KR101820324B1 - 파이프 레이어용 유압회로 - Google Patents

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전만석
최한옥
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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Abstract

파이프 레잉 작업모드에서 복합작업시 작업장치 또는 주행장치를 미세하게 조작할 경우 장비에 유압 쇼크 발생을 방지하기 위한 파이프 레이어용 유압회로를 개시한다.
본 발명에 따른 파이프 레이어용 유압회로에 있어서,
주행 직진밸브가 구비된 메인 컨트롤밸브를 포함하며 네가티브유량제어시스템에 의해 유압펌프의 토출유량을 제어하는 유압회로에 있어서, 복합작업시 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 통로의 닫힘을 선형적으로 제어하는 언로딩 밸브와, 주행 직진밸브와 연동되며 주행장치 또는 작업장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브에 공급하는 파일럿 밸브와, 복합작업시 절환되어 파일럿 신호압을 주행 직진밸브 파일럿 밸브와 유압펌프의 센터바이패스통로 하류측에 설치된 밸브스풀에 각각 공급하는 작업모드 절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압회로를 제공한다.

Description

파이프 레이어용 유압회로{HYDRAULIC CIRCUIT FOR PIPE LAYER}
본 발명은 네가티브 유량 제어시스템(negative flow control system)이 적용되는 파이프 레이어용 유압회로에 관한 것으로, 특히 파이프 레잉 작업모드(PL mode;송유관 등을 인양하여 매설장소로 이동시키는 작업 등을 말함)에서 작업장치용 액츄에이터(붐실린더 등)를 미세하게 조작할 경우 장비에 유압 쇼크 발생을 방지할 수 있도록 한 파이프 레이어용 유압회로에 관한 것이다.
전술한 네가티브 유량 제어시스템은 센터바이스패스(center by pass) 통로의 하류측에 설치된 파일럿 신호압 발생수단의 상류측에서 도출되는 파일럿 신호압이 높을 경우 가변용량형 유압펌프의 토출 유량을 줄이고, 파일럿 신호압이 낮을 경우 유압펌프의 토출 유량을 증가시키도록 제어하는 방식을 말한다.
도 1에 도시된 종래 기술에 의한 파이프 레이어용 유압회로는,
엔진(1)에 연결되는 가변용량형 제1,2유압펌프(이하 제1,2유압펌프 라고함)(P1,P2) 및 파일럿 펌프(P3)와,
제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(cbp)(2)에 설치되고, 절환시 좌측 주행모터 및 제1작업장치(선회모터, 윈치모터 등)에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브(3)(4,5)와,
제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)에 설치되고, 절환시 우측 주행모터 및 제2작업장치(붐실린더 등)에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브(7)(8)와,
제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6) 상류측에 설치되고, 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 파일럿 펌프(P3)로부터의 파일럿 신호압(Pi)에 의해 절환되며, 절환시 제1유압펌프(P1)의 작동유를 좌측 및 우측 주행모터용 제어밸브(3,7)에 각각 분배공급하고, 제2유압펌프(P2)의 작동유를 작업장치용 제어밸브(4,5,8)에 각각 분배공급하여 편주행을 방지하는 주행 직진밸브(9)와,
주행 직진밸브(9)를 절환시키는 파일럿 신호압에 의해 절환되고, 개방시 주행 직진밸브(9)의 절환에 따라 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에 과부하 발생을 방지하는 언로딩 밸브(unloading valve)(10)와,
주행 직진밸브(9)의 절환모드에서 작업장치용 제어밸브(4,5,8) 및 주행모터용 제어밸브(3,7)중 어느 하나를 구동시킬 경우, 언로딩 밸브(10)의 언로딩 기능을 해제시키는 파일럿 밸브(11,12)와,
작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드(복합작업시) 선택시 외부로부터 전기적 신호의 입력에 따라 절환되고, 절환시 파일럿 펌프(P3)로부터의 파일럿 신호압을 주행 직진밸브(9)와 파일럿 밸브(11,12)에 각각 공급하는 작업모드 절환밸브(13)와,
파일럿 밸브(12)에 공급되는 파일럿 신호압(Pil)과, 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제1유압펌프(P1)의 사판(a) 경전각을 제어하는 제1셔틀밸브(14)와, 파일럿 밸브(12)에 공급되는 파일럿 신호압(Pi2)과, 제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제2유압펌프(P2)의 사판(b) 경전각을 제어하는 제2셔틀밸브(15)를 포함한다.
