KR101850154B1

KR101850154B1 - 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치

Info

Publication number: KR101850154B1
Application number: KR1020110138454A
Authority: KR
Inventors: 황거선
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2018-04-19
Also published as: KR20130071115A

Abstract

본 발명에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는, 엔진의 배기가스 배출 경로에 설치되어 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 정화하도록 하는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter); 작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2); 제1 유압펌프 유닛(P1) 및 제2 유압펌프 유닛(P2) 각각에서 토출되는 작동유를 드레인 라인(30)으로 안내하는 제1, 제2 바이패스라인(10)(20); 제1 바이패스 라인(10)상에 설치되어 암(Arm) 액추에이터를 구동하도록 제어하는 암1속 제어 유닛(90a); 및 입구가 제2 바이패스 라인(20)에 연결되고, 출구가 암1속 제어 유닛(90a)의 입구 및 드레인 라인(30)에 선택적으로 연결되는 암2속 제어 유닛(90b);을 포함하고, 디젤 매연 필터를 강제 재생시키기 위한 재생신호를 발생하는 스위치 유닛(210); 재생신호에 의해 개방되어 보조 펌프(240)로부터 제공되는 보조 작동유를 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 제공하여 암2속 제어 유닛(90b)을 동작시키는 재생 밸브 유닛(230);을 포함하며, 재생 밸브 유닛(230)이 개방되면, 제2 펌프유닛(P2)로부터 토출된 작동유가 암2속 제어 유닛(90b)를 경유하여 암1속 제어 유닛(90a)의 입구에 합류된 상태로 유동이 차단됨으로써 드레인 라인(30)과 제2바이패스라인(20)이 차단되는 것을 특징으로 한다.

Description

굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치{Excavator forced DPF regeneration system}

본 발명은 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 엔진의 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 제거하기 위한 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter)를 강제로 재생할 수 있도록 하는 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치에 관한 것이다.

디젤 엔진의 배기 경로 중에 배기가스 정화 장치(후처리 장치)로서 디젤 매연 필터(diesel particulate filter) 등을 설치하고, 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스를 디젤 매연 필터 등에 의해 정화 처리하도록 한 기술이 알려져 있다. 상술한 디젤 매연 필터는 이하에서 "DPF"로 약칭한다.

굴삭기를 운용하는 동안에 필연적으로 배기가스가 배출되고, 그러한 배기가스에는 질소산화물(NOx)이 포함되어 있으며, 이러한 질소산화물은 대기환경 오염에 악영향을 끼치는 문제가 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 DPF가 이용된다. 통상의 건설기계에는 DPF가 배기가스 머플러 내부에 설치된다.

한편, DPF에는 엔진의 불완전연소에 의해 발생되는 입자의 수트(Soot)가 쌓인다. 이러한 수트는 DPF의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 배기가스 머플러의 배압을 크게 함으로써 엔진의 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, DPF 및 엔진의 성능을 유지하기 위해서는 수트를 제거하여야 한다.

이러한 수트는 배기가스 온도가 고온이 될 경우 자연적으로 연소되어 제거된다. 이러한 수트의 제거를 자연재생이라 한다. 하지만, 상술한 자연재생이 적절한 시점에 제대로 이루어지지 않는 경우 결국 수트를 강제로 제거시켜야 하는데, 이러한 수트의 제거를 강제 재생이라 한다.

강제 재생을 위해서는 엔진의 출력을 강제로 높여 배기가스의 온도를 강제로 상승시키거나, 강제로 상승된 배기가스에 연료를 분사하여 수트를 제거하기 위한 온도로 배기가스를 강제로 연소시키는 방법이 있다.

예를 들어 건설기계의 경우 고부하 작업을 실시하는 동안에는 배기가스의 온도가 고온으로 형성됨으로써 DPF가 자연적으로 재생될 수 있다.

그러나 굴삭기를 운용함에 있어서, 경부하 작업만 실시하는 경우에는 배기가스의 온도가 수트를 연소시키기에는 부족한 경우가 있고, 이러한 경우에는 DPF를 자연 재생할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 굴삭기는 엔진에서 출력되는 동력으로 유압펌프를 구동하고, 조이스틱의 조작에 의해 유압펌프에서 발생하는 작동유 유압을 각종 액추에이터에 분배 제공하여 소망하는 작업을 실시하게 된다.

