KR100961433B1 - 건설장비용 유압시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은, 굴삭기와 같은 건설장비에 적용되는 2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템에 추가되는 제3유압펌프의 작동유를 작업장치측에 합류시킴에 따라, 주행 직진을 간섭하지 않고 작업장치용 액츄에이터(붐실린더 등)의 구동속도를 증속시키며, 합류로 인한 압력 손실되는 것을 최소화할 수 있도록 한 것으로,

본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프와,

제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브와,

주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브와,

제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브와,

주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에 제1,2체크밸브를 통해 각각 접속되는 제1통로 와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 제1,2유압펌프의 병렬라인에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로를 포함한다.

굴삭기, 작업장치, 액츄에이터, 3펌프 구동형 유압시스템

Description

건설장비용 유압시스템{hydraulic system of construction equipment}

본 발명은 굴삭기와 같은 건설장비에 적용되는 2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템에 제3유압펌프를 추가하여 해당 작업장치(붐, 아암, 버킷)의 구동속도를 증속시킬 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 2개의 유압펌프를 사용하는 굴삭기의 유압시스템에 추가되는 제3유압펌프의 작동유를 작업장치측에 합류시킴에 따라, 주행 직진을 간섭하지않고 작업장치용 액츄에이터(붐실린더 등)의 구동속도를 증속시키며, 합류로 인한 압력 손실되는 것을 최소화할 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 굴삭기는,

하부 주행체(1)와,

하부 주행체(1) 상에 선회모터 등의 구동으로 인해 선회가능하게 탑재되는 상부선회체(2)와,

상부 선회체(2) 상에 탑재되는 운전실캡(3) 및 엔진실(4)과,

상부 선회체(2)에 고정되고, 붐실린더(5)에 의해 구동되는 붐(6)과, 아암실린더(7)에 의해 구동되는 아암(8)과, 버킷실린더(9)에 의해 구동되는 버킷(10)을 포함하는 작업장치(11)와,

상부 선회체(1) 상에 장착되고, 작업시 장비의 균형을 유지하는 카운터웨이트(12)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템(2개의 유압펌프를 사용하는 굴삭기의 유압시스템)은,

엔진에 연결되는 가변용량형 제1,2유압펌프(50,51)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56) 및 아암실린더(57) 의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65) 및 아암실린더(57)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸 브(66,67,76)를 포함한다.

따라서, 굴삭기를 주행하기 위하여 주행용 제1제어밸브(54)를 절환시 제1유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유에 의해 좌측 주행모터(53)를 구동시키고, 주행용 제2제어밸브(62)를 절환시 제2유압펌프(51)로부터 공급되는 작동유에 의해 우측 주행모터(61)를 구동시킨다.

즉, 동일한 용량의 제1,2유압펌프(50,51)로부터 토출되는 작동유에 의해 좌우측 주행모터(53,61)를 각각 구동시킴에 따라 직진 주행성을 확보할 수 있다.

한편, 주행시 작업장치(붐을 조작하는 경우)를 동시에 구동시켜 복합작업을 수행하는 경우, 제1유압펌프(50)로부터 토출되는 작동유 일부는 주행용 제1제어밸브(54)를 통해 좌측 주행모터(53)에 공급되고, 동시에 제1유압펌프(50)의 작동유 일부는 병렬라인(55)을 통해 제어밸브(68)를 경유하여 붐실린더(64)에 공급된다.

또한, 제2유압펌프(51)로부터 토출되는 작동유 일부는 주행용 제2제어밸브(62)를 통해 우측 주행모터(61)에 공급되고, 동시에 제2유압펌프(51)의 작동유 일부는 병렬라인(63)을 통해 제2제어밸브(66)를 경유하여 붐실린더(64)에 공급된다.

즉, 동일한 용량을 갖는 2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템이 적용되는 굴삭기에서, 제1유압펌프(50)로부터 토출되는 작동유에 의해 좌측 주행모터(53)와 작업장치(붐실린더(64) 등)를 구동시키고, 제2유압펌프(51)로부터 토출되는 작동유에 의해 우측 주행모터(61)와 작업장치(붐실린더(64) 등)를 각각 구동시킴에 따라, 주행과 작업장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 장비는 직진 주행할 수 있다.