도면중 미 설명부호 15는 센터바이패스통로(2,6)의 하류측에 각각 설치되는 cbp스풀이고, 16은 메인 컨트롤밸브(MCV)이다.
전술한 바와 같이 구성되는 네가티브 유량 제어시스템이 적용되는 파이프 레이어용 유압회로의 작동을 첨부된 도면에 따라 설명한다.
전술한 제1유압펌프(P1) 및 제2유압펌프(P2)로부터 토출되는 작동유는 센터바이패스 통로(2,6)를 각각 경유하여 메인 컨트롤밸브(MCV)(16)와 언로딩 밸브(10)로 양분되어 이동된다. 언로딩 밸브(10)는 장비의 굴삭 작업모드에서는 사용하지않고 파이프 레잉 작업모드(PL mode) 시그널이 작동할 경우 사용된다.
파이프 레잉 작업모드에서, 작업모드 절환밸브(13)를 절환시킬 경우 파일럿 펌프(P3)로부터 Ts포트(port)(주행 직진밸브(9)를 절환시키도록 메인 컨트롤밸브(16)에 형성된 신호압 포트를 말함)에 공급되는 파일럿 신호압에 의해 주행 직진밸브(9)를 도 1의 도면상태로 절환시킨다.
이로 인해, 전술한 제1유압펌프(P1)로부터 토출되는 작동유 일부는 센터바이패스통로(2)를 경유하여 제어밸브(3)에 공급되므로 좌측 주행모터를 구동시킨다. 이와 동시에 제1유압펌프(P1)로부터의 작동유 일부는 센터바이패스통로(2), 유로(25), 절환된 주행 직진밸브(9)를 차례로 경유하여 제어밸브(7)에 공급되므로 우측 주행모터를 구동시킨다.
한편, 전술한 제2유압펌프(P2)로부터 토출되는 작동유 일부는 센터바이패스통로(6), 주행 직진밸브(9), 유로(26)를 경유하여 제어밸브(4,5)에 공급되므로 작업장치(선회모터 등)를 구동시킨다. 이와 동시에 제2유압펌프(P2)로부터의 작동유 일부는 센터바이패스통로(6), 유로(27)를 차례로 경유하여 제어밸브(8)에 공급되므로 작업장치(붐실린더 등)를 구동시킨다.
전술한 바와 같이, 파이프 레잉 작업시 운전자에 의해 작업모드 절환밸브(13)의 조작으로 파일럿 펌프(P3)로부터 공급되는 파일럿 신호압에 의해 주행 직진밸브(9)를 절환시킴에 따라, 제1유압펌프(P1)로부터 토출되는 작동유를 좌,우측 주행모터쪽에 분배 공급하고, 제2유압펌프(P2)로부터 토출되는 작동유를 작업장치(붐실린더 등)쪽으로 분배 공급할 수 있다.
따라서 파이프 레잉 작업모드에서, 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시킬 경우 작업장치 또는 주행장치쪽에 발생되는 부하 압력 차이로 인해 주행속도의 급 변화되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전술한 Ts포트와 접속된 신호라인(17)을 통해 공급되는 신호압에 의해 파일럿 밸브(pilot valve)(12)에서 언로딩 밸브(10)를 개방시키도록 신호압(40k/㎠)이 작용한다. 이와 동시에 파일럿 밸브(12)의 하류측에 설치된 제1,2셔틀밸브(14,15)에 의해, 파일럿 밸브(12)의 출구포트(A1,A2 port)의 신호압이 제1,2셔틀밸브(14,15)를 통과한 후 신호라인(18,19)을 경유하여 제1,2유압펌프(P1,P2)의 포트(Pi1,Pi2)에 각각 공급된다. 이로 인해 제1,2유압펌프(P1,P2)의 사판(a,b) 경전각을 레귤레이터(R1,R2)에 의해 제어하므로 제1,2유압펌프(P1,P2)의 토출 유량을 최소화시킨다.
