - 건설기계의 유압시스템 - Google Patents

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WO2014142562A1
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valve
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조용락
장달식
정우용
안민하
서아름
이상우
장윤석
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Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic system of a construction machine, and more particularly, in a construction machine provided with a plurality of actuators, each actuator is provided with a pump / motor, each actuator is operated by the control of the pump / motor
  • the present invention relates to a hydraulic system of a construction machine that stores or accumulates hydraulic fluid in an accumulator so as to correspond to a flow rate difference between an inflow and an outflow of an actuator.
  • the present invention also relates to a hydraulic system of a construction machine to replenish the flow rate when the hydraulic line is insufficient in the hydraulic system of the construction machine, and to discharge the flow rate when the hydraulic line is excessively drifted.
  • the hydraulic system of construction machinery is to operate the engine to generate power, the main hydraulic pump driven by the engine to discharge the hydraulic oil, a plurality of actuators to perform the operation, the actuator of the desired work machine And a main control valve for distributing hydraulic oil required by the operation of the operation unit to the actuator.
  • the operation unit is provided with a required value (flow rate) in accordance with the operation displacement operated by the operator, and the flow rate of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is controlled by the required value.
  • the operation portion includes, for example, a joystick and a pedal. As described above, controlling the flow rate of the working oil is referred to as flow rate control of the hydraulic system.
  • the pump torque T is calculated as the product of the pump volume and the pressure P formed in the hydraulic oil.
  • the above-described pump volume is the flow rate of the hydraulic oil discharged per revolution of the pump shaft.
  • the volume of the hydraulic pump can be varied by the inclination angle of the swash plate and the engine speed (rpm).
  • the inclination angle of the swash plate is controlled by the pump control unit of the hydraulic pump.
  • the flow rate increases, and as the engine speed rpm slows, the flow rate decreases.
  • the hydraulic pump is controlled by the pump control unit so that the flow rate is increased when the actuator is to be operated quickly without a load applied to the actuator.
  • the hydraulic pump is controlled so that the flow rate is reduced by the pump control unit to match the limited torque of the engine.
  • the control for controlling the pump torque implemented in the hydraulic pump is referred to as horsepower control of the hydraulic system.
  • the actuator includes a linear actuator in which the rod linearly moves and a hydraulic motor in which the shaft rotates.
  • the linear actuator has a piston rod inserted into the cylinder, and first and second ports are formed on both sides of the cylinder.
  • first and second ports are formed on both sides of the cylinder.
  • the piston rod has a large cross-sectional area corresponding to the cylinder inner diameter on the side without the piston rod, and the cylinder rod side has a small cross-sectional area obtained by subtracting the cross-sectional area of the cylinder rod from the cylinder inner diameter. There is a difference in the flow rate of the hydraulic fluid.
  • the charging hydraulic circuit is configured to replenish the excess flow in the excess flow side, the operation speed of the actuator occurs in the charging process of the hydraulic fluid.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is that from the accumulator when the flow rate difference between the first flow rate and the second flow rate slightly occurs in the first flow rate flowing into the actuator and the second flow rate discharged from the actuator when the actuator is operated, It is an object of the present invention to provide a hydraulic system of a construction machine that prevents the operating oil from being recycled, thereby preventing the operating speed of the actuator from decreasing.
  • Another object of the present invention is to provide a hydraulic system of a construction machine, in a control valve unit for a hydraulic system of a construction machine, to prevent the first and second check valve units from being opened at the same time, thereby preventing a malfunction of the actuator.
  • the purpose is to provide.
  • the pump / motor 140 which serves as a hydraulic pump action for discharging the hydraulic oil by the drive of the engine and a motor action to generate a rotational force by the hydraulic oil;
  • An actuator 170 operated by receiving hydraulic pressure from the pump / motor 140 and having first and second ports 170a and 170b through which the hydraulic pressure enters and exits;
  • First and second hydraulic lines 1La and 1Lb connecting the pump / motor 140 and the actuator 170;
  • An accumulator (180) for storing or discharging hydraulic fluid through the first and second hydraulic lines (1La, 1Lb) and the first and second bypass lines (1411, 1412);
  • First and second check valve units 610 and 620 provided on the first and second bypass lines 1411 and 1412 to allow hydraulic fluid to move only toward the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb, respectively;
  • a control valve unit in which both hydraulic parts are connected to the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb, and the hydraulic lines of the lower pressure
  • the pump / motor 140 also serves as a pump action and a motor action;
  • An actuator 170 having first and second ports 170a and 170b formed on the head side and the rod 174 side of the cylinder 172, respectively;
  • An accumulator 180 in which hydraulic fluid is stored;
  • a first hydraulic line 1La to which the pump / motor 140 and the first port 170a are connected, and a first pressure Pa is formed;
  • the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb and the accumulator 180 are connected to the first and second bypass lines 1411 and 1412, respectively, so that hydraulic fluid is supplied to the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb.
  • First and second check valve units 610 and 620 allowing movement only toward 1 Lb);
  • the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb and the third and fourth bypass lines 1421 and 1422 respectively connected to the accumulator 180 are respectively provided to provide the first and second pressures Pa and Pb.
  • a plurality of relief valve units 160 which maintain the same or lower pressure than the set pressure; And when the first pressure Pa and the second pressure Pb are applied to both sides of the spool, and a large pressure is formed at any one of the first and second pressures Pa and Pb.
  • a control valve unit 200 which is blocked from 180 and controlled to connect a low pressure to the accumulator 180.
  • the control valve unit 200, the second position 202 for connecting the first hydraulic line (1La) and the accumulator 180, and the second hydraulic line (1Lb) and the third position (203) for connecting the accumulator 180, and the internal flow path of the first position (201) for blocking the flow of hydraulic pressure to either side, both sides of the hydraulic pressure section is the first, 2 may be a spool structure in which the first pressure Pa and the second pressure Pb of the hydraulic lines 1La and 1Lb respectively act.
  • the spool is the first position if the first pressure (Pa) and the second pressure (Pb) is within a predetermined range. It may be to hold 201.
  • the control valve unit 200 if the first pressure Pa is greater than the second pressure (Pb), the second pressure line (1Lb) and the accumulator 180 is controlled to be connected, the first pressure Pa is applied to the actuator 170, and if the first pressure Pa is less than the second pressure Pb, the first pressure line 1La and the accumulator 180 are controlled to be connected, and the second pressure Pb is applied to the actuator 170, and the first pressure Pa and the second pressure Pb are equal to each other.
  • First and second pressure lines 1La and 1Lb and the accumulator 180 may be controlled to be blocked.
  • third and fourth bypass lines 1421 and 1422 are connected to each other.
  • the third and fourth bypass lines 1421 and 1422 when the hydraulic pressure of the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb is higher than a set pressure, the third and fourth hydraulic pressures are supplied to the accumulator 180. It may be further provided with a relief valve unit 160 for opening and closing the bypass line (1421, 1422).
  • the control valve unit 200 the first valve port p1 and the second valve port p2 is formed so that the first valve flow path 222 is formed
  • the second valve flow path 224 is formed so that the third valve port p3 and the fourth valve port p4 communicate with each other, and a third valve flow path 226 communicating with the accumulator is formed.
  • a spool hole 230 through which the three valve flow paths 222, 224, and 226 communicate with each other, and a check valve hole 240 with which the first, second and third valve flow paths 222, 224, and 226 communicate.
  • Valve block 210 And a hydraulic pressure having a low pressure among the first pressure of the first valve flow path 222 and the second pressure of the second valve flow path 224 disposed in the spool hole 230. It may be configured to include; spool 300 to communicate with.
  • first and second chambers 341 and 342 are formed at both sides of the spool 300, respectively, and the first valve is formed at the outer circumference of the center of the spool 300.
  • the common groove 310 is formed to communicate the flow path 222 and the third valve flow path 226 or the second valve flow path 224 and the third valve flow path 226, and the first valve flow path 222.
  • the first spool hydraulic line 322 is formed to communicate with the first chamber 341, and the second spool hydraulic line 324 to communicate with the second valve flow path 224 and the second chamber 342.
  • first and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334 are formed in the first and second spool inlet lines 322 and 324, respectively, so that the first pressure and the second pressure are the spool 300. At the both ends of the c) may be to move the spool 300 toward the lower pressure.
  • the first and second orifices 402 and 404 are respectively formed in the first and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334, and the first and second orifices ( The movement responsiveness of the spool 300 may be determined by 402 and 404.
  • the first and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334 are provided with first and second orifice units 410 and 420, respectively, and the first and second orifices
  • the first and second orifice holes 412 and 414 are formed in the units 410 and 420, respectively, and the movement responsiveness of the spool 300 is determined by the first and second orifice holes 412 and 414. Can be.
  • first and second orifice units 410 and 420 are replaced with orifice units having different inner diameters of the first and second orifice holes 412 and 414.
  • the movement responsiveness of the spool 300 may be adjusted.
  • the first valve flow path 222 and the check valve hole 240 is provided so that the first pressure is less than the third pressure of the third valve flow path 226 A first check valve unit 610 which opens when low; And a second check valve unit 620 provided in the second valve flow path 224 and the check valve hole 240 to be opened when the second pressure is lower than the third pressure.
  • the hydraulic system of the construction machine according to the present invention made as described above inevitably occurs a flow rate difference flows in and out of the actuator when the actuator is operated, even if the pressure difference is negligibly small enough to ignore the hydraulic fluid in the hydraulic oil charging hydraulic circuit It is possible to prevent the recirculation of the, thereby improving the workability by preventing the lowering of the operating speed of the actuator.
  • the spool is always moved to either side, so that the flow rate is supplemented, so that any of the first and second hydraulic lines One line balances the accumulator pressure.
  • either one of the first and second check valve units is always kept closed, and the other is opened so that the first and second check valve units are operated clearly.
  • the hydraulic fluid can be stably provided to the actuator, so that the desired work can be performed smoothly.
  • 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic system of a construction machine.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic oil charging hydraulic circuit according to a comparative example in the hydraulic system of the construction machine.
  • FIG. 3 is a view for explaining the check valve unit of the comparative example described in FIG.
  • FIG. 4 is a view for explaining another hydraulic system according to a comparative example in the hydraulic system of the construction machine.
  • FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic oil charging hydraulic circuit according to an embodiment of the present invention in a hydraulic system of a construction machine.
  • FIG. 6 is a view for explaining the check valve unit of the embodiment of the present invention described in FIG.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of a control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the spool in the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a hydraulic system of a construction machine to which a control valve according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a view for explaining an example of the orifice in the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are views for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example in which the flow rate is supplemented and a diagram for explaining the hydraulic system. .
  • FIG. 13 is a view for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example in which the flow rate is discharged.
  • FIG. 14 is a view for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example for maintaining the balance of pressure.
  • 50 check valve unit 50a, 50b: first and second check valve unit
  • actuator 170a, 170b first, second actuator port
  • control unit 120 operation unit
  • Dp1, Dp2,... ... . Dpn Difference in inlet and outlet pressures of each pump / motor
  • p1, p2, p3, p4, p5 first, two, three, four, five valve ports
  • each pump / motor control unit each pump / motor control unit
  • the hydraulic system of a construction machine has conventionally been configured in which the main pump discharges the hydraulic oil from one or two pumps and distributes the hydraulic oil to each actuator in the main control valve MCV.
  • the hydraulic system provided with the main control valve has a problem of low energy efficiency due to pressure loss in the process of passing through the main control valve.
  • each actuator has an independent pump / motor, and the actuator is controlled by controlling the pump / motor.
  • Hydraulic system operates by receiving flow from each bidirectional type pump / motor to each actuator, and there is no separate metering valve (control valve), so there is no resistance when hydraulic fluid passes through various valves This substantially increases the energy efficiency of operating the actuator.
  • FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram for explaining a hydraulic system of a construction machine.
  • the hydraulic system includes an engine 10 for generating power, a power distribution unit 20 for distributing power generated from the engine 10 to a plurality of pumps / motors 40, and each pump / The actuator 70 is operated by the hydraulic oil discharged from the motor 40.
  • Pump / motor 40 is a hydraulic component that acts as both a hydraulic pump and a hydraulic motor. That is, the pump / motor 40 may be used as a hydraulic pump when the actuator 70 is to be operated, and conversely, may be used as a hydraulic motor when the hydraulic fluid flows by the kinetic energy or inertial energy of the actuator 70. .
  • the pump / motor 40 When the pump / motor 40 is used as a hydraulic motor, it may help with the torque driven by the engine 10.
  • the power of the engine 10 rotates the shaft of each pump / motor 40 by the power distribution unit 20, and the pump / motor 40 generates potential energy / generated by the actuator 70.
  • the shaft of the pump / motor 40 adds rotational force in the direction of rotation by the engine power, thereby reducing the engine load.
  • one side of the plurality of pumps / motors 40 is provided with a charging pump 30, and the charging pump 30 discharges hydraulic oil to store energy in the accumulator 80.
  • Control commands bcmd1, bcmd2, ... bcmdn are provided to the pump / motor control unit 100. More specifically, each control command (bcmd1, bcmd2, Across bcmdn) is provided to each pump / motor control unit (pc1, pc2, Across pcn), respectively, the swash plate of the swash plate provided in the pump / motor 40 Control the angle
  • each pump / motor 40 is provided with hydraulic oil pressure sensors sp1, sp2, Across spn and swash plate angle sensors sq1, sq2, Across sqn, respectively.
  • the hydraulic oil pressure sensors sp1, sp2,... Spn periodically detect the pressure of the hydraulic oil discharged from each pump / motor 40 and provide the pressure to the controller 110.
