WO2018217031A1 - 건설기계 - Google Patents

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WO2018217031A1
WO2018217031A1 PCT/KR2018/005895 KR2018005895W WO2018217031A1 WO 2018217031 A1 WO2018217031 A1 WO 2018217031A1 KR 2018005895 W KR2018005895 W KR 2018005895W WO 2018217031 A1 WO2018217031 A1 WO 2018217031A1
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WO
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hydraulic oil
actuator
pressure
accumulator
valve
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PCT/KR2018/005895
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English (en)
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Inventor
강병일
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
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    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
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    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve

Definitions

  • Embodiment of the present invention relates to a construction machine, and more particularly to a construction machine that can store and utilize the inertial energy of the swinging structure.
  • construction machinery is supported by the traveling body and the traveling body and includes a rotatable swinging structure.
  • the traveling body is for moving the construction machine and may include a caterpillar or a wheel.
  • the swinging structure is installed on the upper part of the traveling body, and a cabin is installed in which a driver can sit and operate a construction machine. The driver rotates the turning body to operate work tools such as a bucket installed on the turning body to perform work such as mining using a construction machine.
  • An embodiment of the present invention provides a construction machine that can utilize the energy of the hydraulic fluid stored in the hydraulic oil discharged from the swinging motor generated when decelerating or accelerating the swinging structure.
  • a construction machine includes a main pump, a turning motor operated by receiving hydraulic oil from the main pump, a turning valve controlling the flow of hydraulic oil by the main pump and supplying the turning motor;
  • a discharge pressure detector for detecting a pressure of the hydraulic oil discharged from the swing motor, a hydraulic oil control valve unit for controlling the flow of hydraulic fluid in accordance with the pressure of the hydraulic oil discharged from or supplied to the swing motor, and the hydraulic oil control valve
  • a first accumulator capable of storing the hydraulic fluid having passed through the unit, and a flow rate amplification unit provided between the hydraulic oil control valve unit and the first accumulator, and the hydraulic oil discharged from the turning motor passes through the flow amplification unit to the first accumulator.
  • the flow rate amplifying unit may include an actuator that is contracted by the hydraulic oil passing through the hydraulic oil control valve.
  • the above-described construction machine may further include a second accumulator capable of storing the hydraulic oil passing through the hydraulic oil control valve unit, and the actuator may be extended by the hydraulic oil stored in the second accumulator.
  • the flow rate amplifying unit may further include a flow rate amplifying valve for selectively communicating the inlet side of the actuator and the discharge side of the actuator.
  • the flow amplification valve is closed so that the inflow side of the actuator and the discharge side of the actuator do not communicate with each other, and the flow amplification valve is opened when the hydraulic oil is stored in the second accumulator.
  • the inflow side of the actuator and the discharge side of the actuator can communicate with each other.
  • the apparatus may further include a regenerative control valve for supplying the hydraulic oil having passed through the valve part to the actuator.
  • the hydraulic oil control valve unit is a hydraulic fluid switching valve member that is selectively switched in accordance with the pressure discharged from the swing motor or supplied to the swing motor, and the hydraulic oil discharged from the swing motor is moved to the swing valve or the regenerative control valve. It may include a first hydraulic oil opening and closing valve member to selectively control to.
  • the first hydraulic oil opening / closing valve member may guide the hydraulic oil passing through the hydraulic oil switching valve member to be moved to the flow rate amplifying unit.
  • the above-described construction machine includes a discharge orifice through which the hydraulic oil passed through the swing motor passes, a first discharge pressure detecting member for detecting a pressure of the hydraulic oil flowing into the discharge orifice, and a hydraulic oil passing through the discharge orifice.
  • the apparatus may further include a discharge pressure detector including a second discharge pressure detection member to detect the discharge pressure.
  • the above-mentioned construction machine calculates the flow rate of the swing motor based on the pressures in front of and behind the discharge orifice detected by the discharge pressure detection unit, and based on the calculated flow rate of the swing motor and the area of the preset swing valve. Calculates the turning motor outlet pressure, and the regenerative control valve maintains the pressure of the difference between the turning motor outlet pressure, the area ratio on the discharge side of the actuator, the area ratio on the inlet side of the actuator and the pressure product of the first accumulator.
  • the control unit may further include a control unit.
  • the above-mentioned construction machine may further include a regenerative motor for providing assistance when the main pump is driven by using the working oil stored in the first accumulator.
  • the construction machine can effectively utilize the energy of the hydraulic fluid by storing the hydraulic oil discharged from the turning motor at the time of deceleration or acceleration of the swinging body.
  • FIG. 1 is a view showing the acceleration of the swinging structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the initial deceleration of the swinging structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing after the initial deceleration of the swinging structure according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the invention specifically illustrate ideal embodiments of the invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to the specific form of the illustrated region, but includes, for example, modification of the form by manufacture.
  • FIGS. 1 to 3 a construction machine 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the construction machine 101 includes a main pump 100, a swing motor 200, a swing valve 300, a hydraulic oil control valve unit 500, a first accumulator 610, and a flow rate amplification.
  • a portion 700 is included.
  • the main pump 100 sucks the hydraulic oil from the tank and supplies the flow rate of the hydraulic oil for the operation of the work machine.
  • the swing motor 200 receives hydraulic oil from the main pump 100 to pivot the swing structure of the construction machine.
  • the construction machine 101 includes a traveling body and a swinging structure supported thereon, and the construction machine 101 may effectively perform work according to the swinging motion of the swinging structure.
  • the swing valve 300 controls the flow of hydraulic oil by the main pump 100.
  • the swing valve 300 may transfer the hydraulic oil from the main pump 100 to the swing motor 200.
  • it may be disposed between the main pump 100 and the swing motor 200. That is, the turning valve 300 in the main control valve MCV can control the flow of the hydraulic oil by the main pump 100.
  • the hydraulic oil control valve unit 500 controls the flow of the hydraulic oil in accordance with the pressure of the hydraulic oil for operating replacement of the upper body which is the swinging body. Specifically, the hydraulic oil control valve unit 500 is switched according to the pressure of the hydraulic oil flowing into the turning motor 200 and the pressure of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200, and the flow of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200. To control. Alternatively, the hydraulic oil control valve unit 500 may control the flow of the hydraulic oil so that the hydraulic oil discharged from the swinging motor 200 may be discharged to the tank through the swinging valve 300.
  • the first accumulator 610 may store the hydraulic oil that has passed through the hydraulic oil control valve unit 500.
  • the first accumulator 610 may store the hydraulic oil that has passed through the hydraulic oil control valve part 500 after being discharged from the swinging motor 200 at the time of turning deceleration.
  • the flow rate amplification part 700 is disposed between the hydraulic oil control valve part 500 and the first accumulator 610.
  • the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 may be stored in the first accumulator 610 after passing through the flow rate amplifier 700.
  • the flow rate of the working oil stored in the first accumulator 610 may be amplified and stored. That is, the flow rate amplifier 700 may store and utilize the energy of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200.
  • construction machine 101 may further include a second accumulator 620.
  • the second accumulator 620 may store the hydraulic oil that has passed through the hydraulic oil control valve unit 500.
  • the second accumulator 620 may store the hydraulic oil that has passed through the hydraulic oil control valve unit 500 during the acceleration and pivoting motion of the turning motor 200.
  • the second accumulator 620 may supply hydraulic oil to the turning motor 200 during the deceleration turning motion of the turning motor 200, thereby effectively preventing cavitation of the turning motor 200.
  • the pressure of the hydraulic oil stored in the second accumulator 620 may be a value lower than the pressure of the hydraulic oil stored in the first accumulator 610.
  • the flow rate amplifier 700 may include an actuator 750.
  • the actuator 750 may be contracted by the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 and passed through the hydraulic oil control valve part 500 when the turning speed is reduced.
  • the actuator 750 is extended by the hydraulic oil stored in the second accumulator 620.
  • the actuator 750 may include a housing 710, a piston 720, and a piston rod 730.
  • the housing 710 may have a hollow inside.
  • the piston 720 may be installed in the housing 710 to move along the inside of the housing 710 according to the pressure of the hydraulic oil supplied into the housing 710.
  • the piston rod 730 may be installed on one side of the piston 720.