또한, 이러한 굴삭기는 강제 재생을 위한 엔진의 출력을 높이기 위해서는 유압펌프에 부하가 높아져야 하고, 유압펌프의 부하를 높이기 위해서는 실질적으로 고부하 작업이 이루어져야 한다. 하지만, 상술한, 고부하 작업은 조이스틱의 조작에 의해 이루어진다.

즉, 강제 재생 중에 엔진에 고부하를 부여하기 위해 조이스틱을 조작하면, 각종 액추에이터 중에 특정한 어느 하나의 액추에이터가 구동될 수 있고, 예를 들면, 붐, 암, 버킷 등이 움직일 수 있고, 상부체가 스윙 할 수도 있으며, 이러한 거동은 안전사고의 위험이 따를 수 있다.

다른 한편으로, 굴삭기에서 제공되는 컷 오프(cut off)기능을 작동시키고 강제 재생을 진행하는 방법이 있다. 상술한 컷 오프 기능은 조이스틱이 조작되더라도 각 액추에이터가 실제로 작동되지 않도록 유압회로 내의 파일럿 유압회로를 차단시키는 방법이다. 하지만, 이러한 컷 오프에 의하면 작동유가 유압펌프에서 각종 액추에이터 쪽으로의 공급이 차단될 수 있지만, 유압펌프에서 토출되는 작동유는 곧바로 드레인 되므로 유압라인에는 실질적인 압력상승이 발생하지 않고, 이로써 유압펌프에 부하를 상승시킬 수 없다. 즉, 강제 재생을 위한 온도까지 배기 가스를 상승시키는 것이 불가능하거나, 많은 시간이 걸리게 된다.

상술한 바와 같이, 굴삭기는 DPF를 자연 재생하지 못할 경우를 대비하여 강제 재생을 할 수 있는 장치가 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0074845호 상기 특허문헌은 본 발명과 직접적인 관련은 없으나, 인접한 기술분야로서 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물(NOx)을 제거하도록 하는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter)와 관련된 기술이 기재 되어 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유압펌프에 부하를 강제적으로 상승시켜 엔진의 출력을 높이도록 하여 DPF의 강제 재생이 이루어지도록 하고, 아울러 DPF의 강제 재생이 진행되는 동안에 액추에이터가 움직이지 않도록 하는 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치를 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 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는, 엔진의 배기가스 배출 경로에 설치되어 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 정화하도록 하는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter); 작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2); 상기 제1 유압펌프 유닛(P1) 및 제2 유압펌프 유닛(P2) 각각에서 토출되는 작동유를 드레인 라인(30)으로 안내하는 제1 및 제2 바이패스라인(10)(20); 상기 제1 바이패스 라인(10)상에 설치되어 암(Arm) 액추에이터를 구동하도록 제어하는 암1속 제어 유닛(90a); 및 입구가 상기 제2 바이패스 라인(20)에 연결되고, 출구가 암1속 제어 유닛(90a)의 입구 및 상기 드레인 라인(30)에 선택적으로 연결되는 암2속 제어 유닛(90b);을 포함하고, 상기 디젤 매연 필터를 강제 재생시키기 위한 재생신호를 발생하는 스위치 유닛(210); 상기 재생신호에 의해 개방되어 보조 펌프(240)로부터 제공되는 보조 작동유를 상기 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 제공하여 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 동작시키는 재생 밸브 유닛(230);을 포함하며, 상기 재생 밸브 유닛(230)이 개방되면, 상기 제2 유압펌프 유닛(P2)으로부터 토출된 작동유가 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 경유하여 상기 암1속 제어 유닛(90a)의 입구에 합류된 상태로 유동이 차단됨으로써 상기 드레인 라인(30)과 상기 제2바이패스라인(20)이 차단되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는, 상기 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 제어하기 위한 파일럿 압력의 작동유와 상기 재생 밸브 유닛(230)으로부터 제공되는 보조 작동유 중 하나를 선택하여 공급하는 셔틀 밸브 유닛(220);을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는, 상기 제1 바이패스라인(10)과 상기 제2 바이패스라인(20)을 합류시키는 제1 합류라인(13); 및 상기 제1 합류라인(13)에 설치되어 작동유의 압력이 허용안전 압력에 도달하면 개방되어 상기 작동유를 드레인하는 안전밸브 유닛(110);을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는 붐, 암, 버킷, 상부체 스윙 등이 거동하지 않도록 하면서도 암 2속 레버를 조작하여 유압펌프의 부하를 상승시킬 수 있고, 이로써 엔진의 출력을 상승시켜 DPF를 강제 재생할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치를 설명하기 위한 개략도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치를 설명하기 위한 상세도면이다.