  • the controller 110 calculates the difference (Dp1, Dp2, Across Dpn) of the inlet / outlet pressure of each pump / motor every time it is detected and monitors and manages the change in the hydraulic oil pressure discharged from each pump / motor 40. Done.
  • the swash plate angle sensors sq1, sq2,... Sqn periodically detect the swash plate angle of each pump / motor 40 and provide it to the controller 110.
  • the swash plate angle is used as information for calculating the volume of each pump / motor 40. That is, the controller 110 monitors and manages the hydraulic oil discharge flow rate discharged from each pump / motor 40 by calculating the volumes b1, b2,... Bn of each pump / motor 40 at each detected moment. Done.
  • the hydraulic oil hydraulic hydraulic circuit includes a charging pump 30, an accumulator 80, and a charging relief valve 90.
  • the charging pump 30 discharges hydraulic oil by engine power, and provides the discharged hydraulic oil to the accumulator 80.
  • the accumulator 80 stores hydraulic oil, which acts on the hydraulic oil and stores pressure energy.
  • the charging relief valve 90 is opened to maintain the set pressure in the hydraulic oil charging hydraulic circuit when the pressure of the hydraulic oil being charged is higher than the set pressure.
  • Unexplained symbol sw is the engine speed sensor
  • unexplained symbol w is the engine speed (rpm)
  • unexplained symbol w1, w2,... ... . wn is the speed of each pump / motor.
  • Engine speed (rpm) is information used when calculating the torque formed in the hydraulic fluid.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram illustrating a hydraulic oil charging hydraulic circuit according to a comparative example in a hydraulic system of a construction machine.
  • first and second hydraulic lines La and L2 are connected to the pump / motor 40 and the actuator 70, respectively. More specifically, the first hydraulic line La is connected to the first port 70a formed at the head of the cylinder 72 of the pump / motor 40 and the actuator 70. The second hydraulic line Lb is connected to the second port 70b formed on the side of the rod 74 of the pump / motor 40 and the actuator 70.
  • a plurality of check valve units 50 are provided in the first and second bypass lines 411 and 412 respectively connected to the first and second hydraulic lines La and Lb and the accumulator 80.
  • the check valve unit 50 is the 1st, 2nd check valve unit 50a, 50b.
  • the first check valve unit 50a blocks the flow of the working oil from the first hydraulic line La toward the accumulator 80 and allows the working oil to flow from the accumulator 80 toward the first hydraulic line La.
  • the second pressure Pb of the hydraulic oil formed in the second hydraulic line Lb acts in the direction in which the first check valve unit 50a is opened.
  • the second check valve unit 50b blocks the flow of the working oil from the second hydraulic line Lb toward the accumulator 80 and allows the working oil to flow from the accumulator 80 toward the second hydraulic line Lb.
  • the first pressure Pa of the hydraulic oil formed in the second hydraulic line (Lb) acts in the direction in which the second check valve unit 50b is opened.
  • a plurality of relief valve units 160 are provided in the third and fourth bypass lines 421 and 422 connected to the first and second hydraulic lines La and Lb and the accumulator 80.
  • the relief valve unit 160 is controlled to open when a pressure higher than the pressure set in the first and second hydraulic lines La and Lb is formed. As a result, the high pressure hydraulic fluid sends a part of the flow rate to the accumulator 80.
  • the hydraulic oil charging hydraulic circuit of the comparative example configured as described above is operated as follows.
  • the pump / motor 40 acts as a motor and the actuator 70 acts in a direction in which the rod 74 extends.
  • first and second pressures Pa and Pb are formed in the first and second hydraulic lines La and Lb, respectively, due to the difference between the first and second flows, and the first pressure Pa and the second.
  • the check valve unit 50 is opened and closed in accordance with the magnitude relationship of the pressure Pb.
  • Opening and closing control of the check valve unit 50 will be described with reference to FIG.
  • the opening of the check valve unit 50 is opened when a difference between the first pressure Pa and the second pressure Pb occurs. On the other hand, when the difference between the first pressure Pa and the second pressure Pb is resolved, the check valve unit 50 is closed.
  • the first pressure Pa is slightly larger than the accumulator pressure Pc
  • the accumulator pressure Pc is slightly larger than the second pressure Pb.
  • a case may occur in which some flow rate of the working oil circulates internally.
  • Equation 1 The condition in which the check valve unit 50 is closed may be described by Equation 1 below.
  • A2 Hydraulic pressure area where Pb and Pc act
  • A1 Hydraulic pressure area where Pc and Pa act
  • the poppet when the first pressure Pa is greater than the accumulator pressure Pc (in the normal state), the poppet is closed and cannot flow in the reverse direction.
  • the difference in the pressures is small, there is a case where the open state is maintained without overcoming the static friction force of the poppet.
  • the spring provided in the check valve unit 50 may be applied as a stronger spring, but in this case, the pressure loss increases when energy is stored in the forward direction. This lowers the energy efficiency of the hydraulic system.
  • Construction machinery is generally equipped with a hydraulic system.
  • the hydraulic system operates the pump by the power provided from the power source and creates pressure in the hydraulic oil by the pump. Hydraulic oil is provided to the actuator, whereby the actuator is actuated.
  • FIG. 4 is a view for explaining another hydraulic system according to a comparative example in the hydraulic system of the construction machine.
  • the pump / motor 40 and the actuator 70 are connected to the first and second hydraulic lines La and Lb. More specifically, the pump / motor 40 and the first actuator port 70a of the actuator 70 are connected to the first hydraulic line La. In addition, the pump / motor 40 and the second actuator port 70b of the actuator 70 are connected to the second hydraulic line Lb.
  • the pump / motor 40 described above may also serve as a motor.
  • the pump / motor 40 when the pump / motor 40 is operated to discharge hydraulic oil through the first hydraulic line La, the hydraulic oil is provided to the first actuator port 70a of the actuator 70, whereby the actuator 70 is loaded. Can be operated to be extended. On the other hand, the hydraulic oil to be discharged from the actuator 70 is returned to the pump / motor 40 via the second hydraulic line (Lb).
  • the actuator 70 since the actuator 70 has a difference depending on the cross-sectional area of the rod, the flow rate supplied to the first actuator port 70a and the flow rate discharged from the second actuator port 70b are different. In order to overcome such a difference in flow rate, the accumulator 80 is provided.
  • the first and second hydraulic lines La and Lb and the accumulator 80 may be connected to the third hydraulic line 33.
  • the first check valve unit 50a is provided between the first hydraulic line La and the accumulator 80
  • the second check valve unit 50b is provided between the second hydraulic line Lb and the accumulator 80. Is provided.
  • first check valve unit 50a and the second pressure line Lb are connected to the first pressure signal line 61, and the second check valve unit 50b and the first pressure line La are the second. Connected to a pressure signal line 62.
  • the first check valve unit 50a is opened when high pressure is formed in the second pressure line Lb, and likewise the second check valve unit 50b is opened when high pressure is formed in the first pressure line La. .
  • the hydraulic fluid is stored in the accumulator 80 when the flow rate is excessive in one of the hydraulic lines, and when the flow rate is insufficient, the hydraulic fluid is replenished from the accumulator 80.
  • the hydraulic oil discharged from the actuator 70 may be insufficient because the hydraulic oil discharged from the actuator 70 is smaller than the supplied hydraulic oil.
  • the second check valve unit 50b is opened to thereby remove the hydraulic oil from the accumulator 80. 2 is provided in the hydraulic line (Lb) to compensate for the insufficient flow rate.
  • the pump / motor 40 when the pump / motor 40 is operated in reverse rotation so that the hydraulic oil is supplied to the second hydraulic line Lb, the hydraulic oil discharged from the actuator 70 may be larger than the flow rate of the supplied oil, so that the flow rate may be excessive.
  • the first check valve unit 50a since the third pressure formed in the second pressure line (Lb) is higher than the fourth pressure formed in the first pressure line (La), the first check valve unit 50a is opened to thereby open the first hydraulic line (La).
  • the hydraulic fluid is stored in the accumulator 80 to discharge the excess flow rate.
  • first relief valve 171 may be provided in the hydraulic line connected from the first hydraulic line La to the second hydraulic line Lb.
  • a second relief valve 172 may be provided in a hydraulic line connected from the second hydraulic line Lb to the first hydraulic line La.
  • the first and second relief valves 171 and 172 are opened when a pressure higher than the set pressure is formed. For example, when an abnormal high pressure is formed in the first hydraulic line La, the first relief valve 171 is opened to move the hydraulic oil of the first hydraulic line La to the second hydraulic line Lb.
  • the first and second check valve units 50a and 50b are valve configurations that operate by receiving pressure signals from the first and second pressure signal lines 61 and 62 connected to the pump / motor 40.
  • This valve configuration is the first check valve unit 50a and the second check when the pressure formed in the first and second hydraulic lines La, Lb is greater than the pressure for operating the poppet provided in the check valve.
  • the valve unit 50b is opened at the same time.
  • the first check valve unit 50a and the second check valve unit 50b are simultaneously opened for some reason which is not clearly identified.
  • the hydraulic fluid does not flow toward the large load W acting on the actuator 70 and the pump / motor 40 may be returned to the accumulator 80.
  • the hydraulic oil may be provided in a direction in which the actuator 70 is extended, and at this time, the load W is subjected to a resistance to prevent the actuator 70 from expanding normally.
  • the pressure in the first hydraulic line La may be increased to an abnormal high pressure.
  • the hydraulic oil may not be provided to the actuator 70 and may flow toward the pump / motor 40 or the accumulator 80 having a relatively low load.
  • the actuator 70 since the proper flow rate is not provided to the actuator 70, the actuator 70 may not operate normally. That is, there is a problem that the operation speed of the actuator 70 is remarkably slowed or the torque applied to the load W is very small, so that the smooth operation cannot be performed.
  • FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram for describing a hydraulic oil charging hydraulic circuit according to an embodiment of the present invention in a hydraulic system of a construction machine. 6 is a view for explaining the check valve unit of the embodiment of the present invention described in FIG.
  • First and second hydraulic lines lLa and 1L2 are connected to the pump / motor 140 and the actuator 170, respectively. More specifically, the first hydraulic line 1La is connected to the first port 170a formed at the head of the cylinder 172 of the pump / motor 140 and the actuator 170. The second hydraulic line 1Lb is connected to the second port 170b formed on the rod 174 side of the pump / motor 140 and the actuator 170.
  • control valve unit 200 is provided in a bypass line to which the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb and the accumulator 180 are connected.
  • first and second check valve units 610 and 620 are provided in the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb and the other first and second bypass lines 1411 and 1412 respectively connected to the accumulator 180. .
  • the control valve unit 200 includes a first position 201, a second position 202 and a second pressure line 1Lb to which the first pressure line 1La and the accumulator 180 are connected to block the circulation of the hydraulic oil. It comprises a third position 203 to which the accumulator 180 is connected.
  • first pressure Pa and the second pressure Pb act on both sides of the spool of the control valve unit 200.
  • first pressure Pa is applied to the hydraulic part of the second position 202.
  • the second pressure Pb is applied to the pressure receiving portion at the third position 203.
  • spool restoring springs are disposed on both sides of the spool of the control valve unit 200.
  • the first check valve unit 610 prevents the hydraulic fluid from moving from the first hydraulic line 1La toward the accumulator 180 and permits only the hydraulic oil to be moved from the accumulator 180 toward the first hydraulic line 1La. do.
  • the second check valve unit 620 prevents the hydraulic oil from moving from the second hydraulic line 1La toward the accumulator 180 and only moves the hydraulic oil from the accumulator 180 toward the second hydraulic line 1Lb. Allow.
  • the hydraulic oil charging hydraulic circuit of the embodiment according to the present invention configured as described above is operated as follows.
  • the pump / motor 140 acts as a pump and the actuator 170 acts in a direction in which the rod 174 extends.
  • the control valve unit 200 When a large difference between the first pressure Pa and the second pressure Pb occurs, for example, if the first pressure Pa is greater than the second pressure Pb, the control valve unit 200 The spool is moved and is switched from the first position 201 to the second position 202. As a result, the second pressure line 1Lb and the accumulator 180 are connected. On the other hand, the flow direction of the hydraulic oil is determined according to the magnitude relationship between the second pressure Pb and the accumulator pressure Pc, and the hydraulic oil is moved from the higher pressure side to the lower pressure side. The first pressure Pa is not discharged and acts on the actuator 170. This is to prevent the operating speed of the actuator 170 is lowered.
  • the relatively low pressure second pressure line (1Lb) is supplemented with hydraulic fluid in the accumulator 180.
  • the relief valve unit 160 is provided in the third and fourth bypass lines 1421 and 1422 respectively connected to the first and second hydraulic lines 1La and 1Lb and the accumulator 180.
  • the relief valve unit 160 is opened, whereby a part of the hydraulic oil is stored in the accumulator 180 and the first and second pressure lines ( Within 1La and 1Lb), it is lower than or equal to the set pressure.
  • control valve unit 200 The operation of the control valve unit 200 will be described in more detail with reference to FIG. 5B.
  • the control valve unit 200 is switched to the second position 202 or the third position 203 when a difference between the first pressure Pa and the second pressure Pb occurs. On the other hand, when the difference between the first pressure Pa and the second pressure Pb is resolved, the control valve unit 200 is switched to the first position 201 and closed.
  • the control valve unit 200 has a flow rate of the pump / motor 140 even though the load of the first pressure Pa and the second pressure Pb is formed at a level similar to that of the accumulator pressure Pc.
  • the first and second pressures Pa and Pb of high pressure are applied to the actuator 170.
  • the operating speed of the actuator 170 is operated at a normal speed.
  • the first pressure Pa is slightly larger than the accumulator pressure Pc
  • the accumulator pressure Pc is slightly larger than the second pressure Pb. There may be.