  • the actuator 750 may include an inflow side 711 and a discharge side 712.
  • the inflow side 711 of the actuator 750 may be an area inside the housing 710 in which the piston rod 730 is installed.
  • the flow rate amplifying unit 700 of the construction machine 101 may further include a flow rate amplifying valve 760.
  • the flow rate amplifying valve 760 may selectively communicate the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750. Specifically, when the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750 communicate with each other, the flow rate amplifying valve 760 may have a piston when the same pressure is applied to the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750. The piston 720 may be moved to the inflow side of the actuator 750 by the difference between the area A on the inflow side of the actuator 750 and the area A on the inflow side of the actuator 750 provided with the 720. At this time, the actuator 750 may be moved in the extending direction. Alternatively, the flow rate amplifying valve 760 may control the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750 not to communicate with each other.
  • the construction machine 101 may store the energy of the working oil in the first accumulator 610 or the second accumulator 620 according to the expansion and contraction of the actuator 750 of the flow rate amplification part 700.
  • the flow rate amplifying valve 760 of the construction machine 101 is closed at the time of turning deceleration, and the working oil may be stored in the first accumulator 610.
  • the flow rate amplifying valve 760 may be opened at the time of turning acceleration, and may move in the direction in which the piston 720 of the actuator 50 is extended by the flow rate of the working oil stored in the second accumulator 620.
  • the flow rate amplifying valve 760 may be closed to prevent the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750 from communicating with each other.
  • the flow rate amplifying valve 760 may be opened to allow the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750 to communicate with each other.
  • the inflow side of the second accumulator 620 and the actuator 750 and the discharge side of the second accumulator 620 and the actuator 750 may communicate with each other. Therefore, even when the same pressure is applied to the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750 by the pressure of the hydraulic oil stored in the second accumulator 620, the area a of the inflow side of the actuator 750 ) Is smaller than the area A of the discharge side of the actuator 750, a force due to pressure is generated from the discharge side to the inflow side, so that the piston 720 can be moved and extended to the inlet side of the actuator 750.
  • the hydraulic oil passing through the hydraulic oil control valve unit 500 may be supplied to the inflow side of the actuator 750. Therefore, the flow rate of the discharge side hydraulic oil of the actuator 750 is the area ratio A / a between the area a on the inflow side of the actuator 750 and the surface ⁇ A on the discharge side of the actuator 750 and the actuator 750. Amplified by the product of the flow rate flowing into the inflow side of the can be stored in the first accumulator 610.
  • the construction machine 101 may further include a regenerative control valve 900.
  • the regenerative control valve 900 may be disposed between the hydraulic oil control valve unit 500 and the flow rate amplifying unit 700.
  • the regenerative control valve 900 may control the flow of the hydraulic oil such that the hydraulic oil passing through the hydraulic oil control valve unit 500 is stored in the first accumulator 610 through the actuator 750 of the flow rate amplifying unit 700.
  • the regenerative control valve 900 has an outlet pressure Pe of the swing motor 200 between the area a on the inflow side of the actuator 750 and the area A on the discharge side of the actuator 750.
  • the hydraulic oil passing through the hydraulic oil control valve unit 500 may be supplied to the actuator 750. That is, when the outlet pressure Pe of the swinging motor 200 can be operated to expand and contract the actuator 750 by the regenerative control valve 900, the first accumulator 610 may guide the operating oil to be stored. .
  • the construction machine 101 may further include a first accumulator pressure detecting member 680.
  • the first accumulator pressure detecting member 68 is installed at the hydraulic line in front of the first accumulator 610 or at the inlet end of the first accumulator 610, so that the pressure of the hydraulic oil stored in the first accumulator 610 is increased. Can be detected.
  • the hydraulic oil control valve 500 of the construction machine 101 may include a hydraulic oil switching valve member 530 and the first hydraulic oil opening and closing valve member 510.
  • the hydraulic oil switching valve member 530 may be selectively switched according to the pressure discharged from the turning motor 200. Specifically, the hydraulic oil switching valve member 530 may be connected to the hydraulic line of the hydraulic oil one side is introduced into the turning motor 200, the other side may be connected to the hydraulic line of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200. Therefore, the hydraulic oil switching valve member 530 is due to the pressure difference between the hydraulic oil passing through the inflow line of the hydraulic oil flowing into the turning motor 200 and the hydraulic oil passing through the inflow line of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200. Can be switched.
  • the hydraulic oil switching valve member 530 may be selectively switched by the pressure difference between the hydraulic oil flowing into and out of the turning motor 200.
  • the first hydraulic oil opening / closing valve member 510 may selectively control the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 to move to the turning valve 300 or the regenerative control valve 900.
  • the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 may be guided toward the regenerative control valve 900.
  • the hydraulic oil passing through the hydraulic oil switching valve member 530 may be supplied to the turning valve 300 to be discharged to the tank.
  • hydraulic oil control valve 500 of the construction machine 101 may further include a second hydraulic oil opening and closing valve member 520.
  • the second hydraulic oil opening / closing valve member 520 is disposed between the hydraulic oil turning valve 300 and the hydraulic oil switching valve member 530 so that the hydraulic oil passing through the turning valve 300 is supplied to the hydraulic oil switching valve member 530. Can be controlled.
  • the first hydraulic oil open / close valve member 510 and the second hydraulic oil open / close valve member 520 are spaced apart from each other about the hydraulic oil switching valve member 530 and disposed between the turning motor 200 and the turning valve 300. Can be.
  • the second hydraulic oil open / close valve member 520 may be controlled by the controller 950 in the same manner as the first hydraulic oil open / close valve member 510.
  • first hydraulic oil opening and closing valve member 510 of the construction machine 101 may be opened when the regenerative control valve 900 is opened.
  • the first hydraulic oil opening / closing valve member 510 has an area ratio A / a between the outlet pressure Pe of the turning motor 200 and the area of the inlet side of the actuator 750 and the area of the discharge side of the actuator 750.
  • a / a the hydraulic oil passing through the hydraulic oil switching valve member 530 may be closed to be supplied toward the actuator 750.
  • the first hydraulic oil open / close valve member 510 may allow the flow rate of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 to be supplied to the regenerative control valve 900.
  • the construction machine 101 may further include a discharge pressure detector 400.
  • the discharge pressure detector 400 detects the pressure of the hydraulic oil discharged from the swing motor 200.
  • the discharge pressure detector 400 may detect the pressure of the hydraulic oil at both ends of the swing motor 200.
  • the discharge pressure detector 400 may include a discharge orifice 430, a first discharge pressure detection member 410, and a second discharge pressure detection member 420.
  • the discharge orifice 430 may pass through the hydraulic oil that has passed through the turning motor 200. Specifically, the discharge orifice 430 may be installed on the discharge line through which the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 passes.
  • first discharge pressure detecting member 410 may detect the pressure of the hydraulic oil flowing into the discharge orifice 430.
  • the first discharge pressure detecting member 410 may detect the pressure of the hydraulic oil passing through the discharge line between the swing motor 200 and the discharge orifice 430.
  • the second discharge pressure detecting member 420 may detect the pressure of the hydraulic oil passing through the discharge orifice 430. Specifically, the second discharge pressure detecting member 420 may detect the pressure of the hydraulic oil passing through the discharge orifice 430 and passing through the discharge line.
  • the discharge pressure detection unit 400 may include a plurality of discharge orifices 430, the first discharge pressure detection member 410, and the second discharge pressure detection member 420 according to an operation direction of rotating the turning motor 200. have.
  • the discharge orifice 430 may be formed in plural on both sides of the turning motor 200.
  • First and second discharge pressure detecting members 411 and 412 and second discharge pressure detecting members 421 and 422 may be provided at the front and the rear of the plurality of discharge orifices 431 and 432, respectively.
  • the hydraulic fluid may pass through the plurality of discharge orifices 431 and 432 according to the rotation direction of the turning motor 200. Specifically, when the turning motor 200 is disposed between the turning motor 200 and the first hydraulic oil opening / closing valve member 510, the turning motor 200 is discharged from the turning motor 200 when rotating in one direction. Hydraulic fluid can pass through. Alternatively, when the turning motor 200 is disposed between the turning motor 200 and the second hydraulic oil opening / closing valve member 520, the turning motor 200 is discharged from the turning motor 200 when rotating in the other direction. Hydraulic fluid can pass through.
