KR20080037126A

KR20080037126A - 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로

Info

Publication number: KR20080037126A
Application number: KR1020060103735A
Authority: KR
Inventors: 이수진; 이재천; 김한수
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2008-04-30

Abstract

본 발명은 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로에 관한 것으로, 차고 조절을 위한 압축 에어의 흐름이 하나의 방향제어밸브(Solenoid Valve)와 하나의 로직밸브(Pilot Valve)를 통해 이루어져, 공압 라인의 단순화와 더불어 오염물에 의한 막힘(Locking)현상을 크게 감소함은 물론, 선 접촉 개폐 구조를 갖는 로직 밸브의 구조적 특징에 따라 에어 스프링으로 부터의 압축 에어 누출(Leakage) 위험성을 크게 낮추어 공압 회로에 대한 신뢰성도 높여주도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로{Level control pneumatic circuit of air suspension in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차고 조절 공압 회로를 이용한 에어 스프링의 공기 충전(차고 상승) 작동도

도 3은 본 발명에 따른 차고 조절 공압 회로를 이용한 에어 스프링의 공기 배출(차고 하강) 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공압원 2 : 공압공급라인

3 : 에어스프링 4 : 드라이어

5,6 : 제1·2공급체크밸브 7 : 방향제어밸브

8 : 컨트롤러 9 : 공급공압인가라인

10,12 : 제1·2공압배출라인

11 : 배출체크밸브 13 : 파일럿오픈체크밸브

14 : 배출공압인가라인 15 : 사이랜서

본 발명은 차량용 에어 서스펜션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1개의 방향 제어 밸브를 이용한 밸브를 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로에 관한 것이다.

일반적으로 대형차량에서는 에어브레이크(Air Brake)나 에어서스펜션(Air Suspension)등과 같이, 압축에어를 그 동력원으로 하여 작동하는 에어작동장치들이 사용된다.

이와 같은 에어작동장치들에 압축에어를 공급하기 위하여, 차량에는 대기중의 에어(Air)를 압축하는 공기 압축기(Air Compressor)를 장착하며, 이러한 공기 압축기에서 생성된 압축 에어를 여과하여 수분과 불순물을 제거하도록 에어드라이어(Air Dryer)가 구비되고, 상기 공기 압축기에서 생성된 압축에어를 저장해두는 에어탱크(Air Tank)등이 구비되며, 상기 공기 압축기에서 생성된 압축 에어를 각 장치들로 보내기 위한 공압라인이 회로를 구성하면서 흐름 경로를 전환하는 다수의 밸브들이 설치되어진다.

이중 대형 차량에 사용되는 현가 장치인 에어서스펜션은 압축 에어인 공압을 이용하여 차고를 조절하는 기능을 갖게 되는데, 이는 적재된 화물이나 도로 조건등에 따라 에어 스프링(Air Spring)에 주입되는 압축 공기의 양을 조절하여 차고 높이를 조절하게 된다.

이러한 차고 높이 조절장치는 통상적으로, 공압원과 에어스프링사이를 연결하는 공압라인 상에 에어 공급·배출용 솔레노이드 밸브(Solenoide Valve)를 배치하면서 레벨링 밸브(Leveling Valve)를 배치해, 전자 제어유닛인 컨트롤러의 제어에 따라 에어를 공급하거나 배출하는 경로를 형성하는 밸브들이 선택적으로 작동되면서 에어스프링의 에어를 증감시킴으로써, 차고 높이 조절이 이루어지게 된다.

그러나, 이와 같이 차고를 조절하기 위한 공압 라인에 설치된 밸브들은 공압의 흐름 전환을 신속하면서 충분한 양을 적절할 때 흘려 줄 수 있어야 하며 오염에 의한 막힘(Locking)이 없어야 하지만, 만약 공압 라인에 스풀밸브(Spool Valve)를 설치하게 되는 경우는 밸브의 구조에 기인한 즉, 개폐 구조가 면 접촉을 갖는 스풀 밸브의 구조에 기인한 오염물 누적 가중 현상이 높아 흐름 통로 막힘도 가중될 위험성이 보다 높게 된다.