  • variable in which the spool of the control valve unit 200 is operated is subject to the difference in the first and second pressures Pa and Pb. That is, the accumulator pressure Pc does not affect whether or not the control valve unit 200 is switched.
  • Equation 2 The condition in which the control valve unit 200 is closed may be described by Equation 2 below.
  • the pressure difference is a positive value, and the static friction force of the pocket when the spring is added to the product with the hydraulic pressure area A is added. Since the value becomes larger than Fsf, the spool of the control valve unit 200 is moved. As a result, the control valve unit 200 is switched to the second position 202, thereby closing more reliably so that the first pressure Pa is not discharged toward the accumulator 80.
  • the hydraulic oil charging hydraulic circuit according to the present invention can prevent the flow loss to operate the actuator 170, and further, the reduction in energy efficiency of the hydraulic system is prevented.
  • the first pressure Pa is gradually increased so that an impact due to the switching of the control valve unit 200 does not occur.
  • the hydraulic system of the construction machine according to the present invention made as described above inevitably occurs a flow rate difference flows in and out of the actuator when the actuator is operated, even if the pressure difference in the actuator inlet and outlet lines is small enough to be negligible It is possible to prevent the recirculation of the hydraulic oil in the hydraulic circuit, thereby preventing the lowering of the operating speed of the actuator to improve the workability.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of a control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is a view for explaining the spool in the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • 9 is a view for explaining a hydraulic system of a construction machine to which a control valve according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the control valve unit 200 for a hydraulic system of a construction machine includes a spool 300 and first and second check valve units 610 and 620 in a valve block 210.
  • a first valve flow path 222 is formed to connect the first valve port p1 and the second valve port p2.
  • the first valve port p1 is connected to the first pump port 141 of the pump / motor 140.
  • the second valve port p2 is connected to the first actuator port 170a of the actuator 170.
  • valve block 210 is formed with a second valve flow path 224 such that the third valve port p3 and the fourth valve port p4 are connected to each other.
  • the third valve port p3 is connected to the second actuator port 170b of the actuator 170.
  • the fourth valve port p4 is connected to the second pump port 142 of the pump / motor 140.
  • a third valve flow path 226 is formed in the valve block 210, and the third valve flow path 226 is connected to the accumulator 180.
  • valve block 210 has a spool hole 230 formed to communicate the first, second and third valve flow paths 222, 224 and 226, and the first, second and third valve flow paths 222, 224 and 226.
  • the check valve hole 240 is formed in this communication.
  • first and second chambers 341 and 342 are formed at both sides of the spool 300, respectively.
  • the first and second chambers 341 and 342 are provided with first and second spool restoring springs 512 and 514, respectively, and are closed by the first and second spool caps 522 and 524, respectively.
  • the first and second spool restoring springs 512 and 514 are disposed at both ends of the spool 300 such that the spool 300 maintains a neutral position in the valve block 200 when no external force is applied to the spool 300. To work resilience.
  • the spool 300 is disposed in the spool hole 230 such that a hydraulic pressure line having a low pressure among the first pressure of the first valve flow path 222 and the second pressure of the second valve flow path 224 may be disposed in the third valve flow path 226. To be connected to.
  • the spool 300 has a common groove 310 formed at the outer periphery of the center.
  • the common groove 310 connects the first valve passage 222 and the third valve passage 226, or connects the second valve passage 224 and the third valve passage 226. That is, when the spool 300 is biased to either side, the third valve flow path 226 is connected to any one of the first valve flow path 222 and the second valve flow path 224.
  • the spool 300 has a first spool hydraulic line 322 is formed so that the first valve flow path 222 and the first chamber 341 is connected.
  • the second spool hydraulic line 324 is formed in the spool 300 such that the second valve flow path 224 and the second chamber 342 are connected to each other.
  • First and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334 are formed in the first and second spool inlet lines 322 and 324, respectively, whereby the first pressure and the second pressure contend at both ends of the spool 300. . As a result, the spool 300 is moved toward the lower pressure during the first and second pressures.
  • first and second orifices 402 and 404 may be formed in the first and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334, respectively.
  • the first and second orifices 402 and 404 form resistance to the flow of hydraulic fluid to determine the movement responsiveness of the spool 300 when the spool 300 is moved by the pressure difference between the first and second pressures.
  • the flow rate of the hydraulic oil proceeds faster, so the spool 300 reacts more sensitively to the above-described pressure difference.
  • the inner diameters of the first and second orifices 402 and 404 are smaller, the flow velocity of the hydraulic fluid is slower, so that the spool 300 reacts more insensitively to the pressure difference described above.
  • first and second spool orifice hydraulic lines 332 and 334 may be provided with the first and second orifice units 410 and 420, respectively.
  • the first and second orifice units 410 and 420 will be described with reference to FIG. 10.
  • 10 is a view for explaining an example of an orifice in a control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • First and second orifice holes 412 and 414 are formed in the first and second orifice units 410 and 420, respectively.
  • the first and second orifice holes 412 and 414 form resistance to the flow of hydraulic oil to determine the movement responsiveness of the spool 300 when the spool 300 is moved by the pressure difference between the first and second pressures.
  • the flow rate of the hydraulic fluid is faster, so the spool 300 reacts more sensitively to the pressure difference described above.
  • the inner diameters of the first and second orifice holes 412 and 414 are smaller, the flow rate of the hydraulic fluid is slower, so that the spool 300 reacts more insensitively to the pressure difference described above.
  • the orifice units 410 and 420 are installed to be replaced so that the orifice units 410 and 420 may be replaced with new products when the orifice units 410 and 420 are damaged or the first and second orifice holes 412 and 414 are blocked by foreign matter. Can be. This allows the control valve unit 200 to maintain good performance.
  • first and second orifice units 410 and 420 may be replaced with other orifice units having different inner diameters of the first and second orifice holes 412 and 414. That is, by replacing the orifice units having different inner diameters of the first and second orifice holes 412 and 414, the movement responsiveness of the spool 300 may be adjusted.
  • valve block 200 may have first and second poppet holes 612 and 614 formed at both sides of the check valve hole 240, respectively.
  • the first check valve unit 610 is provided in the first valve flow path 222 and the check valve hole 240 to open when the first pressure is lower than the third pressure of the third valve flow path 226.
  • the second check valve unit 620 is provided in the second valve flow path 224 and the check valve hole 240 to open when the second pressure is lower than the above-mentioned third pressure.
  • the first and second check valve units 610 and 620 are provided with first and second poppets 622 and 624 in the first and second poppet holes 612 and 614, respectively.
  • the first and second poppets 622 and 624 are provided with first and second poppet springs 632 and 634, respectively.
  • Communication holes are formed in the first and second poppets 622 and 624, respectively, and the communication holes are filled in the first and second poppet holes 612 and 614 when the first and second poppets 622 and 624 are moved. Allow fluid to move smoothly. As a result, the communication hole prevents resistance by the hydraulic fluid filled in the first and second poppet holes 612 and 614 from disturbing the movement of the first and second poppets 622 and 624.
  • first and second caps 642 and 644 are fastened to the outside of the first and second poppet springs 632 and 634, respectively. Each of the first and second caps 642 and 644 closes the first and second poppet holes 612 and 614 from the outside.
  • the first and second poppet springs 632 and 634 exert a restoring force to move the first and second poppets 622 and 624 toward the check valve hole 240. That is, when the first poppet 622 is maximally moved from the first poppet hole 612 toward the check valve hole 240, the first valve flow path 222 and the third valve flow path 226 are disconnected. Similarly, when the second poppet 624 is maximally moved from the second poppet hole 614 toward the check valve hole 240, the second valve flow path 224 and the third valve flow path 226 are disconnected.
  • the first position 201 is a state in which the spool 300 is maintained at the center position in a neutral state.
  • the first position 201 is when there is little pressure difference between the first chamber 341 and the second chamber 342.
  • the pump / motor 140 and the actuator 170 may be in an inoperative state.
  • the hydraulic system of the construction machine includes a pump / motor 140, a control valve unit 200, an actuator 170, and an accumulator 180, as shown in FIG. 9. .
  • the pump / motor 140 has first and second pump ports 141 and 142 at both ends thereof, respectively.
  • the first pump port 141 is connected to the first valve port p1 by the first hydraulic line 131.
  • the second pump port 142 is connected to the fourth valve port p4 by the second hydraulic line 132.
  • the first actuator port 170a and the second valve port p2 of the actuator 170 are connected.
  • the first actuator port 170a may be the head side of the actuator 170.
  • the second actuator port 170b of the actuator 170 and the third valve port p3 are connected.
  • the second actuator port 170b may be a rod side of the actuator 170.
  • the 1st hydraulic fluid flow rate flows in the 1st actuator port 170a
  • the 2nd hydraulic fluid flow rate flows in the 2nd actuator port 170b
  • a 1st hydraulic fluid flow rate and a 2nd hydraulic fluid flow rate differ. More specifically, the first hydraulic oil flow rate is greater than the second hydraulic oil flow rate.
  • the accumulator 180 is connected to the fifth valve port p5 by the third hydraulic line 133.
  • the accumulator 180 may maintain the pressure set by the auxiliary pump and the relief valve.
  • the accumulator 180 may be set to 30 bar
  • the auxiliary pump is operated to reach 30 bar when the pressure is lower than the set pressure
  • the relief valve is activated when the pressure is higher than the set pressure to discharge a portion of the hydraulic fluid 30bar Keep it.
  • 11 and 12 are views for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example in which the flow rate is supplemented and for explaining the hydraulic system Drawing.
  • the flow rate of the first hydraulic oil provided to the actuator 170 and the flow rate of the second hydraulic oil discharged from the actuator 170 are different.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing into the pump / motor 140 and the flow rate of the hydraulic oil discharged from the pump / motor 140 should be the same.
  • spool 300 is switched from first position 201 to second position 202.
  • the reason why the spool 300 is switched from the first position 201 to the second position 202 can be explained as follows. High pressure is formed in the first hydraulic line 131 and the first valve flow path 222, and low pressure is formed in the second hydraulic line 132 and the second valve flow path 224. Therefore, since the first pressure of the first chamber 341 is greater than the second pressure of the second chamber 342, the spool 300 is moved by the pressure difference between the first and second pressures.
  • the first check valve unit 610 maintains the first poppet 622 closed by high pressure.
  • the second check valve unit 620 is kept closed by the restoring force of the second poppet spring 634.
  • FIG. 13 is a view for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example in which the flow rate is discharged.
  • the reason why the spool 300 is switched from the first position 201 to the third position 203 can be explained as follows. High pressure is formed in the second hydraulic line 132 and the second valve flow path 224, and low pressure is formed in the first hydraulic line 131 and the first valve flow path 222. Therefore, since the second pressure of the second chamber 344 is greater than the first pressure of the first chamber 341, the spool 300 is moved by the pressure difference between the first and second pressures.
  • first check valve unit 610 is maintained in a closed state by the restoring force of the first poppet spring 632.
  • the second check valve unit 620 maintains the second poppet 624 closed by the high pressure.
  • Figure 14 is a view for explaining the operation of the control valve unit for a hydraulic system of a construction machine according to an embodiment of the present invention, a view for explaining an example for maintaining the balance of pressure.
  • Abnormal low pressure may be generated in the first and second hydraulic lines 131 and 132 or the first and second valve flow paths 222 and 224.
  • the actuator 170 may continuously move the pump / motor 140 by inertia while the rod is not moved.
  • the pump / motor 140 is operated to draw hydraulic oil from the side connected to the fourth valve port p4
  • the second pressure may be lowered in the second valve flow path 224.
  • the pump / motor 140 is not operated, and the actuator 170 may be expanded or contracted by the load W.
  • the actuator 170 is a boom cylinder
  • the load (w) acts in the direction in which the rod is contracted so that a negative pressure may be formed on the rod side of the actuator 170.
  • the actuator 170 is a female cylinder, since the load (w) acts in the direction in which the rod is extended, a negative pressure may be formed on the head side of the actuator 170.
  • negative pressure may be formed in any particular hydraulic line for unknown reasons in the hydraulic system.
  • the opening of the check valve unit will be described.
  • the second check valve unit 620 is opened. Due to the opening of the second check valve unit 620, the working oil of the accumulator 180 is replenished to the second valve flow path 224.
  • the replenishment of the hydraulic oil to the first and second valve flow paths 222 and 224 may be due to a change in position of the spool 300 or opening of the first and second check valve units 610 and 620.
  • the control valve unit 200 since the movement of the spool 300 is prioritized due to the pressure difference between the pressures formed in the first and second valve flow paths 222 and 224, the control valve unit 200 is preferred. The pressure difference due to the abnormal negative pressure can be quickly eliminated within the above, so that the first and second check valve units 610 and 620 always keep one of them closed.
  • the hydraulic system according to the embodiment of the present invention can solve the problem of opening the first and second check valve units 51 and 52 at the same time in the conventional hydraulic system.
  • the respective pressures of the first and second valve flow paths 222 and 224 on both sides of the spool 300 contend, and the spool ( 300) is moved.
  • the flow path of the lower pressure among the first and second valve flow paths 222 and 224 is connected to the third valve flow path 226 to replenish the hydraulic fluid, and the flow path of the higher pressure flows toward the accumulator. That is, even if a pressure lower than the accumulator pressure is formed in both the first and second hydraulic lines, the spool is always moved to either side, and the flow rate is supplemented, thereby balancing the pressure of the accumulator in any one of the first and second hydraulic lines. .
  • first and second check valve units 610 and 620 are always kept closed, and only the other is opened to operate the first and second check valve units 610 and 620 clearly. Furthermore, the hydraulic fluid can be stably provided to the actuator 170, so that the desired work can be performed smoothly.
