본 발명은 크레인이나 굴삭기등과 같은 산업용 차량의 유압기계에 관한 것으로 특히, 작업장치의 압력변화에 맞추어 엔진출력을 높임과 낮춤을 반복함과 동시에 유압펌프의 압력상태가 저압일 경우와 고압일 경우에 맞추어 엔진의 분사량을 함께 조절함으로써 전체적으로 소모되는 연료를 절약하기 위한 산업용 유압기기의 연료 절감 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기나 지게차와 같은 종래의 산업용 차량은 작업 부하가 최대일 경우에 맞추어 엔진의 출력 토오크가 설정되어져 있다.

예를 들어, 굴삭기의 경우 작업 장치에 흙을 가득 담아 올릴 때의 높은 압력과 내릴 때의 압력차이 혹은 회전을 시작할 때의 높은 압력과 멈추려고 할 때의 낮은 압력 차이와 관계없이 굴삭기 작업장치의 높은 압력에 엔진 출력이 맞추어져 있으므로 불필요한 연료의 소모가 발생되어진다.

이에 따라 엔진이 구동중인 상태에서 기 설정된 소정 시간(예를 들어, 5초) 동안 액셀러레이터의 입력이 발생하지 않으면 자동으로 엔진의 회전수를 최저 회전수(Idle RPM)로 낮춤으로써 불필요한 연료의 소비를 방지하도록 하는 기술이 제공되고 있으나, 이러한 종래의 엔진 제어 방법에서는 상술한 바와 같이 엔진 회전수 제어를 위해 기 설정된 소정 시간이 차량 내부에 고정 설정되어 있기 때문에 사용자가 이를 가변 설정할 수 없는 불편함이 있으며, 엔진 회전수를 최저 회전수로 낮추더라도 엔진이 계속해서 구동되기 때문에 실질적인 연료 절감 효과가 극히 미비하다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 크레인이나 굴삭기등과 같은 산업용 차량의 유압기계에 관한 것으로 특히, 작업장치의 압력변화에 맞추어 엔진출력을 높임과 낮춤을 반복함과 동시에 유압펌프의 압력상태가 저압일 경우와 고압일 경우에 맞추어 엔진의 분사량을 함께 조절함으로써 전체적으로 소모되는 연료를 절약하기 위한 산업용 유압기기의 연료 절감 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 특징은, 엔진의 연료 분사량을 조절하는 ECU와, 유압기기의 연료 공급을 위한 인젝션펌프의 작동을 위한 유압실린더와,

상기 유압실린더에 공급되어진 유체(기름)의 배출경로상에 구비되어 유압실린더내의 유압을 조정하는 스로틀밸브와, 상기 스로틀밸브의 유체 배출경로상에 구비되어 있으며 해당 회수유로를 차단 또는 개방하는 릴리프밸브와, 상기 유압실린더로 일정압력의 유체를 공급하기 위한 유압펌프, 및 상기 유압펌프에서 유압실린더측으로 공급하는 유체의 전달 경로 상에 위치하며 유체 공급 유로를 차단 또는 개방하는 솔레노이드밸브를 구비하는 산업용 유압기기에 있어서:

상기 유압펌프는 메인펌프와 보조펌프로 구성하며, 보조펌프가 상기 솔레노이드밸브를 통해 유압실린더측에 일정 압력의 유체를 공급하도록 하되; 입력되는 전압의 상태에 따라 상기 솔레노이드밸브의 개방정도를 조절하는 릴레이와; 상기 메인펌프의 동작에 따른 압력의 변화와 크기를 감지하는 압력센서와;

상기 압력센서의 감지신호를 입력받아 감지신호의 크기에 따라 선형적으로 산업용 유압기기의 내부 배터리에서 공급되는 전원을 상기 릴레이 측에 공급하는 인디게이터를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 부가적인 특징은, 상기 릴레이에서 솔레노이드밸브측에 제공하는 작동 조절 전원의 전달경로를 폐쇄하거나 연결하여 자동모드 혹은 수동모드를 선택하기 위한 스위치를 더 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 부가적인 다른 특징은, 상기 릴레이의 동작 상태 즉, 압력센서에서 감지되는 메인펌프의 동작에 따른 압력의 변화와 크기에 선형적으로 비례하여 상기 메인펌프의 압력이 고압일 경우와 저압일 경우에 따라 엔진을 제어하는 ECU측에 다이얼 방식으로 설정된 가변저항을 값을 제공하여 엔진 RPM을 조정할 수 있도록 하기 위한 두 개 이상의 가변저항이 상기 릴레이에 연결되는 데 있다.

상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 작업장치의 압력변화에 맞추어 엔진출력을 높임과 낮춤을 반복함과 동시에 유압펌프의 압력상태가 저압일 경우와 고압일 경우에 맞추어 엔진의 분사량을 함께 조절함으로써 전체적으로 소모되는 연료를 절약하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 유압 및 전기회로 구성 예시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

29 : 인젝션펌프

24 : 유압실린더

23 : 스로틀밸브

22 : 릴리프밸브

25 : 유압펌프

21 : 솔레노이드밸브

12 : 메인펌프

11 : 보조펌프

14 : 압력센서

15 : 인디게이터

17 : 릴레이

19 : 스위치

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 유압 및 전기회로 구성 예시도로서, 굵은 실선으로 표시되는 경로는 유체(기름)의 흐름에 따른 유압회로를 나타내는 것이며, 가는 실선으로 표시되는 경로는 상기 유압회로의 제어를 위한 전기회로를 나타낸다.