또한, 메인 컨트롤밸브(16)에서 유출된 신호라인(20,21)의 작동유 또한 제1,2셔틀밸브(14,15)에 유입되어 제1,2유압펌프(P1,P2)의 토출 유량을 최소화시키도록 설정되어 있다.
이와 같은 상태를 파이프 레잉 작업모드의 중립상태라고 정의한다.
이때, 전술한 파이프 레잉 작업모드의 중립상태에서, 어태치먼트 절환장치(일 예로서 HW(hoist winch),SW(swing),BM(boom)(attachment control joystick에 의한 조작신호) 그리고 PS1,PS2포트(travel control pedal에 의한 조작신호)가 표시된 회로를 말함)(30,40) 시그널을 작동시킬 경우, 어태치먼트 절환장치(40)의 PS2포트(또는 PS1포트)에서 가해지는 작동유(40k/㎠ 정도의 압력을 말함)에 의해 파일럿 밸브(12)를 Pi1으로 절환시킨다. 이와 동시에 신호라인(20)을 통해 메인 컨트롤밸브(16)의 밸브스풀(cbp스풀)(15)을 각각 절환시킨다.
전술한 밸브스풀(15)이 각각 절환될 경우, 제1유압펌프(P1)에서 메인 컨트롤밸브(16)에 유입되어 유압탱크(T)로 이동되는 작동유와, 제2유압펌프(P2)에서 메인 컨트롤밸브(16)에 유입되어 유압탱크(T)로 이동되는 작동유가 각각 차단된다.
파일럿 밸브(12)를 절환시킬 경우, Ts포트에서의 작동유는 파일럿 밸브(12)에서 차단되며, Pi1포트의 작동유는 절환된 파일럿 밸브(12)에 의해 A1포트에서 탱크라인(22)으로 통유되면서 압력이 소멸된다. 이 경우 A1포트 하류측 제1셔틀밸브(14)에 가해지는 압력도 동시에 소멸된다. 이로 인해 신호라인(19)의 압력이 낮아지면서 제1유압펌프(P1)의 Pi1포트의 압력을 낮추어 제1유압펌프(P1)의 토출 유량을 최대로 제어하게 된다. 이와 동시에 메인 컨트롤밸브(16) 내의 밸브스풀(15)을 절환시킬 경우 메인 컨트롤밸브(16)의 신호라인(23)의 작동유를 차단시키므로, 제1셔틀밸브(14)를 경유하여 제1유압펌프(P1)의 Pi1포트의 압력을 낮추게 되어 제1유압펌프(P1)의 토출 유량을 최대로 제어하게 된다. 이때 언로딩 밸브(10)의 P1에서 유압탱크(T)로의 통유는 차단된다.
한편, 어태치먼트 절환장치(30)(일 예로서 BM, 또는 SW) 시그널을 작동시킬 경우, 파일럿 밸브(12)의 Pi2포트로 연결되면서 파일럿 밸브(12)를 도면상, 좌측 방향으로 절환시킨다. 이와 동시에 파일럿 밸브(12)의 A2포트와 파일럿 밸브(11)의 Pil포트 압력은 거의 소멸된다. 파일럿 밸브(11)에 위치한 A1포트 및 언로딩 밸브(10)의 Pi2포트는 탱크라인(22)과 통유되면서 압력이 소멸된다. 이 경우 언로딩 밸브(10)의 P2포트와 T포트는 흐름이 차단된다. 이와 동시에 파일럿 밸브(12)의 A2포트의 압력이 소멸됨에 따라 신호라인(18)의 압력이 소멸되어 제2유압펌프(P2)의 유량을 최대로 토출하도록 제어된다. 이때 최대로 토출되는 작동유는 각 어태치먼트로 공급된다.