한편, 작업조건에 따라 부하가 크게 발생되는 작업을 하는 경우 대형 굴삭기를 사용하게 된다. 이때 대형 굴삭기에 요구되는 용량의 유압펌프, 제어밸브, 액츄에이터 등을 장착하여 사용하게 되는데, 특히 굴삭기에 대용량의 유압펌프를 사용할 수 없는 경우(즉 대용량의 유압펌프 구입이 곤란하거나 가격이 고가여서 사용할 수 없는 경우) 제3유압펌프를 추가로 설치하여 사용하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 기술에 의한 건설장비용 유압시스템(3개의 유압펌프를 사용하는 굴삭기의 유압시스템)은,

엔진에 연결되는 가변용량형 제1,2유압펌프(50,51)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56) 및 아암실린더(57) 의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65) 및 아암실린더(57)등의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸 브(66,67,76)와,

제2유압펌프(51)의 상류측 센터바이패스통로(60) 및 병렬라인(63)에 각각 연결되고, 작업장치용 유압실린더(붐실린더 등)에 작동유 공급량을 증대시켜 작업장치의 구동속도를 증속시키도록 사용하는 가변용량형 제3유압펌프(69)를 포함한다.

이때, 작업장치의 해당 액츄에이터를 증속시키도록 작동유를 추가 공급하는 제3유압펌프(69)를 제외한 구성은, 도 2에 도시된 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

전술한 제3유압펌프(69)로부터 공급되는 작동유에 의해 제2유압펌프(51)측 해당 작업장치(붐실린더(64))의 구동속도를 증속시키는 경우, 제3유압펌프(69)로부터 토출되는 작동유 일부가 주행모터(61)에도 공급된다. 이로 인해 작업장치와 주행장치측에 발생되는 부하압력 차이로 인해 작동유 공급량이 언밸런싱되므로, 직진 주행성을 확보할 수 없는 문제점을 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 또 다른 기술에 의한 건설장비용 유압시스템(3개의 유압펌프를 사용하는 굴삭기의 유압시스템)은,

엔진에 연결되는 가변용량형 가변용량형 제1,2유압펌프(50,51)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병 렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56) 및 아암실린더(57) 의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65) 및 아암실린더(57)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브(66,67,76)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측에서 병렬라인(63)에 토출유로(71)가 연결되고, 토출유로(71)에서 분기된 분기유로(70)를 통해 주행용 제2제어밸브(62)의 하류측 센터바이패스통로(60)에 연결되는 가변용량형 제3유압펌프(69)를 포함한다.

이때, 주행시 작업장치를 동시에 구동시켜 복합작업을 수행하는 경우, 주행 직진성을 확보할 수 있고, 작업장치의 해당 액츄에이터를 증속시키도록 작동유를 추가 공급하는 제3유압펌프(69)를 제외한 구성은, 도 3에 도시된 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

전술한 제3유압펌프(69)로부터 토출되는 작동유는 토출유로(71)에서 분기된 분기유로(70)에 의해 주행용 제2제어밸브(62)를 경유한 센터바이패스통로(60)의 작동유와 합류된 후, 토출유로(71)에 설치된 체크밸브(73)를 경유하여 작업장치용 제 2제어밸브(66)의 입력포트에 접속된다.

따라서, 붐을 조작하기 위하여 제2제어밸브(66)를 절환시킴에 따라 센터바이패스통로(60)는 닫힌다. 이로 인해 제2유압펌프(51)로부터 토출되는 작동유는 병렬라인(63)을 통해 제2제어밸브(66)의 입력포트에 유입된다.

이때, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는 제2유압펌프(51)로부터 공급되는 작동유와 합류된다(제2제어밸브(66)의 절환으로 인해 분기유로(70)는 단힌상태임). 또한 제2제어밸브(66)의 출력포트에서는 제1제어밸브(68)의 절환으로 인해 제1유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유와 합류된다.

따라서, 붐실린더(64)는 제1,2,3유압펌프(50,51,69)로부터 공급되는 작동유에 의해 구동되므로, 이의 구동속도를 증속시킬 수 있다.

