KR20200037480A - 건설기계의 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 유압 실린더, 유압 펌프 및 상기 유압 실린더 사이에 배치되어 내부에 구비된 스풀의 위치에 따라 상기 액추에이터의 동작을 제어하고 상기 유압 실린더의 챔버로부터 배출되는 작동유를 드레인 탱크로 배출시키기 위한 제1 스풀 위치를 갖는 제어 밸브, 및 상기 제1 스풀 위치에서의 상기 제어 밸브로부터 배출되는 작동유를 상기 탱크로 배출시키는 리턴 유압 라인에 설치되며 통과하는 작동유의 유량을 상기 제어 밸브의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어하기 위한 압력 보상 밸브를 포함한다.

Description

건설기계의 제어 시스템{CONTORL SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 건설기계의 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 굴삭기의 유압 실린더를 제어하기 위한 건설기계의 제어 시스템에 관한 것이다.
예를 들면, 암 실린더(arm cylinder)를 갖는 굴삭기에 있어서, 재생 커트 밸브(regeneration valve cut valve)가 사용되어 암 크라우드(arm crowd) 동작 시 상기 암 실린더의 로드측 챔버로부터 드레인 탱크로 귀환되는 작동유를 상기 암 실린더의 헤드측 챔버로 재생할 수 있다. 그러나, 이러한 재생 커트 밸브 적용 시 암 제어 스풀의 면적 선도 튜닝이 매우 어렵고, 상기 암 제어 밸브에 이러한 재생 커트 밸브를 적용하기 위한 가공 비용이 높다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 저 비용으로 암 크라우드 시 속도 제어를 용이하게 할 수 있는 건설기계의 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 유압 실린더, 유압 펌프 및 상기 유압 실린더 사이에 배치되어 내부에 구비된 스풀의 위치에 따라 상기 액추에이터의 동작을 제어하고 상기 유압 실린더의 챔버로부터 배출되는 작동유를 드레인 탱크로 배출시키기 위한 제1 스풀 위치를 갖는 제어 밸브, 및 상기 제1 스풀 위치에서의 상기 제어 밸브로부터 배출되는 작동유를 상기 탱크로 배출시키는 리턴 유압 라인에 설치되며 통과하는 작동유의 유량을 상기 제어 밸브의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어하기 위한 압력 보상 밸브를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 압력 보상 밸브의 개구량은 상기 챔버에 연통된 로드 유압 라인으로부터 분기된 제1 파일럿 라인을 통해 공급되는 제1 파일럿 압력 및 상기 압력 보상 밸브 전단의 상기 리턴 유압 라인으로부터 분기된 제2 파일럿 라인을 통해 공급되는 제2 파일럿 압력의 압력 차이에 따라 제어될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 챔버는 상기 유압 실린더의 로드측 챔버일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 실린더는 암 실린더를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 압력 보상 밸브의 밸브 바디는 상기 제어 밸브의 밸브 바디에 형성되거나 상기 밸브 바디와는 분리된 별개의 밸브 바디에 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 건설기계의 제어 시스템은 암 제어 밸브를 통해 드레인 탱크로 귀환하는 작동유의 유량을 상기 암 제어 밸브의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어하기 위한 압력 보상 밸브를 포함할 수 있다. 상기 압력 보상 밸브는 암 크라우드 동작 시 무부하 조건뿐만 아니라 부하 조건에서도 적절한 배압을 갖도록 미터-아웃(meter-out) 속도 제어를 수행하여 압손과 배압을 감소시켜 에너지를 절약할 수 있다.
따라서, 기존의 재생 커트 밸브 적용에 따른 문제점인 어려운 튜닝 문제를 매우 손쉽게 해결하여 원하는 암 크라우드 제어 성능을 달성할 수 있다. 더욱이, 버켓의 무게 변화(부하 적재, 무거운 버켓 등)가 있어도, 암 제어 스풀의 면적 선도 튜닝이 불필요하게 되는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 유압 회로도이다.