한편, 포펫 타입(poppet type)인 언로딩 밸브(10)는 외부로부터의 파일럿 신호압에 의해 온(ON), 오프(OFF) 방식으로 유량을 제어한다. 즉 언로딩 밸브(10)의 Pi1,Pi2포트에 파일럿 신호압을 1∼40k/㎠로 공급하는 경우에도 유량은 온,오프 방식으로 제어된다. 따라서 언로딩 밸브(10)의 개폐시 닫히는 통로 개구 단면적(open area)이 급격하게 감소되므로 유압 쇼크가 발생된다(도 2(a)에 도시됨). 이로 인해 언로딩 밸브(10)에 파일럿 신호압이 낮게 가해지는 경우에도 제1유압펌프(P1) 및 제2유압펌프(P2)로부터 토출되는 유량이 급격하게 증가되는 것을 확인할 수 있다(도 2(b)에 도시됨).
전술한 바와 같이 파이프 레잉 작업모드에서 파일럿 체크 타입 언로딩 시스템(pilot check type unloading system)에 의해 어태치먼트를 미세하게 조작시 언로딩 밸브의 포펫 닫힘에 의해 센터바이패스통로를 차단시킨다. 이로 인해 네가티브 유량 제어시스템의 특성상, 유압펌프의 토출 유량을 최대 상태로 제어하게 되므로 유량 과다로 인해 압력이 상승되어 채터링(chattering)이 발생되는 문제점을 갖는다.
본 발명의 실시예는, 파이프 레잉 작업모드에서 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작할 경우 유압펌프로부터 유량 과다 토출으로 인한 유압 쇼크를 방지하여 조작성을 향상시킬 수 있도록 한 파이프 레이어용 유압회로와 관련된다.
본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로는,
유압펌프의 토출 유량을 네가티브 유량 제어시스템에 의해 제어하는 파이프 레이어용 유압회로에 있어서,
엔진에 연결되는 제1,2유압펌프 및 파일럿 펌프와,
제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 절환시 좌측 주행모터 및 제1작업장치에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브와,
제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 절환시 우측 주행모터 및 제2작업장치에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브와,
제2유압펌프의 센터바이패스통로 상류측에 설치되고, 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환되며, 절환시 제1유압펌프의 작동유를 좌측 및 우측 주행모터용 제어밸브에 각각 분배공급하고, 제2유압펌프의 작동유를 제1,2작업장치용 제어밸브에 각각 분배공급하는 주행 직진밸브와,
파이프 레잉 작업모드에서 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 각각 유압탱크로 흐르는 통로의 닫힘을 선형적으로 제어하는 언로딩 밸브와,
주행 직진밸브를 절환시키는 파일럿 신호압에 의해 절환되어, 주행장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브에 공급하여 제1유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 닫히도록 하고, 작업장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브에 공급하여 제2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 닫히도록 하는 파일럿 밸브와,
작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 외부로부터 전기적 신호의 입력에 따라 절환되고, 절환시 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압을 주행 직진밸브, 파일럿 밸브와, 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로 하류측에 설치된 밸브스풀에 각각 공급하는 작업모드 절환밸브를 포함한다.
더욱 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 언로딩 밸브는,
외부로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 연통되는 통로의 닫히는 개구 단면적을 선형적으로 제어하는 밸브스풀과,
밸브스풀의 출구포트와 유압탱크사이의 유로에 설치되고, 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에 형성되는 압력에 의해 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 개폐시키는 포펫으로 이뤄진다.
전술한 밸브스풀에 형성되고, 파이프 레잉 작업모드에서 어태치먼트를 미세 조작시 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 통로 닫힘을 선형적으로 제어하는 노치부를 포함한다.