  • the hydraulic system of the construction machine according to the present invention can be used to replenish the flow rate when the hydraulic line is insufficient flow rate in the hydraulic system, and to discharge the flow rate when the hydraulic line is excessive flow.

Abstract

본 발명은 건설기계의 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 액추에이터가 구비되는 건설기계에 있어서, 각 액추에이터마다 펌프/모터가 구비되고, 각 액추에이터는 해당 펌프/모터의 제어에 의해 작동되며, 액추에이터에 유입되는 유량과 배출되는 유량의 유량차이에 대응하도록 작동유를 어큐뮬레이터에 저장하거나 어큐뮬레이터에서 보충 받도록 하는 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다. 대표도: 도 5

Description

건설기계의 유압시스템
본 발명은 건설기계의 유압시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 액추에이터가 구비되는 건설기계에 있어서, 각 액추에이터마다 펌프/모터가 구비되고, 각 액추에이터는 해당 펌프/모터의 제어에 의해 작동되며, 액추에이터에 유입되는 유량과 배출되는 유량의 유량차이에 대응하도록 작동유를 어큐뮬레이터에 저장하거나 어큐뮬레이터에서 보충 받도록 하는 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 건설기계의 유압시스템에서 유압라인에 유량이 부족할 때에 유량을 보충하도록 하고, 유압라인에 유랑이 과잉일 때에 유량을 배출할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설기계의 유압시스템은 동력을 발생시키는 엔진과, 엔진의 동력을 전달받아 구동되어 작동유를 토출하는 메인 유압펌프와, 작업을 수행하는 복수의 액추에이터와, 소망하는 작업기의 액추에이터를 작동시키도록 조작되는 조작부와, 조작부의 조작에 의해 요구되는 작동유를 해당 액추에이터로 분배하는 메인컨트롤 밸브를 포함하여 구성된다.
조작부는 작업자가 조작하는 조작 변위에 따라 요구 값(유량)이 형성되고, 요구 값에 의해 유압펌프에서 토출되는 작동유의 유량이 제어된다. 조작부는 예를 들면 조이스틱, 페달 등이 있다. 상술한 바와 같이, 작동유의 유량을 제어하는 것을 유압시스템의 유량제어라 한다.
또한, 메인 유압펌프에서 작동유를 토출시키려면 펌프에 회전토크를 가변시켜야 한다. 이러한 토크는 펌프 토크라 한다. 펌프 토크(T)는 펌프 용적과 작동유에 형성된 압력(P)의 곱으로 계산된다. 상술한 펌프 용적은 펌프의 축이 1회전당 토출되는 작동유의 유량이다.
유압 펌프의 용적은 사판의 경사각도와 엔진 회전수(rpm)에 의해 가변될 수 있다. 사판의 경사각도가 작을수록 용적이 작아지고, 사판의 경사각도가 커질수록 용적이 커진다. 사판의 경사각도는 해당 유압펌프의 펌프 제어부에 의해 제어된다. 또한, 엔진 회전수(rpm)가 빠를수록 유량이 증가되고, 엔진 회전수(rpm)가 느릴수록 유량이 감소된다.
액추에이터에 작업부하가 작용되지 않은 상태에서 빠르게 작동시키고자 할 때에는 유량이 증가되도록 펌프 제어부에 의해 유압펌프가 제어된다. 반면에, 액추에이터에 큰 작업부하가 작용되는 상태에서는 엔진의 제한된 토크에 맞추기 위해 펌프 제어부에 의해 유량이 감소되도록 유압 펌프가 제어된다. 이와 같이 유압 펌프에서 구현되는 펌프 토크를 제어하는 제어를 유압시스템의 마력제어라 한다.
다른 한편으로, 액추에이터는 로드가 선형 운동하는 리니어 액추에이터(Linear actuator)와 샤프트가 회전 운동하는 유압모터가 있다.
리니어 액추에이터는 실린더의 내부에 피스톤 로드가 삽입되어 있고, 실린더의 양쪽에는 제1, 2 포트가 형성된다. 작동유가 어느 한쪽 제1포트에 제공되면 작동유에 의해 피스톤 로드가 밀려나고, 밀려나는 피스톤 로드에 의해 다른 제2포트에서 작동유가 빠져나간다. 그런데, 이때 제1포트에서 유입되는 작동유의 유량과 제2포트에서 배출되는 작동유의 유량은 다르다. 작동유의 유량이 다른 이유는 피스톤 로드의 단면적만큼 차이가 발생하기 때문이다. 이에 부연설명하면, 피스톤 로드가 없는 쪽에는 실린더 내경에 해당하는 큰 단면적이 되고, 실린더 로드가 있는 쪽에는 실린더 내경에서 실린더 로드의 단면적만큼을 뺀 작은 단면적이기 때문에 단면적 차이로 인하여 피스톤 로드의 양쪽에서 작동유의 유량에 차이가 나는 것이다.
상술한 바와 같이 액추에이터가 구동될 때에 유입되는 작동유 유량과 배출되는 작동유의 유량에 차이가 있으므로 작동유 유량차이로 인하여 액추에이터의 작동속도가 느려지는 문제가 발생한다.
이에 부연 설명하면, 유량이 과잉되는 쪽에서 유량이 부족한 쪽으로 보충하도록 하는 차징 유압회로가 구성되는데, 이러한 작동유의 차징 과정에서 액추에이터의 작동속도가 감소되는 현상이 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 액추에이터가 작동될 때에 액추에이터에 유입되는 제1유량과 액추에이터에서 배출되는 제2유량에서, 제1유량과 제2유량의 유량차이가 근소하게 발생될 때에 어큐뮬레이터로부터 작동유의 재순환이 이루어지지 않도록 하여 액추에이터의 작동속도가 저하되는 것을 방지하도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에 있어서, 제1, 2 체크 밸브 유닛이 동시에 개방되는 것을 방지할 수 있도록 하여 액추에이터의 오작동을 방지할 수 있도록 하는 건설기계의 유압시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 엔진의 구동에 의해 작동유를 토출하는 유압펌프 작용과 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 모터작용을 겸하는 펌프/모터(140); 상기 펌프/모터(140)로부터 유압을 공급받아 작동되며 상기 유압이 출입하는 제1, 2 포트(170a, 170b)가 형성된 액추에이터(170); 상기 펌프/모터(140)와 상기 엑추에이터(170)를 연결하는 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb); 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 제1, 2 우회라인(1411, 1412)을 통해 작동유를 저장 또는 방출하는 어큐뮬레이터(180); 상기 제1, 2 우회라인(1411, 1412) 상에 각각 구비되어 작동유가 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)쪽으로만 이동을 허용하는 제1, 2 체크밸브 유닛(610, 620); 및 양측 수압부가 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 연결되고, 상기 제1, 2 유압라인 중에서 압력이 낮은 쪽의 유압라인이 상기 어큐뮬레이터(180)와 연통 되도록 절환되는 제어 밸브 유닛(200);을 포함한다.
또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 펌프작용과 모터작용을 겸하는 펌프/모터(140); 실린더(172)의 헤드 쪽과 로드(174)쪽에 각각 제1, 2 포트(170a, 170b)가 형성된 액추에이터(170); 작동유가 저장되는 어큐뮬레이터(180); 상기 펌프/모터(140)와 상기 제1 포트(170a)가 연결되고 제1 압력(Pa)이 형성된 제1 유압라인(1La); 상기 펌프/모터(140)와 상기 제2 포트(170b)가 연결되고 제2 압력(Pb)이 형성된 제2 유압라인(1Lb); 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 각각 연결되는 제1, 2 우회라인(1411, 1412)에 각각 구비되어 작동유가 상기 제1, 제2 유압라인(1La, 1Lb)쪽으로만 이동을 허용하는 제1, 제2 체크밸브 유닛(610, 620); 상기 제1, 제2 유압라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 각각 연결되는 제3, 4 우회라인(1421, 1422)에 각각 구비되어 상기 제1, 2 압력(Pa, Pb)이 설정된 압력과 같거나 낮게 유지하는 복수의 릴리프 밸브 유닛(160); 및 상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 스풀의 양측에 작용되고, 상기 제1, 제2 압력(Pa, Pb) 중에 어느 하나에 큰 압력이 형성되면 큰 압력은 상기 어큐뮬레이터(180)와 차단되고, 낮은 압력이 상기 어큐뮬레이터(180)와 연결되게 제어되는 제어밸브 유닛(200);을 포함을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제어 밸브 유닛(200)은, 상기 제1 유압라인(1La)과 어큐뮬레이터(180)를 연결하는 제2 위치(202)와, 제2 유압라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)를 연결하는 제3 위치(203)와, 어느 쪽으로도 유압의 흐름을 차단하는 제1 위치(201)로 된 내부 유로를 가지며, 양측 수압부에는 각각 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)의 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)이 각각 작용하는 스풀 구조인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제어 밸브 유닛(200)은, 상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 미리 정해진 범위 이내이면 상기 스풀은 상기 제1 위치(201)를 유지하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제어밸브 유닛(200)은, 상기 제1 압력(Pa)이 상기 제2 압력(Pb)보다 크면, 상기 제2 압력라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되게 제어되고, 상기 제1 압력(Pa)은 상기 액추에이터(170)에 작용되며, 상기 제1 압력(Pa)이 상기 제2 압력(Pb)보다 작으면, 상기 제1 압력라인(1La)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되게 제어되고, 상기 제2 압력(Pb)은 상기 액추에이터(170)에 작용되며, 상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 같으면 상기 제1, 제2 압력라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 차단되게 제어되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 어큐뮬레이터(180) 사이에는 서로를 연결하는 제3, 4 우회라인(1421, 1422)이 설치되고, 상기 제3, 4 우회라인(1421, 1422) 상에는 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)의 유압이 설정된 압력보다 높은 경우에는 상기 유압을 상기 어큐뮬레이터(180)로 공급되도록 상기 제3, 4 우회라인(1421, 1422)을 개폐하는 릴리프 밸브 유닛(160)을 더 구비한 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제어 밸브 유닛(200)은, 제1 밸브 포트(p1)와 제2 밸브 포트(p2)가 연통되도록 제1 밸브 유로(222)가 형성되고, 제3 밸브 포트(p3)와 제4 밸브 포트(p4)가 연통되도록 제2 밸브 유로(224)가 형성되며, 어큐뮬레이터와 연통되는 제3 밸브 유로(226)가 형성되고, 상기 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)가 연통되는 스풀 홀(230)이 형성되며, 상기 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)와 연통되는 체크 밸브 홀(240)이 형성된 밸브 블록(210); 및 상기 스풀 홀(230)에 배치되고, 상기 제1 밸브 유로(222)의 제1압력과 상기 제2 밸브 유로(224)의 제2 압력 중에 낮은 압력의 유압이 상기 제3 밸브 유로(226)와 연통되게 하는 스풀(300);를 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 스풀(300)의 양측에는 각각 제1, 2 챔버(341, 342)가 형성되고, 상기 스풀(300) 중앙의 외주연에는 상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 제3 밸브 유로(226) 또는 상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 제3 밸브 유로(226)가 연통되도록 커먼 그루브(310)가 형성되며, 상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 제1 챔버(341)가 연통되도록 제1 스풀 유압라인(322)이 형성되고, 상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 제2 챔버(342)가 연통되도록 제2 스풀 유압라인(324)이 형성되며, 상기 제1, 2 스풀 유입라인(322, 324)에는 각각 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)이 형성되어 상기 제1 압력과 상기 제2 압력이 상기 스풀(300)의 양단에서 경합하여 압력이 낮은 쪽으로 상기 스풀(300)이 이동되도록 하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에는 각각 제1, 2 오리피스(402, 404)가 형성되고, 상기 제1, 2 오리피스(402, 404)에 의해 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 결정되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에는 각각 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)이 구비되고, 상기 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)에는 각각 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)이 형성되며, 상기 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)에 의해 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 결정되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)은, 상기 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 다른 오리피스 유닛으로 교체되어 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 조절되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템에서, 상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 상기 제1압력이 상기 제3 밸브 유로(226)의 제3압력보다 낮을 때에 개방되는 제1 체크 밸브 유닛(610); 및 상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 상기 제2압력이 상기 제3압력보다 낮을 때에 개방되는 제2 체크 밸브 유닛(620);을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 액추에이터가 작동될 때에 액추에이터에 유/출입되는 유량 차이가 필연적으로 발생하지만, 압력의 차이가 무시될 정도로 작은 경우에도 작동유 차징 유압회로에서 작동유의 재순환 작용을 방지할 수 있고, 이로써 액추에이터의 작동속도의 저하를 방지하여 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은, 제1, 2 유압라인 모두에서 어큐뮬레이터의 압력보다 낮은 압력이 형성되더라도 스풀은 항상 어느 한쪽으로 이동되어 유량이 보충됨으로써 제1, 2 유압라인 중에 어느 하나의 라인에는 어큐뮬레이터의 압력과 균형을 이룬다. 이로써, 제1, 2 체크 밸브 유닛 중에 어느 하나는 항상 닫힌 상태가 유지되고, 다른 하나가 개방됨으로써 제1, 2 체크 밸브 유닛은 명확하게 작동된다. 나아가 액추에이터에 작동유를 안정적으로 제공할 수 있어 소망하는 작업을 원활하게 진행할 수 있다.
도 1은 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 2는 건설기계의 유압시스템에서 비교예에 따른 작동유 차징 유압회로를 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 3는 도 2에 기재된 비교예의 체크밸브 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 건설기계의 유압시스템에서 비교예에 따른 다른 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 건설기계의 유압시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 작동유 차징 유압회로를 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 6는 도 5에 기재된 본 발명의 실시예의 체크밸브 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에서 스풀을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 밸브가 적용된 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에서 오리피스의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 유량이 보충되는 예를 설명하기 위한 도면 및 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 유량이 배출되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 압력의 균형을 유지하기 위한 예를 설명하기 위한 도면이다.