한편, 버킷실린더(65)의 구동을 제어하는 제2제어밸브(67) 및 아암실린더(57)의 구동을 제어하는 제어밸브(76)가 제2제어밸브(66)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되어 병렬라인(63)을 통해 각각 연결된다. 이로 인해 버킷실린더(65)와 아암실린더(57)를 구동시 붐실린더(64)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.

한편, 버킷실린더(65)와 아암실린더(57)는 병렬라인(63)을 통해 서로 연결되므로, 이들을 동시에 구동시키는 경우에도 제3유압펌프(69)로부터 토출되는 작동유를 보충받을 수 있다.

한편, 붐실린더(64)의 조작중, 주행장치를 구동시켜 복합작업을 수행하는 경우, 제2유압펌프(51)측 병렬라인(63)의 상류측에 설치된 체크밸브(72)에 의해 붐실린더(64)에 공급되는 작동유가 주행용 제2제어밸브(62)에 공급되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 작업장치와 주행장치를 동시에 조작하는 경우에도 작업장치측에 공급되는 작동유가 주행장치의 주행속도에 영향을 주지않아 직진 주행할 수 있다.

한편, 제3유압펌프(69)로부터 공급되는 작동유에 의해 직진 주행을 간섭하지않고 해당 작업장치의 구동속도를 증속시킬 경우, 작동유를 합류시킨 쪽의 제어밸브(일 예로서 제2제어밸브(66)를 말함)에는 합류로 인한 압력 손실이 커지게 된다. 이로 인해 에너지 손실으로 인한 연료 소비량이 증가되는 문제점을 갖는다.

본 발명의 실시예는, 2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템이 적용되는 굴삭기의 작업장치를 구동시, 추가된 제3유압펌프의 작동유를 작업장치측에 합류시킴에 따라, 주행 직진성을 확보하면서 작업장치의 해당 액츄에이터의 구동속도를 증속시켜 작업성을 향상시킬 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템과 관련된다.

본 발명의 실시예는, 추가되는 제3유압펌프로부터의 작동유를 작업장치측에 합류시 발생되는 압력 손실을 최소화하여 연료 소비량을 줄일 수 있도록 한 건설장비용 유압시스템과 관련된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프와,

제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브와,

주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브와,

제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브와,

주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에 제1,2체크밸브를 통해 각각 접속되는 제1통로와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 제1,2유압펌프의 병렬라인에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프와,

제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브와,

주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브와,

제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브와,

주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 작업장치용 제1,2제어밸브중 최하류측 제어밸브의 입력포트에 제1,2체크밸브를 통해 각각 접속되는 제1통로와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 제1,2유압펌프의 병렬라인 최하류측에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프와,

제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브와,

주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브와,

제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브와,

주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브와,

제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 제 1,2유압펌프의 병렬라인에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로와,

제3유압펌프의 토출유로에 설치되고, 작업장치를 조작시 절환되어 제3유압펌프로부터의 작동유를 제1,2유압펌프의 병렬라인에 각각 공급하는 언로드밸브를 포함한다.

바람직한 실시예에 의하면, 전술한 제1유압펌프의 병렬라인의 상류측에 설치되고, 제1유압펌프측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브와,

제2유압펌프의 병렬라인의 상류측에 설치되고, 제2유압펌프측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브를 포함한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은 아래와 같은 이점을 갖는다.

2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템이 적용되는 굴삭기의 작업장치를 구동시, 추가된 제3유압펌프의 작동유를 작업장치측에 합류시킴에 따라, 주행 직진성을 확보하면서 작업장치의 해당 액츄에이터의 구동속도를 증속시켜 작업성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 추가되는 제3유압펌프로부터의 작동유를 작업장치측에 합류시 발생되 는 압력 손실을 최소화함에 따라 에너지 손실로 인한 연료 소비량을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템(3개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템)은,

엔진에 연결되는 가변용량형 제1,2,3유압펌프(50,51,69)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56) 및 아암실린더(57) 의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병 렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65) 및 아암실린더(57)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브(66,67,76)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브(54,62)의 하류측에서 제1,2유압펌프(50,51)의 센터바이패스통로(52,60)에 제1,2체크밸브(82,83)를 통해 각각 접속되는 제1통로(84)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브(54,62)의 하류측에서 제1,2유압펌프(50,51)의 병렬라인(55,63)에 제3,4체크밸브(85,86)를 통해 각각 접속되는 제2통로(87)를 포함한다.

