KR20090068823A - 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치는 구동방향에 따라 엔진(E)에 의해 구동되는 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 조절되게 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 사판(S1)(S2) 경사각을 조절하는 서보 피스톤(10a)(10b); 상기 서보 피스톤(10a)(10b)에 공급되는 작동유이 흐름 방향을 제어하여 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 구동 방향을 조절하는 사판 제어밸브(20a)(20b); 신호라인(33a)(33b)을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키는 밸브변환유닛(30); 일측이 보조 펌프(P3)에 연결되고, 타측은 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결된 전자밸브유닛(40a)(40b); 및 상기 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도 이하인 경우, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)을 제어하여 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 최소화되도록 상기 보조 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유의 신호압을 상기 신호라인(33a)(33b)을 통해 상기 밸브변환유닛(30)에 인가하는 제어부(50)를 포함하여 동력 손실을 최소화할 수 있게 된다.
엔진 회전속도, 아이들, 메인 펌프, 토출 유량, 전자 밸브

Description

건설 기계의 유압펌프 유량제어장치{HYDRAULIC PUMP CONTROL APPARATUS FOR CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 굴삭기 등과 같이 유압을 작업장치의 구동원으로 이용하는 건설 기계에 관한 것으로서, 특히 각 작업장치에 작동유를 공급하는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기와 같은 건설 기계는 주행이나 각종 작업장치를 구동시키기 위한 복수의 액츄에이터를 구비하며, 상기 복수의 액츄에이터는 엔진 또는 전기모터에 의해 구동되는 가변용량형 유압펌프로부터 토출되는 작동유에 의해 구동된다.
한편, 상기 엔진의 출력과 상기 가변용량형 유압펌프로부터 토출되는 작동유의 유량은 작업 부하에 따라 제어되어 동력 손실을 최소화하고 있다. 이와 같은 유압펌프의 유량을 제어하는 유압펌프 유량제어장치의 일 예가 도 1에 도시된다.
도 1을 참조하면, 일반적인 건설 기계는 엔진(E)에 직결되어 구동되는 2개의 메인 펌프(P1)(P2)와 하나의 보조 펌프(P3)를 구비한다. 상기 메인 펌프(P1)(P2)는 사판(1a)(1b)의 각도에 따라 토출되는 유량이 가변하는 가변용량형 펌프로 구성된 다. 이러한 메인 펌프(P1)(P2)는 서보 피스톤(2a)(2b)의 구동에 의해 사판(1a)(1b)의 경사각도가 조절되어 유량이 조절된다.
상기 서보 피스톤(2a)(2b)은 사판 제어밸브(5a)(5b)에 의해 흐름 방향이 제어된 메인 펌프(P1)(P2)의 작동유에 의해 구동된다. 상기 사판 제어밸브(5a)(5b)는 다단 피스톤(6a)(6b)의 구동에 의해 변환되면 상기 다단 피스톤(6a)(6b)은 유량제어피스톤(7a)(7b)에 의해 구동된다. 즉, 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 사판(1a)(1b)은 상기 유량제어피스톤(7a)(7b)의 구동에 의해 경사 각도가 조절된다.
또한, 상기 유량제어피스톤(7a)(7b)은 메인컨트롤블록의 바이패스 라인으로부터 인출되어 인가되는 네가콘 신호압(Fr)(Fl)에 의해 구동된다. 상기 메인컨트롤블록의 바이패스 라인의 압력은 다수의 작업 장치가 작동되는 경우 압력이 하강하게 되고, 작업을 하지 않는 경우 최고의 압력이 형성된다.
보다 구체적으로, 작업장치가 구동되지 않는 경우, 상기 네가콘 신호압(Fr)(Fl)은 상승하게 되고, 이와 같이 상승된 네가콘 신호압(Fr)(Fl)은 유량제어피스톤(7a)(7b)에 인가된다. 그러면, 유량제어피스톤(7a)(7b)은 도 1의 A방향으로 구동되어 다단 피스톤(6a)(6b)이 A방향으로 이동하고 이에 의해 사판 제어밸브(5a)(5b)는 도 1에 도시된 바와 같이 변환된다. 그러면, 서보 피스톤(2a)(2b)의 대경실(3a)(3b)의 작동유가 드레인되게 되어 서보 피스톤(2a)(2b)은 수축하는 방향으로 구동된다. 그러면, 서보 피스톤(2a)(2b)에 연결된 사판은 B방향으로 회전하여 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 감소하게 된다.
