KR101964474B1

KR101964474B1 - 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템

Info

Publication number: KR101964474B1
Application number: KR1020130018556A
Authority: KR
Inventors: 하주완; 권기석; 최진구
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2019-04-01
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: KR20140105070A

Abstract

본 발명은 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 동력이 발생되는 엔진(10); 엔진(10)에서 발생된 배기가스를 정화시키도록 하는 배기가스 후처리장치(60); 엔진 동력에 의해 구동되어 작동유를 토출하는 유압펌프(20); 엔진 동력에 의해 구동되어 보조 작동유를 토출하는 보조펌프(22); 작동유가 작업기의 액추에이터(40)에 제공되도록 제어되는 메인컨트롤밸브(30); 메인컨트롤밸브(30)에 구비되어 작동유에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되면 작동유를 배출시키는 릴리프 밸브(36); 액추에이터(40)에 작용되는 부하압력 크기에 따라 유압펌프(20)의 사판 각도를 제어하는 레귤레이터(50); 및 배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생을 수행할 때에, 레귤레이터(50)에 부하압력의 연결이 단절되고, 레귤레이터(50)에 보조 작동유가 제공되어 유압펌프(20)의 작동유 토출 유량이 최대가 되도록 제어되는 강제재생 제어밸브(70);를 포함한다.

Description

배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템{hydraulic circuit system for forced regeneration of Diesel Particulate Filter}

본 발명은 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤엔진이 탑재된 건설기계에서 배기가스 후처리장치(DPF: Diesel Particulate Filter)를 강제로 재생할 수 있도록 유압부하를 발생시키는 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 디젤엔진이 탑재되는 건설기계에는 배기가스 후처리장치(DPF: Diesel Particulate Filter)가 설치된다. 배기가스 후처리장치는 배기가스에 포함된 유해물질을 정화하여 대기환경오염을 방지하도록 한다.

배기가스에는 입자상물질(PM)이 포함되어 있고, 이러한 입자상물질은 배기가스 후처리장치 내에 쌓인다. 배기가스 후처리장치는 입자상물질의 적층으로 인하여 배기가스 후처리장치의 성능이 저하될 수 있고, 배기가스를 정화하지 못하는 문제가 발생한다.

상술한 문제를 해소하기 위하여 배기가스 후처리장치는 재생과정을 통하여 적층된 입자상물질을 산화시켜 제거한다. 배기가스 후처리장치의 재생은 정해진 스케줄에 의해 진행될 수 있고, 배기가스 압력차이 등의 특정한 조건이 충족되면 진행될 수 있으며, 운전자의 의도에 의해 강제재생을 수행할 때에 진행될 수 있다.

배기가스 후처리장치의 재생은 배기가스의 온도를 고온으로 상승시켜 입자상물질이 산화되도록 하는 것이다.

이를 위해서는 장비에서 별도 유압부하를 구현하여야 한다. 별도의 유압부하를 구현하는 이유는 유압부하에 의해 배기가스 후처리장치 전단의 온도가 일정수준이상 도달될 수 있고, 이로써, 연료 분사하는 과정을 거쳐서 배기가스 후처리장치 전단의 온도가 고온에 도달하게 되어 배기가스 후처리장치(60)를 원활하게 재생을 할 수 있기 때문이다.

건설기계는 엔진의 동력에 의해 유압펌프가 구동되고, 유압펌프는 작동유에 압력을 형성하여 토출하며, 유압회로 시스템에 의해 소망하는 특정한 작업기를 움직이도록 제어한다.

건설기계의 일반적인 유압회로 시스템을 첨부도면 도 1을 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1은 건설기계의 보편적인 유압회로 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

엔진(10)에서 배기가스가 배출되는 경로에는 배기가스 후처리장치(60)가 구비된다. 엔진(10)은 동력을 출력하고, 엔진(10)의 동력에 의해 유압펌프(20)가 작동된다. 유압펌프(20)에서 작동유에 압력이 형성되어 토출되고, 작동유는 메인컨트롤밸브(30)에 제공되며, 메인컨트롤밸브(30)에는 액추에이터(40)가 연결된다.