전술한 언로딩 밸브측 파일럿 신호압과, 제1유압펌프의 센터바이패스통로의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제1유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 제1셔틀밸브와, 언로딩 밸브측 파일럿 신호압과, 제2유압펌프의 센터바이패스통로의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제2유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 제2셔틀밸브를 포함한다.
전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로는 아래와 같은 이점을 갖는다.
파이프 레잉 작업모드에서 복합작업시 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 유압펌프로부터 유량 과다 토출으로 인한 압력상승으로 채터닝(chattering) 및장비 쇼크를 방지하여 조작성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 파이프 레이어용 유압회로도,
도 2(a,b)는 종래 기술에 의한 파이프 레이어용 유압회로에서 언로딩밸브의 작동 특성을 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로에서 언로딩밸브의 중립상태의 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로에서 언로딩밸브의 유압회로도,
도 6(a,b)는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로에서 언로딩밸브의 작동 특성을 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 참조부호의 설명)
1; 엔진
3,5,7; 제어밸브
9; 주행 직진밸브
13; 작업모드 절환밸브
15; cbp스풀(center by pass spool)
16; 메인 컨트롤밸브(MCV)
30,40; 어태치먼트 절환장치
50,50a; 언로딩 밸브(unloading valve)
53,53a; 밸브스풀
54,54a; 포펫(poppet)
55; 노치부(notch)
a,b; 사판
P1; 제1유압펌프
P2; 제2유압펌프
P3; 파일럿펌프
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로는,
유압펌프의 토출 유량을 네가티브 유량 제어시스템에 의해 제어하는 파이프 레이어용 유압회로에 있어서,
엔진(1)에 연결되는 가변용량형 제1,2유압펌프(이하 제1,2유압펌프 라고함)(P1) 및 파일럿 펌프(P3)와,
제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)에 설치되고, 절환시 좌측 주행모터 및 제1작업장치(선회모터, 윈치모터 등)에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브(3)(4,5)와,
제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)에 설치되고, 절환시 우측 주행모터 및 제2작업장치(붐실린더 등)에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브(7)(8)와,
제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6) 상류측에 설치되고, 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 파일럿 펌프(P3)로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환되며, 절환시 제1유압펌프(P1)의 작동유를 좌측 및 우측 주행모터용 제어밸브(3,7)에 각각 분배공급하고, 제2유압펌프(P2)의 작동유를 제1,2작업장치용 제어밸브(4,5,8)에 각각 분배공급하는 주행 직진밸브(9)와,
파이프 레잉 작업모드에서 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에서 각각 유압탱크(T)로 흐르는 통로의 닫힘을 선형적으로 제어하는 언로딩 밸브(50,50a)와,
주행 직진밸브(9)를 절환시키는 파일럿 신호압에 의해 절환되어, 주행장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브(50)에 공급하여 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)에서 유압탱크(T)로 흐르는 유로를 닫히도록 하고, 작업장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브(50a)에 공급하여 제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)에서 유압탱크(T)로 흐르는 유로를 닫히도록 하는 파일럿 밸브(52)와,
작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 외부로부터 전기적 신호의 입력에 따라 절환되고, 절환시 파일럿 펌프(P3)로부터의 파일럿 신호압을 주행 직진밸브(9), 파일럿 밸브(52)와, 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6) 하류측에 설치된 밸브스풀(cbp spool를 말함)(15)에 각각 공급하는 작업모드 절환밸브(13)를 포함한다.
이때, 전술한 언로딩 밸브(50,50a)는, 외부로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에서 유압탱크(T)로 연통되는 통로의 닫히는 개구 단면적을 선형적으로 제어하는 밸브스풀(53,53a)과, 밸브스풀(53,53a)의 출구포트와 유압탱크(T)사이의 유로에 설치되고, 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에 형성되는 압력에 의해 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에서 유압탱크(T)로 흐르는 유로를 개폐시키는 포펫(54,54a)("네가티브 포펫"이라 칭함)으로 이뤄진다.