또한, 흐름 경로도 보다 신속하게 이루어질 수 있도록 차고 조절 공압 라인은 최대한 짧은 경로를 형성하면서 설치되는 밸브 수량도 1개로 이루어지는 것이 바람직하지만, 공압 라인을 공유하면서 흐름 방향을 전환하는 방식을 이용함에 따라 최소한 2개 이상의 방향 제어 밸브를 사용하게 되고, 면 접촉 개폐 구조를 갖는 스풀 밸브의 구조에 기인해 전체적인 공압 회로의 신뢰성을 저하시키는 취약성이 있게 된다.

이에 더해, 상기 스풀 밸브의 면 접촉 개폐 구조는 고압으로 충진된 에어 스프링 쪽의 공기 누출 위험성이 항상 상존하게 되며, 만약 클로즈(Close) 시 스풀 밸브의 밀폐성이 저하되어 압축 에어의 누출이 발생되는 경우는, 에어 스프링의 성 능 저하를 가져오면서 심할 경우 에어 스프링이 기능 저하로 인해 차량이 주저앉는 현상이 발생될 위험성도 상존하는 취약성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차고 조절을 위한 압축 에어의 흐름이 하나의 방향제어밸브(Solenoid Valve)와 하나의 로직밸브(Pilot Valve)를 통해 이루어져, 공압 라인의 단순화와 더불어 스풀 밸브의 면 접촉 개폐 구조에 비해 로직 밸브의 선 접촉 개폐 구조에 따라 오염물에 의한 막힘(Locking)현상을 크게 감소시키면서 회로에 대한 신뢰성도 높여주도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 공압 회로의 압축 에어 흐름 통로를 형성하는 로직 밸브의 선 접촉 개폐구조로 인해, 고압의 압축 에어에 항상 노출되더라도 클로즈(Close) 시 밀폐성을 높게 유지함에 따라, 에어 스프링의 에어 누출위험성을 크게 낮추어 공압회로에 대한 신뢰성도 크게 향상함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차고 조절 공압회로가 압축 에어를 생성하는 공압원과 차고 조절을 위해 압축 에어가 유입·배출되는 에어스프링사이를 연결하면서, 그 사이에 압축 에어를 여과하여 수분과 불순물을 제거하는 드라이어가 설치되어진 공압공급라인과;

상기 에어스프링으로 이어진 공압공급라인상에 설치된 방향제어밸브에 연결되어, 에어스프링으로부터 배출되는 배출 에어를 공압공급라인쪽으로 유입시키는 제1공압배출라인;

상기 제1공압배출라인으로부터 유입된 배출 에어를 공압공급라인을 거쳐 대기압과 연통되는 사이랜서로 배출시키도록, 상기 공압공급라인에 설치된 드라이어의 전단에서 분기된 제2공압배출라인;

상기 공압원에서 에어 스프링으로 흐르는 압축 에어의 흐름이 제2공압배출라인으로 유입되지 않도록, 상기 공압원의 후단에서 분기되어져 제2공압배출라인에 설치된 파일럿오픈체크밸브로 압력 부하를 가하는 공급공압인가라인;

상기 제1공압배출라인에 설치된 배출체크밸브의 전단에서 분기되어 제2공압배출라인에 설치된 파일럿오픈체크밸브로 연결되어져, 상기 파일럿오픈체크밸브에 압력 부하를 가해 열림 상태로 인가시키는 배출공압인가라인 및;

차고 조절을 위해 에어 스프링으로 압축 에어를 공급하거나 배출하도록 상기 공압원과 방향제어밸브를 제어하는 컨트롤러;

로 구성되어진 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명에 따른 차고 조절 공압 회로는 압축 에어를 생성하는 공압원(1)과 차고 조절을 위해 압축 에어가 유입·배출되는 에어스프링(3)사이를 연결하면서, 그 사이에서 압축 에어를 여과하여 수분과 불순물을 제거하는 드라이 어(4)가 설치되어져, 상기 에어스프링(3)으로 압축 에어를 공급하는 공압공급라인(2)과;