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.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치에 대해서 설명한다.

한편, 디젤 매연 필터(Diesel particulate filter)는 이하에서 "DPF"로 약칭한다.

첨부도면 도 1 및 도 2는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 DPF의 강제 재생 장치를 설명하기 위한 개략도면이고, 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 DPF의 강제 재생 장치를 설명하기 위한 상세도면이다.

먼저 일반적인 굴삭기의 유압회로 구성을 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

엔진의 출력 단에는 제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2)이 연결되고, 엔진으로부터 출력되는 동력은 제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2)을 구동시킨다.

제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2)에서는 각각 제1, 제2 바이패스라인(10)(20)을 통하여 작동유를 토출한다.

제1 바이패스라인(10)에서 토출되는 작동유는 제1 주행제어 유닛(40a), 옵션 제어 유닛(50), 스윙 제어 유닛(60), 붐2속 제어 유닛(80b) 및 암1속 제어 유닛(90a)을 순차적으로 통과하여 드레인 라인(30)으로 흐른다.

제2 바이패스라인(20)에서 토출되는 작동유는 제2 주행제어 유닛(40b), 버킷 제어 유닛(70), 붐1속 제어 유닛(80a) 및 암 2속 제어 유닛(90b)을 순차적으로 통과하여 드레인 라인(30)으로 흐른다.

한편, 제1 유압펌프 유닛(P1)의 토출 측과 제2 유압펌프 유닛(P2)의 토출 측에는 제1 합류 라인(13)이 구비되고, 제1 합류 라인(13)에는 안전밸브 유닛(110)이 배치되며, 안전밸브 유닛(110)은 설정된 허용안전 압력보다 높은 압력이 형성되는 경우에는 개방되어 작동유를 드레인하도록 한다.

또한, 제1 바이패스라인(10) 상에서 제2 주행 제어 유닛(40b)의 전단부에 주행우선 제어 유닛(100)이 배치된다. 한편, 제1 주행 제어 유닛(40a)을 우회하여 제1 주행 제어 유닛(40a) 입구 측과 주행우선 제어 유닛(100)을 연결하는 제2 합류 라인(14)이 배치되고, 주행우선 제어 유닛(100)과 제2 주행 제어 유닛(40a)의 출구 측을 연결하는 제3 합류라인(15)이 배치된다.

즉, 상기 주행우선 제어 유닛(100)은 2위치로 전환되는 것으로 제1위치에서는 제1 유압펌프 유닛(P1)에서 토출되는 작동유를 제1 바이패스라인(10)에 제공하고 제2 유압펌프 유닛(P2)에서 토출되는 작동유를 제2 바이패스라인(10)(20)에 제공하며, 제2위치에서는 제1 유압펌프 유닛(P1)에서 토출되는 작동유를 제1, 제2 주행 제어 유닛(40a)(40b)에 제공하고 제2 유압펌프 유닛(P2)에서 토출되는 작동유를 프런트 장치(옵션, 스윙, 붐, 버킷, 암)에 제공하도록 한다.

또한, 제1 합류라인(13)에서 분기되어 암 2속 제어 유닛(90b)의 입구 측에 연결되는 제2 병렬라인(22)이 구비되고, 제3 합류라인(15)에서 분기되어 암1속 제어 유닛(90a)의 입구 측에 연결되는 제1 병렬라인(12)이 구비된다.

또한, 암2속 제어 유닛(90b)의 출구 측과 암1속 제어 유닛(90a)의 입구 측에 연결되도록 상술한 제1 병렬라인(12)과 합류되는 제4 합류라인(16)이 구비된다.

한편, 암을 구동하기 위하여 조이스틱을 조작하면, 제1 유압펌프 유닛(P1)으로부터 토출되는 작동유가 제1 바이패스라인(10)을 따라 이동되어 암1속 제어 유닛(90a)에 제공된다. 즉 암1속 제어 유닛(90a)이 제어되어 암 액추에이터를 구동시키는 것이다.