<부호의 설명>
10: 엔진 20: 동력 분배 유닛
30: 차장 펌프(Charging Pump 40, 140: 펌프/모터
50: 체크밸브 유닛 50a, 50b: 제1, 2 체크밸브 유닛
61, 62: 제1, 2 압력 신호 라인
160: 릴리프 밸브 유닛
70, 170: 액추에이터 170a, 170b: 제1, 2 액추에이터 포트
80, 180: 어큐뮬레이터(Accumulator)
90: 차징 릴리프 밸브 100: 펌프/모터 제어부
110: 제어부 120: 조작부
131, 132, 133: 제1, 2, 3 유압라인
200: 제어 밸브 유닛
201, 202, 203: 제1, 2, 3 위치
210: 밸브 블록
222, 224, 226: 제1, 2, 3 밸브 유로
230: 스풀 홀
240: 체크 밸브 홀
300: 스풀
310: 커먼 그루브
322, 324: 제1, 2 스풀 유압라인
332, 334: 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인
402, 404: 제1, 2 오리피스
410, 420: 제1, 2 오리피스 유닛
412, 414: 제1, 2 오리피스 홀
411, 412: 제1, 2 우회라인
421, 422: 제3, 4 우회라인
1411, 1412: 제1, 2 우회라인
1421, 1422: 제3, 4 우회라인
512, 514: 제1, 2 스풀 복원 스프링
522, 524: 제1, 2 스풀 캡
610, 620: 제1, 2 체크 밸브 유닛
612, 614: 제1, 2 포펫 홀
622, 624: 제1, 2 포펫
632, 634: 제1, 2 포펫 스프링
642, 644: 제1, 2 캡
sw: 엔진회전수 센서
sp1, sp2,……. spn: 작동유 압력센서
sq1, sq2,……. sqn: 사판각 센서
w: 엔진회전수(rpm)
w1, w2,……. wn: 각 펌프/모터의 회전수
b1, b2,……. bn: 각 펌프/모터의 용적
bcmd1, bcmd2,……. bcmdn: 각 펌프/모터에 대한 제어지령
Dp1, Dp2,……. Dpn: 각 펌프/모터의 입출구 압력의 차이
La, Lb: 제1, 2 유압라인
1La, 1Lb, 33: 제1, 2, 3 유압라인
p1, p2, p3, p4, p5: 제1, 2, 3, 4, 5 밸브 포트
pc1, pc2,……. pcn: 각 펌프/모터 제어부
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
<제1비교예>
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 건설기계의 유압시스템에 적용되는 비교예에 따른 작동유 저장/보충의 유압회로를 설명한다.
건설기계의 유압시스템은 종래에 메인펌프가 1개 내지 2개의 펌프에서 작동유를 토출하고 메인 컨트롤 밸브(MCV)에서 각각의 액추에이터로 작동유를 분배하는 구성이었다. 그러나 메인 컨트롤 밸브가 구비된 유압시스템은 메인컨트롤밸브를 경유하는 과정에서 압력손실이 발생하여 에너지 효율이 낮은 문제점이 있었다.
에너지 효율을 개선하기 위한 유압시스템으로서 각각의 액추에이터마다 독립된 펌프/모터를 구비하고, 펌프/모터를 제어함으로써 해당 액추에이터가 제어되도록 하는 유압시스템이 개발되고 있다.
유압시스템은 각각의 액추에이터에 각각의 양방향 형식의 펌프/모터로부터 유량을 공급받아 작동하고, 별도의 미터링 밸브(컨트롤 밸브)가 없으므로 작동유가 각종 밸브를 통과할 때에 저항이 없으므로 작동유의 압력손실 적고, 이로써 실질적으로 액추에이터를 작동시키도록 하는 에너지 효율이 높다.
이하에 기재되는 "유압시스템"은 각각의 액추에이터에 대해 독립된 양방향 펌프/모터가 할당된 유압시스템을 의미하고, 이는 첨부도면 도1을 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 1은 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 유압시스템은 동력을 발생하는 엔진(10)과, 엔진(10)에서 발생한 동력을 복수의 펌프/모터(40)에 분배하는 동력분배 유닛(20)과, 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유에 의해 작동되는 액추에이터(70)를 포함한다.
펌프/모터(40)는 유압펌프 작용과 유압 모터의 작용을 겸하는 유압 구성요소이다. 즉, 펌프/모터(40)는 액추에이터(70)를 작동시키고자 할 때에 유압펌프로 이용되고, 반대로 액추에이터(70)의 운동에너지 또는 관성에너지에 의해 작동유가 유동될 때에 유압모터로 이용될 수 있다.
펌프/모터(40)가 유압모터로 이용될 때에는 엔진(10)에 의해 구동되는 토크에 도움이 될 수 있다. 이에 부연설명하면, 엔진(10)의 동력은 동력분배 유닛(20)에 의해 각 펌프/모터(40)의 축을 회전시키는데, 펌프/모터(40)가 액추에이터(70)에 의해 생성되는 위치에너지/관성에너지에 의해 유압모터로 작동되면 펌프/모터(40)의 축은 엔진동력에 의해 회전하던 방향으로 회전력을 더하게 되므로 엔진부하가 저감되는 효과가 있다.
한편, 복수의 펌프/모터(40)의 한쪽에는 차징 펌프(30: Charging Pump)가 구비되고, 차징 펌프(30)는 작동유를 토출하여 어큐뮬레이터(80)에 에너지를 저장한다.
상술한 바와 같은 유압시스템은 조작부(120)를 조작하면, 조작부(120)의 조작에 의해 액추에이터(70)를 제어하도록 하는 펌프/모터(40)에 대한 제어지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)이 생성된다.
제어지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)은 펌프/모터 제어부(100)에 제공된다. 좀더 상세하게는, 각 제어지령(bcmd1, bcmd2,……. bcmdn)은 각 펌프/모터 제어부(pc1, pc2,……. pcn)에 각각 제공되어 펌프/모터(40)에 구비된 사판의 사판각도를 제어한다.
한편, 각 펌프/모터(40)에는 각각 작동유 압력센서(sp1, sp2,……. spn)와 사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)가 구비된다.
작동유 압력센서(sp1, sp2,……. spn)는 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유의 압력을 주기적으로 검출하여 제어부(110)에 제공한다. 이로써 제어부(110)에서는 검출되는 매순간마다 각 펌프/모터의 입출구 압력의 차이(Dp1, Dp2,……. Dpn)을 계산하여 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유 압력의 변화를 모니터링하여 관리하게 된다.
사판각 센서(sq1, sq2,……. sqn)는 각 펌프/모터(40)의 사판각도를 주기적으로 검출하여 제어부(110)에 제공한다. 사판각도는 각 펌프/모터(40)의 용적을 계산하는 정보로 이용된다. 즉, 제어부(110)는 검출되는 매순간마다 각 펌프/모터(40)의 용적(b1, b2,……. bn)을 계산하여 각 펌프/모터(40)에서 토출되는 작동유 토출 유량을 모니터링하여 관리하게 된다.
또한, 유압시스템에는 작동유 차징 유압회로(charging system)이 도입된다, 작동유 차징 유압회로는 차징펌프(30)와 어큐뮬레이터(80)와 차징 릴리프 밸브(90)를 포함하여 구성된다.
차징 펌프(30)는 엔진 동력에 의해 작동유를 토출하고, 토출된 작동유를 어큐뮬레이터(80)에 제공한다.
어큐뮬레이터(80)는 작동유를 저장하는 것으로, 작동유에 작용되고 압력 에너지가 저장되는 것이다.
차징 릴리프 밸브(90)는 차징되는 작동유의 압력이 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때에 개방되어 작동유 차징 유압회로의 내에 설정된 압력을 유지하도록 하는 것이다.
미설명부호 sw는 엔진회전수 센서이고, 미설명부호 w는 엔진회전수(rpm)이며, 미설명부호 w1, w2,……. wn는 각 펌프/모터의 회전수다. 엔진회전수(rpm)는 작동유에 형성된 토크를 계산할 때에 이용되는 정보이다.
도 2의 (a)를 참조하여 각 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)가 연결된 유압회로를 설명한다. 첨부도면 도 2는 건설기계의 유압시스템에서 비교예에 따른 작동유 차징 유압회로를 설명하기 위한 유압회로 도면이다.
도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)에는 각각 제1, 2 유압라인(La, L2)이 연결된다. 좀 더 구체적으로 제1유압라인(La)은 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)의 실린더(72)의 헤드 쪽에 형성된 제1포트(70a)에 연결된다. 제2유압라인(Lb)은 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)의 로드(74) 쪽에 형성된 제2포트(70b)에 연결된다.
또한, 제1, 2 유압라인(La, Lb)과 어큐뮬레이터(80)로 각각 연결되는 제1, 2 우회라인(411, 412)에 각각 체크밸브 유닛(50)이 복수로 구비된다. 체크밸브 유닛(50)은 제1, 2 체크밸브 유닛(50a, 50b)이다.
제1체크밸브 유닛(50a)은 제1유압라인(La)에서 어큐뮬레이터(80)쪽으로 작동유의 흐름을 차단하고, 어큐뮬레이터(80)쪽에서 제1유압라인(La)쪽으로 작동유가 유동되도록 한다. 한편, 제2유압라인(Lb)에 형성된 작동유의 제2압력(Pb)은 제1체크밸브 유닛(50a)이 개방되는 방향으로 작용된다.
마찬가지로, 제2체크밸브 유닛(50b)은 제2유압라인(Lb)에서 어큐뮬레이터(80)쪽으로 작동유의 흐름을 차단하고, 어큐뮬레이터(80)쪽에서 제2유압라인(Lb)쪽으로 작동유가 유동되도록 한다. 한편, 제2유압라인(Lb)에 형성된 작동유의 제1압력(Pa)은 제2체크밸브 유닛(50b)이 개방되는 방향으로 작용된다.
또한, 제1, 2 유압라인(La, Lb)과 어큐뮬레이터(80)로 연결되는 제3, 4 우회라인(421, 422)에 릴리프 밸브 유닛(160)이 복수로 구비된다. 릴리프 밸브 유닛(160)은 제1, 2 유압라인(La, Lb)에서 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되면 개방되도록 제어된다. 이로써 고압의 작동유는 유량의 일부를 어큐뮬레이터(80)쪽으로 보내게 된다.
상술한 바와 같이 구성되는 비교예의 작동유 차징 유압회로는 다음과 같이 작동된다.
도 2의 (a)에서 펌프/모터(40)는 모터작용을 하고, 액추에이터(70)는 로드(74)가 확장되는 방향으로 작용되는 것으로 가정하여 설명한다.
로드(74)가 확장될 때에 제1포트(70a)에서 작동유가 실린더(72)의 헤드 쪽으로 유입되고, 제2포트(70b)에서 작동유가 배출된다. 이때 유입되는 작동유 유량과 배출되는 작동유 유량은 차이가 있다. 좀 더 상세하게는 실린더 헤드 쪽에는 단면적이 크지만, 로드(74)가 배치된 쪽에는 로드(74)의 단면적만큼 단면면적이 작다. 이로써 제1포트(70a)를 통하여 유출 입되는 제1유량이 제2포트(70b)를 통하여 유출입 되는 제2유량에 비교하여 많게 된다.
상술한 바와 같이, 제1, 2 유랑의 차이로 인하여 제1, 2 유압라인(La, Lb)에는 각각 제1, 2 압력(Pa, Pb)가 형성되고, 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 대소 관계에 따라 체크밸브 유닛(50)은 개폐 제어된다.
체크밸브 유닛(50)의 개폐제어는 도 2의 (b)를 참조하여 설명한다.
체크밸브 유닛(50)의 개방은 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 차이가 발생할 때에 개방된다. 한편, 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 차이가 해소되면 체크밸브 유닛(50)은 닫히게 된다.
제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)이 어큐뮬레이터 압력(Pc)과 유사한 수준으로 부하가 작게 형성될 때에, 펌프/모터(40)의 유량이 액추에이터(70)로 전부 다 공급되지 않고, 작동유 차징 유압회로의 체크밸브 유닛(50)을 통해 작동유가 어큐뮬레이터(80)와 재순환(recirculation)되므로, 액추에이터(70)의 작동속도가 감소되는 현상이 발생된다.
예를 들어, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1압력(Pa)이 어큐뮬레이터 압력(Pc)보다 근소하게 크고, 어큐뮬레이터 압력(Pc)이 제2압력(Pb)보다 근소하게 큰 작동이 있을 수 있고, 이러한 경우에 작동유의 일부 유량이 내부에서 순환하는 경우가 발생될 수 있다.
작동유 차징 유압회로에서 체크밸브 유닛(50)이 개방된 후에 폐쇄되려면 다음의 조건을 만족하여야 한다.
체크밸브 유닛(50)이 닫히는 조건은 다음의 수학식1로 설명될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2014002089-appb-M000001
Pa, Pb: 제1, 2 압력
Pc: 어큐뮬레이터 압력
A2: Pb와 Pc가 작용하는 수압 면적
A1: Pc와 Pa가 작용하는 수압 면적
Fko: 스프링 힘
Fst: 포펫의 정지마찰력
비교예에서, 제1압력(Pa)이 어큐뮬레이터 압력(Pc)보다 큰 경우(일반적인 상태인 경우)에, 포펫은 닫혀서 역방향으로 흐를 수 없다. 그러나 각 압력의 차이가 근소한 경우, 포펫의 정지 마찰력을 이기지 못하고 개방된 상태가 유지되는 경우가 발생된다. 체크밸브 유닛(50)이 닫히는 작용을 향상시키기 위하여 체크밸브 유닛(50)에 구비되는 스프링을 더욱 강한 스프링으로 적용할 수 있지만 이러한 경우에 순방향으로 에너지가 저장(charging)될 때에 경우 압력손실이 증가되어, 유압 시스템의 에너지 효율이 저하된다.