상기 에어스프링(3)으로 이어진 공압공급라인(2)상에 설치되어 압축 에어 흐름 방향을 전환하는 방향제어밸브(7)에 연결되어, 상기 에어스프링(3)과 드라이어(4)사이에 설치된 제2공급체크밸브(6)의 전단으로 연결되면서 배출체크밸브(11)가 설치되어진 제1공압배출라인(10);

상기 공압원(1)과 드라이어(4)가 설치된 공압공급라인(2)상에 설치된 제1공급체크밸브(5)의 후단에서 분기되어져, 상기 제1공압배출라인(10)을 통해 배출되는 압축 에어를 드라이어(4)를 거쳐 대기압과 연통되는 사이랜서(15)로 배출시키는 제2공압배출라인(12);

상기 공압원(1)과 드라이어(4)가 설치된 공압공급라인(2)상에 설치된 제1공급체크밸브(5)의 전단에서 분기되어, 에어 스프링(2)으로 유입되는 압축 에어의 흐름이 제2공압배출라인(12)으로 유입되지 않도록 상기 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 압력 부하를 가해 차단시키는 공급공압인가라인(9);

상기 제1공압배출라인(10)에 설치된 배출체크밸브(11)의 전단에서 분기되어 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 연결되어져, 에어스프링(3)에서 빠져 나온 압축 에어가 사이랜서(15)를 통해 배출되도록 상기 파일럿오픈체크밸브(13)에 압력 부하를 가해 열림 상태로 인가시키는 배출공압인가라인(14) 및;

차고 조절을 위해 에어 스프링(3)으로 압축 에어를 공급하거나 배출하도록 상기 공압원(1)과 방향제어밸브(7)를 제어하는 컨트롤러(8);로 구성되어진다.

여기서, 상기 방향제어밸브(7)는 솔레노이드(Solenoid) 타입 밸브이며, 제1·2공급체크밸브(5,6)는 공압원(1)에서 에어스프링(3)쪽으로 일 방향 흐름을 형성하고, 배출체크밸브(11)는 제1공압배출라인(10)에서 제2공압배출라인(12)쪽으로 일 방향 흐름을 형성하며, 파일럿오픈체크밸브(13)는 제2공압배출라인(12)에서 사이랜서(15)쪽으로 일 방향 흐름을 형성하게 된다.

또한, 상기 파일럿오픈체크밸브(13)는 로직 밸브의 특성에 따라, 면 접촉 개폐 구조를 갖는 스풀 밸브에 비해 그 개폐 구조가 선 접촉 구조를 갖는다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 공압 회로를 통한 에어스프링(3)의 압축 에어 유입과 배출 작용 중, 도 2를 참조로 에어 스프링(3)의 압축에어 공급(공기 충전)을 통한 차고 상승에 대해 설명하면, 화물 적재로 인해 레벨링 밸브등을 통해 차고 상승 신호가 전송된 컨트롤러(8)로부터 제어 신호를 받은 공압원(1)에서 압축 에어를 발생시키고, 이와 동시에 상기 컨트롤러(8)로부터 제어 신호를 받은 방향제어밸브(7)는 공압공급라인(2)의 경로를 에어스프링(3)쪽으로 열어주게 된다.

이어, 상기 공압원(1)에서 발생된 압축 에어는 공압공급라인(2)을 통해 에어스프링(3)으로 공급되어 에어스프링(3)을 팽창시켜 주고, 이는 더 이상의 압축 에어 유입이 필요 없다는 레벨링 밸브의 신호가 컨트롤러(8)로 다시 전송될 때까지 이루어지게 된다.

이때, 상기 공압공급라인(2)을 통해 흐르는 압축에어는 드라이어(4)에서 불순물이 제거된 상태로 에어스프링(3)으로 유입되며, 또한 상기 공압공급라인(2)상에 설치된 제1·2공급체크밸브(5,6)는 공압원(1)에서 에어스프링(3)쪽으로 일 방향 흐름을 형성해주게 된다.