  • One side first discharge pressure detecting member 411 is disposed between the first orifice 431 and the turning motor 200, one side second discharge pressure detecting member 421 opens and closes the first orifice 431 and the first hydraulic oil. It may be disposed between the valve member 510. That is, the one side second discharge pressure detecting member 421 may detect the pressure of the hydraulic oil passing through the first orifice 431 when the turning motor 200 rotates in one direction.
  • the other first discharge pressure detecting member 412 is disposed between the second orifice 432 and the turning motor 200
  • the other second discharge pressure detecting member 422 is disposed between the second orifice 432 and the second.
  • the hydraulic oil may be disposed between the valve member 520. That is, the other side second discharge pressure detecting member 422 may detect the pressure of the hydraulic oil passing through the second orifice 432 when the turning motor 200 rotates in the other direction.
  • construction machine 101 may further include a control unit 950.
  • the controller 950 may calculate the flow rate Q of the turning motor based on the pressures in front of and behind the discharge orifice 430 detected by the discharge pressure detector 400. Specifically, the control unit 950 is based on the pressure of the hydraulic oil detected by the first discharge pressure detecting member 410 and the second discharge pressure detecting member 420 and the area of the preset discharge orifice 430, respectively. The flow rate Q of the turning motor 200 which discharged 200 can be calculated.
  • the controller 950 may calculate the turning motor outlet pressure Pe based on the calculated flow rate Q of the turning motor and a predetermined area of the turning valve 300. In detail, the controller 950 may calculate the turning motor outlet pressure Pe based on the calculated flow rate Q of the turning motor and area information of the spool channel 311 of the turning valve 300.
  • the swing valve 300 may be a spool type valve, and the spool flow path 311 may be formed in the swing valve 300 for guiding discharge of the hydraulic oil to the tank.
  • the spool flow passage 311 which is the discharge side flow path of the spool valve for guiding the hydraulic oil to the tank through the swing valve 300 is an inflow side flow path of the spool valve for guiding the hydraulic oil supplied from the main pump 100 to the swing motor 200. It can be formed relatively smaller.
  • the construction machine 101 may include an operation unit 310 operated by an operator to control the rotation direction of the turning motor 200 and the rotation acceleration / deceleration thereof.
  • the swing valve 300 is switched according to the operation unit 310, and the hydraulic oil supplied from the main pump 100 and passed through the swing motor 200 according to the operation amount of the operation unit 310 is discharged to the tank.
  • the area of 311 can be determined.
  • the area information of the spool flow path 311 of the turning valve 300 is preset by the control part 950 according to the operation amount of the operation part 310.
  • the controller 950 may calculate the swing motor outlet pressure Pe using the variable area information of the spool channel 311 of the swing valve 300 determined by the operation amount of the operation unit 310.
  • the control unit 950 when the hydraulic fluid passes through the hydraulic oil control valve unit 500 in accordance with the current operation amount of the operation unit 310, and immediately after the discharged to the tank through the turning valve 300, the turning motor outlet The pressure Pe can be calculated.
  • controller 950 may control the regenerative control valve 900.
  • Inlet pressure of the regenerative control valve (900) (P relief) the swing motor outlet pressure (P e) - the first pressure of the accumulator (610) (P a) ⁇ (the inflow side area of the actuator outlet side area A / actuator ( can be controlled to maintain a).
  • construction machine 101 may further include a regenerative motor 800 and the accumulator valve 650.
  • the regenerative motor 800 may be driven by the working oil stored in the first accumulator 610 to assist the driving force when the main pump 100 is driven. That is, the regenerative motor 800 may be driven by a high pressure hydraulic fluid to provide an auxiliary force required when driving the main pump 100.
  • the accumulator valve 650 is disposed between the first accumulator 610 and the regenerative motor 800, and is opened when the hydraulic oil is supplied to the regenerative motor 800 to store the hydraulic oil stored in the first accumulator 610. Can be supplied as Alternatively, the accumulator valve 650 may be opened when the hydraulic oil passing through the actuator 750 is stored in the first accumulator 610.
  • FIG. 1 shows a swing acceleration state in which a swing structure of a construction machine 101 according to an embodiment of the present invention performs a swing acceleration operation.
  • the turning valve 300 switches to the right. Accordingly, the hydraulic oil from the main pump 100 passes through the swing valve 300. In addition, the hydraulic oil is guided to be supplied to the turning motor 200 through the opened second hydraulic oil valve opening and closing member 520.
  • the pressure of the hydraulic oil flowing into the turning motor 200 is relatively higher than the pressure discharged from the turning motor 200. That is, the hydraulic oil of low pressure is discharged from the turning motor 200.
  • the high pressure supplied from the main pump 100 acts on one side of the hydraulic oil switching valve member 530, and the low pressure discharged from the turning motor 200 acts on the other side of the hydraulic oil switching valve member 530. At this time, the hydraulic oil switching valve member 530 is switched to the other side. That is, the hydraulic oil switching valve member 530 may be switched by the pressure of the hydraulic oil acting on both sides.
  • the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 is stored in the second accumulator 620 through the hydraulic oil switching valve member 530. That is, the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 when the turning motor 200 accelerates the turning may be stored in the second accumulator 620. In other words, the pressure of the hydraulic oil stored in the second accumulator 620 has a pressure lower than the pressure of the hydraulic oil stored in the first accumulator 610.
  • some of the hydraulic oil supplied to the second accumulator 620 may be branched and connected to the flow rate amplifying unit 700 to move in the direction in which the piston rod 730 extends.
  • the flow rate amplifying valve 760 may be opened to allow the inflow side of the actuator 750, the discharge side of the actuator 750, and the second accumulator 620 to communicate with each other. . Therefore, hydraulic oil of the same pressure is supplied to the inflow side of the actuator 750 and the discharge side of the actuator 750.
  • the actuator 750 since the force acts in the direction in which the piston rod 730 extends due to the difference between the area a on the inflow side of the actuator 750 and the area A on the discharge side of the actuator 750, the actuator 750 The piston rod 730 may be moved in the extending direction.
  • FIG. 2 shows a deceleration initial state in which the swinging structure of the construction machine 101 according to the embodiment of the present invention performs the swing deceleration operation.
  • the main pump 100 which has passed through the turning valve 300 in the initial stage of the rotation direction of the turning motor 200 inputted by the operation unit 310 operated by the operator is the right side and slows down the rotation speed of the turning motor 200.
  • the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil is supplied to the turning motor 200 through the opened second hydraulic oil valve opening and closing member 520.
  • the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 is discharged to the tank through the turning valve 300 through the first operating oil valve opening and closing member 510.
  • the swing motor 200 is separated from the swing motor 200.
  • the flow rate of the discharged hydraulic oil cannot be smoothly discharged to the tank. Therefore, the discharge side pressure of the swing motor 200 rises.
  • the pressure of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 is higher than the pressure of the hydraulic oil discharged from the turning motor 200, and the hydraulic oil switching valve member 530 is switched to the right.
  • the hydraulic oil discharged from the turning motor 200 may be guided to the regenerative control valve 900 after passing through the hydraulic oil switching valve member 530.
  • the regenerative control valve 900 does not open because the discharge-side pressure of the deceleration initial swing motor 200 is not high enough to store the hydraulic oil in the first accumulator 610. Therefore, the flow rate of the hydraulic oil discharged from the swinging motor 200 is discharged to the tank through the spool flow passage 311 of the swinging valve 300.
  • the hydraulic oil supplied from the main pump 100 at the initial stage of the turning deceleration may be supplied to the turning motor 200 through the turning valve 300 and then discharged to the tank through the turning valve 300 again.
  • control unit 950 is based on the predetermined area of the discharge orifice 430 and the pressure information of the hydraulic oil detected by the first discharge pressure detecting member 410 and the second discharge pressure detecting member 420, respectively. It is possible to calculate the flow rate Q of the swinging motor which has passed through 200.