이때, 제1유압펌프(50)의 병렬라인(55)의 상류측에 설치되고, 제1유압펌프(50)측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브(81)와,

제2유압펌프(51)의 병렬라인(63)의 상류측에 설치되고, 제2유압펌프(51)측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브(72)를 포함한다.

이때, 제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 각각 접속되고, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 제1유압펌프(50)의 작업장치 또는 제2유압펌(51)의 작업장치에 합류시키는 제1통로(84) 및 제2통로(87)를 제외한 구성은, 도 4에 도시된 종래의 유압시스템의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

붐을 구동시키도록 붐실린더(64)를 단독으로 조작하는 경우를 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 작업장치용 제2제어밸브(66)를 절환시킴에 따라 제2유압펌프(51)측 센터바이패스통로(60)는 닫힌다. 이로 인해 제2유압펌프(51)로부터 토출되는 작동유는 병렬라인(63) 및 제2제어밸브(66)를 통과하여 붐실린더(64)에 공급된다. 즉 붐실린더(64)는 제2유압펌프(51)로부터의 작동유에 의해 구동된다.

이때, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는 제1유압펌프(50)측 센터바이패스통로(52)를 통하여 유압탱크로 귀환되므로 붐실린더(64)에 공급되는 작동유에 합류되지 못한다.

한편, 붐 구동속도를 증속시킬 수 있도록 제2제어밸브(66)를 절환시키고 작업장치용 제1제어밸브(68)를 절환시키는 경우, 제1유압펌프(50)측 센터바이패스통로(52) 및 제2유압펌프(51)측 센터바이패스통로(60)가 각각 닫힌다.

이로 인해, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는, 제1유압펌프(50)로부터 병렬라인(55) 및 제1제어밸브(68)를 통해 공급되는 작동유와, 제2유압펌프로부터 병렬라인(63) 및 제2제어밸브(66)를 통해 공급되는 작동유와 합류되어 붐실린더(64)에 공급된다.

따라서, 붐실린더(64)는 제1,2,3유압펌프(50,51,69)로부터 각각 공급되는 작동유에 의해 구동되므로, 이의 구동속도를 증속시킬 수 있다.

한편, 아암실린더(57)의 구동을 제어하는 제어밸브(59,76)가 제1,2제어밸브(68,66)의 하류측에 각각 설치되어 병렬라인(55,63)을 통해 연결되므로, 아암실린더(57)를 구동시 붐실린더(64)의 구동시와 동일하게 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 보충받을 수 있다.

한편, 제1제어밸브(58)를 조작하여 선회모터(56)를 구동시키는 경우, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는 제2유압펌프(51)측 센터바이패스통로(60)의 작동유 압력보다 상대적으로 낮다(언로딩됨). 따라서 제3유압펌프(69)의 작동유가 선회모터(56)를 구동시키는 작동유에 합류되지 못하므로 선회모터(56)는 제1유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유에 의해서 구동된다.

즉, 선회모터(56)는 구동시 제3유압펌프(69)로부터 작동유를 보충받아야할 만큼 많은 유량이 불필요하므로 제1유압펌프(50)로부터 공급되는 작동유에 의해서도 원활하게 작동될 수 있다.

한편, 붐실린더(64)를 구동시키는 도중에 주행장치를 구동시켜 복합작업을 수행할 경우, 제1유압펌프(50)측 병렬라인(55)의 상류측에 설치된 역류방지용 체크밸브(81)와, 제2유압펌프(51)측 병렬라인(63)의 상류측에 설치된 역류방지용 체크밸브(72)에 의해 붐실린더(64)측에 공급되는 작동유가 주행용 제1,2제어밸브(54,62)에 공급되는 것이 방지된다.