이와 더불어 공압공급라인(2)상에 설치된 제1공급체크밸브(5)의 후단에서 분기된 제2공압배출라인(12)은 파일럿오픈체크밸브(13)에 의해 그 흐름 통로가 차단되는데, 이는 상기 공압공급라인(2)상에 설치된 제1공급체크밸브(5)의 전단에서 분기된 공급공압인가라인(9)으로 유입된 압축 에어가 파일럿오픈체크밸브(13)로 유입됨에 따라, 즉 상기 파일럿오픈체크밸브(13)의 출구쪽에 압력이 생성되는 반면 입구쪽은 에어 스프링(3)과 연결되지 않아 압력이 생성되지 않게 되고, 이로 인해 상기 파일럿오픈체크밸브(13)는 제2공압배출라인(12)의 흐름 통로를 차단해 압축 에어가 사이랜서(15)쪽으로 흐르지 않도록 작용하게 된다.

한편, 에어 스프링(3)내 압축 에어를 배출해 차고를 하강하는 경우는 도 3에 도시된 바와 같이, 레벨링 밸브등을 통해 차고 하강 신호가 전송된 컨트롤러(8)는 공압원(1)의 작동을 멈추고 방향제어밸브(7)를 전환, 즉 에어스프링(3)에서 공압공급라인(2)으로 이어지는 흐름 경로를 차단하고 제1공압배출라인(10)쪽으로 이어지는 흐름 통로를 열어주게 된다.

이어, 에어스프링(3)에서 방향제어밸브(7)를 거쳐 제1공압배출라인(10)쪽으로 흐르는 배출 에어는, 제2공급체크밸브(6)의 전단에서 공압공급라인(2)으로 연결된 상기 제1공압배출라인(10)을 거쳐 공압공급라인(2)과 드라이어(4)를 지나면서 제2공압배출라인(12)쪽으로 유입되어진다.

이와 동시에 상기 제1공압배출라인(10)을 흐르는 배출 에어는 제1공압배출라인(10)에서 분기된 배출공압인가라인(14)쪽으로 유입되어, 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)를 개방, 즉 상기 파일럿오픈체크밸브(13)의 입구쪽에 압력이 생성되는 반면 출구쪽은 압력이 생성되지 않게 되고, 이로 인해 상기 파일럿오픈체크밸브(13)는 제2공압배출라인(12)의 흐름 통로를 열어 배출 에어가 사이랜서(15)쪽으로 배출되도록 작용하게 된다.

이때, 상기 제1공압배출라인(10)상에 설치된 배출체크밸브(11)는 일 방향 흐름을 형성하며, 상기 제1공압배출라인(10)을 통해 배출 에어가 흐르는 공압공급라인(2)상에 설치된 제1공급체크밸브(5)를 통한 흐름은 차단되어진다.

이와 같이 에어 스프링(3)의 전단에 설치된 하나의 방향제어밸브(7)가 흐름 방향을 전환하면서, 상기 에어 스프링(3)으로 공급되는 압축 에어나 에어 스프링(3)에서 배출되는 배출 에어의 흐름을 결정하고, 이에 따른 공급 경로와 배출 경로간을 서로 연결하는 라인(2,9,10,11,12,14)들이 하나의 파일럿오픈체크밸브(13)를 통해 그 흐름 경로가 이어지도록 해, 공압 회로를 간단하게 구성하면서 사용되는 밸브의 수량도 하나의 방향제어밸브(7)와 파일럿오픈체크밸브(13)만을 사용할 수 있게 된다.