다른 한편으로, 암을 좀 더 신속하게 거동시키기 위해서는 암2속 제어 유닛(90b)을 조작하게 되는데, 이때에 작동유는 제2 유압펌프 유닛(P2)에서 토출되어 제2 바이패스라인(20)과 제2 병렬라인(22)을 따라 이동되고 암2속 제어 유닛(90b)의 조작에 의해 암2속 제어 유닛(90b)에 제공된 작동유는 배출이 차단되고 제4 합류라인(16)으로 합류되어 암1속 제어 유닛(90a)에 제공된다. 즉 암 액추에이터는 더욱 많은 유량을 공급받아 더욱 신속하게 구동되는 것이다.

한편, 엔진에는 배기가스 배출장치가 설치되고, 그 배기가스 배출장치에는 질소산화물(NOx)을 정화하도록 하는 DPF가 구비된다.

즉, 상술한 바와 같이, 일반적인 굴삭기는 조이스틱을 조작하면 조작 변위량에 비례하여 조작에 해당하는 제어 유닛(제1, 제2 주행 제어 유닛, 옵션제어 유닛, 스윙 제어 유닛, 버킷 제어 유닛, 붐1속 제어 유닛, 붐2속 제어 유닛, 암1속 제어 유닛, 암2속 제어 유닛)을 제어하고, 해당 액추에이터가 구동하면서 소망하는 작업을 실시하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는 조이스틱을 조작하더라도 주행, 스윙, 버킷, 붐, 암 등의 액추에이터가 구동되지 않도록 하면서 제1 바이패스라인(10) 또는 제2 바이패스라인(20)의 작동유 압력을 상승시키도록 하는 것이다.

여기서 상술한 제어 유닛 중에 제1, 제2 주행 제어 유닛(40a)(40b), 옵션제어 유닛(50), 스윙 제어 유닛(60), 버킷 제어 유닛(70), 붐1속 제어 유닛(80a) 및 암1속 제어 유닛(90a)은 해당 제어 유닛의 스풀이 움직이면 해당 제어 유닛에 연결된 액추에이터가 구동된다.

그러나 암2속 제어 유닛(90b)은 스풀이 움직이더라도 암1속 제어 유닛(90a)이 제어되지 않고 폐쇄된 상태가 유지되는 경우에는 암 액추에이터가 구동되지 않는다.

따라서 암2속 제어 유닛(90b)의 스풀을 움직이도록 하는 수압(受壓)부 쪽에 재생 제어 유닛(200)을 구비한 것이다.

재생 제어 유닛(200)은 첨부도면 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

암2속 제어 유닛(90a)의 수압부에는 파일럿 압력이 제공되고, 파일럿 압력은 조이스틱의 조작에 따른 변위량에 비례하며, 파일럿 압력에 의해 암2속 제어 유닛(90a)은 개폐된다.

한편, DPF를 강제로 재생을 개시하도록 재생신호를 발생하는 스위치 유닛(210)이 마련되고, 폐쇄상태를 유지하다가 제생신호가 입력되면 개방되는 재생밸브 유닛(230)이 마련된다.

또한, 보조 펌프 유닛(240)에서는 보조작동유가 토출 되는데, 이 보조 작동유는 재생 밸브 유닛(230)을 경유하여 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 재생 작동유로서 제공된다. 이러한 보조 작동유는 파일럿 펌프 유닛으로부터 공급되어 조이스틱 조작에 대응하여 각 제어유닛에 공급되는 파일럿 작동유일 수 있고, 각 메인 펌프(P1, P2)에서 토출되는 작동유가 감압되어 공급되는 메인 작동유일 수 있으며, 상술한 펌프들 이외에 별도로 설치된 펌프로부터 공급되는 작동유로 형성될 수도 있다.

한편, 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부 쪽에는 셔틀 밸브 유닛(220)이 구비된다. 상기 셔틀 밸브 유닛(220)은 통상적인 파일럿 작동유 또는 재생 밸브 유닛(230)에 의해 공급되는 보조 작동유 중 어느 하나를 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 제공하기 위한 것이다. 상기 파일럿 작동유는 정상 상태에서 운전자가 조이스틱을 조작할 때 상기 암2속 제어 유닛(90b)를 제어하기 위한 작동유이다.

해당 파일럿 작동유는 암1속 제어 유닛(90a)의 수압부에도 함께 제공된다. 이에 따라, 상기 셔틀 밸브 유닛(220)은 정상 상태에서는 운전자가 암 구동을 위해 조이스틱을 조작함에 대응하여 암2속 제어 유닛(90b)을 제어하기 위한 파일럿 작동유를 상기 수압부에 제공한다.