전술한 밸브스풀(53,53a)에 형성되고, 파이프 레잉 작업모드에서 어태치먼트를 미세 조작시 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)에서 유압탱크(T)로 흐르는 통로 닫힘을 선형적으로 제어하는 노치부(55,55a)를 포함한다.
전술한 언로딩 밸브(50)측 파일럿 신호압(1Pf)과, 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제1유압펌프(P1)의 사판(a) 경전각을 제어하는 제1셔틀밸브(56)와, 언로딩 밸브(50a)측 파일럿 신호압(2Pf)과, 제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제2유압펌프(P2)의 사판(b) 경전각을 제어하는 제2셔틀밸브(57)를 포함한다.
이때, 엔진(1)에 연결된 제1,2유압펌프(P1,P2), 메인 컨트롤밸브(MCV)(16) 및 작업모드절환밸브(13), 어태치먼트 절환장치(30,40)를 포함하는 유압회로 구성은 도 1에 도시된 유압회로 구성과 실질적으로 동일하므로 이들의 구성 및 작동의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 회로부품에 대해서는 동일한 도면부호를 표기한다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 내지 도 6(a,b)에서와 같이, 운전자에 의해 파이프 레잉 작업모드를 선택할 경우, 전술한 작업모드 절환밸브(13)를 도면상, 하측방향으로 절환시킴에 따라, 파일럿 펌프(P3)로부터 토출되는 파일럿 신호압 일부는 절환된 작업모드 절환밸브(13)를 경유하여 메인 컨트롤밸브(16)의 Ts포트를 통하여 주행 직진밸브(9)에 공급되어 스풀을 도면상, 우측방향으로 절환시킨다(도 3은 절환된 상태를 도시하고 있음). 이와 동시에 파일럿 신호압 일부는 유로(60)를 경유하여 파일럿 밸브(52)에 공급되어 스풀을 도면상, 하측방향으로 절환시키며(도 3은 절환된 상태를 도시하고 있음), 파일럿 신호압 일부는 유로(61)를 경유하여 밸브스풀(cbp스풀)(15)을 절환시킴에 따라 제1,2유압펌프(P1,P2)의 센터바이패스통로(2,6)를 각각 블록(block)시킨다.
전술한 주행 직진밸브(9)의 절환시, 제1유압펌프(P1)로부터 토출되는 작동유일부는 센터바이패스통로(2)를 통하여 제어밸브(3)에 공급되므로 좌측 주행모터를 구동시킨다. 이와 동시에 제1유압펌프(P1)의 작동유 일부는 유로(25), 주행 직진밸브(9)를 차례로 경유하여 제어밸브(7)에 공급되므로 우측 주행모터를 구동시킨다.
반면에, 제2유압펌프(P2)로부터 토출되는 작동유 일부는 센터바이패스통로(6), 주행 직진밸브(9)와, 유로(26)를 차례로 경유하여 제어밸브(4,5)에 공급되므로 스윙모터, 윈치모터를 구동시킨다. 이와 동시에 제2유압펌프(P2)의 작동유 일부는 센터바이패스통로(6), 유로(27)를 차례로 경유하여 제어밸브(8)에 공급되므로 붐실린더를 구동시킨다. 이때 제2유압펌프(P2)의 작동유는 제어밸브(7)로는 거의 흐르지 않는다.
전술한 제1,2유압펌프(P1,P2)는 스풀(15)의 절환에 의해 블록된 센터바이패스통로(2,6)에 고압 발생으로 인해 과부하가 발생된다. 이때 파일럿 펌프(P3)로부터의 파일럿 신호압은 파일럿 밸브(52)의 P포트에서 블록(block)되어 있고, 어태치먼트 절환장치(30;작업장치 조작신호),40;주행장치 조작신호)로부터 이들의 조작신호(Pi)가 파일럿 밸브(52)를 통하여 언로딩 밸브(50,50a)에 공급되지않은 상태이다.