한편, 메인컨트롤밸브(30)에는 조이스틱 등의 조작부가 연결되고, 조작부의 조작에 의해 요구유량/요구압력이 형성되며, 요구유량의 신호는 메인컨트롤밸브(30)에 제공된다. 메인컨트롤밸브(30)의 스풀은 요구유량의 신호에 의해 이동되어 작동유를 액추에이터(40)에 제공하거나 제공을 단절하며, 작동유가 흐르는 방향에 따라 순방향 또는 역방향으로 제공되어 액추에이터(40)의 운동방향과 운동변위 량을 제어하게 된다.

상술한 액추에이터(40)는 작업기를 움직이도록 하는 것이고, 이로써 실질적으로 소망하는 작업을 수행하는 것이다.

한편, 유압펌프(20)의 제어방식으로 부하압력감응(Load pressure sensing)제어가 알려져 있다.

부하압력감응제어는 액추에이터(40)에서 필요로 하는 압력에 대응하여 레귤레이터(50)를 제어하는 것이다. 좀 더 상세하게는, 액추에이터(40)에 작용되는 부하압력을 감응하는 것이고, 부하압력은 제1, 제2 부하압력 감응라인(LS1, LS2)을 경유하여 레귤레이터(50)에 제공된다. 레귤레이터(50)는 부하압력의 대소(大小)에 따라 유압펌프(20)의 사판각도를 제어하는 것이다.

제1 부하압력 감응라인(LS1)과 제2 부하압력 감응라인(LS2)에는 제1 역류방지 밸브(91)가 구비된다. 제1 역류방지 밸브(91)는 작동유가 레귤레이터(50)쪽에서 메인컨트롤밸브(30)쪽으로 역류되는 것을 방지한다.

부하압력의 압력이 증감한다는 의미는 작업부하의 크기변화에 따라 필요로 하는 작동유의 유량 또는 작동유의 압력의 변화가 요구되는 것이다. 이는 상술한 바와 같이, 레귤레이터(50)에 의해 유압펌프(20)의 사판을 세우거나 눕히도록 작동시켜 부하압력의 압력에 대응하여 유압펌프(20)에서 작동유의 토출 유량/압력을 변화시키는 것이다.

한편, 유압펌프(20)와 메인컨트롤밸브(30)는 유압펌프 토출라인(P)으로 연결된다. 유압펌프 토출라인(P)과 제2 부하압력 감응라인(LS2)은 제1, 제2펌프압력 감응라인(P1, P2)이 연결된다.

제1 펌프압력 감응라인(P1)과 제2 펌프압력 감응라인(P2)에는 강제재생 제어밸브(70)가 구비되고, 제2 펌프압력 감응라인(P2)에는 제2 역류방지 밸브(92)가 구비된다. 제2 역류방지 밸브(92)는 작동유가 레귤레이터(50) 쪽에서 강제재생 제어밸브(70) 쪽으로 역류되는 것을 방지한다.

강제재생 제어밸브(70)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 배기가스 후처리장치(60)를 강제재생하지 않는 일반적인 상황에서 제1 펌프압력 감응라인(P1)과 제2 펌프압력 감응라인(P2)이 단절되고, 제2 펌프압력 감응라인(P2)은 드레인 탱크(80)와 연결되도록 제어된다.

도 1은 상술한 바와 같이 배기가스 후처리장치(60)를 강제재생하지 않는 일반적인 상황에서의 유압회로 시스템으로 이해할 수 있다. 즉, 메인컨트롤밸브(30)에서 작동유를 특정한 작업기에 해당하는 액추에이터(40)로 배분하여 소망하는 작업을 수행하게 된다.

작업기의 작용되는 부하에 따라 부하압력이 변화될 수 있고, 그러한 부하압력 변화는 레귤레이터(50)에 제공되며, 유압펌프(20)의 사판각도가 제어된다. 사판각도가 제어됨으로써 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유에 적정한 압력이 형성되고, 적정한 유량을 토출하도록 제어되는 것이다.