한편, 작업장치가 이용되고 있는 경우, 상기 네가콘 신호압(Fr)(Fl)은 하강 하고, 이와 같이 하강된 압력의 네가콘 신호압(Fr)(Fl)이 유량제어피스톤(7a)(7b)에 인가된다. 그러면, 유량제어피스톤(7a)(7b)은 C방향으로 이동하여 다단 피스톤(6a)(6b)을 C방향으로 이동시킨다. 그러면, 다단 피스톤(6a)(6b)은 도 1과 반대의 상태로 변환되어 서보 피스톤(2a)(2b)의 대경실(3a)(3b)에 메인 펌프(P1)(P2)의 작동유를 공급하게 된다. 그러면, 서보 피스톤(2a)(2b)의 대경실(3a)(3b)의 수압부 면적이 소경실(4a)(4b)의 수압부 면적보다 크기 때문에 소경실(4a)(4b)과 대경실(3a)(3b)에 동일한 메인 펌프(P1)(P2)의 작동유가 공급될 경우, 서보 피스톤(2a)(2b)은 신장하는 방향으로 구동되어 사판(1a)(1b)은 D방향으로 회전시킨다. 그러면 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 증가하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 메인 펌프(P1)(P2)는 작업 상태가 아닌 경우에 작업 상태인 경우보다 적은 유량을 토출하도록 제어하여 동력 손실을 최소화하고 있으나, 상기 메인 펌프(P1)(P2)는 작업 상태가 아닌 경우에도 작업을 재개의 응답성을 향상시키기 위한 대기 유량의 작동유를 토출하도록 설정되어 있어서 작업을 재개하는데 상당한 시간이 소요될 것으로 예상되는 경우에도 일정한 대기 유량의 작동유가 토출된다. 작업을 재개하기 위한 상당한 시간이 소요되는 경우, 즉 엔진(E)의 회전속도인 엔진 RPM(Revolution Per Minute)이 아이들 상태인 경우에도 일정 유량의 대기 유량이 토출되도록 메인 펌프(P1)(P2)를 제어하여 동력 손실을 줄이는데 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 동력 손실을 최소화할 수 있는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치는 구동방향에 따라 엔진(E)에 의해 구동되는 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 조절되게 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 사판(S1)(S2) 경사각을 조절하는 서보 피스톤(10a)(10b); 상기 서보 피스톤(10a)(10b)에 공급되는 작동유이 흐름 방향을 제어하여 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 구동 방향을 조절하는 사판 제어밸브(20a)(20b); 신호라인(33a)(33b)을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키는 밸브변환유닛(30); 일측이 보조 펌프(P3)에 연결되고, 타측은 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결된 전자밸브유닛(40a)(40b); 및 상기 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도 이하인 경우, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)을 제어하여 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 최소화되도록 상기 보조 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유의 신호압을 상기 신호라인(33a)(33b)을 통해 상기 밸브변환유닛(30)에 인가하는 제어부(50)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은 상기 제어부(50)로부터 인가되는 신호에 따라 변환되며 일측은 상기 보조 펌프(P3) 또는 드 레인 탱크와 선택적으로 연결되고 타측은 셔틀밸브(42a)(42b)와 연결되는 전자밸브(41a)(41b); 및 일측은 상기 전자밸브(41a)(41b)와 연결되며 타측은 메인컨트롤블록의 바이패스 라인(Pi)과 연결되어 상기 전자밸브(41a)(41b)와 바이패스 라인(Pi)의 압력 중 높은 쪽 압유를 상기 신호라인(33a)(33b)으로 공급하는 셔틀밸브(42a)(42b)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은 전자비례제어밸브(141a)(141b)를 포함하며, 상기 전자비례밸브(141a)(141b)는 그 일측은 상기 보조 펌프(P3)에 연결되고 그 타측은 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결되며, 상기 제어부(150)로부터 인가되는 신호에 따라 개도량이 조절되어 상기 신호라인(33a)(33b)에 인가되는 상기 보조 펌프(P3)의 작동유의 유량이 조절한다.
이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 전자밸브유닛이 엔진의 회전속도가 기준회전속도보다 낮은 경우 메인 펌프의 토출유량이 최소화되도록 변환되어 건설 기계의 동력 손실을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 엔진이 기준회전속도보다 큰 경우 셔틀밸브에 의해 작업부하에 따라 메인 펌프의 토출 유량을 조절되도록 함으로써, 메인 펌프의 유량이 최적화된 상태로 건설기계를 운용할 수 있게 된다.