이로 인해, 언로딩 밸브(50,50a)는 밸브스프링에 의해 개방된 상태를 유지하므로, 제1,2유압펌프(P1,P2)로부터 토출되는 작동유는 센터바이패스통로(2,6),언로딩 밸브(50,50a)의 P1,P2포트를 차례로 통과하여 언로딩 밸브(50,50a)를 경유하여 유압탱크(T)로 이동된다.
이와 동시에, 메인 컨트롤밸브(16)로부터 유출되어 유로(62,63)를 통하여 제1,2셔틀밸브(56,57)에 유입되는 신호압과, 언로딩 밸브(50,50a)측에서 제1,2셔틀밸브(56,57)에 유입되는 신호압(Pf)중, 선택된 높은 압력(Pi1,Pi2)이 제1,2유압펌프(P1,P2)의 레귤레이터(R1,R2)에 각각 유입된다. 이로 인해 제1,2유압펌프(P1,P2)의 사판(a,b) 경전각을 제어하므로 제1,2유압펌프(P1,P2)로부터 토출되는 유량이 최소화되도록 제어하여 과부하 발생을 방지한다.
한편, 전술한 어태치먼트 절환장치(40;주행장치 조작신호)의 조작에 대응되게 조작신호(1∼40kg/㎠)가 Ps2포트(또는 Ps1포트)를 통하여 가해지는 경우, 절환된 파일럿 밸브(52)를 경유하여 언로딩 밸브(50)의 Pi포트에 공급되므로, 스풀을 도면상, 우측방향으로 절환시킨다. 이로 인해 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)로부터 P1포트를 통하여 언로딩 밸브(50)에 유입되어 유압탱크(T)쪽으로 흐르는 작동유 양이 서서히 감소된다.
전술한 바와 같이 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)에서 언로딩 밸브(50)를 경유하여 유압탱크(T)로 이동시 작동유 량이 서서히 감소되는 것을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4에서와 같이, 제1유압펌프(P1)로부터 토출되는 작동유는 이의 센터바이패스통로(2)와 연통되는 언로딩 밸브(50)의 P1포트를 통해 밸브블록(64)의 P1에 유입된다. 밸브블록(64)에 유입된 작동유는 밸브스풀(53), 포펫(54)의 오리피스(65)를 통과하여 유압탱크(T)쪽으로 이동된다. 이때 밸브스풀(53)을 통과하는 제1유압펌프(P1)측 작동유 압력이 높아져 밸브스프링(66)의 탄성력(spring force)보다 클 경우, 포펫(54)을 도면상, 하측방향으로 이동시키므로, 제1유압펌프(P1)로부터의 작동유는 완전하게 개방된 포펫(54)을 통하여 유압탱크(T)로 공급된다.
이때 전술한 어태치먼트 절환장치(40;주행장치 조작신호)의 조작에 대응되게 Ps2포트(또는 Ps1포트)를 통한 조작신호(1∼40kg/㎠)가 파일럿 밸브(52)를 통과하여 언로딩 밸브(50)의 Pi포트에 공급되므로, 스풀을 도면상, 상방향으로 서서히 이동시킨다. 이로 인해 밸브블록(64)의 P1포트를 통과하는 작동유를 유압탱크(T)쪽으로 이동시키는 통로가 조금씩 닫혀진다. 이때 밸브스풀(53)에 형성된 노치부(55)에 의해 통로의 닫히는 개구 단면적(open area)을 선형적으로 제어함에 따라, 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)로부터 P1포트를 통하여 언로딩 밸브(50)에 유입된 후, 유압탱크(T)쪽으로 흐르는 작동유 양이 서서히 감소된다.
전술한 언로딩 밸브(50)에 공급되는 파일럿 신호압(Pi1)의 증가에 따라 언로딩 밸브(50)의 닫히는 통로 개구 단면적이 서서히 감소되는 것을 확인할 수 있다(도 6(a)에 도시됨). 이로 인해 파일럿 신호압에 대응되게 제1유압펌프(P1)로부터 토출되는 유량이 선형적으로 증가되는 것을 확인할 수 있다(도 6(b)에 도시됨).