  • the controller 950 adjusts the inclination of the current operation unit 310 based on the area of the spool passage 311 preset to vary according to the calculated flow rate Q of the swing motor and the current operation amount of the operation unit 310. Accordingly, after the hydraulic oil passes through the hydraulic oil control valve unit 500, the turning motor outlet pressure Pe may be calculated when the hydraulic oil is discharged to the tank through the turning valve 300. That is, the controller 950 may predict the outlet pressure Pe of the swing motor.
  • the controller 950 controls an area ratio A / a ⁇ pressure of the first accumulator 610 between the inflow side area a of the preset actuator 750 and the discharge side area A of the preset actuator 750. Calculate Pa).
  • control unit 950, the regenerative control valve 900 is the outlet pressure Pe of the swing motor, the inlet side area (a) of the predetermined actuator 750 and the discharge side area (A) of the predetermined actuator 750.
  • the product of the area ratio A / a between the pressure Pa of the first accumulator 610 is compared.
  • the swinging structure of the construction machine 101 shows a state after the initial deceleration in which the swinging deceleration operation is performed.
  • the regenerative control valve 900 has an area ratio A / a between the inlet side area a of the actuator 750 in which the outlet pressure Pe of the swinging motor is preset and the outlet side area A of the preset actuator 750. ) Is greater than the product of the pressure Pa of the first accumulator 610, the hydraulic oil passing through the hydraulic oil switching valve member 530 is supplied to the actuator 750. That is, the hydraulic oil may start storing in the first actuator 750.
  • the first hydraulic oil valve opening and closing member 510 may be closed to guide the hydraulic oil passing through the hydraulic oil switching valve member 530 toward the regenerative control valve 900 instead of the turning valve 300.
  • the pressure P relief of the regenerative control valve 900 is calculated by the calculated outlet pressure P e of the swing motor—the pressure of the first actuator 750 ⁇ the area of the inlet side a of the preset actuator 750 and the predetermined pressure. It can be controlled to satisfy the area ratio A / a between the discharge side area A of the actuator 750.
  • the hydraulic fluid supplied to the actuator 750 through the regenerative control valve 900 may store the amplified flow rate as much as the area ratio A / a of the actuator 750 in the first accumulator 610.
  • the piston rod 730 of the actuator 750 is moved in the contracted direction by the pressure of the hydraulic oil supplied to the inflow side of the actuator 750, and the hydraulic oil may be supplied to the first accumulator 610.
  • the accumulator valve 650 may be opened to guide the hydraulic oil passing through the actuator 750 to be stored in the first accumulator 610.
  • the flow rate amplifying valve 760 may be maintained in a closed state.
  • the inflow side of the swing motor 200 is supplied with the flow rate of the working oil from the main pump 100, but when the area of the spool flow passage 311 of the swing valve 300 is small, the amount is not enough to turn the swing motor ( Cavitation may occur on the inlet side of 200). Therefore, the hydraulic oil stored in the second accumulator 620 may be supplied to the inflow side of the swing motor 200 to prevent cavitation of the swing motor 200.
  • the construction machine 101 can store the hydraulic oil during acceleration or deceleration of the turning motor 200, it is possible to utilize the high pressure energy of the hydraulic oil.
  • the hydraulic oil stored in the first accumulator 610 may be used during the operation of the regenerative motor 800, and the hydraulic oil stored in the second accumulator 620 may be utilized to prevent the cavitation of the turning motor 200 during the turning deceleration. have.
  • the construction machine 101 includes a flow rate amplifying unit 700, and effectively increases the flow rate of the working oil stored in the first accumulator 610 when the turning motor 200 is decelerated. You can. That is, the flow rate amplifying unit 700 may effectively increase the filling pressure of the working oil stored in the second accumulator 630 and may effectively improve the flow rate of the working oil stored in the first accumulator 610.
  • main pump 101 construction machinery
  • discharge pressure detection unit 410 first discharge pressure detection member
  • hydraulic fluid control valve 510 first hydraulic oil opening and closing valve member
  • hydraulic oil switching valve member 610 first accumulator
  • actuator 760 flow amplification valve
  • control unit 950 control unit
  • Embodiment of the present invention relates to a construction machine, and more particularly, it can be used in a construction machine that can store and utilize the inertial energy of the swinging structure of the construction machine.

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Abstract

본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 건설기계는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하는 선회 밸브와, 상기 선회 모터에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하는 토출 압력 검출부와, 상기 선회 모터에서 토출되거나 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부와, 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제1 어큐뮬레이터, 그리고 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 유량 증폭부를 포함하고, 상기 선회 모터에서 토출되는 작동유는 상기 유량 증폭부를 거쳐 상기 제1 어큐뮬레이터에 저장된다.

Description

건설기계
본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선회체의 관성 에너지를 저장하여 활용할 수 있는 건설기계에 관한 것입니다.
일반적으로 건설기계는 주행체와 주행체에 의해 지지되며 회전 가능한 선회체를 포함한다. 주행체는 건설기계의 이동을 위한 것으로 무한궤도 또는 휠을 포함할 수 있다. 또한, 선회체는 주행체 상부에 설치되고 이에 운전자가 착석하여 건설기계를 조작할 수 있는 캐빈이 설치된다. 그리고 운전자는 선회체를 회전시켜 선회체에 설치된 버킷과 같은 작업툴을 조작하여 건설기계를 활용하여 채굴과 같은 작업을 수행한다.
구체적으로, 선회체를 동작시키는 선회 모터로 공급되는 작동유의 공급이 일정하지 못할 경우 선회 모터의 캐비테이션이 발생되는 문제점이 있다. 그리고 선회체를 선회를 감속 시키는 경우, 선회 모터로 유입되는 작동유의 압력 보다 선회 모터로부터 토출되는 작동유의 압력이 높은데 이러한 고압의 작동유가 탱크로 토출되는 경우 에너지가 손실되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 선회체를 감속 또는 가속 시킬 때 발생하는 선회 모터로부터 토출되는 작동유를 저장하여 이의 작동유가 갖는 에너지를 활용할 수 있는 건설기계를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 메인 펌프와, 상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터와, 상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하는 선회 밸브와, 상기 선회 모터에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하는 토출 압력 검출부와, 상기 선회 모터에서 토출되거나 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부와, 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제1 어큐뮬레이터, 그리고 상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 유량 증폭부를 포함하고, 상기 선회 모터에서 토출되는 작동유는 상기 유량 증폭부를 거쳐 상기 제1 어큐뮬레이터에 저장된다.
또한, 상기 유량 증폭부는 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유에 의해 수축되는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제2 어큐뮬레이터를 더 포함하고, 상기 액츄에이터는 상기 제2 어큐뮬레이터에 저장되는 작동유에 의해 신장될 수 있다.
또한, 상기 유량 증폭부는 상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측을 선택적으로 연통시키는 유량 증폭밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 어큐뮬레이터에 작동유가 저장시 상기 유량 증폭밸브는 폐쇄되어 상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측이 서로 연통되지 않도록 하고, 상기 제2 어큐뮬레이터에 작동유가 저장시 상기 유량 증폭밸브는 개방되어 상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측이 서로 연통될 수 있다.
또한, 상기 선회 모터의 출구 압력(Pe)이 상기 액츄에이터의 유입측의 면적과 상기 액츄에이터의 토출측의 면적 사이의 면적비(A/a)와 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력곱 보다 큰 경우, 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유가 상기 액츄에이터로 공급되도록 하는 회생 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 작동유 제어 밸브부는 상기 선회 모터로부터 토출되거나 상기 선회 모터로 공급되는 압력에 따라 선택적으로 절환되는 작동유 절환 밸브부재와, 상기 선회 모터로부터 토출된 작동유가 상기 선회 밸브 또는 상기 회생 제어 밸브로 이동되도록 선택적으로 제어하는 제1 작동유 개폐 밸브부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 작동유 개폐 밸브부재는 상기 회생 제어 밸브가 개방되는 경우, 상기 작동유 절환 밸브부재를 통과한 작동유가 상기 유량 증폭부로 이동되도록 안내할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 선회 모터를 통과한 작동유가 통과하는 토출 오리피스와, 상기 토출 오리피스로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 토출 압력 검출부재, 그리고 상기 토출 오리피스를 통과한 작동유의 압력을 검출하는 제2 토출 압력 검출부재를 포함하는 토출 압력 검출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 토출 압력 검출부에서 검출된 상기 토출 오리피스 전방 및 후방의 압력을 기초로 선회 모터의 유량을 연산하고, 상기 연산된 선회 모터의 유량과 기설정된 상기 선회 밸브의 면적을 기초로 상기 선회 모터 출구 압력을 연산하고, 상기 회생 제어 밸브가 상기 선회 모터 출구 압력과 상기 액츄에이터의 토출측의 면적과 상기 액츄에이터의 유입측의 면적비와 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력곱의 차의 압력을 유지하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 건설기계는 상기 제1 어큐뮬레이터에서 저장된 작동유를 이용하여 상기 메인 펌프의 구동시 보조력을 제공하는 회생 모터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설기계는 선회체의 감속 또는 가속 시 선회 모터로부터 토출되는 작동유를 저장하여 작동유가 갖는 에너지를 효과적으로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회체의 가속시를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선회체의 감속 초기를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선회체의 감속 초기 이후를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)를 설명한다.
