KR20090041822A - 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치에 관한 것으로, 그 목적은 엔진에 별도의 압축공기를 공급할 수 있는 어큐뮬레이터를 이용하여 순간적인 부하작용으로 인한 공기부족 시 압축공기를 공급하여 매연 감소 및 응답성을 개선할 수 있는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 건설장비의 정상적인 부하 운전 또는 무부하 운전시 건설장비에 설치된 터보차져로부터 나와 인터쿨러를 거쳐 엔진의 흡기매니폴더로 공급되는 압축공기를 저장하며, 갑작스런 엔진부하로 인한 공기부족현상에 의해 엔진제어유니트로부터 신호가 발생되면, 저장된 압축공기를 흡기매니폴더로 공급하는 어큐뮬레이터로 구성된 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

터보챠져, 인터쿨러, 어큐뮬레이터, 흡기매니폴더

Description

건설장비의 매연 및 응답성 개선장치{Apparatus for reducing soot and improving responsibility}

본 발명은 건설장비의 매연 및 응답성을 개선하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 터보차져와 인터쿨러를 구비하는 건설장비가 무부하 상태에서 순간적으로 엔진부하가 작용할 때, 엔진 실린더로 공급되는 연료분사량에 비해 부족한 공기량을 어큐뮬레이터에 저장된 압축공기를 이용하여 보상할 수 있도록 하는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치에 관한 것이다.

터보차져와 인터쿨러가 장착된 건설장비의 엔진의 경우 부하변동이 심한 작업으로 인하여 무부하 상태에서 순간적으로 엔진부하가 작용할 때, 터보차져의 압축된 공기가 인터쿨러에서 충분한 압축압력이 형성되기까지 시간지연이 발생되고, 이때 실린더로 분사되는 연료량에 비해 공기량이 부족하여 매연발생량이 증가되며, 엔진의 응답성이 지연되는 문제가 발생되고 있다.

상기와 같은 문제는 엔진이 무부하로 운전 될때는 터보차져 터빈의 회전속도가 낮아 공기압축이 충분하지 못해 인터쿨러의 압력이 저하된 상태에서 순간적인 엔진부하로 연료분사량이 갑자기 증대되어 분사된 연료가 공기량 부족으로 완전연 소를 하지 못해 발생되는 문제로 매연을 감소시키기 위해서는 연료분사량 증가속도를 떨어트려야만 하였다.

그러나 상기와 같이 연료분사량의 증가속도를 낮출 경우, 오히려 엔진의 응답성이 더욱 저하되어 작업속도가 늦어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 엔진에 별도의 압축공기를 공급할 수 있는 어큐뮬레이터를 이용하여 순간적인 부하작용으로 인한 공기부족 시 압축공기를 공급하여 매연 감소 및 응답성을 개선할 수 있는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 건설장비의 정상적인 부하 운전 또는 무부하 운전시 건설장비에 설치된 터보차져로부터 나와 인터쿨러를 거쳐 엔진의 흡기매니폴더로 공급되는 압축공기를 저장하며, 갑작스런 엔진부하로 인한 공기부족현상에 의해 엔진제어유니트로부터 신호가 발생되면, 저장된 압축공기를 흡기매니폴더로 공급하는 어큐뮬레이터로 구성된 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치를 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치는 터보차져와 인터쿨러를 갖는 건설장비가 엔진의 무부하 운전상태에서 순간적인 부 하작용으로 연료분사량이 갑자기 증가하더라도 어큐뮬레이터에 저장된 압축공기를 흡기매니폴더에 공급하여 매연감소 및 엔진 응답성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매연 및 응답성 개선장치가 설치된 엔진의 흡기계통 개략도를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매연 및 응답성 개선장치는 건설장비의 정상적인 부하 운전시 흡기매니폴더(5)로 공급되는 공기를 저장하였다가 갑작스런 엔진부하로 인하여 공기부족현상이 발생될 경우, 엔진제어유니트(7)의 신호에 따라 저장된 압축공기를 순간적으로 흡기매니폴더(5)에 공급하는 어큐뮬레이터(6)로 구성된다. 이러한 매연 및 응답성 개선장치는 엔진의 출력 향상을 위한 터보차져(2)와 인터쿨러(4)가 구비된 건설장비에 적용된다.