이와 같은 공압 회로 상에서 공압 라인의 흐름 경로 전환을 위해 사용되는 밸브가, 면 접촉 개폐구조를 갖는 스풀 밸브 대신 선 접촉 개폐구조를 갖는 로직 밸브인 파일럿오픈체크밸브(13)를 사용함에 따라, 스풀밸브 사용 시 발생되는 오염 물을 통한 밸브 잠김(Locking)현상을 크게 줄여 줌과 더불어, 클로즈(Close) 시 스풀 밸브에 비해 보다 높은 밀폐성을 유지해 에어 스프링의 에어 누출(Leakage)위험성을 크게 낮추므로, 공압 회로에 대한 신뢰성을 크게 향상하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 에어스프링으로 공급되거나 배출되도록 연결된 공압 회로의 압축 에어 흐름 경로가 하나의 파일럿오픈체크밸브를 이용하여 결정되도록 해, 공압 라인의 흐름 경로 전환을 위한 스풀밸브 사용 시 스풀 밸브의 면 접촉 구조로 인해 심화될 수 있는 오염물을 통한 밸브 잠김(Locking)현상을 크게 줄여 줄 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 면 접촉 개폐 구조를 갖는 스풀 밸브에 비해 선 접촉 개폐구조를 갖는 로직 밸브로 인해, 고압의 압축 에어에 항상 노출되더라도 클로즈(Close) 시 스풀 밸브에 비해 보다 높은 밀폐성을 유지함에 따라, 에어 스프링의 에어 누출(Leakage)위험성을 크게 낮추어 공압회로에 대한 신뢰성도 크게 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 하나의 방향제어밸브와 파일럿오픈체크밸브만으로 에어 스프링으로 공급되는 압축 에어나 에어 스프링에서 배출되는 배출 에어의 흐름을 결정하므로, 공압 회로를 간단하게 구성하면서 스풀 밸브에 비해 보다 저렴한 로직 밸브를 사용하고 전체적인 공압 회로에서 스풀 밸브의 사용 수량감소에 따른 가격절감 효과도 있게 된다.

Claims

압축 에어를 생성하는 공압원(1)과 차고 조절을 위해 압축 에어가 유입·배출되는 에어스프링(3)사이를 연결하면서, 그 사이에 압축 에어를 여과하여 수분과 불순물을 제거하는 드라이어(4)가 설치되어진 공압공급라인(2)과;

상기 에어스프링(3)으로 이어진 공압공급라인(2)상에 설치된 방향제어밸브(7)에 연결되어, 에어스프링(3)으로부터 배출되는 배출 에어를 공압공급라인(2)쪽으로 유입시키는 제1공압배출라인(10);

상기 제1공압배출라인(10)으로부터 유입된 배출 에어를 공압공급라인(2)을 거쳐 대기압과 연통되는 사이랜서(15)로 배출시키도록, 상기 공압공급라인(2)에 설치된 드라이어(4)의 전단에서 분기된 제2공압배출라인(12);

상기 공압원(1)에서 에어 스프링(2)으로 흐르는 압축 에어의 흐름이 제2공압배출라인(12)으로 유입되지 않도록, 상기 공압원(1)의 후단에서 분기되어져 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 압력 부하를 가하는 공급공압인가라인(9);

상기 제1공압배출라인(10)에 설치된 배출체크밸브(11)의 전단에서 분기되어 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 연결되어져, 상기 파일럿오픈체크밸브(13)에 압력 부하를 가해 열림 상태로 인가시키는 배출공압인가라인(14) 및;

차고 조절을 위해 에어 스프링(3)으로 압축 에어를 공급하거나 배출하도록 상기 공압원(1)과 방향제어밸브(7)를 제어하는 컨트롤러(8);

로 구성되어진 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 1에 있어서, 상기 공압공급라인(2)상에는 공압원(1)과 드라이어(4)사이 및 상기 드라이어(4)와 에어스프링(3)사이에, 각각 일 방향 흐름 경로를 형성하는 제1·2공급체크밸브(5,6)가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 2에 있어서, 상기 제1공급체크밸브(5)의 전단에는 공급공압인가라인(9)이 공압공급라인(2)에서 분기되어져, 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 2에 있어서, 상기 제2공급체크밸브(6)의 전단에는 제1공압배출라인(10)이 공압공급라인(2)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 4에 있어서, 상기 제1공압배출라인(10)의 전단에는 공압공급라인(2)상에 설치된 드라이어(4)가 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 1에 있어서, 상기 제1공압배출라인(10)상에는 일 방향 흐름 경로를 형성하는 배출체크밸브(11)가 설치되어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.
청구항 6에 있어서, 상기 배출체크밸브(11)의 전단에는 배출공압인가라인(14)이 분기되어져, 제2공압배출라인(12)에 설치된 파일럿오픈체크밸브(13)로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 서스펜션의 차고 조절 공압 회로.