건설기계(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 메인 펌프(100)와 선회 모터(200)와 선회 밸브(300)와 작동유 제어 밸브부(500)와 제1 어큐뮬레이터(610)와 유량 증폭부(700)를 포함한다.
메인 펌프(100)는 탱크로부터 작동유를 흡입하여 작업기의 동작을 위한 작동유의 유량을 공급한다.
선회 모터(200)는 메인 펌프(100)로부터 작동유를 공급받아 건설기계의 선회체를 선회시킨다. 구체적으로, 건설기계(101)는 주행체와 이의 상부에 지지된 선회체를 포함하며, 선회체의 선회동작에 따라 건설기계(101)가 효과적으로 작업을 수행할 수 있다.
선회 밸브(300)는 메인 펌프(100)에 의한 작동유의 흐름을 제어한다. 또한, 선회 밸브(300)는 메인 펌프(100)로부터의 작동유를 선회 모터(200)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 메인 펌프(100)와 선회 모터(200) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 메인 컨트롤 밸브(MCV) 내에 있는 선회 밸브(300)가 메인 펌프(100)에 의한 작동유의 흐름을 제어할 수 있다.
작동유 제어 밸브부(500)는 선회체인 상부체의 작동상환을 위한 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어한다. 구체적으로, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 절환되어, 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유의 흐름을 제어한다. 또는, 작동유 제어 밸브부(500)는 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유가 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 배출될 수 있도록 작동유의 흐름을 제어할 수 있다.
제1 어큐뮬레이터(610)는 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장 가능하다. 구체적으로, 제1 어큐뮬레이터(610)는, 선회 감속 시, 선회 모터(200)로부터 토출된 후 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장할 수 있다.
유량 증폭부(700)는 작동유 제어 밸브부(500)와 제1 어큐뮬레이터(610) 사이에 배치된다. 또한, 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유는 유량 증폭부(700)를 통과 후 제1 어큐뮬레이터(610)로 저장될 수 있다. 구체적으로, 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 작동유의 유량이 증폭되어 저장되도록 할 수 있다. 즉, 유량 증폭부(700)는 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 에너지를 저장하여 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제2 어큐뮬레이터(620)를 더 포함할 수 있다.
제2 어큐뮬레이터(620)는 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장 가능하다. 구체적으로, 제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 가속 선회 운동시 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유를 저장할 수 있다. 그리고, 제2 어큐뮬레이터(620)는 선회 모터(200)의 감속 선회 운동시 선회 모터(200)에 작동유를 공급할 수 있어, 선회 모터(200)의 캐비테이션(Cavitation)을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장되는 작동유의 압력은 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 작동유의 압력보다 상대적으로 낮은 값일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 증폭부(700)는 액츄에이터(750)를 포함할 수 있다. 액츄에이터(750)는 선회 감속 시 선회 모터(200)로부터 토출되어 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유에 의해 수축될 수 있다. 또한, 액츄에이터(750)는 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장되는 작동유에 의해 신장된다.
구체적으로, 액츄에이터(750)는 하우징(710)과 피스톤(720) 그리고 피스톤 로드(730)를 포함할 수 있다. 하우징(710)은 내부가 중공형으로 형성될 수 있다. 그리고 피스톤(720)은 하우징(710) 내부에 설치되어 하우징(710) 내부로 공급된 작동유의 압력에 따라 하우징(710) 내부를 따라 이동할 수 있다. 피스톤 로드(730)는 피스톤(720)의 일측에 설치될 수 있다. 그리고, 액츄에이터(750)는 유입측(711)과 토출측(712)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터(750)의 유입측(711)은 피스톤 로드(730)가 설치된 하우징(710) 내부의 영역일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 유량 증폭부(700)는 유량 증폭밸브(760)를 더 포함할 수 있다.
유량 증폭밸브(760)는 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측을 선택적으로 연통시킬 수 있다. 구체적으로, 유량 증폭밸브(760)는 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측이 연통되면, 동일한 압력이 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측에 가해지는 경우 피스톤(720)이 설치된 액츄에이터(750)의 토출측 면적(A)과 액츄에이터(750)의 유입측의 면적(a)과의 차에 의해 피스톤(720)이 액츄에이터(750)의 유입측으로 이동될 수 있다. 이때, 액츄에이터(750)는 신장하는 방향으로 이동될 수 있다. 또는, 유량 증폭밸브(760)는 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측이 연통되지 않도록 제어할 수 있다.
따라서, 건설기계(101)는 유량 증폭부(700)의 액츄에이터(750)의 신축에 따라 작동유의 에너지를 제1 어큐뮬레이터(610) 또는 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장하여 이를 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 유량 증폭밸브(760)는, 선회 감속 시 폐쇄되어, 제1 어큐뮬레이터(610)에 작동유가 저장될 수 있다. 또한, 유량 증폭밸브(760)는, 선회 가속 시 개방되어, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유의 유량에 의해 액츄에이터(50)의 피스톤(720)이 신장되는 방향으로 이동시킬 수 있다.
구체적으로, 유량 증폭밸브(760)가 폐쇄되어 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측이 서로 연통되지 않도록 할 수 있다. 또한, 유량 증폭밸브(760)는 개방되어 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측이 서로 연통되도록 할 수 있다.
즉, 유량 증폭밸브(760)가 개방되면, 제2 어큐뮬레이터(620)와 액츄에이터(750)의 유입측 그리고 제2 어큐뮬레이터(620)와 액츄에이터(750)의 토출측이 서로 연통될 수 있다. 따라서, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장되는 작동유의 압력에 의해 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측에 동일한 압력이 가해지는 경우에도, 액츄에이터(750)의 유입측의 면적(a)이 액츄에이터(750)의 토출측의 면적(A)보다 작기 때문에 토출측에서 유입측 방향으로 압력에 의한 힘이 발생하고, 따라서 피스톤(720)은 액츄에이터(750)의 유입측으로 이동되며 신장될 수 있다.
또한, 유량 증폭밸브(760)가 폐쇄되면, 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유가 액츄에이터(750)의 유입측으로 공급될 수 있다. 따라서, 액츄에이터(750)의 토출측 작동유의 유량은, 액츄에이터(750)의 유입측의 면적(a)과 액츄에이터(750)의 토출측의 면젹(A) 사이의 면적비(A/a)와 액츄에이터(750)의 유입측으로 유입되는 유량의 곱만큼 증폭되어 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 회생 제어 밸브(900)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 회생 제어 밸브(900)는 작동유 제어 밸브부(500)와 유량 증폭부(700) 사이에 배치될 수 있다.
회생 제어 밸브(900)는 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유가 유량 증폭부(700)의 액츄에이터(750)를 통해 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되도록 작동유의 흐름을 제어할 수 있다.