도 2는 배기가스 후처리장치(60)를 강제 재생하기 위하여 강제재생 제어밸브(70)가 전환된 예를 보인 것이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 강제재생 제어밸브(70)가 전환되면, 제1 펌프압력 감응라인(P1)과 제2 펌프압력 감응라인(P2)이 연결되고, 레귤레이터(50)와 드레인 탱크(80)간의 연결은 단절된다.

한편, 제2 펌프압력 감응라인(P2)은 제2 부하압력 감응라인(LS2)과 연결되어 있으므로, 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유는 제1, 제2펌프압력 감응라인(P1, P2)과 제2 부하압력 감응라인(LS2)을 경유하여 레귤레이터(50)로 연결된다. 즉, 유압펌프(20)의 작동유 토출 압력이 레귤레이터(50)에 직접적으로 작용하는 것이다.

이로써 레귤레이터(50)는 유압펌프(20)의 사판각도를 조절하는데, 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유에 더욱 큰 유압이 형성되도록 조절한다.

일반적으로 유압부하는 유량 및 압력과 비례하는데, 유압펌프에서 드레인 탱크(80)로 흐르는 유량 및 고압의 압력으로 인하여 장비는 에너지를 소모하게 되어 열을 발생시킨다. 장비에서 발생된 유압부하는 배기가스 후처리장치 전단 공기의 온도를 높이도록 하여 원활한 재생이 이루어질 수 있도록 한다.

이로써 배기가스 후처리장치에 적층된 입자상물질(PM)이 산화되면서 배기가스 후처리장치의 재생이 이루어지는 것이다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 유압회로 시스템은 다음과 같은 문제점이 지적된다.

배기가스 후처리장치(60)에 대한 강제재생이 이루어질 때에 유압회로 시스템에 고압이 형성되는데, 유압회로 시스템 내의 고압은 각종 밸브에서 누압(leakage)이 발생할 수 있고, 이러한 누압으로 인하여 작동유가 의도하지 않은 상태에서 작업기에 전달될 가능성이 있다.

누압에 대하여 부연 설명하면, 누압에 의해 누출된 작동유는 시간이 지남에 따라 각종 액추에이터(40: 붐 실린더, 암 실린더, 버킷 실린더 등)의 입출구에 압력을 작용한다. 붐 실린더와 암 실린더는 메인컨트롤밸브(MCV) 내부 홀딩밸브가 장착되어 있으므로 누압이 발생되더라도 실린더에 작용되는 압력은 작지만, 버킷 실린더는 홀딩밸브가 없기 때문에 실린더 헤드에 고압이 작용된다.

액추에이터(40)의 구성에 대하여 부연설명을 하면 다음과 같다. 액추에이터(40)는 실린더에 피스톤이 삽입된 구조이고, 피스톤은 피스톤 헤드의 단면적과 피스톤 로드 쪽의 단면적 차이를 가진다. 즉 동일한 압력이 피스톤 헤드와 피스톤 로드에 작용되더라도 상술한 단면적의 차이로 인하여 피스톤 로드가 확장되는 방향으로 더 큰 압력이 작용되고. 결국 피스톤이 피스톤 로드 쪽으로 이동하게 된다.

