KR20180020005A

KR20180020005A - 정유압 변속기의 유압시스템

Info

Publication number: KR20180020005A
Application number: KR1020160104400A
Authority: KR
Inventors: 장주섭; 김동명
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2036-08-17
Also published as: KR101881055B1

Abstract

본 발명은 정유압 변속기의 유압시스템에 관한 것으로서, 특히, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와; 제1유로 및 제2유로에 의해 상기 유압펌프와 연결되고, 상기 유압펌프의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되는 유압모터와; 상기 제1유로에서 분기되는 제3유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제4유로에 각각 설치되고, 중립모드 시 상기 유압펌프의 토출유량을 탱크로 귀환시키는 중립밸브와; 상기 제1유로에서 분기되는 제5유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제6유로에 각각 설치되고, 상기 제1유로와 상기 제2유로의 최대 압력을 제한하는 릴리프밸브;를 포함하되, 상기 중립밸브는 상기 유압펌프의 입력 신호에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인 것을 특징으로 하여, 중립모드 시 유압펌프에서 공급되는 미량의 토출유량을 배출유로를 통해 탱크로 완전하게 배출하여 유압모터가 작동하지 않도록 할 수 있고, 주행모드 시 유압펌프에서 공급되는 토출유량이 배출유로를 통해 탱크로 흐르는 것을 완전하게 차단하여 유압펌프에서 공급되는 토출유량을 최소한의 손실로 유압모터로 공급할 수 있 정유압 변속기의 유압시스템에 관한 것이다.

Description

정유압 변속기의 유압시스템{Hydraulic system of hydrostatic transmissions}

본 발명은 정유압 변속기의 유압시스템에 관한 것이다.

보다 상세하게는 유압펌프의 토출유량 입력신호에 따라 중립밸브가 자동으로 제어됨으로써, 중립모드 시 유압펌프에서 공급되는 미량의 토출유량을 배출유로를 통해 탱크로 완전하게 배출하여 유압모터가 작동하지 않도록 할 수 있고, 주행모드 시 유압펌프에서 공급되는 토출유량이 배출유로를 통해 탱크로 흐르는 것을 완전하게 차단하여 유압펌프에서 공급되는 토출유량을 최소한의 손실로 유압모터로 공급할 수 있는 정유압 변속기의 유압시스템에 관한 것이다.

일반적으로 트랙터, 콤바인 등과 같은 농업기계에는 정유압 변속기가 설치된다.

정유압 변속기는 작동 유체를 동력전달 매체로 사용하는 무단변속기로 유압펌프와 유압모터가 폐회로 시스템으로 구성되어 있다.

이러한 종래의 정유압 변속기와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-1474782호에 게재된 것이 있다.

종래의 정유압 변속기는, 사판의 경전각을 가변시킴에 따라 사판과 미끄럼접촉하는 플런저가 작동하여 토출유량이 가변되는 사판식 가변용량형 유압펌프와, 1쌍의 메인 유로를 통하여 상기 유압펌프에 연결되어 이 유압펌프의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되는 유압모터를 포함한다. 상기 유압펌프에서 상기 유압모터로 압유를 공급하는 1쌍의 상기 메인 유로에 동일한 구조의 중립 밸브가 각각 하나씩 설치된다. 상기 중립밸브는 사판의 경전각이 정확히 0도로 되는 위치에서 벗어난 일정한 설정범위 내에 놓여 상기 유압펌프에서 미량의 토출유량이 있는 경우에도, 그 유압펌프의 토출유량이 상기 유압모터에 전달되지 않도록 상기 유압펌프의 미량의 토출유량을 전부 탱크로 드레인시킴으로써 상기 유압모터를 작동정지시킨다. 또한, 종래의 정유압 변속기에는 메인 유로의 최고압을 설정하는 릴리프밸브도 설치된다.

하지만, 종래의 정유압 변속기는 중립밸브의 드레인포트 크기가 변화하지 않고 일정하기 때문에 중립모드 시 유압펌프의 토출유량이 드레인포트의 크기에 비해 많을 경우 토출유량이 탱크로 충분히 배출되지 못하여 유압모터가 구동될 수 있고, 중립모드 시 유압펌프의 토출유량이 드레인포트의 크기에 비해 작을 경우 토출유량은 탱크로 충분히 배출되나 중립모드 및 주행모드의 전환에 있어서 불필요한 누설유량의 증가로 효율이 떨어지고 출발 시 충격이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 정유압 변속기는 파일럿압력으로 중립밸브를 작동시키기 때문에 유압펌프의 토출유량에 의한 유로 내의 공급 압력이 진동할 경우 중립밸브도 함께 진동하여 저크현상(급가속 또는 변속단계에서 발생하는 차량 전후방향의 진동현상)이 발생한다는 문제점이 있다.