구체적으로, 회생 제어 밸브(900)는, 선회 모터(200)의 출구 압력(Pe)이 액츄에이터(750)의 유입측의 면적(a)과 액츄에이터(750)의 토출측의 면적(A) 사이의 면적비(A/a)와 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력곱 보다 큰 경우, 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 작동유가 액츄에이터(750)로 공급되도록 할 수 있다. 즉, 회생 제어 밸브(900)에 의해 선회 모터(200)의 출구 압력(Pe)이 액츄에이터(750)가 신축되도록 동작시킬 수 있을 때 제1 어큐뮬레이터(610)에 작동유가 저장되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제1 어큐뮬레이터 압력 검출부재(680)를 더 포함할 수 있다. 제1 어큐뮬레이터 압력 검출부재(68))는 제1 어큐뮬레이터(610)의 전방의 유압라인 또는 제1 어큐뮬레이터(610)의 입구단에 설치되어, 제1 어큐뮬레터(610)에 저장된 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동유 제어 밸브부(500)는 작동유 절환 밸브부재(530)와 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)를 포함할 수 있다.
작동유 절환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)로부터 토출된 압력에 따라 선택적으로 절환될 수 있다. 구체적으로, 작동유 절환 밸브부재(530)는 일측이 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 유압라인과 연결되고, 타측이 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 유압라인과 연결될 수 있다. 따라서, 작동유 절환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 유입라인을 통과하는 작동유의 압력과 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 유입라인을 통과하는 작동유의 압력 차이로 인해 절환될 수 있다.
즉, 작동유 절환 밸브부재(530)는 선회 모터(200)로 유입 및 토출되는 작동유의 압력차에 의해 선택적으로 절환될 수 있다.
제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 선회 밸브(300) 또는 회생 제어 밸브(900)로 이동되도록 선택적으로 제어할 수 있다.
구체적으로, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)가 폐쇄된 경우, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 회생 제어 밸브(900)를 향해 공급되도록 안내할 수 있다. 또는, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)가 개방된 경우, 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 선회 밸브(300)로 공급되어 탱크로 배출되도록 안내할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 작동유 제어 밸브부(500)는 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)를 더 포함할 수 있다.
제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 작동유 선회 밸브(300)와 작동유 절환 밸브부재(530) 사이에 배치되어, 선회 밸브(300)를 통과한 작동유가 작동유 절환 밸브부재(530)로 공급되도록 선택적으로 제어될 수 있다. 구체적으로, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)와 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 작동유 절환 밸브부재(530)를 중심으로 서로 이격되어 선회 모터(200)와 선회 밸브(300) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 작동유 개폐 밸브부재(520)는 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)와 동일하게 제어부(950)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 회생 제어 밸브(900)의 개방시 개방될 수 있다.
제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는, 선회 모터(200)의 출구 압력(Pe)이 액츄에이터(750)의 유입측의 면적과 액츄에이터(750)의 토출측의 면적 사이의 면적비(A/a)와 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력곱 보다 큰 경우, 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 액츄에이터(750)를 향해 공급되도록 폐쇄될 수 있다. 이때, 제1 작동유 개폐 밸브부재(510)는 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량이 회생 제어 밸브(900)로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 토출 압력 검출부(400)를 더 포함할 수 있다. 토출 압력 검출부(400)는 선회 모터(200)에서 토출되는 작동유의 압력을 검출한다. 구체적으로, 토출 압력 검출부(400)는 선회 모터(200) 양단의 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 토출 압력 검출부(400)는 토출 오리피스(430)와 제1 토출 압력 검출부재(410) 그리고 제2 토출 압력 검출부재(420)를 포함할 수 있다.
토출 오리피스(430)는 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 통과할 수 있다. 구체적으로, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유가 통과하는 토출라인 상에 토출 오리피스(430)가 설치될 수 있다.
또한, 제1 토출 압력 검출부재(410)는 토출 오리피스(430)로 유입되는 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제1 토출 압력 검출부재(410)는 선회 모터(200)와 토출 오리피스(430) 사이의 토출라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
제2 토출 압력 검출부재(420)는 토출 오리피스(430)를 통과한 작동유의 압력을 검출할 수 있다. 구체적으로, 제2 토출 압력 검출부재(420)는 토출 오리피스(430)를 통과하여 토출라인을 통과하는 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
토출 압력 검출부(400)는 토출 오리피스(430)와 제1 토출 압력 검출부재(410)와 제2 토출 압력 검출부재(420)는 선회 모터(200)를 회전시키는 동작 방향에 따라 복수를 포함할 수 있다.
구체적으로, 토출 오리피스(430)는 선회 모터(200)를 기준으로 양측에 복수로 형성될 수 있다. 그리고 복수의 토출 오리피스(431,432)의 전, 후방 각각에 제1 토출 압력 검출부재(411,412)와 제2 토출 압력 검출부재(421,422)가 설치될 수 있다. 이러한 복수의 토출 오리피스(431,432)는 선회 모터(200)의 회전 방향에 따라 작동유가 통과될 수 있다. 구체적으로, 선회 모터(200)가, 제1 오리피스(431)가 선회 모터(200)와 제1 작동유 개폐 밸브부재(510) 사이에 배치된 경우, 일방향으로 회전시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 통과할 수 있다. 또는, 선회 모터(200)가, 제2 오리피스(432)가 선회 모터(200)와 제2 작동유 개폐 밸브부재(520) 사이에 배치된 경우, 타방향으로 회전시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유가 통과할 수 있다.
일측 제1 토출 압력 검출부재(411)는 제1 오리피스(431)와 선회 모터(200) 사이에 배치되고, 일측 제2 토출 압력 검출부재(421)는 제1 오리피스(431)와 제1 작동유 개폐 밸브부재(510) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 일측 제2 토출 압력 검출부재(421)는, 선회 모터(200)가 일방향으로 회전시, 제1 오리피스(431)을 통과한 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 타측 제1 토출 압력 검출부재(412)는 제2 오리피스(432)와 선회 모터(200) 사이에 배치되고, 타측 제2 토출 압력 검출부재(422)는 제2 오리피스(432)와 제2 작동유 개폐 밸브부재(520) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 타측 제2 토출 압력 검출부재(422)는, 선회 모터(200)가 타방향으로 회전시, 제2 오리피스(432)를 통과한 작동유의 압력을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 제어부(950)를 더 포함할 수 있다.
제어부(950)는 토출 압력 검출부(400)에서 검출된 토출 오리피스(430) 전방 및 후방의 압력을 기초로 선회 모터의 유량(Q)을 연산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(950)는 제1 토출 압력 검출부재(410)와 제2 토출 압력 검출부재(420)가 각각 검출한 작동유의 압력과 기설정된 토출 오리피스(430)의 면적을 기초로 하여 선회 모터(200)를 토출한 선회 모터(200)의 유량(Q)을 연산할 수 있다.
또한, 제어부(950)는 연산된 선회 모터의 유량(Q)과 기설정된 선회 밸브(300)의 면적을 기초로 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다. 구체적으로, 제어부(950)는 산출된 선회 모터의 유량(Q)과 선회 밸브(300)의 스풀유로(311)의 면적 정보을 기초로 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다. 일예로, 선회 밸브(300)는 스풀타입의 밸브일 수 있고, 탱크로 작동유의 토출을 안내하는 선회 밸브(300)에는 스풀유로(311)가 형성될 수 있다. 이러한 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 작동유를 안내하는 스풀밸브의 토출측 유로인 스풀유로(311)는 메인 펌프(100)에서 공급된 작동유를 선회 모터(200)로 안내하는 스풀밸브의 유입측 유로보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
건설기계(101)는 선회 모터(200)의 회전 방향과 이의 회전 가감속 등을 제어할 수 있도록 작업자에 의해 조작되는 조작부(310)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 선회 밸브(300)는 조작부(310)에 따라 절환되며, 조작부(310)의 조작량에 따라 메인 펌프(100)로부터 공급되어 선회 모터(200)를 통과한 작동유가 탱크로 배출될 스풀유로(311)의 면적이 결정될 수 있다. 또한, 선회 밸브(300)의 스풀유로(311) 면적 정보는 조작부(310)의 조작량에 따라 제어부(950)에 기설정되어 있다.
즉, 제어부(950)는 조작부(310)의 조작량에 의해 결정되는 선회 밸브(300)의 스풀유로(311)의 가변 면적 정보를 이용하여 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다. 다시 말해, 제어부(950)는, 현재의 조작부(310)의 조작량에 따라 작동유가 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 후, 바로 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 배출되는 경우의 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다.
그리고 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)를 제어할 수 있다.