한편, 도 3에 나타낸 바와 같이, 체크밸브 유닛(50)의 포펫이 개방되어 닫힐 때에 닫히는 시작 시점부터 닫힘이 종료된 시점까지 작동유 재순환 작용이 일어나고, 종료되는 시점에서 제1압력(Pa)은 순간적으로 증가되어 압력 피크(Pick)가 형성된다.
즉, 비교예에 따른 작동유 차징 유압회로는 액추에이터(70)의 작동속도가 일시적/순간적으로 느려진 직후에 충격이 발생하고, 이러한 충격은 유압회로의 제어성을 어렵게 하는 문제점이 있다.
<제2비교예>
일반적으로 건설기계에는 유압시스템이 탑재된다. 유압시스템은 동력원으로부터 제공되는 동력에 의해 펌프를 작동시키고, 펌프에 의해 작동유에 압력을 형성한다. 작동유는 액추에이터에 제공되고, 이로써 액추에이터가 작동된다.
도 4를 참조하여 비교예에 따른 유압시스템을 설명한다. 첨부도면 도 4는 건설기계의 유압시스템에서 비교예에 따른 다른 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 비교예에 따른 유압시스템은 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)가 제1, 2 유압라인(La, Lb)으로 연결된다. 좀 더 상세하게는 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)의 제1액추에이터 포트(70a)는 제1유압라인(La)으로 연결된다. 또한, 펌프/모터(40)와 액추에이터(70)의 제2액추에이터 포트(70b)는 제2유압라인(Lb)으로 연결된다. 상술한 펌프/모터(40)는 모터 작용을 겸하는 것일 수 있다.
즉, 펌프/모터(40)가 작동하여 작동유를 제1유압라인(La)을 통하여 토출하면, 작동유는 액추에이터(70)의 제1액추에이터 포트(70a)에 제공되고, 이로써 액추에이터(70)는 로드가 확장되게 작동될 수 있다. 한편, 액추에이터(70)에서 배출될 작동유는 제2유압라인(Lb)을 경유하여 펌프/모터(40)로 귀환한다.
한편, 액추에이터(70)는 로드의 단면적에 의한 차이가 있으므로, 제1액추에이터 포트(70a)를 공급되는 유량과 제2액추에이터 포트(70b)에서 배출되는 유량이 다르다. 이러한 유량의 차이를 극복하기 위하여 어큐뮬레이터(80)가 마련된다.
제1, 2 유압라인(La, Lb)과 어큐뮬레이터(80)는 제3 유압라인(33)으로 연결될 수 있다. 제1유압라인(La)과 어큐뮬레이터(80)의 사이에는 제1체크 밸브 유닛(50a)이 구비되고, 제2유압라인(Lb)과 어큐뮬레이터(80)의 사이에는 제2체크 밸브 유닛(50b)이 구비된다.
또한, 제1체크 밸브 유닛(50a)과 제2압력라인(Lb)은 제1압력 신호 라인(61)으로 연결되고, 제2체크 밸브 유닛(50b)과 제1압력라인(La)은 제2압력 신호 라인(62)으로 연결된다.
제1체크 밸브 유닛(50a)은 제2압력라인(Lb)에 고압이 형성될 때에 개방되고, 마찬가지로 제2체크 밸브 유닛(50b)은 제1압력라인(La)에 고압이 형성될 때에 개방된다.
이로써 어느 한쪽의 유압라인에 유량이 과잉일 때에 그 작동유는 어큐뮬레이터(80)에 저장되고, 반대로 유량이 부족할 때에 어큐뮬레이터(80)로부터 작동유를 보충 받는다.
예를 들면, 펌프/모터(40)가 작동되어 작동유가 제1유압라인(La)에 공급되면 액추에이터(70)에서 배출되는 작동유는 공급되는 유량보다 작으므로 유량이 부족할 수 있다. 이때 제1압력라인(La)에 형성된 제1압력이 제2압력라인(Lb)에 형성된 제2압력보다 고압이므로, 제2체크 밸브 유닛(50b)이 개방되고 이로써 어큐뮬레이터(80)로부터 작동유가 제2유압라인(Lb)에 제공되어 부족한 유량을 보충하게 된다.
다른 한편으로, 펌프/모터(40)가 역회전 작동되어 작동유가 제2유압라인(Lb)에 공급되면 액추에이터(70)에서 배출되는 작동유는 공급되는 유량보다 크므로 유량이 과잉일 수 있다. 이때 제2압력라인(Lb)에 형성된 제3 압력이 제1압력라인(La)에 형성된 제4압력보다 고압이므로, 제1체크 밸브 유닛(50a)이 개방되고 이로써 제1유압라인(La)의 작동유가 어큐뮬레이터(80)으로 저장되어 과잉의 유량을 배출하게 된다.
한편, 제1유압라인(La)에서 제2유압라인(Lb)쪽으로 연결되는 유압라인에 제1릴리프 밸브(171)가 구비될 수 있다. 또한, 제2유압라인(Lb)에서 제1유압라인(La)쪽으로 연결되는 유압라인에 제2릴리프 밸브(172)가 구비될 수 있다.
제1, 2 릴리프 밸브(171, 172)는 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되는 경우에 개방된다. 예를 들면, 제1유압라인(La)에 이상고압이 형성되면 제1릴리프 밸브(171)가 개방되어 제1유압라인(La)의 작동유를 제2유압라인(Lb)으로 이동되도록 한다.
그러나 제2비교예의 유압시스템은 다음과 같은 문제점이 지적된다.
제1, 2 체크 밸브 유닛(50a, 50b)은 펌프/모터(40)와 연결된 제1, 2 압력 신호 라인(61, 62)으로부터 압력 신호를 받아서 작동하는 밸브 구성이다. 이러한 밸브 구성은 제1, 2 유압라인(La, Lb)에 형성된 압력이 체크 밸브 내에 구비된 포펫(poppet)을 작동하도록 하는 압력보다 큰 경우에, 제1체크 밸브 유닛(50a)과 제2체크 밸브 유닛(50b)이 동시에 개방되는 문제점이 있다. 또한, 명확하게 규명되지 않은 어떤 이유로 제1체크 밸브 유닛(50a)과 제2체크 밸브 유닛(50b)이 동시에 개방되는 경우가 있다.
특히, 상술한 바와 같이, 제1체크 밸브 유닛(50a)과 제2체크 밸브 유닛(50b)이 동시에 개방될 때에 액추에이터(70)에 큰 부하(W)가 작용되는 쪽으로 작동유가 흐르지 않고 펌프/모터(40) 또는 어큐뮬레이터(80)로 되돌아 갈 수 있다.
이에 부연설명하면, 도 4에 나타낸 바와 같이 작동유는 액추에이터(70)가 확장되는 방향으로 제공될 수 있고, 이때 부하(W)에 의해 액추에이터(70)가 정상적으로 확장 작동하지 못하도록 저항을 받게 된다. 또한, 제1유압라인(La)에 압력이 이상 고압으로 상승될 수 있다.
즉, 작동유가 액추에이터(70)로 제공되지 못하고, 상대적으로 부하가 작은 펌프/모터(40) 또는 어큐뮬레이터(80)쪽으로 흐를 수 있다. 이로써 액추에이터(70)에는 적정한 유량이 제공되지 못하기 때문에 액추에이터(70)가 정상적으로 작동하지 못하는 문제가 있다. 즉, 액추에이터(70)의 작동속가 현저하게 느려지거나 부하(W)에 작용되는 토크가 매우 작게 형성되어 원활한 작업을 진행할 수 없는 문제점이 있다.
다른 한편으로, 액추에이터(70)가 수축되는 방향으로 부하(W)가 작용되고, 제1, 2 체크 밸브 유닛(50a, 50b)이 모두 개방되는 상황이라면, 액추에이터(70)로부터 작동유가 급격하게 배출될 수 있고, 이러한 경우에는 액추에이터(70)는 급격하게 작동되어 위험한 상황이 발생될 수도 있다.
<제1실시예>
이하, 도 5 및 도 6를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 작동유 차징 유압회로가 적용된 건설기계의 유압시스템을 설명한다.
첨부도면 도 5는 건설기계의 유압시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 작동유 차징 유압회로를 설명하기 위한 유압회로 도면이다. 도 6는 도 5에 기재된 본 발명의 실시예의 체크밸브 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
펌프/모터(140)와 액추에이터(170)에는 각각 제1, 2 유압라인(lLa, 1L2)이 연결된다. 좀 더 구체적으로 제1유압라인(1La)은 펌프/모터(140)와 액추에이터(170)의 실린더(172)의 헤드 쪽에 형성된 제1포트(170a)에 연결된다. 제2유압라인(1Lb)은 펌프/모터(140)와 액추에이터(170)의 로드(174) 쪽에 형성된 제2포트(170b)에 연결된다.
또한, 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되는 우회라인에 제어 밸브 유닛(200)이 구비된다. 또한, 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 어큐뮬레이터(180)로 연결되는 다른 제1, 2 우회라인(1411, 1412)에 각각 제1, 2 체크밸브 유닛(610, 620)이 구비된다.
제어 밸브 유닛(200)은 작동유의 순환을 차단하는 제1위치(201), 제1압력라인(1La)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되는 제2위치(202) 및 제2압력라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되는 제3위치(203)를 포함하여 구성된다.
또한, 제어 밸브 유닛(200)의 스풀 양측에는 각각 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)이 작용한데, 부연 설명하면, 제2위치(202)의 수압부에는 제1압력(Pa)이 작용되고, 제3위치(203)의 수압부에는 제2압력(Pb)이 작용된다. 또한, 제어 밸브 유닛(200)의 스풀에는 양측에 스풀 복원용 스프링이 배치된다.
제1체크밸브 유닛(610)은 작동유가 제1유압라인(1La)에서 어큐뮬레이터(180)쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 작동유가 어큐뮬레이터(180)에서 제1유압라인(1La)쪽으로 이동되는 것만을 허용한다.
마찬가지로 제2체크밸브 유닛(620)은 작동유가 제2유압라인(1La)에서 어큐뮬레이터(180)쪽으로 이동되는 것을 방지하고, 작동유가 어큐뮬레이터(180)에서 제2유압라인(1Lb)쪽으로 이동되는 것만을 허용한다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실시예의 작동유 차징 유압회로는 다음과 같이 작동된다.
도 5의 (a)에서 펌프/모터(140)는 펌프작용을 하고, 액추에이터(170)는 로드(174)가 확장되는 방향으로 작용되는 것으로 가정하여 설명한다.
제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 차이가 크게 발생하는 경우에, 예를 들면, 제1압력(Pa)이 제2압력(Pb)보다 큰 압력이면, 제어 밸브 유닛(200)의 스풀이 이동되어 제1위치(201)에서 제2위치로(202)로 전환된다. 이로써, 제2압력라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)가 연결된다. 한편, 제2압력(Pb)과 어큐뮬레이터 압력(Pc)의 대소 관계에 따라 작동유의 흐름방향이 결정되고, 작동유는 압력이 높은 쪽에서 압력이 낮은 쪽으로 이동된다. 제1압력(Pa)은 배출되지 않고 액추에이터(170)에 작용된다. 이로써 액추에이터(170)의 작동속도가 저하되는 것이 방지되는 것이다.
한편, 상대적으로 압력이 낮은 제2압력라인(1Lb)은 어큐뮬레이터(180)에서 작동유를 보충 받는다.
다른 한편으로, 또한, 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 어큐뮬레이터(180)로 연결되는 제3, 4 우회라인(1421, 1422)에 각각 릴리프 밸브 유닛(160)이 구비된다. 제1, 2 압력라인(1La, 1Lb)에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때에는 릴리프 밸브 유닛(160)이 개방되고, 이로써 작동유의 일부는 어큐뮬레이터(180)에 저장되면서 제1, 2 압력라인(1La, 1Lb)의 내에는 설정된 압력보다 낮거나 같게 유지된다.
제어 밸브 유닛(200)의 작용은 도 5의 (b)를 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.
제어 밸브 유닛(200)는 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 차이가 발생할 때에 제2위치(202) 또는 제3위치(203)로 전환된다. 한편, 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 차이가 해소되면 제어 밸브 유닛(200)은 제1위치(201)로 전환되어 닫히게 된다.
본 발명에 따른 제어 밸브 유닛(200)은 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)의 압력이 어큐뮬레이터 압력(Pc)과 유사한 수준으로 부하가 작게 형성되더라도 펌프/모터(140)의 유량이 액추에이터(170)로 전부 공급되고, 본 발명에 따른 작동유 차징 유압회로에서 고압의 제1, 2 압력(Pa, Pb)이 고스란히 액추에이터(170)에 작용된다. 이로써 액추에이터(170)의 작동속도가 정상적인 속도로 작용되는 것이다.
예를 들어, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1압력(Pa)이 어큐뮬레이터 압력(Pc)보다 근소하게 크고, 어큐뮬레이터 압력(Pc)이 제2압력(Pb)보다 근소하게 큰 작동이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 제어 밸브 유닛(200)의 스풀이 작동되는 변수는 제1, 2 압력(Pa, Pb)의 차이에 지배를 받는다. 즉, 어큐뮬레이터 압력(Pc)은 제어 밸브 유닛(200)의 전환 작동 여부에 영향을 끼치지 않는다.