도 2는 도 1의 건설기계의 유압 시스템의 일부를 확대한 유압 회로도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템의 제어 밸브의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 4의 압력 보상 밸브를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템을 나타내는 유압 회로도이다. 도 2는 도 1의 건설기계의 유압 시스템의 일부를 확대한 유압 회로도이다. 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 건설기계의 유압 시스템의 제어 밸브의 일부를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 4의 압력 보상 밸브를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 액추에이터로서의 유압 실린더(10), 유압 펌프(100) 및 유압 실린더(10) 사이에 배치되어 유압 실린더(10)의 동작을 제어하기 위한 제어 밸브(310), 및 제어 밸브(310)를 통해 드레인 탱크(T)로 귀환하는 작동유의 유량을 제어 밸브(310)의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어하기 위한 압력 보상 밸브(400)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 굴삭기, 휠 로더, 지게차 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 건설기계가 굴삭기인 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 제어 시스템이 굴삭기를 제어하기 위한 것으로 한정되는 것은 아니며, 휠 로더, 지게차 등에도 이와 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 건설기계는 하부 주행체, 상기 하부 주행체 상에 선회 가능하도록 탑재되는 상부 선회체, 및 상기 상부 선회체에 설치된 운전실과 프론트 작업 장치를 포함할 수 있다. 상기 프론트 작업 장치는 붐, 암 및 버켓을 포함할 수 있다. 상기 붐과 상기 상부 프레임 사이에는 상기 붐의 움직임을 제어하기 위한 붐 실린더가 설치될 수 있다. 상기 붐과 상기 암 사이에는 상기 암의 움직임을 제어하기 위한 상기 암 실린더가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 암과 상기 버켓 사이에는 상기 버켓의 움직임을 제어하기 위한 버켓 실린더가 설치될 수 있다. 상기 붐 실린더, 상기 암 실린더 및 상기 버켓 실린더가 신장 또는 수축함에 따라 상기 붐, 상기 암 및 상기 버켓은 다양한 움직임을 구현할 수 있고, 상기 프론트 작업장치는 여러가지 작업을 수행할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유압 펌프(100)는 동력전달장치를 통하여 엔진(도시되지 않음) 또는 전동기(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 상기 엔진 또는 전동기로부터의 동력은 유압 펌프(100)에 전달될 수 있다. 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)을 거쳐 액추에이터들에 각각 분배되어 공급될 수 있다.
구체적으로, 상기 건설기계의 제어 시스템은 유압 펌프(100)에 연결되고 유압 펌프(100)로부터 작동유가 공급되는 제1 회로 계통을 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 상기 건설기계의 제어 시스템은 또 다른 제2 유압 펌프로부터 작동유가 공급되는 제2 회로 계통을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 회로 계통은 유압 펌프(100)에 연결된 메인 유압 라인(200)에 순차적으로 접속되는 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)을 포함할 수 있다. 제2 제어 밸브(310)는 메인 유압 라인(200)으로부터 분기되는 병렬 라인(210)에 연결될 수 있다.
유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 제1 및 제2 제어 밸브들(300, 310)을 통해 액추에이터들로 분배되어 공급될 수 있다. 예를 들면, 제2 제어 밸브(310)는 암 실린더(10)의 동작을 제어할 수 있다. 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 병렬 라인(210) 및 제2 제어 밸브(310)를 통해 암 실린더(10)로 공급될 수 있다.
제2 제어 밸브(310), 즉, 상기 암 제어 밸브는 암 헤드 유압 라인(212) 및 암 로드 유압 라인(214)을 통해 암 실린더(10)의 암 헤드측 챔버(12) 및 암 로드측 챔버(14)와 각각 연결될 수 있다. 따라서, 제2 제어 밸브(310)가 절환되어 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유를 암 헤드측 챔버(12) 및 암 로드측 챔버(14)에 선택적으로 공급할 수 있다.