회생 제어 밸브(900)의 유입측 압력(Prelief)이 선회 모터 출구 압력(Pe)-제1 어큐뮬레이터(610)의 압력(Pa)×(액츄에이터의 토출측 면적 A/액츄에이터의 유입측 면적(a)을 유지할 수 있도록 제어될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 회생 모터(800)와 어큐뮬레이터 밸브(650)를 더 포함할 수 있다.
회생 모터(800)는 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유에 의해 구동되어, 메인 펌프(100)의 구동시 구동력을 보조할 수 있다. 즉, 회생 모터(800)는 고압의 작동유로 구동되어 메인 펌프(100)의 구동시 필요한 보조력을 제공할 수 있다.
어큐뮬레이터 밸브(650)는 제1 어큐뮬레이터(610)와 회생 모터(800) 사이에 배치되어, 회생 모터(800)로 작동유를 공급시 개방되어 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유가 회생 모터(800)로 공급되도록 할 수 있다. 또는, 어큐뮬레이터 밸브(650)는 액츄에이터(750)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)로 저장시 개방될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 동작과정을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 선회체가 선회 가속 동작을 행하는 선회 가속 상태를 나타낸다.
작업자에 의해 조작되는 조작부(310)에 의해 입력되는 선회 모터(200)의 회전 방향이 우측이고 선회 모터(200)의 회전 속도를 가속시키는 경우, 선회 밸브(300)는 우측으로 절환된다. 이에 따라, 메인 펌프(100)로부터 작동유는 선회 밸브(300)를 통과한다. 또한, 작동유는 개방된 제2 작동유 밸브 개폐부재(520)를 통과해 선회 모터(200)로 공급되도록 안내된다.
그리고 현재 선회 모터(200)는 선회 가속 상태 임으로, 선회 모터(200)로 유입되는 작동유의 압력은 선회 모터(200)로부터 토출되는 압력보다 상대적으로 높다. 즉, 선회 모터(200)로부터 낮은 압력의 작동유가 토출된다.
작동유 절환 밸브부재(530)의 일측에는 메인 펌프(100)에서 공급되는 고압이 작용하고, 작동유 절환 밸브부재(530)의 타측에는 선회 모터(200)로부터 토출된 저압이 작용한다. 이때, 작동유 절환 밸브부재(530)는 타측으로 절환된다. 즉, 작동유 절환 밸브부재(530)가 양측에서 작용하는 작동유의 압력에 의해 절환될 수 있다.
또한, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 작동유 절환 밸브부재(530)를 통해 제2 어큐뮬레이터(620)에 작동유가 저장된다. 즉, 선회 모터(200)의 선회 가속시 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장될 수 있다. 다시 말해, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장되는 작동유의 압력은 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 작동유의 압력보다 상대적으로 낮은 압력을 갖는다.
한편, 피스톤 로드(730)가 신장되는 방향으로 이동 시키기 위해 제2 어큐뮬레이터(620)로 공급되는 작동유 중 일부가 분기되어 유량 증폭부(700)와 연결될 수 있다.
제2 어큐뮬레이터(620)에 작동유가 저장되는 경우, 유량 증폭밸브(760)는 개방되어 액츄에이터(750)의 유입측과 액츄에이터(750)의 토출측 그리고 제2 어큐뮬레이터(620)가 서로 연통되도록 할 수 있다. 따라서, 액츄에이터(750)의 유입측 및 액츄에이터(750)의 토출측에는 동일한 압력의 작동유가 공급된다. 하지만, 액츄에이터(750)의 유입측의 면적(a)과 액츄에이터(750)의 토출측의 면적(A)의 차이로 인해 피스톤 로드(730)가 신장되는 방향으로 힘이 작용하기 때문에, 액츄에이터(750)의 피스톤 로드(730)는 신장되는 방향으로 이동될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 선회체가 선회 감속 동작을 행하는 감속 초기 상태를 나타낸다.
작업자에 의해 조작되는 조작부(310)에 의해 입력되는 선회 모터(200)의 회전 방향이 우측이고 선회 모터(200)의 회전 속도를 감속시키는 초기, 선회 밸브(300)를 통과한 메인 펌프(100)로부터 공급된 작동유는 개방된 제2 작동유 밸브 개폐부재(520)를 통해 선회 모터(200)로 공급된다. 또한, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 제1 작동유 밸브 개폐부재(510)를 통해 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출된다.
구체적으로, 선회 밸브(300)를 통과해 탱크로 배출되는 스풀유로(311) 면적이 선회 밸브(300)를 통해 선회 모터(200)로 공급하는 유로의 면적보다 작기 때문에, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량이 원활히 탱크로 배출될 수 없다. 따라서, 선회 모터(200)의 토출측 압력이 상승하게 된다.
이때, 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력은 선회 모터(200)로부터 토출되는 작동유의 압력보다 높아 작동유 절환 밸브부재(530)는 우측으로 절환된다. 또한, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유는 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 후 회생 제어 밸브(900)로 안내될 수 있다. 감속 초기 선회 모터(200)의 토출측 압력이 제1 어큐뮬레이터(610)로 작동유를 저장할 만큼 높지 않기 때문에 회생 제어 밸브(900)는 개방되지 않는다. 따라서, 선회 모터(200)로부터 토출된 작동유의 유량은 선회 밸브(300)의 스풀유로(311)를 통해 탱크로 배출된다.
즉, 선회 감속 초기시 메인 펌프(100)로부터 공급된 작동유는 선회 밸브(300)를 통해 선회 모터(200)로 공급된 후, 다시 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 토출될 수 있다.
이때, 제어부(950)는 토출 오리피스(430)의 기설정된 면적과 제1 토출 압력 검출부재(410)와 제2 토출 압력 검출부재(420)가 각각 검출한 작동유의 압력 정보를 기초로 선회 모터(200)를 통과한 선회 모터의 유량(Q)을 연산할 수 있다.
또한, 제어부(950)는 연산된 선회 모터의 유량(Q)과 현재의 조작부(310)의 조작량에 따라 가변되도록 기설정된 스풀유로(311)의 면적을 기초로 현재의 조작부(310)의 기울기에 따라 작동유가 작동유 제어 밸브부(500)를 통과한 후 바로 선회 밸브(300)를 통해 탱크로 배출되는 경우의 선회 모터 출구 압력(Pe)을 연산할 수 있다. 즉, 제어부(950)는 선회 모터의 출구 압력(Pe)을 예측할 수 있다.
그리고 제어부(950)는 기설정된 액츄에이터(750)의 유입측 면적(a)과 기설정된 액츄에이터(750)의 토출측 면적(A) 사이의 면적비(A/a)×제1 어큐뮬레이터(610)의 압력(Pa)을 연산한다.
즉, 제어부(950)는 회생 제어 밸브(900)는 선회 모터의 출구 압력(Pe)과 기설정된 액츄에이터(750)의 유입측 면적(a)과 기설정된 액츄에이터(750)의 토출측 면적(A) 사이의 면적비(A/a)와 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력(Pa)의 곱을 비교한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)의 선회체가 선회 감속 동작을 행하는 감속 초기 이후 상태를 나타낸다.
회생 제어 밸브(900)는 선회 모터의 출구 압력(Pe)이 기설정된 액츄에이터(750)의 유입측 면적(a)과 기설정된 액츄에이터(750)의 토출측 면적(A) 사이의 면적비(A/a)와 제1 어큐뮬레이터(610)의 압력(Pa)을 곱한 값보다 큰 경우, 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 액츄에이터(750)로 공급되도록 한다. 즉, 제1 액츄에이터(750)에 작동유가 저장을 시작할 수 있다.
이때, 제1 작동유 밸브 개폐부재(510)는 폐쇄되어 작동유 절환 밸브부재(530)를 통과한 작동유가 선회 밸브(300)가 아닌 회생 제어 밸브(900)를 향해 공급되도록 안내할 수 있다.
회생 제어 밸브(900)의 압력(Prelief)은 연산된 선회 모터의 출구 압력(Pe)-제1 액츄에이터(750)의 압력×기설정된 액츄에이터(750)의 유입측 면적(a)과 기설정된 액츄에이터(750)의 토출측 면적(A) 사이의 면적비(A/a)을 만족하도록 제어될 수 있다.