한편, 전술한 언로딩 밸브(50,50a)는 좌,우 대칭형으로 형성되고 동일하게 작동되므로, 제1유압펌프(P1)의 센터바이패스통로(2)에서 유압탱크(T)로 연통되는 유로에 설치된 언로딩 밸브(50)에 대해서만 설명한 것이며, 제2유압펌프(P2)의 센터바이패스통로(6)에 연결되는 언로딩 밸브(50a)의 설명은 생략하고, 동일한 구성에 대해 "a"를 추가하여 도면부호를 표기한 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 파이프 레이어용 유압회로에 의하면, 네가티브 유량 제어시스템이 적용되는 파이프 레이어용 유압회로에 있어서, 파이프 레잉 작업모드에서 복합작업시 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 유압펌프로부터 유량 과다 토출으로 인한 압력상승으로 채터닝(chattering) 및 장비 쇼크를 방지하여 조작성을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 유압펌프의 토출 유량을 네가티브 유량 제어시스템에 의해 제어하는 파이프 레이어용 유압회로에 있어서:
    엔진에 연결되는 제1,2유압펌프 및 파일럿 펌프와,
    상기 제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 절환시 좌측 주행모터 및 제1작업장치에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브와,
    상기 제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 절환시 우측 주행모터 및 제2작업장치에 공급되는 작동유의 흐름 방향, 량을 각각 제어하는 제어밸브와,
    상기 제2유압펌프의 센터바이패스통로 상류측에 설치되고, 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환되며, 절환시 제1유압펌프의 작동유를 좌측 및 우측 주행모터용 제어밸브에 각각 분배공급하고, 제2유압펌프의 작동유를 제1,2작업장치용 제어밸브에 각각 분배공급하는 주행 직진밸브와,
    파이프 레잉 작업모드에서 작업장치 또는 주행장치를 미세 조작시 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 각각 유압탱크로 흐르는 통로의 닫힘을 선형적으로 제어하는 언로딩 밸브와,
    상기 주행 직진밸브를 절환시키는 파일럿 신호압에 의해 절환되어, 주행장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브에 공급하여 제1유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 닫히도록 하고, 작업장치 조작신호에 대응되는 신호압을 언로딩 밸브에 공급하여 제2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 닫히도록 하는 파일럿 밸브와,
    작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 작업모드 선택시 외부로부터 전기적 신호의 입력에 따라 절환되고, 절환시 파일럿 펌프로부터의 파일럿 신호압을 주행 직진밸브, 파일럿 밸브와, 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로 하류측에 설치된 밸브스풀에 각각 공급하는 작업모드 절환밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 레이어용 유압회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 언로딩 밸브는,
    외부로부터의 파일럿 신호압에 의해 절환시 상기 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 연통되는 통로의 닫히는 개구 단면적을 선형적으로 제어하는 밸브스풀과,
    상기 밸브스풀의 출구포트와 유압탱크사이의 유로에 설치되고, 상기 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에 형성되는 압력에 의해 상기 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 유로를 개폐시키는 포펫으로 이뤄지는 것을 특징으로 하는 파이프 레이어용 유압회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 밸브스풀에 형성되고, 파이프 레잉 작업모드에서 어태치먼트를 미세 조작시 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에서 유압탱크로 흐르는 통로 닫힘을 선형적으로 제어하는 노치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 레이어용 유압회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 언로딩 밸브측 파일럿 신호압과, 제1유압펌프의 센터바이패스통로의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제1유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 제1셔틀밸브와,
    상기 언로딩 밸브측 파일럿 신호압과, 제2유압펌프의 센터바이패스통로의 하류측 압력중 선택되는 압력에 의해 제2유압펌프의 사판 경전각을 제어하는 제2셔틀밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 레이어용 유압회로.
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