이로 인해, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 작업장치측에 합류시키는 경 우에도 주행 직진에 영향을 주지 않게된다.

전술한 바와 같이, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 토출유로(80) 및 제1,2통로(84,87)를 통해 제1,2유압펌프(50,51)측 작동유에 동일한 유량을 각각 합류시킴에 따라, 제1유압펌프(50)측 제어밸브 및 제2유압펌프(51)의 제어밸브중 어느 한쪽 제어밸브에만 큰 압력 손실을 발생시키지 않으며, 압력손실을 균등화하여 최소로 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 제1,2,3유압펌프(50,51,69)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56) 및 아암실린더(57) 의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65) 및 아암실린 더(57)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브(66,,67,76)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 접속되고, 작업장치용 제1,2제어밸브중 최하류측 제어밸브(59,76)의 입력포트에 제1,2체크밸브(82,83)를 통해 각각 접속되는 제1통로(84)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 접속되고, 제1,2유압펌프(50,51)의 병렬라인(55,63) 최하류측에 제3,4체크밸브(85,86)를 통해 각각 접속되는 제2통로(87)를 포함한다.

이때, 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 제1,2유압펌프(50,51)의 최하류측 제1,2제어밸브(59,76)의 입력포트에 연결하여, 제1,2제어밸브(59,76)의 절환으로 인해 제어되는 아암실린더(57)에만 제3유압펌프(69)의 작동유를 합류시키도록 사용되는 제1,2통로(84,87)를 제외한 구성은, 도 5에 도시된 유압시스템의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

따라서, 아암을 구동시키기 위하여 제1제어밸브(59)를 절환시킬 경우 제1유압펌프(50)측 센터바이패스통로(52)는 닫히게 된다. 이로 인해 병렬라인(55)을 통해 공급되는 제1유압펌프(50)의 작동유는 토출유로(80)를 통해 공급되는 제3유압펌프(69)의 작동유와 합류된 후, 제1제어밸브(59)의 입력포트에 공급된다.

제1제어밸브(59)의 출력포트에서는 제2제어밸브(76)의 절환으로 인해 제2유압펌프(51)로부터 공급되는 작동유와 합류되어 아암실린더(57)에 공급된다.

따라서, 아암실린더(57)는 제1,2,3유압펌프(50,51,69)로부터 공급되는 작동유에 의해 구동되므로, 이의 구동속도를 증속시킬 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은,

엔진에 연결되는 가변용량형 제1,2,3유압펌프(50,51,69)와,

제1유압펌프(50)의 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 좌측 주행모터(53)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브(54)와,

주행용 제1제어밸브(54)의 하류측으로 센터바이패스통로(52)에 설치되고, 병렬라인(55)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 선회모터(56), 아암실린더(59)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브(68,58,59)와,

제2유압펌프(51)의 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 우측 주행모터(61)의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브(62)와,

주행용 제2제어밸브(62)의 하류측으로 센터바이패스통로(60)에 설치되고, 병렬라인(63)을 통해 각각 연결되며, 붐실린더(64), 버킷실린더(65), 아암실린더(57)의 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브(66,67,76)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 접속되고, 주행용 제1,2제어밸브(54,62)의 하류측에서 제1,2유압펌프(50,51)의 병렬라인(55,63)에 제3,4체크밸브(85,86)를 통해 각각 접속되는 제2통로(87)와,

제3유압펌프(69)의 토출유로(80)에 설치되고 붐 등의 작업장치를 조작시 공급되는 전기적 신호에 의해 절환되며, 절환시 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 제1,2유압펌프(50,51)의 병렬라인(55,63)에 각각 공급하며, 중립시 제3유압펌프(69)로부터의 작동유를 유압탱크로 귀환시키는 언로드밸브(100)를 포함한다.

이때, 전술한 제2통로(87) 및 언로드밸브(100)를 제외한 구성은 도 5에 도시된 유압시스템의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.