회생 제어 밸브(900)를 통과하여 액츄에이터(750)에 공급된 작동유는 액츄에이터(750)의 면적비(A/a) 만큼의 증폭된 유량이 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장될 수 있다. 구체적으로, 액츄에이터(750)의 유입측으로 공급된 작동유의 압력에 의해 액츄에이터(750)의 피스톤 로드(730)가 수축되는 방향으로 이동되며 제1 어큐뮬레이터(610)에 작동유를 공급할 수 있다.
또한, 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 경우, 어큐뮬레이터 밸브(650)는 개방되어 액츄에이터(750)를 통과한 작동유가 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되도록 안내할 수 있다. 그리고, 유량 증폭밸브(760)는 폐쇄상태로 유지될 수 있다.
이때, 선회 모터(200)의 유입측은 메인 펌프(100)로부터 작동유의 유량을 공급받으나, 선회 밸브(300)의 스풀유로(311)의 면적이 작아진 경우 그 양이 충분하지 않아 선회 모터(200)의 유입측에 캐비테이션이 발생할 수 있다. 따라서, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유가 선회 모터(200)의 유입측으로 공급되어 선회 모터(200)의 캐비태이션을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 선회 모터(200)의 가속 또는 감속시 작동유를 저장하여, 작동유가 가진 고압의 에너지를 활용할 수 있다. 구체적으로, 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장된 작동유를 회생 모터(800)의 동작시 이용할 수 있고, 제2 어큐뮬레이터(620)에 저장된 작동유를 선회 감속 시 선회 모터(200)의 캐비테이션 방지를 위해 활용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계(101)는 유량 증폭부(700)를 포함하고 있어, 선회 모터(200)의 감속시 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장하는 작동유의 유량을 효과적으로 증가 시킬 수 있다. 즉, 유량 증폭부(700)는 제2 어큐뮬레이터(630)에 저장되는 작동유의 충전 압력을 효과적으로 상승시키고, 제1 어큐뮬레이터(610)에 저장되는 작동유의 유량을 효과적으로 향상시킬 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 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<부호의 설명>
100: 메인 펌프 101: 건설기계
200: 선회 모터 300: 선회 밸브
400: 토출 압력 검출부 410: 제1 토출 압력 검출부재
420: 제2 토출 압력 검출부재 430: 토출 오리피스
500: 작동유 제어 밸브부 510: 제1 작동유 개폐 밸브부재
530: 작동유 절환 밸브부재 610: 제1 어큐뮬레이터
620: 제2 어큐뮬레이터 700: 유량 증폭부
750: 엑츄에이터 760: 유량 증폭밸브
800: 회생 모터 900: 회생 제어 밸브
950: 제어부
본 발명의 실시예는 건설기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설기계의 선회체의 관성 에너지를 저장하여 활용할 수 있는 건설기계에 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 메인 펌프;
    상기 메인 펌프로부터 작동유를 공급받아 동작되는 선회 모터;
    상기 메인 펌프에 의한 작동유의 흐름을 제어하여 상기 선회 모터에 공급하는 선회 밸브;
    상기 선회 모터에서 토출되는 작동유의 압력을 검출하는 토출 압력 검출부;
    상기 선회 모터에서 토출되거나 상기 선회 모터로 공급되는 작동유의 압력에 따라 작동유의 흐름을 제어하는 작동유 제어 밸브부;
    상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제1 어큐뮬레이터; 및
    상기 작동유 제어 밸브부와 상기 제1 어큐뮬레이터 사이에 설치되는 유량 증폭부를 포함하고,
    상기 선회 모터에서 토출되는 작동유는 상기 유량 증폭부를 거쳐 상기 제1 어큐뮬레이터로 저장되는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  2. 제1항에서,
    상기 유량 증폭부는
    상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유에 의해 수축되는 액츄에이터를 포함하는 건설기계.
  3. 제2항에서,
    상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유를 저장 가능한 제2 어큐뮬레이터를 더 포함하고,
    상기 액츄에이터는 상기 제2 어큐뮬레이터에 저장되는 작동유에 의해 신장되는 것을 특징으로 하는 건설기계
  4. 제3항에서,
    상기 유량 증폭부는,
    상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측을 선택적으로 연통시키는 유량 증폭밸브를 더 포함하는 건설기계.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 어큐뮬레이터에 작동유가 저장시 상기 유량 증폭밸브는 폐쇄되어 상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측이 서로 연통되지 않도록 하고, 상기 제2 어큐뮬레이터에 작동유가 저장시 상기 유량 증폭밸브는 개방되어 상기 액츄에이터의 유입측과 상기 액츄에이터의 토출측이 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  6. 제4항에서,
    상기 선회 모터의 출구 압력이 상기 액츄에이터의 유입측의 면적과 상기 액츄에이터의 토출측의 면적 사이의 면적비와 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력곱 보다 큰 경우, 상기 작동유 제어 밸브부를 통과한 작동유가 상기 액츄에이터로 공급되도록 하는 회생 제어 밸브를 더 포함하는 건설기계.
  7. 제6항에서,
    상기 작동유 제어 밸브부는,
    상기 선회 모터로부터 토출되거나 상기 선회 모터로 공급되는 압력에 따라 선택적으로 절환되는 작동유 절환 밸브부재; 및
    상기 선회 모터로부터 토출된 작동유가 상기 선회 밸브 또는 상기 회생 제어 밸브로 이동되도록 선택적으로 제어하는 제1 작동유 개폐 밸브부재
    를 포함하는 건설기계.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 작동유 개폐 밸브부재는 상기 회생 제어 밸브가 개방되는 경우, 상기 작동유 절환 밸브부재를 통과한 작동유가 상기 유량 증폭부로 이동되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 건설기계.
  9. 제6항에서,
    상기 선회 모터를 통과한 작동유가 통과하는 토출 오리피스와, 상기 토출 오리피스로 유입되는 작동유의 압력을 검출하는 제1 토출 압력 검출부재, 그리고 상기 토출 오리피스를 통과한 작동유의 압력을 검출하는 제2 토출 압력 검출부재를 포함하는 토출 압력 검출부를 더 포함하는 건설기계.
  10. 제9항에서,
    상기 토출 압력 검출부에서 검출된 상기 토출 오리피스 전방 및 후방의 압력을 기초로 선회 모터의 유량을 연산하고, 상기 연산된 선회 모터의 유량과 기설정된 상기 선회 밸브의 면적을 기초로 상기 선회 모터 출구 압력을 연산하고, 상기 회생 제어 밸브가 상기 선회 모터 출구 압력과 상기 액츄에이터의 토출측의 면적과 상기 액츄에이터의 유입측의 면적비와 상기 제1 어큐뮬레이터의 압력곱의 차의 압력을 유지하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 건설기계.
  11. 제1항에서,
    상기 제1 어큐뮬레이터에서 저장된 작동유를 이용하여 상기 메인 펌프의 구동시 보조력을 제공하는 회생 모터를 더 포함하는 건설기계.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080110165A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-15 Hamkins Eric P Energy recovery and reuse methods for a hydraulic system
US20140060022A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having swing motor energy recovery
KR20150046335A (ko) * 2012-11-07 2015-04-29 카야바 고교 가부시기가이샤 하이브리드 건설 기계의 제어 시스템
KR20150082297A (ko) * 2012-11-09 2015-07-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 쇼벨
KR20170032417A (ko) * 2015-03-16 2017-03-22 히다치 겡키 가부시키 가이샤 건설 기계

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7908852B2 (en) 2008-02-28 2011-03-22 Caterpillar Inc. Control system for recovering swing motor kinetic energy
JP5412077B2 (ja) * 2008-10-01 2014-02-12 キャタピラー エス エー アール エル 油圧式作業機械の動力回生機構

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080110165A1 (en) * 2006-11-14 2008-05-15 Hamkins Eric P Energy recovery and reuse methods for a hydraulic system
US20140060022A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-06 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having swing motor energy recovery
KR20150046335A (ko) * 2012-11-07 2015-04-29 카야바 고교 가부시기가이샤 하이브리드 건설 기계의 제어 시스템
KR20150082297A (ko) * 2012-11-09 2015-07-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 쇼벨
KR20170032417A (ko) * 2015-03-16 2017-03-22 히다치 겡키 가부시키 가이샤 건설 기계

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