한편, 전자밸브를 전자비례제어밸브로 구성하고 제어부로부터 인가되는 신호인 전류량에 따라 개도량이 조절함으로써, 셔틀밸브 및 메인컨트롤블록의 바이패스 라인으로부터 셔틀밸브까지 연결되는 유압 라인을 삭제하면서도 작업 부하뿐만 아 니라 엔진(E)의 회전속도에 따라 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량을 제어할 수 있게 되어, 간단한 구성으로 동력 손실의 최소화할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프 유량제어장치는 엔진(E)에 의해 구동되는 한 쌍의 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량을 제어하기 위한 것으로서, 메인 펌프(P1)(P2)의 사판(S1)(S2) 경사각을 조절할 수 있도록 상기 사판(S1)(S2)에 연결된 서보 피스톤(10a)(10b)과, 상기 서보 피스톤(10a)(10b)에 공급되는 작동유의 흐름 방향을 제어하는 사판 제어밸브(20a)(20b)와, 입력되는 신호에 따라 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키기 위한 밸브변환유닛(30)과, 상기 밸브변환유닛(30)에 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환하기 위한 신호를 인가하기 위한 전자밸브유닛(40a)(40b)과, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.
상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은, 상기 제어부(50)로부터 인가되는 신호에 따라 변환되며 일측은 상기 보조 펌프(P3) 또는 드레인 탱크와 선택적으로 연결되고 타측은 셔틀밸브(42a)(42b)와 연결되는 전자밸브(41a)(41b)와, 일측은 상기 전자밸브(41a)(41b)와 연결되며 타측은 메인컨트롤블록의 바이패스 라인(Pi)과 연결되어 상기 전자밸브(41a)(41b)와 바이패스 라인(Pi)의 압력 중 높은 쪽 압유를 상기 신호라인(33a)(33b)으로 공급하는 셔틀밸브(42a)(42b)를 포함한다. 이하에서 상세히 설명하기로 한다
상기 메인 펌프(P1)(P2)는 사판(S1)(S2)의 경사각에 따라 토출 유량이 조절되는 가변 용량형 펌프로 구성되며, 본 실시예에서는 2개로 구성되는 것을 예시하였으나, 그 개수는 건설 기계에 따라 달라질 수 있다. 이러한 메인 펌프(P1)(P2)는 엔진(E)에 기계적으로 연결되어 엔진(E)의 기계적 에너지를 유압 에너지로 변환시키고, 상기 메인 펌프(P1)(P2)로부터 토출되는 작동유는 메인공급라인(11a)(11b)을 통해 메인컨트롤밸브블록으로 수송되며, 수송된 작동유는 메인컨트롤밸브블록의 각 제어밸브에 의해 흐름 방향이 제어되어 작업 장치에 공급된다. 또한, 상기 메인 펌프(P1)(P2)로부터 토출되는 작동유는 상기 메인공급라인(11a)(11b)으로부터 분기된 분기라인(14a)(14b)(15a)(15b)에 의해 서보 피스톤(10a)(10b)의 대경실(12a)(12b)과 소경실(13a)(13b) 각각에 공급된다.
상기 서보 피스톤(10a)(10b)은 상기 사판(S1)(S2)의 각도를 조절할 수 있도록 상기 사판(S1)(S2)과 연결되며, 수압부의 단면적이 큰 대경실(12a)(12b)과 수압부의 단면적이 작은 소경실(13a)(13b)을 구비한다. 전술한 바와 같이, 상기 대경실(12a)(12b)과 상기 소경실(13a)(13b)은 메인공급라인(11a)(11b)으로부터 분기된 분기라인(14a)(14b)(15a)(15b)을 통해 메인 펌프(P1)(P2)의 작동유가 공급된다. 상기 소경실(13a)(13b)에는 항상 작동유가 공급되고 있으나, 상기 대경실(12a)(12b)에는 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)의 변환상태에 따라 작동유가 공급 또는 드레인된다. 상기 대경실(12a)(12b)에 작동유가 공급되면 상기 대경실(12a)(12b)의 수압부의 면적이 상기 소경실(13a)(13b)보다 크기 때문에 상기 서보 피스톤(10a)(10b) 은 신장되는 방향으로 구동되어 사판(S1)(S2)은 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 증가하는 방향으로 회전한다. 반면, 상기 대경실(12a)(12b)의 작동유가 드레인되면, 상기 서보 피스톤(10a)(10b)은 수축되는 방향으로 구동되어 사판(S1)(S2)은 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 감소하는 방향으로 회전하게 된다.