따라서 작업자의 의도와 무관하게 작업기가 움직일 수 있고, 이로써 안전사고가 발생할 수 있으므로, 안전성 측면에서 강제재생 중에 작업기가 움직이지 않도록 하는 대안이 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배기가스 후처리장치에 대한 강제재생을 수행할 때에 보조펌프에 의해 유압부하를 형성하여 메인컨트롤 밸브의 내부에 고압이 형성되지 않도록 하는 상태에서 배기가스 후처리장치에 대한 강제재생을 실시할 수 있도록 하는 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 동력이 발생되는 엔진(10); 상기 엔진(10)에서 발생된 배기가스를 정화시키도록 하는 배기가스 후처리장치(60); 상기 엔진 동력에 의해 구동되어 작동유를 토출하는 유압펌프(20); 상기 엔진 동력에 의해 구동되어 보조 작동유를 토출하는 보조펌프(22); 상기 작동유가 작업기의 액추에이터(40)에 제공되도록 제어되는 메인컨트롤밸브(30); 상기 메인컨트롤밸브(30)에 구비되어 상기 작동유에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되면 상기 작동유를 배출시키는 릴리프 밸브(36); 상기 액추에이터(40)에 작용되는 부하압력 크기에 따라 상기 유압펌프(20)의 사판 각도를 제어하는 레귤레이터(50); 및 상기 배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생을 수행할 때에, 상기 레귤레이터(50)에 상기 부하압력의 연결이 단절되고, 상기 레귤레이터(50)에 상기 보조 작동유가 제공되어 상기 유압펌프(20)의 작동유 토출 유량이 최대가 되도록 제어되는 강제재생 제어밸브(70);를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템의, 상기 메인컨트롤밸브(30)는, 상기 작동유가 상기 유압펌프(20)에서 액추에이터(40)로 제공되는 유압펌프 토출라인(P); 상기 강제재생 제어밸브(70)를 경유하여 상기 레귤레이터(50)에 상기 부하압력을 제공하도록 하는 제1 부하압력 감응라인(LS1); 상기 유압펌프 토출라인(P)과 상기 제1 부하압력 감응라인(LS1)을 연결하는 제1 우회라인(31); 및 상기 유압펌프 토출라인(P)과 연결되어 상기 작동유의 압력을 상기 릴리프 밸브(36)에 제공하는 제2 우회라인(35);를 포함하고, 상기 릴리프 밸브(36)의 어느 한쪽 수압부에는 상기 작동유의 제1압력이 작용되고, 다른 한쪽의 수압부에는 상기 부하압력과 부가압력이 합쳐진 제2압력이 작용되어, 상기 제1압력과 상기 제2압력의 대소 관계에 따라 상기 작동유가 배출되게 제어되는 것일 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 배기가스 후처리장치에 대한 강제재생을 수행할 때에 보조펌프에서 토출되는 보조 작동유에 의해 레귤레이터를 작동시키도록 하고, 유압펌프에서 토출되는 작동유는 곧바로 배출되도록 함으로써, 메인컨트롤밸브의 내부에서 작동유에 고압이 형성되는 것이 방지된다.

또한, 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 배기가스 후처리장치에 대하여 강제재생을 수행할 때에 대량의 작동유를 드레인 탱크 쪽으로 배출시킴으로써, 작동유가 액추에이터에 작용되는 것을 최소화하여 누압에 의한 액추에이터의 미세한 움직임이 저감될 수 있고, 이로써 안전사고를 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 부하압력감응 제어방식의 건설기계의 유압회로 시스템의 예를 보인 도면으로, 도 1은 배기가스 후처리장치를 강제재생하지 않는 일반적인 상황을 보인 도면이고, 도 2는 배기가스 후처리장치에 대하여 강제재생을 수행하는 상황을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 배기가스 후처리장치를 강제재생하지 않는 일반적인 상황을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에서 설정된 압력보다 큰 압력의 작동유를 배출시키도록 하는 회로도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에서, 배기가스 후처리장치에 대하여 강제재생을 수행하는 상황을 보인 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

한편, 본 발명에 따른 유압회로 시스템은 배기가스 후처리장치의 강제 재생이 진행될 때에 유압펌프의 유량을 최대로 증가시켜 부하를 증가시키는 방식이다. 이는 종래의 기술에 비교하여 메인컨트롤밸브(MCV: 30) 내부에 압력이 작게 작용되고 토출유량은 많은 방식으로 누압(leakage)관리 측면에서는 유리한 방식이다.

특히, 버킷 실린더와는 관련 없는 쪽 펌프의 유량만 조절하기 때문에 배기가스 후처리장치의 강제 재생이 진행될 때에 버킷 실린더에 작용되는 작동유의 이동유량은 거의 없게 되고 이는 배기가스 후처리장치의 재생을 진행하지 않을 때와 동등한 수준이다.