따라서 첨부한 도 1은 유압회로와 전기회로로 크게 구성되는데, 상기 유압회로는 통상의 유압회로로써 본 발명의 배경기술에 해당하며, 본발명의 특징 구성은 전기회로임을 밝혀둔다.

본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 유압 및 전기회로 구성은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 유압회로와 전기회로로 구분될 수 있는데, 유압회로는 산업용 유압기기의 연료 공급을 위한 인젝션펌프(29)의 작동을 위한 유압실린더(24)와, 상기 유압실린더(24)에 공급되어진 유체(기름)의 배출경로상에 구비되어 유압실린더내의 유압을 조정하는 스로틀밸브(23)와, 상기 스로틀밸브(23)의 유체 배출경로상에 구비되어 있으며 해당 회수유로를 차단 또는 개방하는 릴리프밸브(22)와, 상기 유압실린더(24)로 일정압력의 유체를 공급하기 위한 유압펌프(25)와, 상기 유압펌프(25)에서 유압실린더(24)측으로 공급하는 유체의 전달 경로 상에 위치하며 유체 공급 유로를 차단 또는 개방하는 솔레노이드밸브(21)로 구성된다.

이때 미설명 부호 26은 유압필터이며, 27과 28은 상기 유압실린더(24)의 동작을 상기 인젝션펌프(29)측에 제공하기 위한 로드이며, 16은 유압호수이다.

또한, 참조번호 25로 지칭되는 유압펌프는 메인펌프(12)와 보조펌프(11)로 구성된다.

상술한 유압회로를 제어하기 위한 전기회로의 구성을 살펴보면, 전기회로의 구성요소들에 구동전원을 공급하기 위한 차량의 배터리(+B)와, 상기 메인펌프(12)의 동작에 따른 압력의 변화와 크기를 감지하는 압력센서(14)와, 상기 압력센서(14)의 감지신호를 입력받아 상기 배터리(+B)에서 공급되는 전원을 분배하는 인디게이터(15)와, 상기 인디게이터(15)에서 제공되는 전원에 의해 구동되어 상기 솔레노이드밸브(21)의 개방정도를 조절하는 릴레이(17)로 구성된다.

또한, 상기 릴레이(17)에는 2개의 가변저항이 연결되어지는데, 상기 가변저항은 다이얼 방식으로 상기 릴레이(17)의 동작 상태에 따라 엔진 RPM을 조정하기 위한 것이다.

즉, 상기 릴레이(17)의 동작 상태는 압력센서(14)에서 감지되는 메인펌프(12)의 동작에 따른 압력의 변화와 크기에 선형적으로 비례하기 때문에 상기 메인펌프(12)의 압력이 고압일 경우와 저압일 경우에 따라 엔진을 제어하는 ECU측에 그에 따른 제어신호를 제공하는 것이다.

이로써, 크레인이나 굴삭기등과 같은 산업용 차량의 유압기계에서 유압펌프(25)의 압력변화에 맞추어 엔진출력을 높임과 낮춤을 반복함과 동시에 유압펌프의 압력상태가 저압일 경우와 고압일 경우에 맞추어 엔진의 분사량을 함께 조절함으로써 전체적으로 소모되는 연료를 절약하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 산업용 유압기기의 연료 절감 장치의 동작을 살펴보면, 본 발명에서 굴삭기의 엔진은 작업장치의 압력이 낮을 때는 1400~1550RPM으로 하고 높은 압력에서는 굴삭기 출고 당시의 엔진 속도에 근접하게 작동하도록 설정하며, 참조번호 25로 지칭되는 유압펌프는 메인펌프(12)와 보조펌프(11)로 구성되는데, 상기 메인펌프(12)의 동작에 따른 압력의 상태를 압력센서(14)에서 감지하게 된다.

상기 압력센서(14)에서 감지되어진 메인펌프(12)의 압력상태에 따른 신호는 인디게이터(15)에 전달되어지는데, 상기 인디게이터(15)에 입력된 압력감지신호 즉, 상기 메인펌프(12)에서 생성되어진 압력에 대한 상기 압력센서(14)의 감지신호에 따라 상기 인디게이터(15)는 릴레이(17)를 작동시키게 된다.

이때 상기 인디게이터(15)에는 차량의 배터리 전원(+B)이 공급되고 있으므로, 상기 인디게이터(15)가 상기 릴레이(17)를 작동시킴에 따라 상기 인디게이터(15)에 공급되던 차량의 배터리 전원(+B)이 상기 릴레이(17)를 경유하여 솔레노이드밸브(21)에 공급되어진다.

따라서 상기 솔레노이드밸브(21)가 작동하게 되고, 이에 따라 상기 보조펌프(11)에서 펌핑되어지는 기름은 유압호수(16)를 통해 상기 솔레노이드밸브(21)를 통과한 후 유압실린더(24)로 공급되며, 상기 보조펌프(11)에서 펌핑되는 정도에 따라 유압으로 작용하여 참조번호 27과 28로 지칭되는 로드(또는 케이블)를 통해 인젝션펌프(29: 연료 공급장치)를 작동한다.

반면에 상기 메인펌프(12)의 압력이 상기 인디게이터(15)에 입력된 압력보다 낮아지면 유압실린더(24)의 작동 역순에 의해 제자리로 돌아옴으로써 엔진 출력이 낮아진다.

첨부한 도 1에서 미설명 구성인 참조번호 19는 상기 릴레이(17)에서 상기 솔레노이드밸브(21)측에 제공하는 작동 조절용 전원의 전달 경로를 폐쇄하거나 연결하여 자동모드 혹은 수동모드를 선택하기 위한 스위치이다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.