하지만, 강제 재생시에는 파일럿 유압의 공급이 중단되고, 재생 밸브 유닛(230)을 통해 공급되는 보조 작동유만 공급되므로 이를 상기 수압부에 제공한다. 만약, 시스템 이상으로 파일럿 유압과 보조 작동유가 동시에 공급되는 경우에는 이들 중 큰 압력의 작동유를 수압부에 제공하며, 각 작동유가 상호간에 역류되는 것을 방지한다.

만약, 강제 재생을 모든 작업보다 우선하여 진행하고자 시스템을 구성한다면, 상기 보조 작동유의 압력을 파일럿 작동유의 압력보다 크게 형성시키는 것이 바람직하고, 그 반대라면 보조 작동유의 압력을 작게 형성시키는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 셔틀 밸브 유닛(220)을 사용하여 암2속 제어 유닛(90b)에 선택적으로 파일럿 작동유 및 보조 작동유가 인가되도록 하였으나, 이러한 셔틀 밸브 유닛(220)을 생략하고 암2속 제어유닛(90b)의 수압부를 변경하여 상기 파일럿 작동유 및 보조 작동유 중 어느 하나라도 입력되면 암2속 제어유닛(90b)이 작동되도록 하는 구성도 가능하다.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치의 작용을 첨부도면 도 2를 참조하여 설명한다.

강제 재생을 실시하고자 할 때에 굴삭기를 정지시킨 상태에서 강제 재생을 실시하게 된다.

굴삭기의 정지라 함은, 통상적인 조이스틱 조작을 실시하더라도 모든 액추에이터에 작동유가 제공되지 않도록 컷 오프(cut-off)된 상태를 의미할 수 있다.

이후, 재생 제어 유닛(200)에서 스위치 유닛(210)을 조작하면 재생신호가 발생하고, 그 재생신호는 재생밸브 유닛(230)을 개방시킨다.

이후, 파일럿 펌프 유닛(240)에서 토출되는 재생 작동유는 재생 밸브 유닛(230)와 셔틀 밸브 유닛(220)을 경유하여 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 제공된다.

이후, 암2속 제어 유닛(90b)은 작동유가 통과되도록 개방되고, 이로써 제2 유압펌프 유닛(P2)으로부터 토출된 작동유가 제2 바이패스라인(20)과 제2 병렬라인(22)을 따라 이동된다.

상술한 바와 같이 암2속 제어 유닛(90b)만 작동될 경우, 제1 바이패스라인(10)은 개방된 상태이나 제2 바이패스라인(20)은 폐쇄된 상태가 유지된다. 통상 제1 및 제2 펌프 유닛(P1, P2)은 엔진으로부터 동력을 공급받기 때문에 상술한 바와 같이 제2 바이패스라인(20)이 폐쇄된 상태이더라도 제2 펌프 유닛(P2)는 지속적으로 제2 바이패스 라인(20)에 작동유를 공급시키게 된다. 이에 따라 제2 바이패스라인(20)의 압력이 상승하게 된다.

압력이 상승하는 이유를 좀 더 상세하게 설명하면, 작동유는 암2속 제어 유닛(90b)을 경유하여 제4 합류라인(16)으로 이동되지만, 제1 바이패스 라인(10)과 제1 병렬라인(12)은 각각의 체크밸브에 의해 모두 폐쇄된 상태가 유지되고 암1속 제어 유닛(90a)은 중립을 유지하므로 제4 합류라인(16)으로 유입된 작동유는 배출 되지 않으므로 작동유의 압력이 상승하게 된다.

한편, 상기와 같이 작동유 압력이 상승하게 되면 고부하 작업을 진행할 때처럼 제2 유압펌프 유닛(P2)은 더 큰 압력의 작동유를 토출하려고 하고, 이로써 엔진의 동력 출력이 높아지게 된다. 또한, 엔진의 배기가스 온도가 높아지고, 이로써 DPF에 쌓인 수트(soot)를 강제로 연소시키기 위한 강제 재생 준비가 완료되는 것이다.

상기 제1, 2 펌프 유닛(P1, P2)은 통상 제1,2 바이패스라인(10,20) 각각의 말단, 즉 드레인 라인(30)의 압력이 높은 경우에는 최소유량을 토출하고, 드레인 라인(30)의 압력이 낮은 경우에는 최대유량을 토출하도록 구성되는 경우가 있다.