이에 부연 설명하면, 건설기계에는 유압회로 시스템을 구성함에 있어서, 유압펌프(20)를 복수로 구비할 수 있고, 어느 하나의 유압펌프와 다른 하나의 유압펌프가 담당하는 작업기의 스풀이 정해져 있다. 예를 들면, 제1 유압펌프는 암1속 스풀, 붐2속 스풀, 스윙 스풀, 옵션 스풀 및 우측주행 스풀을 담당하고, 제2 유압펌프는 암2속 스풀, 붐1속 스풀, 버킷 스풀, 좌측주행 스풀을 담당할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유압회로 시스템은 제1 유압펌프를 제어하도록 하는 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템을 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템을 설명하기 위한 도면으로, 배기가스 후처리장치를 강제재생하지 않는 일반적인 상황을 보인 도면이다. 첨부도면 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에서 설정된 압력보다 큰 압력의 작동유를 배출시키도록 하는 회로도면이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템에서, 배기가스 후처리장치에 대하여 강제재생을 수행하는 상황을 보인 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유압회로 시스템은, 엔진(10)으로부터 동력이 발생되고, 엔진(10)의 배기가스 배출 경로에는 배기가스를 정화하도록 하는 배기가스 후처리장치(60)가 구비된다. 엔진(10)에서 발생하는 엔진 동력은 유압펌프(20)를 작동시키고 유압펌프(20)는 압력이 형성되는 작동유를 토출한다.

작동유는 메인컨트롤밸브(30)에 제공되어 대기하고, 특정한 스풀의 작동되면, 해당 스풀과 연계된 액추에이터(40)가 작동된다. 메인컨트롤밸브(30)의 내부에는 릴리프밸브(36)가 구비되어 있고, 릴리프밸브(36)는 설정된 압력보다 높은 압력이 형성될 때에 작동유를 드레인 탱크(80)로 배출하도록 한다.

유압펌프(20)는 사판이 구비되고, 사판의 경사각도에 따라 작동유의 토출 유량이 증감된다. 사판의 경사각도는 레귤레이터(50)에 의해 제어된다.

한편, 메인컨트롤밸브(30)에서 레귤레이터(50)로 제1, 제2 부하압력 감응라인(LS1, LS2)이 연결되고, 액추에이터(40)쪽에 작용되는 부하압력이 상술한 제1, 제2 부하압력 감응라인(LS1, LS2)을 경유하여 레귤레이터(50)에 제공된다.

제1 부하압력 감응라인(LS1)과 제2 부하압력 감응라인(LS2)의 사이에는 강제재생 제어밸브(70)가 구비된다.

유압펌프(20)의 한쪽에는 보조펌프(22)가 구비되고, 보조펌프(22)에서 토출되는 보조 작동유는 상술한 강제재생 제어밸브(70)에 연결된다.

상술한 강제재생 제어밸브(70)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 배기가스 후처리장치(60)가 강제재생 되지 않는 일반적인 상황에서 제1 부하압력 감응라인(LS1)과 제2 부하압력 감응라인(LS2)을 연결하여 부하압력이 레귤레이터(50)에 제공되도록 하고, 보조펌프(22)에서 토출되는 보조 작동유는 대기상태를 유지하도록 제어된다.

메인컨트롤밸브(30)의 내부에 배치되는 릴리프 밸브(36)의 유압회로에 대하여 도 4를 참조하여 좀 더 상세하게 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 유압펌프 토출라인(P)과 제1 부하압력 감응라인(LS1)은 제1 우회라인(31)으로 연결된다. 제1 우회라인(31)에는 역류방지 밸브(32)와 오리피스 유닛(33)이 구비된다. 역류방지 밸브(32)는 작동유가 제1 부하압력 감응라인(LS1)쪽에서 유압펌프 토출라인(P)쪽으로 역류되는 것을 방지한다. 오리피스 유닛(33)은 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유의 유량을 감소시켜 일정한 유량이 통과되도록 하는 작용을 한다.