상기 사판 제어밸브(20a)(20b)는 그 일측이 드레인 탱크(T) 및 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 소경실(13a)(13b)과 연결된 분기라인(15a)(15b)으로부터 분기된 라인15aa)(15bb)에 연결되고, 그 타측은 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 대경실(12a)(12b)에 연결된다. 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)가 도 2에 도시된 바와 같이 변환되면, 대경실(12a)(12b)의 작동유는 드레인 탱크(T)로 드레인되고 소경실(13a)(13b)에는 작동유가 공급되어 서보 피스톤(10a)(10b)이 수축되는 방향으로 구동된다. 반면, 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)가 도 2에 도시된 상태와 반대로 변환되면, 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 대경실(12a)(12b)는 드레인 탱크(T)와 차단되고 분기라인(15aa)(15ab)을 통해 소경실(13a)(13b)과 연결되어 소경실(13a)(13b)의 작동유와 메인공급라인(11a)(11b)으로부터 분기된 분기라인(15a)(15b)의 작동유가 공급된다. 그러면, 서보 피스톤(10a)(10b)은 신장되는 방향으로 구동된다. 여기서, 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)는 도 2와 같은 상태와 도 2와 반대의 상태로 완전히 변환되는 것으로 예시하였으나, 메인컨트롤블록의 바이패스 라인으로부터 인가되는 신호압(Pi)에 의해 변환되는 경우 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)는 완전히 일측 또는 타측으로 변환되지 않고 일정 범위 내에서 변환되어 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 최소화되지 않는다.
상기 밸브변환유닛(30)은 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키기 위한 것으로서, 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키는 다단 피스톤(31a)(31b)과, 상기 다단 피스톤(31a)(31b)을 구동시키는 유량제어피스톤(32a)(32b)을 포함한다.
상기 다단 피스톤(31a)(31b)은 사판 제어밸브(20a)(20b)에 연결된 분기라인(15aa)(15bb)과 연결되어 메인 펌프(P1)(P2)로부터 토출되는 작동유의 압력에 따라 변환될 뿐만 아니라 보조 펌프(P3)와 마력제어밸브(60)를 매개로 연결되어 마력제어밸브(60)의 변환상태에 따라 보조 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유의 압력이 인가되어 구동되기도 한다. 상기 마력제어밸브(60)는 제어부(50)와 신호 통신 가능하게 연결되어(미 도시) 선택된 마력 모드에 따라 보조 펌프(P3)의 작동유를 다단 피스톤(31a)(31b)에 공급하여 사판(S1)(S2)의 각도를 조절하게 된다. 또한, 상기 다단 피스톤(31a)(31b)은 유량제어피스톤(32a)(32b)에 의해 구동된다.
상기 유량제어피스톤(32a)(32b)은 신호라인(33a)(33b)을 통해 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)으로부터 신호가 인가되어 구동된다. 일 예로 상기 신호라인(33a)(33b)을 통해 고압의 신호가 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가되면, 유량제어피스톤(32a)(32b)은 A방향으로 구동되어 다단 피스톤(31a)(31b)을 A방향으로 이동시킨다. 반면, 상기 신호라인(33a)(33b)을 통해 저압의 신호가 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가되면, 유량제어피스톤(32a)(32b)은 C방향으로 구동되어 다단 피스톤(31a)(31b)이 C방향으로 이동시킨다.
상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환하기 위한 신호를 인가하기 위한 것으로서, 전자밸 브(41a)(41b)와 셔틀밸브(42a)(42b)를 포함한다.
상기 전자밸브(41a)(41b)는 그 일측이 상기 보조 펌프(P3)와 조작부를 연결하는 보조공급라인(61)으로부터 분기된 밸브분기라인(43)과 드레인 탱크(T)에 각각 연결되고 그 타측은 셔틀밸브(42a)(42b)에 연결되어 상기 보조 펌프(P3)의 작동유를 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 일측 입구포트에 공급하거나 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 일측 입구포트를 드레인 탱크(T)와 연통시킨다. 그리고 상기 전자밸브(41a)(41b)는 제어부(50)와 신호통신 가능하게 연결되어 상기 제어부(50)로부터 전송되는 신호에 따라 변환된다.
상기 셔틀밸브(42a)(42b)는 그 일측 입구포트는 이 상기 전자밸브(41a)(41b)의 타측에 연결되고, 타측 입구포트는 메인컨트롤블록의 바이패스 라인에 연결되어 바이패스된 작동유의 신호압(Pi)이 인가된다. 한편, 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 출구포트는 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결되어 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 출구포트의 신호압은 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가된다.