이렇게 시스템이 구성된 경우, 상술한 바와 같이 제2 바이패스라인(20)이 폐쇄되면, 제2 바이패스라인(20)측 드레인 라인(30)의 압력이 낮아지게 되고, 제2 펌프 유닛(P2)은 제2 바이패스라인(20)이 폐쇄되었음에도 불구하고 최대유량을 토출시켜 제2 바이패스라인(20)의 압력을 시스템에 허용할 수 있는 허용 안전 압력까지 빠르게 상승된다. 즉, 강제 재생의 준비가 더 빠르게 이루어지는 것이다.

만약, 제1, 2 펌프 유닛(P1, P2)가 전기에 의해 구동되는 전기 유압 시스템을 구비하는 건설장비의 경우라면, 상술한 제2 바이패스라인(20)의 폐쇄와 동시에 제2 펌프 유닛(P2)으로부터 토출되는 작동유가 많아지도록 제2 펌프 유닛(P2)를 제어하면 유사한 효과를 기대할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 작동유 압력이 상승한 후에 허용 안전압력까지 도달하게 되면 안전밸브 유닛(110)이 개방되어 작동유를 배출 시켜 안전사고를 방지하게 된다.

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 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter)를 DPF를 강제로 재생하는 데에 이용될 수 있다.

10, 20: 제1, 제2 바이패스라인 12, 22: 제1, 제2 병렬 라인
13, 14, 15, 16: 제1, 제2, 제3, 제4 합류 라인
30: 드레인 라인 40a, 40b: 제1, 제2 주행 제어 유닛
50: 옵션 제어 유닛 60: 스윙 제어 유닛
70: 버킷 제어 유닛 80a: 붐1속 제어 유닛
80b: 붐2속 제어 유닛 90a: 암1속 제어 유닛
90b: 암 2속 제어 유닛 100: 주행우선 제어 유닛
110: 안전밸브 유닛 200: 재생 제어 유닛
210: 스위치 유닛 220: 셔틀 밸브 유닛
230: 재생 밸브 유닛 240: 보조 펌프 유닛
P1, P2: 제1, 제2 유압펌프 유닛

Claims

엔진의 배기가스 배출 경로에 설치되어 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 정화하도록 하는 디젤 매연 필터(DPF: Diesel particulate filter);
작동유를 토출하는 제1, 제2 유압펌프 유닛(P1)(P2);
상기 제1 유압펌프 유닛(P1) 및 제2 유압펌프 유닛(P2) 각각에서 토출되는 작동유를 드레인 라인(30)으로 안내하는 제1 및 제2 바이패스라인(10)(20);
상기 제1 바이패스 라인(10)상에 설치되어 암(Arm) 액추에이터를 구동하도록 제어하는 암1속 제어 유닛(90a); 및
입구가 상기 제2 바이패스 라인(20)에 연결되고, 출구가 암1속 제어 유닛(90a)의 입구 및 상기 드레인 라인(30)에 선택적으로 연결되는 암2속 제어 유닛(90b);을 포함하고,
상기 디젤 매연 필터를 강제 재생시키기 위한 재생신호를 발생하는 스위치 유닛(210);
상기 재생신호에 의해 개방되어 보조 펌프(240)로부터 제공되는 보조 작동유를 상기 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 제공하여 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 동작시키는 재생 밸브 유닛(230);을 포함하며,
상기 재생 밸브 유닛(230)이 개방되면, 상기 제2 유압펌프 유닛(P2)으로부터 토출된 작동유가 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 경유하여 상기 암1속 제어 유닛(90a)의 입구에 합류된 상태로 유동이 차단됨으로써 상기 드레인 라인(30)과 상기 제2바이패스라인(20)이 차단되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치.
제1항에 있어서,
상기 암2속 제어 유닛(90b)의 수압부에 상기 암2속 제어 유닛(90b)을 제어하기 위한 파일럿 압력의 작동유와 상기 재생 밸브 유닛(230)으로부터 제공되는 보조 작동유 중 하나를 선택하여 공급하는 셔틀 밸브 유닛(220);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 바이패스라인(10)과 상기 제2 바이패스라인(20)을 합류시키는 제1 합류라인(13); 및
상기 제1 합류라인(13)에 설치되어 작동유의 압력이 허용안전 압력에 도달하면 개방되어 상기 작동유를 드레인하는 안전밸브 유닛(110);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 디젤 매연 필터의 강제 재생 장치.