암 실린더(10)를 구동시키는 작동유는 제1 및 제2 리턴 유압 라인들들(222, 224)을 통해 드레인 탱크(T)로 귀환될 수 있다. 예를 들어, 암 로드측 챔버(14)로부터의 작동유는 제2 제어 밸브(310), 즉, 상기 암 제어 밸브를 거쳐 제1 리턴 유압 라인(222)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다. 암 헤드측 챔버(12)로부터의 작동유는 제2 제어 밸브(310)를 거쳐 제2 리턴 유압 라인(224)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.
제2 제어 밸브(310)는 파일럿 압력에 의해 제1 위치(A), 제2 위치(B) 및 제3 위치(C)로 전환될 수 있다.
제1 위치(중립 위치(A))에서, 메인 유압 라인(200)은 드레인 탱크(T)에 연결되고, 나머지 유압 라인들은 차단될 수 있다. 이에 따라, 암 실린더(10)의 암 헤드측 챔버(12) 및 암 로드측 챔버(14)에 작동유가 공급되지 않고, 상기 암은 그 위치에서 유지될 수 있다.
제2 위치(B)에서, 병렬 유로(210)는 암 로드 유압 라인(214)에 연결되고 암 헤드 유압 라인(212)은 제2 리턴 유압 라인(224)에 연결될 수 있다. 이 때, 메인 유압 라인(200)은 완전히 차단되거나 부분적으로 차단될 수 있다. 이에 따라, 유압 펌프(200)로부터 토출된 작동유는 병렬 라인(210), 암 로드 유압 라인(214)을 통해 암 로드측 챔버(14)로 공급되고, 암 헤드측 챔버(12) 내의 작동유는 암 헤드 유압 라인(212) 및 제2 리턴 유압 라인(224)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제3 위치(C)에서, 병렬 유로(210)는 암 헤드 유압 라인(212)에 연결되고 암 로드 유압 라인(214)은 제1 리턴 유압 라인(222)에 연결될 수 있다. 이 때, 메인 유압 라인(200)은 완전히 차단되거나 부분적으로 차단될 수 있다. 이에 따라, 유압 펌프(200)로부터 토출된 작동유는 병렬 라인(210), 암 헤드 유압 라인(212)을 통해 암 헤드측 챔버(12)로 공급되고, 암 로드측 챔버(14) 내의 작동유는 암 로드 유압 라인(214) 및 제1 리턴 유압 라인(222)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 압력 보상 밸브(pressure compensated valve)(400)는 제1 리턴 유압 라인(222)에 설치되며, 압력 보상 밸브(400)를 통과하는 작동유의 유량을 제2 제어 밸브(310)의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어할 수 있다.
구체적으로, 압력 보상 밸브(400)는 암 로드 유압 라인(214)으로부터 분기된 제1 파일럿 라인(410)을 통해 공급되는 제1 파일럿 압력을 수신하는 제1 수압부(401A) 및 압력 보상 밸브(400) 전단의 제1 리턴 유압 라인(222)으로부터 분기된 제2 파일럿 라인(412)을 통해 공급되는 제2 파일럿 압력을 수신하는 제2 수압부(401B)를 포함할 수 있다. 압력 보상 밸브(400)의 개구량은 상기 제1 파일럿 압력과 상기 제2 파일럿 압력의 차이가 일정한 값이 되도록 제어될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 압력 보상 밸브(400)는 제2 제어 밸브(310)의 밸브 바디(311)에 형성될 수 있다. 이와 다르게, 압력 보상 밸브(400)는 제2 제어 밸브(310)의 밸브 바디(311)와는 분리된 별개의 밸브 바디에 형성될 수 있다.
제2 제어 밸브(310)의 제3 위치(C)에서, 유압 펌프(100)로부터 토출된 작동유는 병렬 라인(210)을 통해 제2 제어 밸브(310)의 공급 포트(313)로 유입되고 제1 분기 통로(314A), 제1 부하 통로(315A) 및 제1 부하 포트(316A)를 거쳐 암 헤드 유압 라인(212)을 통해 로드 암 실린더(10)의 암 헤드측 챔버(12)로 공급될 수 있다. 또한, 암 실린더(10)의 암 로드측 챔버(14) 내의 작동유는 암 로드 유압 라인(214)를 통해 제2 제어 밸브(310)의 제2 부하 포트(316B)로 유입되고 제2 부하 통로(315B), 리턴 통로(317), 탱크 통로(403) 및 제1 탱크 포트(318B)를 거쳐 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.