한편 터보차져(2)와 인터쿨러(4)를 갖는 건설장비의 엔진 흡기계통의 구조를 간략히 살펴보면, 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 의하여 터보차져(2)가 작동하고, 이러한 터보차져(2)의 작동으로 인하여 에어크리너(3)를 통해 유입된 외부공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하게 되며, 터보차져(2)와 흡기매니폴더(5)의 사이에는 과급된 공기의 온도를 저감시키기 위한 인터쿨러(4)가 설치되어 있다.

본 발명의 어큐뮬레이터(6)는 상기 인터쿨러(4)와 흡기매니폴더(5)를 연결하는 흡기관(11)과 연결되게 설치되어 건설장비의 정상적인 부하 운전이나 또는 무부하 운전상태에서 공기를 저장하고, 갑작스런 엔진부하로 인하여 엔진의 공기부족현상이 발생될 경우, 저장된 압축공기를 순간적으로　 흡기매니폴더(5)로 공급하도록 한 것이다.

상기와 같은 어큐뮬레이터(6)는 흡기관(11)으로부터 분기된 분기관(12)에 연결되어 설치되어 공기를 유입하거나 배출하게 되며, 이때 분기관(12) 상에는 공기의 흐름을 단속하기 위한 전자식 솔레노이드 밸브(8)가 설치되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 전자식 솔레노이드 밸브(8)는 정상적인 부하 상태 또는 무부하 운전상태, 즉 엔진제어유니트(7)로부터 신호가 전달되기 전에는 흡기관(11)을 통해 유동하는 공기가 어큐뮬레이터(6)로 저장될 수 있도록 유로를 개방하되, 흡기관의 압력이 설정압력에 도달하면 흡기관(11)의 유로를 차단하여 어큐뮬레이터(6)에 저장된 공기가 흡기관(11)으로 배출되는 것을 차단하여 압축공기를 저장하였다가 엔진의 갑작스런 부하로 인하여 엔진제어유니트(7)로부터 신호가 전달되면, 분기관(12)의 유로를 완전히 개방하여 어큐뮬레이터(6)에 저장된 압축공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하도록 구성된다

상기와 같이 구성된 매연 및 응답성 개선장치는 엔진이 정상 부하 운전으로 가동되면, 터보차져(2)의 터빈은 고속으로 회전되며, 인터쿨러(4)에는 충분한 공기 압이 형성되어 엔진 실린더(1)로 충분한 양의 공기를 공급해줌으로써 연료의 완전연소가 가능하게 되고, 이로 인해 매연발생량은 감소하게 되며, 엔진은 장비의 부하에 따라 충분한 출력을 지속적으로 가동부에 공급하게 된다. 이때 분기관(12) 상에 설치된 전자식 솔레노이드 밸브(8)는 설정압력에 도달할 때까지 공기의 흡입을 허용하여 어큐뮬레이터(6)에 저장하게 된다.

한편 어큐뮬레이터(6)에 저장된 압축공기는 엔진이 무부하 운전상태에서 갑자기 부하가 작용하여 흡기매니폴더(5)에 충분한 압력이 형성되지 못하였을 때, 엔진제어유니트(7)로부터 발생되는 신호에 의하여 저장된 공기를 순간적으로 흡기매니폴더(5)에 공급하게 되고, 이처럼 흡기매니폴더(5)로 공급된 공기가 엔진 실린더(1)로 공급됨으로써 갑작스런 부하에서도 연료의 완전연소를 유도하여 매연감소 및 엔진 응답성을 개선할 수 있게 된다. 여기서 엔진제어유니트(7)로부터 발생되는 신호는 전자제어식 엔진의 경우 별도의 추가 부품없이 전자제어식 엔진에 장착된 흡기매니폴더 압력센서에서 읽은 압력값과 엔진부하증가로 인한 연료분사량 증가신호를 바탕으로 엔진제어 유니트에 저장된 AIR-FUEL CONTROL TALBE에 기초하여 발생하도록 할 수도 있으며, 기계식엔진의 경우 흡기매니폴더에 공기압력센서를 추가하고 장비의 콘트롤 레버에 작동신호를 읽어서 장비콘트롤러에 의해 발생되도록 구성할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 어큐뮬레이터가 두개의 분기관에 의해 흡기관과 연결된 상태를 나타낸 엔진의 흡기계통 개략도를 도시하고 있다. 상기 어큐뮬레이터(6)는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 하나의 분기관(12)에 의해 흡기관(11)과 연결될 수도 있으며, 도 2와 같이, 두개의 분기관(13,14)에 의해 흡기관(11)과 연결될 수도 있다.