본 발명에 따른 작동유 차징 유압회로에서 제어 밸브 유닛(200)이 개방된 후에 폐쇄되려면 다음의 조건을 만족하여야 한다.
제어 밸브 유닛(200)이 닫히는 조건은 다음의 수학식2로 설명될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2014002089-appb-M000002
Pa: 제1압력
Pb: 제2압력
A: Pa와 Pc가 작용하는 수압 면적
Fko: 스프링 힘
Fsf: 포펫의 정지마찰력
즉, 제1압력(Pa)이 제2압력(Pb)보다 근소하게 큰 경우일지라도, 압력 차이는 양수 값이 나오고, 수압면적(A)과의 곱에 스프링이 힘이 더해지는 경우에 포켓의 정지마찰력(Fsf)보다 큰 값이 되므로 제어 밸브 유닛(200)의 스풀이 이동된다. 그 결과 제어 밸브 유닛(200)은 제2위치(202)로 전환되고, 이로써 제1압력(Pa)이 어큐뮬레이터(80)쪽으로 배출되지 않도록 더욱 확실하게 닫히게 된다.
따라서 본 발명에 따른 작동유 차징 유압회로는 유량손실을 방지하여 액추에이터(170)를 작동시킬 수 있고, 나아가 유압 시스템의 에너지 효율 저하가 방지된다.
한편, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제어 밸브 유닛(200)이 제2위치(202) 또는 제3위치(203)에서 제1위치(201)로 복귀되어 닫힐 때에 작동유 재순환 작용이 일어나지 않는다. 특히, 액추에이터(170)가 작동하는 속도는 유지되고, 이로써 액추에이터(170)의 제어성이 향상된다.
다른 한편으로, 본 발명에 따른 작동유 차징 유압회로는 제1압력(Pa)이 완만하게 증가하는 것으로 제어 밸브 유닛(200)의 전환에 따른 충격이 발생하지 않는다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 액추에이터가 작동될 때에 액추에이터에 유/출입되는 유량 차이가 필연적으로 발생하지만, 액추에이터 유출입 라인의 압력의 차이가 무시될 정도로 작은 경우에도 작동유 차징 유압회로에서 작동유의 재순환 작용을 방지할 수 있고, 이로써 액추에이터의 작동속도의 저하를 방지하여 작업성을 향상시킬 수 있다.
<제2실시예>
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 7는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에서 스풀을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 밸브가 적용된 건설기계의 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛(200)은 밸브 블록(210)에 스풀(300)과 제1, 2 체크 밸브 유닛(610, 620)이 구비된다.
밸브 블록(210)은 제1 밸브 포트(p1)와 제2 밸브 포트(p2)가 연결되게 제1 밸브 유로(222)가 형성된다. 제1 밸브 포트(p1)는 펌프/모터(140)의 제1 펌프포트(141)와 연결된다. 제2 밸브 포트(p2)는 액추에이터(170)의 제1 액추에이터 포트(170a)와 연결된다.
또한, 밸브 블록(210)은 제3 밸브 포트(p3)와 제4 밸브 포트(p4)가 연결되게 제2 밸브 유로(224)가 형성된다. 제3 밸브 포트(p3)는 액추에이터(170)의 제2 액추에이터 포트(170b)와 연결된다. 제4 밸브 포트(p4)는 펌프/모터(140)의 제2 펌프포트(142)와 연결된다.
또한, 밸브 블록(210)에는 제3 밸브 유로(226)가 형성되고, 제3 밸브 유로(226)는 어큐뮬레이터(180)와 연결된다.
또한, 밸브 블록(210)은 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)이 연통되게 스풀 홀(230)이 형성되고, 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)이 연통되게 체크 밸브 홀(240)이 형성된다.
한편, 밸브 블록(200)에서 스풀(300)의 양측에 각각 제1, 2 챔버(341, 342)가 형성된다.
제1, 2 챔버(341, 342)에는 각각 제1, 2 스풀 복원 스프링(512, 514)이 구비되고, 각각 제1, 2 스풀 캡(522, 524)에 의해 닫힌다.
제1, 2 스풀 복원 스프링(512, 514)은 스풀(300)의 양단에 배치됨으로써, 스풀(300)에 인위적인 외력이 작용되지 않을 때에 스풀(300)이 밸브 블록(200)에서 중립위치를 유지하도록 복원력을 작용한다.
스풀(300)은 스풀 홀(230)에 배치되어 제1 밸브 유로(222)의 제1압력과 제2 밸브 유로(224)의 제2 압력 중에 낮은 압력의 유압라인이 제3 밸브 유로(226)과 연결되도록 한다.
스풀(300)은 중앙의 외주연에 커먼 그루브(310)가 형성된다. 커먼 그루브(310)는 제1 밸브 유로(222)와 제3 밸브 유로(226)를 연결하거나, 또는 제2 밸브 유로(224)와 제3 밸브 유로(226)를 연결한다. 즉, 스풀(300)이 어느 한쪽으로 치우칠 때에 제3 밸브 유로(226)가 제1 밸브 유로(222)와 제2 밸브 유로(224) 중에 어느 하나와 연결되도록 한다.
또한, 스풀(300)은 제1 밸브 유로(222)와 제1 챔버(341)가 연결되게 제1 스풀 유압라인(322)이 형성된다. 마찬가지로 스풀(300)은 제2 밸브 유로(224)와 제2 챔버(342)가 연결되게 제2 스풀 유압라인(324)이 형성된다.
제1, 2 스풀 유입라인(322, 324)에 각각 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)가 형성되고, 이로써 제1 압력과 제2 압력이 스풀(300)의 양단에서 경합하게 된다. 결국 스풀(300)은 제1, 2 압력 중에 압력이 낮은 쪽으로 이동된다.
다른 한편으로, 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에 각각 제1, 2 오리피스(402, 404)가 형성될 수 있다. 제1, 2 오리피스(402, 404)는 작동유의 흐름에 저항을 형성함으로써 스풀(300)이 제1, 2 압력의 압력 차이에 의해 이동될 때에 스풀(300)의 이동 응답성을 결정한다. 예컨대 제1, 2 오리피스(402, 404)의 내경 크기가 클수록 작동유의 유속이 빠르게 진행되므로 스풀(300)이 상술한 압력 차이에 좀 더 민감하게 반응한다. 반대로, 제1, 2 오리피스(402, 404)의 내경 크기가 작을수록 작동유의 유속이 느리게 진행되므로 스풀(300)이 상술한 압력 차이에 좀 더 둔감하게 반응한다.
또 다른 한편으로, 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에 각각 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)이 구비될 수 있다.
제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)은 첨부도면 도 10를 참조하여 설명한다. 첨부도면 도 10는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛에서 오리피스의 예를 설명하기 위한 도면이다.
제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)에 각각 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)이 형성된다. 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)은 작동유의 흐름에 저항을 형성함으로써 스풀(300)이 제1, 2 압력의 압력 차이에 의해 이동될 때에 스풀(300)의 이동 응답성을 결정한다. 예컨대 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 클수록 작동유의 유속이 빠르게 진행되므로 스풀(300)이 상술한 압력 차이에 좀 더 민감하게 반응한다. 반대로, 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 작을수록 작동유의 유속이 느리게 진행되므로 스풀(300)이 상술한 압력 차이에 좀 더 둔감하게 반응한다.
한편, 오리피스 유닛(410, 420)은 교체가 가능하게 설치됨으로써 오리피스 유닛(410, 420)이 훼손되었거나 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)이 이물질에 의해 막히거나할 때에 새로운 제품으로 교체될 수 있다. 이로써 제어 밸브 유닛(200)은 성능을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)은 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 다르게 형성된 다른 오리피스 유닛으로 교체될 수 있다. 즉, 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 다르게 형성된 다른 오리피스 유닛으로 교체함으로써 스풀(300)의 이동 응답성을 조절할 수 있다.
또한, 밸브 블록(200)은 체크 밸브 홀(240)의 양쪽에 각각 제1, 2 포펫 홀(612, 614)이 형성될 수 있다.
제1 체크 밸브 유닛(610)은 제1 밸브 유로(222)와 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 제1압력이 제3 밸브 유로(226)의 제3압력보다 낮을 때에 개방된다.
제2 체크 밸브 유닛(620)은 제2 밸브 유로(224)와 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 제2압력이 상술한 제3압력보다 낮을 때에 개방된다.
제1, 2 체크 밸브 유닛(610, 620)은 각 제1, 2 포펫 홀(612, 614)에 각각 제1, 2 포펫(622, 624)이 구비된다. 제1, 2 포펫(622, 624)에는 각각 제1, 2 포펫 스프링(632, 634)이 구비된다.
한편, 제1, 2 포펫(622, 624)에는 각각 연통홀이 형성되고, 연통홀은 제1, 2 포펫(622, 624)이 이동될 때에 제1, 2 포펫 홀(612, 614)에 채워진 작동유가 원활하게 이동될 수 있게 한다. 이로써 연통홀은 제1, 2 포펫 홀(612, 614)에 채워진 작동유에 의한 저항이 제1, 2 포펫(622, 624)의 이동에 방해되지 않도록 한다.
또한, 각 제1, 2 포펫 스프링(632, 634)의 외측에는 각각 제1, 2 캡(642, 644)가 체결된다. 각 제1, 2 캡(642, 644)은 외부로부터 제1, 2 포펫 홀(612, 614)를 폐쇄시킨다.
제1, 2 포펫 스프링(632, 634)은 제1, 2 포펫(622, 624)가 체크 밸브 홀(240)을 향하여 이동되도록 복원력을 작용한다. 즉, 제1 포펫(622)이 제1 포펫 홀(612)에서 체크 밸브 홀(240)쪽으로 최대한 이동되면 제1 밸브 유로(222)와 제3 밸브 유로(226)가 단절된다. 마찬가지로 제2 포펫(624)이 제2포펫 홀(614)에서 체크 밸브 홀(240)쪽으로 최대한 이동되면 제2 밸브 유로(224)와 제3 밸브 유로(226)가 단절된다.
이하, 도 7, 도 9 및 도 11 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템과 제어 밸브 유닛의 작용을 설명한다.
첨부도면 도 7 및 도 9는 제어 밸브 유닛(200)에서 스풀(300)이 제1위치(201)에 위치될 때의 예이다. 제1위치(201)는 중립상태로써 스풀(300)이 중앙의 위치에 유지되는 상태이다. 제1위치(201)는 제1 챔버(341)와 제2 챔버(342)의 압력차이가 거의 없을 때이다. 예를 들면, 펌프/모터(140)와 액추에이터(170)가 작동되지 않는 상태일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 다른 건설기계의 유압시스템은 도 9에 나타낸 바와 같이, 펌프/모터(140)와 제어 밸브 유닛(200)과 액추에이터(170)와 어큐뮬레이터(180)를 포함하여 구성된다.
펌프/모터(140)는 양단에 각각 제1, 2 펌프 포트(141, 142)가 형성된다. 제1 펌프 포트(141)는 제1 유압라인(131)으로 제1 밸브 포트(p1)와 연결된다. 또한, 제2 펌프 포트(142)는 제2 유압라인(132)으로 제4 밸브 포트(p4)와 연결된다.
액추에이터(170)의 제1 액추에이터 포트(170a)와 제2 밸브 포트(p2)가 연결된다. 제1 액추에이터 포트(170a)는 액추에이터(170)의 헤드 쪽일 수 있다.
또한, 액추에이터(170)의 제2 액추에이터 포트(170b)와 제3 밸브 포트(p3)가 연결된다. 제2 액추에이터 포트(170b)는 액추에이터(170)의 로드 쪽일 수 있다.
즉, 제1 액추에이터 포트(170a)에서 제1 작동유 유량이 유동되고, 제2 액추에이터 포트(170b)에서 제2작동유 유량이 유동될 때에, 제1 작동유 유량과 제2 작동유 유량은 다르다. 좀 더 상세하게는 제1 작동유 유량이 제2 작동유 유량보다 많다.
어큐뮬레이터(180)는 제3유압라인(133)으로 제5 밸브 포트(p5)와 연결된다. 어큐뮬레이터(180)는 보조 펌프와 릴리프 밸브에 의해 설정된 압력을 유지할 수 있다. 예를 들면, 어큐뮬레이터(180)에는 30bar가 설정될 수 있고, 설정된 압력보다 낮아질 때에 보조 펌프가 작동되어 30bar에 도달되도록 하고, 설정된 압력보다 높을 때에 릴리프 밸브가 작동되어 작동유의 일부를 배출시켜 30bar를 유지하도록 한다.
첨부도면 도 11 및 도 12은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 유량이 보충되는 예를 설명하기 위한 도면 및 유압시스템을 설명하기 위한 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이, 액추에이터(170)에 제공되는 제1 작동유 유량과 액추에이터(170)에서 배출되는 제2 작동유 유량은 다르다. 그러나 펌프/모터(140)에 유입되는 작동유 유량과 펌프/모터(140)에서 배출되는 작동유 유량은 동일하여야 하다.
액추에이터(170)의 로드가 확장되는 방향으로 작동되는 경우에, 펌프/모터(140)에 유입되는 작동유 유량은 상대적으로 부족할 수 있다. 이 경우에 스풀(300)은 제1위치(201)에서 제2 위치(202)로 전환된다.
스풀(300)이 제1위치(201)에서 제2 위치(202)로 전환되는 이유는 다음과 같이 설명될 수 있다. 제1 유압라인(131)과 제1 밸브 유로(222)에 고압이 형성되고, 제2 유압라인(132)과 제2 밸브 유로(224)에 상대적으로 저압이 형성된다. 따라서 제1 챔버(341)의 제1 압력이 제2 챔버(342)의 제2 압력보다 크므로 스풀(300)은 제1, 2 압력의 압력 차이에 의해 이동되는 것이다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 스풀(300)이 제2위치(202)로 이동되면 제2 밸브유로(224)와 제3 밸브 유로(226)가 연결된다. 이후, 작동유가 어큐뮬레이터(180)로부터 제2 밸브 유로(224)에 보충된다.
