KR20110019034A - 에어 현가 공압 회로 및 드라이어 재생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 에어현가 공압회로에는 에어드라이어(24)의 제습 및 재생을 위해 구성된 드라이어 재생회로가 리저버(10)의 압축공기와 고온배기가스를 혼합하는 가스라인(51)을 갖추고, 에어드라이어(24)를 지난 가스혼합 압축공기를 압축기(20a)의 앞쪽에서 분기되어 흘려주는 재생분기라인(25)을 갖추며, 대기를 유입하는 외기라인(21)쪽으로 이어진 재생연장라인(27)을 상기 재생분기라인(25)에 연결함으로써, 고온의 배기가스를 통한 에어드라이어(24)의 제습 및 재생 효율 증진은 물론, 고온배기가스 사용에 따른 리저버(10)의 압축공기 배출빈도와 배출양 축소로 공압회로 시스템 안정성을 높이고 압축기(20a)의 수명도 늘리는 특징을 갖는다.

에어, 드라이어, 재생

Description

에어 현가 공압 회로 및 드라이어 재생 방법{Air suspension pneumatic circuit and dryer recirculation method thereof}

본 발명은 에어 현가 공압 회로에 관한 것으로, 특히 드라이어 재생 회로를 갖추고 재생 로직을 구현할 수 있는 에어 현가 공압 회로에 관한 것이다.

일반적으로 대형차량은 에어 브레이크(Air Brake)나 에어 현가(Air Suspension)와 같이, 동력원으로 고압 에어를 사용한다.

상기와 같이 고압 에어를 사용하기 위해서는 압축기(컴프레서,Compressor)로 외부공기를 압축한 후, 이를 리저버(Reserver)라 저장 탱크에 저장하고 필요한 장치로 공급하게 된다.

이와 같이 공기 압축기에 저장된 공압을 필요에 따라 사용하는 에어 현가는 에어 스프링(Air Spring)과 공기 압축기사이를 연결하는 공압 회로를 갖추고, 상기 공압 회로에는 공압을 조절하기 위한 다수 밸브들을 설치한다,

이와 더불어 에어 현가는 에어 스프링은 공압을 이용하는 특성상 차고 조절 즉, 화물 적재 양이나 도로 조건에 맞추어 에어 스프링에 주입되는 압축 공기 양을 조절해 차고 높이를 조절하는 기능을 구현한다.

상기와 같은 차고 높이 조절을 구현하기 위해서는 에어 스프링으로 이어진 공압 회로에 개·폐용 솔레노이드 밸브(Solenoide Valve)와 레벨링 밸브(Leveling Valve)를 설치하고, 전자 제어유닛인 ECU가 제어할 수 있도록 전기 회로를 형성한다.

또한, 상기 공압 회로에는 압축 공기내 수분과 불순물을 여과하는 에어드라이어(Air Dryer)를 필수적으로 설치한다.

상기와 같은 에어드라이어는 연속적인 사용을 위해 제습 뿐만 아니라 재생의 사이클을 반드시 거쳐야 하며, 에어드라이어의 충분한 재생능력 확보를 위해서는 흡기한 공기양보다 많은 공기를 외부로 배출하여야 한다.

상기와 같은 에어드라이어의 재생회로는 통상 리저버와 에어스프링을 오가는 폐회로(closed loop)를 이루며, 2방향-3포트(2way 3port)밸브를 두개 사용하거나 또는 온/오프(On/Off)밸브를 4개 적용하여 구성하므로 복잡한 회로를 이룬다.

상기와 같은 에어드라이어의 재생시 리저버에 차 있는 상온의 공기를 이용하면 재생 효과가 낮으므로, 재생 효율을 높이기 위해 고온 건조한 공기를 사용한다.