KR

10-1474782

B1

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유압펌프의 토출유량 입력신호에 따라 중립밸브가 자동으로 제어됨으로써, 중립모드 시 유압펌프에서 공급되는 미량의 토출유량을 배출유로를 통해 탱크로 완전하게 배출하여 유압모터가 작동하지 않도록 할 수 있고, 주행모드 시 유압펌프에서 공급되는 토출유량이 배출유로를 통해 탱크로 흐르는 것을 완전하게 차단하여 유압펌프에서 공급되는 토출유량을 최소한의 손실로 유압모터로 공급할 수 있는 정유압 변속기의 유압시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 정유압 변속기의 유압시스템은, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와; 제1유로 및 제2유로에 의해 상기 유압펌프와 연결되고, 상기 유압펌프의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되는 유압모터와; 상기 제1유로에서 분기되는 제3유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제4유로에 각각 설치되고, 중립모드 시 상기 유압펌프의 토출유량을 탱크로 귀환시키는 중립밸브와; 상기 제1유로에서 분기되는 제5유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제6유로에 각각 설치되고, 상기 제1유로와 상기 제2유로의 최대 압력을 제한하는 릴리프밸브;를 포함하되, 상기 중립밸브는 상기 유압펌프의 입력 신호에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중립밸브는 비례제어밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중립밸브는 온오프밸브인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은 다음과 같은 장점이 있다.

본 발명에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은 중립모드 시 유압펌프에서 공급되는 미량의 토출유량을 배출유로를 통해 탱크로 완전하게 배출하여 유압모터가 작동하지 않도록 할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은 주행모드 시 유압펌프에서 공급되는 토출유량이 배출유로를 통해 탱크로 흐르는 것을 완전하게 차단하여 유압펌프에서 공급되는 토출유량을 최소한의 손실로 유압모터로 공급할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은 중립모드 및 주행모드의 전환에 있어서 불필요한 누설유량의 발생을 방지할 수 있고, 출발 시 충격 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은 파일럿압력을 사용하지 않으므로 유압펌프의 토출유량에 의한 유로 내의 공급 압력이 진동할 경우 중립밸브도 함께 진동하는 것을 막아 저크현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정유압 변속기의 유압시스템을 도시한 유압회로도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

참고적으로 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정유압 변속기의 유압시스템을 도시한 유압회로도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정유압 변속기의 유압시스템은, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프(P)와; 제1유로(10) 및 제2유로(20)에 의해 유압펌프(P)와 연결되고, 유압펌프(P)의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되는 유압모터(M)와; 제1유로(10)에서 분기되는 제3유로(30)와 제2유로(20)에서 분기되는 제4유로(40)에 각각 설치되고, 중립모드 시 유압펌프(P)의 토출유량을 탱크(T)로 귀환시키는 중립밸브(100)와; 제1유로(10)에서 분기되는 제5유로(60)와 상기 제2유로(20)에서 분기되는 제6유로(70)에 각각 설치되고, 제1유로(10)와 제2유로(20)의 최대 압력을 제한하는 릴리프밸브(200);를 포함하되, 중립밸브(100)는 유압펌프(P)의 입력 신호에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인 것을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정유압 변속기는 작동 유체를 동력전달 매체로 사용하는 무단변속기이고, 정유압 변속기 유압시스템은 전체적으로 폐회로 시스템으로 구성된다

유압펌프(P)는 엔진(미도시)에 의해 구동된다. 유압펌프(P)는 사판(미도시)의 경전각을 가변시킴에 따라 사판(미도시)과 미끄럼접촉하는 피스톤(미도시)이 작동하여 토출유량이 가변되는 사판식 양방향 가변용량형 유압펌프(P)인 것이 바람직하다.

유압펌프(P)에는 유압모터(M)가 연결된다. 유압모터(M)는 제1유로(10) 및 제2유로(20)에 의해 유압펌프(P)와 연결된다. 유압모터(M)는 유압펌프(P)의 토출유량에 따른 유체 에너지를 기계적인 에너지로 전환해주는 역할을 한다. 유압모터(M)는 유압펌프의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되며, 유압펌프(P)를 가변식으로 사용함에 따라 고정식을 사용하는 것이 바람직하다.