한편, 제1 체크 밸브 유닛(610)은 제1 포펫(622)이 고압에 의해 닫힌 상태를 유지한다. 또한, 제2 체크 밸브 유닛(620)은 제2 포펫 스프링(634)의 복원력에 의해 닫힌 상태를 유지한다.
첨부도면 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 유량이 배출되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
액추에이터(170)의 로드가 수축되는 방향으로 작동되는 경우에, 펌프/모터(140)에 귀환되는 작동유 유량은 상대적으로 과잉일 수 있다. 이 경우에 스풀(300)은 제1위치(201)에서 제3 위치(203)로 전환된다.
스풀(300)이 제1위치(201)에서 제3 위치(203)로 전환되는 이유는 다음과 같이 설명될 수 있다. 제2 유압라인(132)과 제2 밸브 유로(224)에 고압이 형성되고, 제1 유압라인(131)과 제1 밸브 유로(222)에 상대적으로 저압이 형성된다. 따라서 제2 챔버(344)의 제2 압력이 제1 챔버(341)의 제1 압력보다 크므로 스풀(300)은 제1, 2 압력의 압력 차이에 의해 이동되는 것이다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 스풀(300)이 제3위치(203)로 이동되면 제1 밸브유로(222)와 제3 밸브 유로(226)가 연결된다. 이후, 작동유가 제1 밸브유로(222)에서 어큐뮬레이터(180)로 배출되어 어큐뮬레이터(180)에 저장된다.
한편, 제1 체크 밸브 유닛(610)은 제1 포펫 스프링(632)의 복원력에 의해 닫힌 상태를 유지한다. 또한, 제2 체크 밸브 유닛(620)은 제2 포펫(624)이 고압에 의해 닫힌 상태를 유지한다.
첨부도면 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면으로써, 압력의 균형을 유지하기 위한 예를 설명하기 위한 도면이다.
제1, 2 유압라인(131, 132)에 또는 제1, 2 밸브 유로(222, 224)에 이상 저압이 발생될 수 있다. 저압이 발생되는 예로써 액추에이터(170)는 로드가 움직이지 않은 상태에서 펌프/모터(140)가 관성에 의해 계속 움직일 수 있다. 예컨대 펌프/모터(140)가 작동되어 제4 밸브포트(p4)와 연결되는 쪽에서 작동유 흡입이 이루어지면, 제2 밸브 유로(224)에는 제2압력이 낮아질 수 있다.
저압이 발생되는 다른 예로써, 펌프/모터(140)는 작동되지 않는데, 부하(W)에 의해 액추에이터(170)가 확장되거나 수축될 수 있다. 이에 부연 설명하면 액추에이터(170)가 붐 실린더라면, 부하(w)는 로드가 수축되는 방향으로 작용되므로 액추에이터(170)의 로드 쪽에 부압이 형성될 수 있다. 한편, 액추에이터(170)가 암 실린더라면, 부하(w)는 로드가 확장되는 방향으로 작용되므로 액추에이터(170)의 헤드 쪽에 부압이 형성될 수 있다.
또한, 유압시스템에는 알 수 없는 이유로 어느 특정한 유압라인에 부압이 형성될 수 있다.
계속하여 체크 밸브 유닛의 개방에 대하여 설명한다. 제2압력이 어큐뮬레이터(180)의 제3압력보다 낮은 경우에 제2 체크 밸브 유닛(620)이 개방된다. 제2 체크 밸브 유닛(620)의 개방으로 인하여 어큐뮬레이터(180)의 작동유가 제2 밸브 유로(224)에 보충된다.
다른 한편으로, 제1, 2 밸브 유로(222, 224)에 작동유가 보충되는 것은 스풀(300)의 위치 변화 또는 제1, 2 체크밸브 유닛(610, 620)의 개방에 의한다. 그러나 본 발명의 실시예에 따른 제어 밸브 유닛(200)은 제1, 2 밸브 유로(222, 224)에 각각 형성된 압력의 압력 차이로 인하여 스풀(300)의 이동이 우선되므로, 제어 밸브 유닛(200)의 내에서 이상 부압에 의한 압력 차이를 신속하게 해소할 수 있고, 이로써 제1, 2 체크밸브 유닛(610, 620)은 항상 어느 하나는 반드시 닫힌 상태를 유지한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 유압시스템은 종래에 유압시스템에서 제1, 2 체크 밸브 유닛(51, 52)이 동시에 개방되는 문제를 해소할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템용 제어 밸브 유닛은 스풀(300)의 양쪽에서 제1, 2 밸브 유로(222, 224)의 각 압력이 경합하고, 압력이 약한 쪽으로 스풀(300)이 이동된다. 이로써 제1, 2 밸브 유로(222, 224) 중에 압력이 낮은 쪽의 유로는 제3 밸브 유로(226)와 연결되어 작동유를 보충 받고, 압력이 높은 쪽의 유로는 어큐뮬레이터 쪽으로 유량이 배출된다. 즉, 제1, 2 유압라인 모두에서 어큐뮬레이터의 압력보다 낮은 압력이 형성되더라도 스풀은 항상 어느 한쪽으로 이동되어 유량이 보충됨으로써 제1, 2 유압라인 중에 어느 하나의 라인에는 어큐뮬레이터의 압력과 균형을 이룬다. 이로써, 제1, 2 체크 밸브 유닛(610, 620) 중에 어느 하나는 항상 닫힌 상태가 유지되고, 다른 하나만 개방됨으로써 제1, 2 체크 밸브 유닛(610, 620)은 명확하게 작동된다. 나아가 액추에이터(170)에 작동유를 안정적으로 제공할 수 있어 소망하는 작업을 원활하게 진행할 수 있다.
본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 액추에이터에 전용 펌프/모터가 설치되는 유압시스템에서, 액추에이터의 유/출입되는 라인의 압력차이가 작게 발생하더라도 펌프의 유량이 내부순환되지 않고 액추에이터에 작용되도록 하여 액추에이터의 작동속도를 유지하도록 하는 데에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설기계의 유압시스템은 유압시스템에서 유압라인에 유량이 부족할 때에 유량을 보충하도록 하고, 유압라인에 유랑이 과잉일 때에 유량을 배출하도록 하는 데에 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 엔진의 구동에 의해 작동유를 토출하는 유압펌프 작용과 작동유에 의해 회전력을 발생시키는 모터작용을 겸하는 펌프/모터(140);
    상기 펌프/모터(140)로부터 유압을 공급받아 작동되며 상기 유압이 출입하는 제1, 2 포트(170a, 170b)가 형성된 액추에이터(170);
    상기 펌프/모터(140)와 상기 엑추에이터(170)를 연결하는 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb);
    상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 제1, 2 우회라인(1411, 1412)을 통해 작동유를 저장 또는 방출하는 어큐뮬레이터(180);
    상기 제1, 2 우회라인(1411, 1412) 상에 각각 구비되어 작동유가 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)쪽으로만 이동을 허용하는 제1, 2 체크밸브 유닛(610, 620); 및
    양측 수압부가 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 연결되고, 상기 제1, 2 유압라인 중에서 압력이 낮은 쪽의 유압라인이 상기 어큐뮬레이터(180)와 연통 되도록 절환되는 제어 밸브 유닛(200);
    을 포함하는 건설기계의 유압시스템.
  2. 펌프작용과 모터작용을 겸하는 펌프/모터(140);
    실린더(172)의 헤드 쪽과 로드(174)쪽에 각각 제1, 2 포트(170a, 170b)가 형성된 액추에이터(170);
    작동유가 저장되는 어큐뮬레이터(180);
    상기 펌프/모터(140)와 상기 제1 포트(170a)가 연결되고 제1 압력(Pa)이 형성된 제1 유압라인(1La);
    상기 펌프/모터(140)와 상기 제2 포트(170b)가 연결되고 제2 압력(Pb)이 형성된 제2 유압라인(1Lb);
    상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 각각 연결되는 제1, 2 우회라인(1411, 1412)에 각각 구비되어 작동유가 상기 제1, 제2 유압라인(1La, 1Lb)쪽으로만 이동을 허용하는 제1, 제2 체크밸브 유닛(610, 620);
    상기 제1, 제2 유압라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 각각 연결되는 제3, 4 우회라인(1421, 1422)에 각각 구비되어 상기 제1, 2 압력(Pa, Pb)이 설정된 압력과 같거나 낮게 유지하는 복수의 릴리프 밸브 유닛(160); 및
    상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 스풀의 양측에 작용되고, 상기 제1, 제2 압력(Pa, Pb) 중에 어느 하나에 큰 압력이 형성되면 큰 압력은 상기 어큐뮬레이터(180)와 차단되고, 낮은 압력이 상기 어큐뮬레이터(180)와 연결되게 제어되는 제어밸브 유닛(200);
    을 포함하는 건설기계의 PCA 유압시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 밸브 유닛(200)은,
    상기 제1 유압라인(1La)과 어큐뮬레이터(180)를 연결하는 제2 위치(202)와, 제2 유압라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)를 연결하는 제3 위치(203)와, 어느 쪽으로도 유압의 흐름을 차단하는 제1 위치(201)로 된 내부 유로를 가지며, 양측 수압부에는 각각 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)의 제1압력(Pa)과 제2압력(Pb)이 각각 작용하는 스풀 구조인 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 밸브 유닛(200)은,
    상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 미리 정해진 범위 이내이면 상기 스풀은 상기 제1 위치(201)를 유지하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어밸브 유닛(200)은,
    상기 제1 압력(Pa)이 상기 제2 압력(Pb)보다 크면, 상기 제2 압력라인(1Lb)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되게 제어되고, 상기 제1 압력(Pa)은 상기 액추에이터(170)에 작용되며,
    상기 제1 압력(Pa)이 상기 제2 압력(Pb)보다 작으면, 상기 제1 압력라인(1La)과 어큐뮬레이터(180)가 연결되게 제어되고, 상기 제2 압력(Pb)은 상기 액추에이터(170)에 작용되며,
    상기 제1 압력(Pa)과 상기 제2 압력(Pb)이 같으면 상기 제1, 제2 압력라인(1La, 1Lb)과 상기 어큐뮬레이터(180)가 차단되게 제어되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)과 어큐뮬레이터(180) 사이에는 서로를 연결하는 제3, 4 우회라인(1421, 1422)이 설치되고, 상기 제3, 4 우회라인(1421, 1422) 상에는 상기 제1, 2 유압라인(1La, 1Lb)의 유압이 설정된 압력보다 높은 경우에는 상기 유압을 상기 어큐뮬레이터(180)로 공급되도록 상기 제3, 4 우회라인(1421, 1422)을 개폐하는 릴리프 밸브 유닛(160)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 밸브 유닛(200)은,
    제1 밸브 포트(p1)와 제2 밸브 포트(p2)가 연통되도록 제1 밸브 유로(222)가 형성되고, 제3 밸브 포트(p3)와 제4 밸브 포트(p4)가 연통되도록 제2 밸브 유로(224)가 형성되며, 어큐뮬레이터와 연통되는 제3 밸브 유로(226)가 형성되고, 상기 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)가 연통되는 스풀 홀(230)이 형성되며, 상기 제1, 2, 3 밸브 유로(222, 224, 226)와 연통되는 체크 밸브 홀(240)이 형성된 밸브 블록(210); 및
    상기 스풀 홀(230)에 배치되고, 상기 제1 밸브 유로(222)의 제1압력과 상기 제2 밸브 유로(224)의 제2 압력 중에 낮은 압력의 유압이 상기 제3 밸브 유로(226)와 연통되게 하는 스풀(300);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스풀(300)의 양측에는 각각 제1, 2 챔버(341, 342)가 형성되고,
    상기 스풀(300) 중앙의 외주연에는 상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 제3 밸브 유로(226) 또는 상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 제3 밸브 유로(226)가 연통되도록 커먼 그루브(310)가 형성되며, 상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 제1 챔버(341)가 연통되도록 제1 스풀 유압라인(322)이 형성되고, 상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 제2 챔버(342)가 연통되도록 제2 스풀 유압라인(324)이 형성되며, 상기 제1, 2 스풀 유입라인(322, 324)에는 각각 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)이 형성되어
    상기 제1 압력과 상기 제2 압력이 상기 스풀(300)의 양단에서 경합하여 압력이 낮은 쪽으로 상기 스풀(300)이 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에는 각각 제1, 2 오리피스(402, 404)가 형성되고,
    상기 제1, 2 오리피스(402, 404)에 의해 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 결정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1, 2 스풀 오리피스 유압라인(332, 334)에는 각각 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)이 구비되고,
    상기 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)에는 각각 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)이 형성되며,
    상기 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)에 의해 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 결정되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 2 오리피스 유닛(410, 420)은,
    상기 제1, 2 오리피스 홀(412, 414)의 내경 크기가 다른 오리피스 유닛으로 교체되어 상기 스풀(300)의 이동 응답성이 조절되는 것을 특징으로 하는 건설기계의 유압시스템.
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 밸브 유로(222)와 상기 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 상기 제1압력이 상기 제3 밸브 유로(226)의 제3압력보다 낮을 때에 개방되는 제1 체크 밸브 유닛(610); 및
    상기 제2 밸브 유로(224)와 상기 체크 밸브 홀(240)에 구비되어 상기 제2압력이 상기 제3압력보다 낮을 때에 개방되는 제2 체크 밸브 유닛(620);
    을 더 포함하는 건설기계의 유압시스템.
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