즉, 상기 전자밸브(41a)(41b)가 도 2에 도시된 바와 같이 차단된 상태에서는 메인컨트롤블록으로 인가되는 신호압(Pi)이 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가된다. 전술한 바와 같이, 작업부하가 클수록 상기 신호압(Pi)은 낮아져서 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 토출유량이 증가하게 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)을 구동시키고, 상기 신호압(Pi)이 작업부하가 작아질수록 상기 신호압(Pi)은 커져서 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 작아지게 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)을 구동시킨다. 따라서, 상기 전자밸브(41a)(41b)가 도 2와 같이 초기 상태인 경우에는 작 업 부하에 따라 메인 펌프(P1)(P2)의 토출유량을 제어하여 동력손실을 최소화한다.
반면, 상기 전자밸브(41a)(41b)가 도 2에 도시된 바와 반대로 변환되는 경우, 보조 펌프(P3)의 작동유가 상기 밸브분기라인(43)을 통해 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 일측 입구포트로 인가된다. 이때, 상기 보조 펌프(P3)의 작동유의 압력은 상기 작업 부하가 가장 작은 경우의 신호압(Pi)보다 크다. 따라서, 상기 셔틀밸브(42a)(42b)의 출구포트를 통해 유량제어피스톤(32a)(32b)으로 인가되는 신호압은 상기 보조 펌프(P3) 작동유의 신호압력이 된다. 상기 보조 펌프(P3)의 작동유의 신호압력이 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가되면, 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)은 A방향으로 완전히 구동되고 이에 의해 다단 피스톤(31a)(31b)은 A방향으로 완전히 이동하여 사판 제어밸브(20a)(20b)를 도 2에 도시된 바와 같은 상태로 완전히 변환시킨다. 이에 의해 서보 피스톤(10a)(10b)은 완전히 수축하여 사판(S1)(S2)을 B방향으로 완전히 회전하고 이에 의해 메인 펌프(P1)(P2)는 최소 유량만을 토출하게 된다.
상기 제어부(50)는 상기 전자밸브(41a)(41b)를 제어하기 위한 것으로서, 전송된 엔진(E)의 회전속도를 기준 회전속도와 비교하여 전송된 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도보다 낮은 경우 상기 제어부(50)는 상기 전자밸브(41a)(41b)가 도 2에 도시된 상태에서 E방향으로 변환되도록 제어한다. 상기 엔진(E)의 회전속도는 상기 엔진(E)에 마련된 회전속도 감지센서(51)에 의해 측정되며, 상기 회전속도 감지센서(51)에 의해 감지된 엔진(E)의 회전속도에 대한 정보는 상기 제어부(50)로 전송된다. 그러나 본 실시예와 달리 상기 엔진(E)의 회전속도는 엔진(E)의 제어를 담당하는 ECU(Engine Control Unit)로부터 상기 제어부(50)에 전송될 수 있다. 여기서 상기 기준 회전속도는 엔진(E)이 아이들 상태의 회전속도인 것이 바람직하다. 통상, 아이들 상태에서 엔진(E)의 회전속도는 1000rpm 정도이므로 상기 기준 회전속도는 1000rpm으로 설정될 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치에 대하여 상세히 설명한다.
우선, 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도보다 작은 경우, 제어부(50)는 전자밸브(41a)(41b)를 도 2에 도시된 바와 같은 상태로 변환되도록 제어한다. 그러면, 메인컨트롤블록의 바이패스 라인의 신호압(Pi)이 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에 인가되어 작업 부하에 따라 사판(S1)(S2)의 경사 각도가 조절되어 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 조절된다.
반면, 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도보다 큰 경우, 제어부(50)는 전자밸브(41a)(41b)를 도 2의 E방향과 같이 변환하여 상기 유량제어피스톤(32a)(32b)에는 보조 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유의 신호압이 셔틀밸브(42a)(42b)와 신호라인(33a)(33b)을 통해 인가된다. 그러면, 유량제어피스톤(32a)(32b)은 A방향으로 구동되어 다단 피스톤(31a)(31b)을 A방향으로 구동시키고 이에 의해 사판 제어밸브(20a)(20b)는 도 2와 같이 완전히 변환된다. 따라서, 서보 피스톤(10a)(10b)은 메인 펌프(P1)(P2)의 유량이 최소가 되도록 회전하게 된다.