또한, 상술한 유압펌프 토출라인(P)에는 다른 오리피스 유닛(34)이 구비되고, 오리피스 유닛(34)의 전단에 압력이 형성되도록 하는 작용을 한다.

또한, 유압펌프 토출라인(P)과 제1 부하압력 감응라인(LS1)은 제2 우회라인(35)이 연결된다. 제2 우회라인(35)에는 릴리프 밸브(36)가 구비된다.

상술한 릴리프 밸브(36)의 어느 한쪽 수압부에는 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유의 제1압력이 작용되고, 상술한 릴리프 밸브(36)의 다른 한쪽 수압부에는 제1 부하압력 감응라인(LS1)의 부하압력과 부가압력이 합쳐진 제2압력이 작용된다. 상술한 부가압력은 설정되는 압력으로써, 건설기계의 제조사에서 사전에 설정되는 것일 수 있다.

릴리프 밸브(36)는 제1 압력과 제2 압력이 상호 견제하는 상태이고, 제1 압력보다 제2압력이 크면 릴리프 밸브(36)는 폐쇄상태가 유지되어 작동유가 드레인탱크(80)로 배출되는 것이 방지된다. 반대로, 제2 압력보다 제1압력이 크면 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유는 드레인 탱크(80)로 배출되어 메인컨트롤밸브(30)의 내부 압력이 설정된 압력보다 고압으로 형성되는 것을 방지한다. 즉 제1압력과 제2압력의 대소 관계에 따라 작동유의 배출여부가 결정되는 것이다.

배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생을 수행할 때에는 강제재생 제어밸브(70)가 전환된다. 좀 더 상세하게는, 제1 부하 압력 감응라인(LS1)과 제2 부하 압력 감응라인(LS2)이 단절되고, 보조펌프(22)에서 토출되는 보조 작동유가 보조펌프 압력라인(Pi)과 강제재생 제어밸브(70)와 제2 부하압력 감응라인(LS2)을 경유하여 레귤레이터(50)에 제공된다.

즉, 강제재생밸브(70)를 전환 제어하면 레귤레이터(50)에 보조 작동유가 제공되고, 레귤레이터(50)는 유압펌프(20)에 부하압력을 형성시킨다. 아울러 메인컨트롤밸브(30)에 구비된 각종 스풀은 움직이지 않음으로써 작업기가 비정상적으로 움직이지 않는 것이다.

상술한 보조 작동유는 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유에 비교하여 상대적으로 매우 낮은 저압이다. 예를 들면, 보조 작동유의 압력은 50bar 이하일 수 있다.

레귤레이터(50)는 유압펌프(20)에서 작동유의 토출유량이 최대가 되도록 제어한다. 그러나 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유에 초고압이 형성되더라도 고압의 작동유는 릴리프 밸브(36)에 의해 드레인 탱크(80)로 배출된다.

즉, 배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생이 이루어질 때에 유압펌프(20)에서 고압의 작동유가 토출되더라도 그러한 고압의 작동유는 곧바로 드레인 탱크(80)로 배출되므로 메인컨트롤밸브(30)의 내부에는 이상고압이 발생하지 않는 것이다.

다른 한편으로, 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유는 예를 들면, 250bar 내지 300bar의 고압이 형성될 수 있다. 종래에는 고압의 작동유에 의해 레귤레이터(50)를 제어하도록 하는 것으로 레귤레이터(50)가 급격하게 작동될 수 있고, 유압펌프(20)에서는 더욱 짧은 시간에 더 높은 고압으로 작동유를 토출하는 악순환이 이어질 수 있다. 반면에, 본 발명에 따른 유압회로 시스템은 낮은 압력의 보조 작동유를 레귤레이터(50)에 제공함으로써 유압펌프(20)가 완만하게 작동되는 것으로 종래의 기술에 비교하여 상대적으로 안정된 운용을 구현하게 되는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 배기가스 후처리장치(60)에 대한 강제재생을 수행할 때에 보조펌프(22)에서 토출되는 보조 작동유에 의해 레귤레이터(50)를 작동시키도록 하고, 유압펌프(20)에서 토출되는 작동유는 곧바로 배출되도록 함으로써, 메인컨트롤밸브(30)의 내부에서 작동유에 고압이 형성되는 것이 방지된다.