암 실린더(10)의 암 로드측 챔버(14)로부터의 작동유는 제2 제어 밸브(310)를 거쳐 제1 리턴 유압 라인(222)을 통해 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다. 압력 보상 밸브(400)는 제1 리턴 유압 라인(222)에 설치될 수 있다. 압력 보상 밸브(400)은 보상 스풀(402)의 양측에 제1 수압부(401A) 및 제2 수압부(401B)을 포함할 수 있다.
제1 수압부(401A)는 제2 제어 밸브(310)의 제2 부하 통로(315B)로부터 분기된 제1 파일럿 라인(410)에 연통되어 제2 제어 밸브(310) 전단의 암 로드 유압 라인(214)을 통해 흐르는 작동유의 압력을 상기 제1 파일럿 압력으로 수신할 수 있다. 이 때, 암 로드 유압 라인(212)은 제2 부하 포트(316B)로부터 제2 부하 통로(315B)에 이르는 유로를 포함할 수 있다.
제2 수압부(401B)는 제2 제어 밸브(310)의 제1 탱크 포트(318B)에 선택적으로 연통되는 리턴 통로(317)로부터 분기된 제2 파일럿 라인(412)에 연통되어 제2 제어 밸브(310) 후단의 제1 리턴 유압 라인(222)을 통해 흐르는 작동유의 압력을 상기 제2 파일럿 압력으로 수신할 수 있다. 이 때, 제1 리턴 유압 라인(222)은 제2 제어 밸브(310)의 제1 탱크 포트(318B)로부터 탱크 통로(403)를 거쳐 리턴 통로(317)에 이르는 유로를 포함할 수 있다.
리턴 통로(317)에 연통된 제2 파일럿 라인(412)은 압력 보상 밸브(400)의 입구로서의 제2 수압부(401B)에 연통되고, 제1 탱크 포트(318B)에 연통된 탱크 통로(403)는 압력 보상 밸브(400)의 출구(405)에 연통될 수 있다. 압력 보상 밸브(400)의 입구(401B)로부터 출구(405)를 통해 흐르는 작동유의 유량은 제1 수압부(401A) 내의 상기 제1 파일럿 압력과 제2 수압부(401B) 내의 상기 제2 파일럿 압력의 차이에 의한 힘이 보상 스프링(406)의 스프링 힘과 같아지도록 조정될 수 있다.
따라서, 제2 제어 밸브(310)의 제3 위치(C)에서, 암 실린더(10)의 암 로드측 챔버(14) 내의 작동유는 암 로드 유압 라인(214)를 통해 제2 제어 밸브(310)의 제2 부하 포트(316B)로 유입되고 제2 부하 통로(315B), 리턴 통로(317), 압력 보상 밸브(400), 탱크 통로(403) 및 제1 탱크 포트(318B)를 거쳐 드레인 탱크(T)로 배출될 수 있다.
압력 보상 밸브(400)는 제2 제어 밸브(310)의 제3 위치(C)에서, 암 크라우드 동작 시 무부하 조건뿐만 아니라 부하 조건에서도 적절한 배압을 갖도록 미터-아웃(meter-out) 속도 제어를 수행하여 압손과 배압을 감소시켜 에너지를 절약할 수 있다.
따라서, 기존의 재생 커트 밸브 적용에 따른 문제점인 어려운 튜닝 문제를 매우 손쉽게 해결하여 원하는 암 크라우드 제어 성능을 달성할 수 있다. 더욱이, 버켓의 무게 변화(부하 적재, 무거운 버켓 등)가 있어도, 암 제어 스풀의 면적 선도 튜닝이 불필요하게 되는 장점이 있다.