이와 같이, 엔진(E)의 회전속도가 아이들과 같이 상당시간 후에 작업이 재개되는 것으로 판단될 정도로 낮은 경우, 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량을 최소화하 여 메인 펌프(P1)(P2)에 의해 유압 동력 손실을 최소화할 수 있게 된다. 이에 의해 건설 기계의 연비를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 유압펌프의 유량제어장치를 개략적으로 나타낸 유압 회로도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 달리 전자밸브유닛(40a)(40b)의 셔틀밸브(42a)(42b)가 생략되고, 전자밸브(141a)(141b)를 전자비례제어밸브(141a)(141b)로 구성하였다. 상기 전자비례제어밸브(141a)(141b)는 제어부(150)로부터 인가되는 신호인 전류량에 따라 개도량이 조절된다. 한편, 본 실시예에서는 미 도시되었으나, 바이패스 라인에는 압력센서(170)가 마련되고 상기 압력센서(170)에 의해 감지된 압력은 제어부(50)에 전송되며, 제어부(50)는 전송되는 압력에 따라 상기 전자비례제어밸브(141a)(141b)에 인가되는 전류량을 조절하여 전자비례제어밸브(141a)(141b)의 개도량을 제어하게 된다.
이와 같은 구성에 의해 셔틀밸브(42a)(42b) 및 메인컨트롤블록의 바이패스 라인으로부터 셔틀밸브(42a)(42b)까지 연결되는 유압 라인을 삭제하면서도 작업 부하뿐만 아니라 엔진(E)의 회전속도에 따라 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량을 제어할 수 있게 되어, 간단한 구성으로 동력 손실의 최소화할 수 있다.
상술한 구성 이외의 구성은 본 발명의 일 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일반적인 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치를 개략적으로 나타낸 유압 회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치를 개략적으로 나타낸 유압 회로도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치를 개략적으로 나타낸 유압 회로도이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10a, 10b; 서보 피스톤 20a, 20b; 사판 제어밸브
30; 밸브변환유닛 33a, 33b; 신호라인
40a, 40b; 전자밸브유닛 41a, 41b, 141a, 141b; 전자밸브
42a, 42b; 셔틀밸브 50; 제어부

Claims (3)

  1. 구동방향에 따라 엔진(E)에 의해 구동되는 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 조절되게 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 사판(S1)(S2) 경사각을 조절하는 서보 피스톤(10a)(10b)과, 상기 서보 피스톤(10a)(10b)에 공급되는 작동유의 흐름 방향을 제어하여 상기 서보 피스톤(10a)(10b)의 구동 방향을 조절하는 사판 제어밸브(20a)(20b)와, 신호라인(33a)(33b)을 통해 인가되는 신호에 따라 상기 사판 제어밸브(20a)(20b)를 변환시키는 밸브변환유닛(30)을 포함하는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치에 있어서,
    일측이 보조 펌프(P3)에 연결되고, 타측은 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결된 전자밸브유닛(40a)(40b); 및
    상기 엔진(E)의 회전속도가 기준 회전속도 이하인 경우, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)을 제어하여 상기 메인 펌프(P1)(P2)의 토출 유량이 최소화되도록 상기 보조 펌프(P3)로부터 토출되는 작동유의 신호압을 상기 신호라인(33a)(33b)을 통해 상기 밸브변환유닛(30)에 인가하는 제어부(50)를 포함하는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은,
    상기 제어부(50)로부터 인가되는 신호에 따라 변환되며 일측은 상기 보조 펌프(P3) 또는 드레인 탱크와 선택적으로 연결되고 타측은 셔틀밸브(42a)(42b)와 연 결되는 전자밸브(41a)(41b); 및 일측은 상기 전자밸브(41a)(41b)와 연결되며 타측은 메인컨트롤블록의 바이패스 라인(Pi)과 연결되어 상기 전자밸브(41a)(41b)와 바이패스 라인(Pi)의 압력 중 높은 쪽 압유를 상기 신호라인(33a)(33b)으로 공급하는 셔틀밸브(42a)(42b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전자밸브유닛(40a)(40b)은 전자비례제어밸브(141a)(141b)를 포함하며,
    상기 전자비례밸브(141a)(141b)는,
    그 일측은 상기 보조 펌프(P3)에 연결되고 그 타측은 상기 신호라인(33a)(33b)에 연결되며, 상기 제어부(150)로부터 인가되는 신호에 따라 개도량이 조절되어 상기 신호라인(33a)(33b)에 인가되는 상기 보조 펌프(P3)의 작동유의 유량이 조절하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 유압펌프 유량제어장치.
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