제1유로(10)에서 분기된 제3유로(30)와 제2유로(20)에서 분기된 제4유로(40)에는 각각 동일한 구조의 중립밸브(100)가 설치된다. 중립밸브(100)는 본 발명의 바람직한 정유압 변속기의 중립모드 시 유압펌프(P)의 미량의 토출유량에 따라 알맞게 개방되어 유압펌프(P)의 미량의 토출유량을 배출유로(50)를 통해 완전히 탱크(T)로 귀환시키고, 주행모드 시 완전 폐쇄되어 유압펌프(P)의 토출유량을 최소한의 손실로 유압모터(M)에 공급되도록 하는 역할을 한다. 중립밸브(100)는 유압펌프(P)의 입력 신호에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인 것이 바람직하고, 이때, 유압펌프(P)의 입력 신호라 함은 사판(미도시)에 가해지는 압력인 것이 바람직하다. 중립밸브(100)는 전자식으로 작동되는 온오프밸브가 될 수 있으나, 중립밸브(100)의 드레인포트 크기가 유압펌프(P)의 토출유량에 알맞게 변경되도록 제어가능한 전자식 비례제어밸브인 것이 가장 바람직하다. 보다 구체적으로 중립밸브(100)는 유압펌프(P)의 입력 신호에 따라 중립밸브(100)의 드레인포트 크기가 알맞게 변경되도록 제어되기 때문에 유압펌프(P)의 미량의 토출유량에 비해 중립밸브(100)의 드레인포트가 크게 설계되어 발생할 수 있는 주행모드 시 초반 작동에서의 불필요한 누설유량 증가, 효율 저하 및 출발 시 충격 발생 등의 문제와 유압펌프(P)의 미량의 토출유량에 비해 중립밸브(100)의 드레인포트가 작게 설계되어 발생할 수 있는 중립모드 시 미량의 토출유량의 불완전 배출로 인한 유압모터(M) 작동 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 바람직한 정유압 변속기는 파일럿압력이 아닌 전자식으로 작동하기 때문에 유압펌프의 토출유량에 의한 유로 내의 공급 압력이 진동할 경우 중립밸브(100)도 함께 진동하는 것을 막아 저크현상을 방지할 수 있다.

제1유로(10)에서 분기된 제5유로(60)와 제2유로(20)에서 분기된 제6유로(70)에는 각각 동일한 구조의 릴리프밸브(200)가 설치된다. 릴리프밸브(200)는 제1유로(10) 및 제2유로(20)의 압력이 설정압력보다 높을 경우에 유압펌프(P)의 토출유량 일부를 손실시켜 제1유로(10) 및 제2유로(20)의 압력이 설정압력을 넘어가지 않도록 제한하는 역할을 한다.

본 발명의 정유압 변속기 시스템에는 정유압 변속기의 구동 중 발생할 수 있는 누설 유량을 보충하기 위한 보조공급유로(80)가 구비될 수 있고, 보조공급유로(80)에서 제1유로(10) 및 제2유로(20)로의 흐름이 가능하고 제1유로(10) 및 제2유로(20)에서 보조공급유로(80)로의 흐름이 불가능하도록 하는 체크밸브(300)가 보조공급유로(80)에 설치될 수 있다. 또한, 보조공급유로(80)를 통해 누설 유량을 보충하고 남은 유체는 보충유로압력제한밸브(400)를 거쳐 배출밸브(50)를 통해 탱크(T)로 귀환된다,

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 제1유로 20 : 제2유로
30 : 제3유로 40 : 제4유로
50 : 배출유로 60 : 제5유로
70 : 제6유로 80 : 보충공급유로
100 : 중립밸브 200 : 릴리프밸브
300 : 체크밸브 400 : 보충유로압력제한밸브
P : 유압펌프 M : 모터
T : 탱크

Claims

엔진에 의해 구동되는 유압펌프;
제1유로 및 제2유로에 의해 상기 유압펌프와 연결되고, 상기 유압펌프의 토출유량에 따라 회전속도가 가변되는 유압모터;
상기 제1유로에서 분기되는 제3유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제4유로에 각각 설치되고, 중립모드 시 상기 유압펌프의 토출유량을 탱크로 귀환시키는 중립밸브;
상기 제1유로에서 분기되는 제5유로와 상기 제2유로에서 분기되는 제6유로에 각각 설치되고, 상기 제1유로와 상기 제2유로의 최대 압력을 제한하는 릴리프밸브;를 포함하되,
상기 중립밸브는 상기 유압펌프의 입력 신호에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인 것을 특징으로 하는 정유압 변속기의 유압시스템.
제1항에 있어서,
상기 중립밸브는 비례제어밸브인 것을 특징으로 하는 정유압 변속기의 유압시스템.
제1항에 있어서,
상기 중립밸브는 온오프밸브인 것을 특징으로 하는 정유압 변속기의 유압시스템.