도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 어큐뮬레이터(6)는 흡기관(11)으로부터 분기된 흡입측 분기관(13) 및 토출측 분기관(14)과 연결되게 설치된다. 이때 상기 토출측 분기관(14)에는 엔진제어유니트(7)의 신호에 의하여 토출측 분기관(14)의 유로를 개방하여 어큐뮬레이터(6)에 저장된 압축공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하는 전자식 솔레노이드 밸브(9)가 설치되고, 상기 흡입측 분기관(13)에는 어큐뮬레이터(6)로 공기의 유입만을 허용하는 통상의 체크밸브(10)가 설치되어 있다. 이와 같이 두개의 분기관(13,14)에 의해 연결된 어큐뮬레이터(6)의 경우, 정상적인 부하 운전상태에서 흡입측 분기관(13)을 통해 공기를 유입하여 저장하게 되며, 갑작스런 부하운전으로 인하여 엔진제어유니트(7)로부터 신호가 발생되면, 토출측 분기관(14)에 설치된 전자식 솔레노이드 밸브(9)가 개방되어 어큐뮬레이터(6)에 저장된 압축공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 매연 및 응답성 개선장치가 설치된 엔진의 흡기계통 개략도,

도 2 는 본 발명의 어큐뮬레이터가 두개의 분기관에 의해 흡기관과 연결된 상태를 나타낸 엔진의 흡기계통 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 엔진 실린더　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2) : 터보차져

(3) : 에어크리너　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (4) : 인터쿨러

(5) : 흡기매니폴더　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (6) : 어큐뮬레이터

(7) : 엔진제어유니트　　　　　　　　　　　　　　　　 (8) : 전자식 솔레노이드 밸브

(9) : 전자식 솔레노이드 밸브　　　　　　　　 (10) : 체크밸브

(11) : 흡기관　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (12) : 분기관

(13) : 흡입측 분기관　　　　　　　　　　　　　　　　 (14) : 토출측 분기관

Claims (3)

1. 건설장비의 정상적인 부하 운전 또는 무부하 운전시 건설장비에 설치된 터보차져(2)로부터 나와 인터쿨러(4)를 거쳐 엔진의 흡기매니폴더(5)로 공급되는 압축공기를 저장하며, 갑작스런 엔진부하로 인한 공기부족현상에 의해 엔진제어유니트(7)로부터 신호가 발생되면, 저장된 압축공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하는 어큐뮬레이터(6)로 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터(6)는,

   상기 인터쿨러(4)와 흡기매니폴더(5)를 연결하여 공기가 유동하는 흡기관(11)으로부터 분기된 분기관(12)에 연결되게 설치되며,

   상기 분기관(12) 상에는 흡기관에 엔진제어유니트(7)에 설정된 공기압력이 형성되기 전에는 어큐뮬레이터(6)로의 공기 유입을 허용하고 설정압력에 도달하면 폐쇄하여 압축공기를 저장하였다가 엔진제어유니트의 신호에 따라 공기를 배출하는 전자식 솔레노이드 밸브(8)가 설치된 것을 특징으로 하는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 어큐뮬레이터(6)는,

   상기 인터쿨러(4)와 흡기매니폴더(5)를 연결하여 공기가 유동하는 흡기관(11)으로부터 분기된 흡입측 분기관(13) 및 토출측 분기관(14)에 연결되게 설치되고,

   상기 흡입측 분기관(13)에는 어큐뮬레이터(6)로의 공기 유입만을 허용하는 체크밸브(10)가 설치되며,

   상기 토출측 분기관(14)에는 엔진제어유니트(7)의 신호에 의하여 토출측 분기관(14)의 유로를 개방하여 어큐뮬레이터(6)에 저장된 압축공기를 흡기매니폴더(5)로 공급하는 전자식 솔레노이드 밸브(9)가 설치된 것을 특징으로 하는 건설장비의 매연 및 응답성 개선장치.

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