상기 건설기계의 제어 시스템은 자중에 의해 동작하는 암 크라우드 동작 시에 암 제어 밸브를 제어하는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 유압 실린더, 암 실린더 12: 암 헤드측 챔버
14: 암 로드측 챔버 100: 유압 펌프
200: 메인 유압 라인 210: 병렬 라인
212: 암 헤드 유압 라인 214: 암 로드 유압 라인
222: 제1 리턴 유압 라인 224: 제2 리턴 유압 라인
300: 제1 제어 밸브 310: 제어 밸브, 제2 제어 밸브
311: 밸브 바디 313: 공급 포트
314A: 제1 분기 통로 314B: 제2 분기 통로
315A: 제1 부하 통로 315B: 제2 부하 통로
316A: 제1 부하 포트 316B: 제2 부하 포트
317: 리턴 통로 318B: 제1 탱크 포트
400: 압력 보상 밸브 401A: 제1 수압부
401B: 제2 수압부 402: 보상 스풀
403: 탱크 통로 405: 출구
406: 보상 스프링 410: 제1 파일럿 라인
412: 제2 파일럿 라인

Claims (5)

  1. 유압 펌프로부터 토출된 작동유에 의해 동작 가능한 유압 실린더;
    유압 펌프 및 상기 유압 실린더 사이에 배치되어 내부에 구비된 스풀의 위치에 따라 상기 액추에이터의 동작을 제어하고, 상기 유압 실린더의 챔버로부터 배출되는 작동유를 드레인 탱크로 배출시키기 위한 제1 스풀 위치를 갖는 제어 밸브; 및
    상기 제1 스풀 위치에서의 상기 제어 밸브로부터 배출되는 작동유를 상기 탱크로 배출시키는 리턴 유압 라인에 설치되며, 통과하는 작동유의 유량을 상기 제어 밸브의 전단과 후단 사이의 압력 차이에 따라 제어하기 위한 압력 보상 밸브를 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 보상 밸브의 개구량은 상기 챔버에 연통된 로드 유압 라인으로부터 분기된 제1 파일럿 라인을 통해 공급되는 제1 파일럿 압력 및 상기 압력 보상 밸브 전단의 상기 리턴 유압 라인으로부터 분기된 제2 파일럿 라인을 통해 공급되는 제2 파일럿 압력의 압력 차이에 따라 제어되는 건설기계의 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는 상기 유압 실린더의 로드측 챔버인 건설기계의 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 실린더는 암 실린더를 포함하는 건설기계의 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 보상 밸브의 밸브 바디는 상기 제어 밸브의 밸브 바디에 형성되거나 상기 밸브 바디와는 분리된 별개의 밸브 바디에 형성되는 건설기계의 제어 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116950950A (zh) * 2023-07-20 2023-10-27 江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 一种流量独立再生控制结构、多路阀及工程机械

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950002378B1 (ko) * 1991-11-30 1995-03-17 삼성중공업주식회사 작업장치 작동부의 압력보상용 유량제어 장치
JPH06159306A (ja) * 1992-11-12 1994-06-07 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の操作装置
KR950002378A (ko) 1993-06-17 1995-01-04 이헌조 양방향주사방식의 티브이 송수신시스템
JP3009822B2 (ja) 1994-05-16 2000-02-14 新キャタピラー三菱株式会社 建設機械のシリンダ制御回路
DE19804398A1 (de) * 1998-02-04 1999-08-05 Linde Ag Ventilanordnung für die Arbeitshydraulik eines Arbeitsfahrzeugs
US6675904B2 (en) * 2001-12-20 2004-01-13 Volvo Construction Equipment Holding Sweden Ab Apparatus for controlling an amount of fluid for heavy construction equipment
US7302797B2 (en) * 2005-05-31 2007-12-04 Caterpillar Inc. Hydraulic system having a post-pressure compensator
JP2007092789A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧制御装置
JP4933299B2 (ja) * 2007-02-20 2012-05-16 東芝機械株式会社 建設機械の油圧制御装置
WO2014017685A1 (ko) * 2012-07-27 2014-01-30 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 유압시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116950950A (zh) * 2023-07-20 2023-10-27 江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司 一种流量独立再生控制结构、多路阀及工程机械

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