또한, 본 발명에 따른 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템은, 배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생을 수행할 때에 대량의 작동유를 드레인 탱크(80) 쪽으로 배출시킴으로써, 작동유가 액추에이터(40)에 작용되는 것을 최소화하여 누압에 의한 액추에이터(40)의 미세한 움직임이 저감될 수 있고, 이로써 안전사고를 방지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 유압회로 시스템은 배기가스 후처리장치가 강제재생될 때에 고압의 작동유에 의해 작업기의 액추에이터가 움직이는 것을 방지하는 데에 이용될 수 있다.

10: 엔진
20: 유압펌프 22: 보조펌프
30: 메인컨트롤밸브 31: 제1 우회라인
32: 역류방지 밸브 33, 34: 오리피스 유닛
35: 제2 우회라인 36: 릴리프 밸브
40: 액추에이터 50: 레귤레이터
60: 배기가스 후처리장치 70: 강제재생 제어밸브
80: 드레인 탱크 91, 92: 제1, 제2 역류방지 밸브
P: 유압펌프 토출라인 Pi: 보조펌프 압력라인
P1, P2: 제1, 제2 펌프압력 감응라인
LS1, LS2: 제1, 제2 부하압력 감응라인

Claims

동력이 발생되는 엔진(10);
상기 엔진(10)에서 발생된 배기가스를 정화시키도록 하는 배기가스 후처리장치(60);
상기 엔진 동력에 의해 구동되어 작동유를 토출하는 유압펌프(20);
상기 엔진 동력에 의해 구동되어 보조 작동유를 토출하는 보조펌프(22);
상기 작동유가 작업기의 액추에이터(40)에 제공되도록 제어되는 메인컨트롤밸브(30);
상기 메인컨트롤밸브(30)에 구비되어 상기 작동유에 설정된 압력보다 높은 압력이 형성되면 상기 작동유를 배출시키는 릴리프 밸브(36);
상기 액추에이터(40)에 작용되는 부하압력 크기에 따라 상기 유압펌프(20)의 사판 각도를 제어하는 레귤레이터(50); 및
상기 배기가스 후처리장치(60)에 대하여 강제재생을 수행할 때에, 상기 레귤레이터(50)에 상기 부하압력의 연결이 단절되고, 상기 레귤레이터(50)에 상기 보조 작동유가 제공되어 상기 유압펌프(20)의 작동유 토출 유량이 최대가 되도록 제어되는 강제재생 제어밸브(70);
를 포함하는 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인컨트롤밸브(30)는,
상기 작동유가 상기 유압펌프(20)에서 액추에이터(40)로 제공되는 유압펌프 토출라인(P);
상기 강제재생 제어밸브(70)를 경유하여 상기 레귤레이터(50)에 상기 부하압력을 제공하도록 하는 제1 부하압력 감응라인(LS1);
상기 유압펌프 토출라인(P)과 상기 제1 부하압력 감응라인(LS1)을 연결하는 제1 우회라인(31); 및
상기 유압펌프 토출라인(P)과 연결되어 상기 작동유의 압력을 상기 릴리프 밸브(36)에 제공하는 제2 우회라인(35);를 포함하고,
상기 릴리프 밸브(36)의 어느 한쪽 수압부에는 상기 작동유의 제1압력이 작용되고, 다른 한쪽의 수압부에는 상기 부하압력과 부가압력이 합쳐진 제2압력이 작용되어, 상기 제1압력과 상기 제2압력의 대소 관계에 따라 상기 작동유가 배출되게 제어되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리장치 강제재생의 유압회로 시스템.