따라서, 붐 등의 작업장치를 조작할 경우 공급되는 전기적 신호에 의해 언로드밸브(100)가 도면상, 우측방향으로 절환된다. 이로 인해 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는 토출유로(80) - 언로드밸브(100) - 제2통로(87)에 설치된 체크밸브(85,86)를 통해 제1,2유압펌프(50,51)의 병렬라인(55,63)에 공급된다.

반면에, 언로드밸브(100)가 중립을 유지하는 경우(도 7에 도시된 상태), 제3유압펌프(69)로부터의 작동유는 언로드밸브(100)를 경유하여 유압탱크로 귀환된다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템은, 굴삭기와 같은 건설장비에 적용되는 2개의 유압펌프를 사용하는 유압시스템에 제3유압펌프를 추가시킴에 따라, 제3유압펌프로부터의 작동유를 해당 작업장치의 액츄에이터에 합류시켜 주행 직진성을 확보하면서 작업장치의 구동속도를 증속시킬 수 있다.

또한, 추가되는 제3유압펌프로부터의 작동유를 작업장치에 합류시 발생되는 압력 손실을 최소화하여 에너지 손실을 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 굴삭기의 개략도,

도 2는 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도,

도 3은 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템의 변형예시도,

도 4는 종래 기술에 의한 건설장비용 유압시스템의 다른 변형예시도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도,

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 건설장비용 유압시스템의 개략도이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

50; 제1유압펌프

51; 제2유압펌프

52,60; 센터바이패스통로

53; 좌측 주행모터

54; 주행용 제1제어밸브

55,63; 병렬라인

56; 선회모터

57; 아암실린더

58,59; 작업장치용 제1제어밸브

61; 우측 주행모터

62; 주행용 제2제어밸브

64; 붐실린더

65; 버킷실린더

66,67; 작업장치용 제2제어밸브

69; 제3유압펌프

72,81,82,83,85,86; 체크밸브

80; 토출유로

84; 제1통로

87; 제2통로

100; 언로드밸브

Claims (4)

1. 엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프;

   상기 제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브;

   상기 주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브;

   상기 제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브;

   상기 주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브;

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 상기 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 상기 제1,2유압펌프의 센터바이패스통로에 제1,2체크밸브를 통해 각각 접속되는 제1통로; 및

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 상기 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 상기 제1,2유압펌프의 병렬라인에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비용 유압시스템.
2. 엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프;

   상기 제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브;

   상기 주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브;

   상기 제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브;

   상기 주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브;

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 상기 작업장치용 제1,2제어밸브중 최하류측 제어밸브의 입력포트에 제1,2체크밸브를 통해 각각 접속되는 제1통로; 및

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 상기 제1,2유압펌프의 병렬라인 최하류측에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비용 유압시스템.
3. 엔진에 연결되는 제1,2,3유압펌프;

   상기 제1유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 좌측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제1제어밸브;

   상기 주행용 제1제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제1제어밸브;

   상기 제2유압펌프의 센터바이패스통로에 설치되고, 우측 주행모터의 기동, 정지 및 방향전환을 제어하는 주행용 제2제어밸브;

   상기 주행용 제2제어밸브의 하류측으로 센터바이패스통로에 설치되고, 병렬라인을 통해 각각 연결되며, 작업장치에 공급되는 작동유를 각각 제어하는 작업장치용 제2제어밸브;

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 접속되고, 상기 주행용 제1,2제어밸브의 하류측에서 상기 제1,2유압펌프의 병렬라인에 제3,4체크밸브를 통해 각각 접속되는 제2통로; 및

   상기 제3유압펌프의 토출유로에 설치되고, 작업장치를 조작시 절환되어 상기 제3유압펌프로부터의 작동유를 상기 제1,2유압펌프의 병렬라인에 각각 공급하는 언로드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비용 유압시스템.
4. 청구항 1 내지 청구항 3중 적어도 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1유압펌프의 병렬라인의 상류측에 설치되고, 상기 제1유압펌프측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브와,

   상기 제2유압펌프의 병렬라인의 상류측에 설치되고, 상기 제2유압펌프측 작업장치와 주행장치를 동시에 구동시키는 복합작업시 작업장치측에서 주행장치측으로 작동유 공급되는 것을 차단하는 역류방지용 체크밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비용 유압시스템.

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