일례로, 80℃, 90%의 고온 다습의 공기를 흡기하여 압축하고 드라이어를 통해 제습하는 방식이 있지만, 재생 사이클은 반복될수록 제습능력을 급격히 감소시키는 경향을 갖는다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 리저버에 충진된 압축공기와 함께 엔진에서 배출되는 고온 배기가스를 에어 드라이어쪽으로 공급한 후 외부로 배출함으로써, 에어 드라이어를 통과하는 건조하고 고온인 가스로 인한 고효율의 공기 제습 및 재생 성능을 구현할 수 있는 드라이어 재생 회로를 갖는 에어현가 공압회로를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 에어 드라이어쪽으로 공급되는 압축공기에 고온 배기가스를 부가함으로써, 온도 저하시 드라이어에 발생할 수 있는 결빙을 최소화할 수 있는 드라이어 재생 회로를 갖는 에어현가 공압회로를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 에어 드라이어와 리저버 및 배기가스 유입부간 밸브를 적용한 폐회로(Closed Loop)를 이용해 제습 및 재생 로직이 구현됨으로써, 리저버의 압축공기 배출빈도와 배출양을 줄여 공압회로 시스템 안정성을 높이고 압축기(Compressor)의 수명도 늘릴 수 있는 에어현가 공압회로의 드라이어 재생방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기를 압축하는 압축기(20a)와, 대기를 유입하는 외기라인(21)과 상기 압축기(20a)를 거쳐 압축된 공기를 리저버(10)로 공급하는 메인라인(20)을 구비한 에어현가 공압회로에 있어서,

가스라인(51)으로 엔진에서 발생된 고온배기가스를 유입해 상기 리저버(10)의 리저버라인(11)으로 배출되는 압축공기와 혼합시키는 가스공급부(50)와,

상기 에어드라이어(24)를 지난 가스혼합 압축공기를 압축기(20a)의 앞쪽에서 흐름 방향을 바꾸도록 상기 메인라인(20)에서 분기된 재생분기라인(25)과,

상기 재생분기라인(25)에서 이어져 상기 외기라인(21)쪽으로 연결해 상기 에어드라이어(24)를 지난 가스혼합 압축공기를 외부로 배출하는 재생연장라인(27)으로 구성된 드라이어 재생회로를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 가스라인(51)과 상기 메인라인(20)의 연결부위로는 제1경로밸브(22)를 설치해 흐름경로를 제어하고, 상기 재생분기라인(25)과 상기 재생연장라인(27)의 연결부위로는 제2경로밸브(26)를 설치해 흐름경로를 제어하며, 상기 재생연장라인(27)에는 배출밸브(28)를 설치해 외부 배출 흐름경로를 제어한다.

상기 제1경로밸브(22)는 체크밸브를 설치한 밸브연결라인(21a)으로 상기 외기라인(21)쪽에 연결하고, 상기 제2경로밸브(26)는 상기 제1경로밸브(22)와 반대쪽에서 체크밸브를 설치한 밸브연결라인(21a)으로 상기 외기라인(21)쪽에 연결한다.

상기 가스라인(51)에는 엔진에서 발생된 고온배기가스를 걸러주는 필터(52)와, 유입된 고온배기가스의 흐음 방향을 제어하는 제1경로밸브(22)와, 유입된 고온배기가스를 일방향으로 흐르게 하는 체크밸브(54)를 설치한다.

또한, 본 발명은 에어현가 공압회로의 드라이어 재생방법이 외기상태나 공압 회로 시스템 압력을 고려한 상태에서 에어드라이어(24)의 재생시 요구되는 총 작동시간을 산출하고, 산출된 총 작동시간t에 맞추어 요구되는 공기량을 산출하는 초기설정단계;

상기 작동시간t를 기준으로 압축기(20a)의 구동시간이 상기 작동시간t를 초과할 때, 상기 에어 드라이어(24)의 제습 성능이 떨어진 시점으로 판단하는 드라이어 재생모드준비단계;

재생모드 시작전 엔진의 배기가스의 온도가 목표온도T 이상인지 여부를 판단하는 가스온도체크단계;

상기 목표온도T 이상으로 배기가스의 온도가 상승되면, 배기가스의 배출속도 만으로 공압회로 시스템 내부에 유입될 수 있는지를 현재 차속의 목표차속V 도달여부로 판단하는 차속체크단계;

목표차속V에 도달하면, 엔진에서 배출되는 고온배기가스와 리저버(10)에서 배출되는 압축공기를 서로 혼합해 에어드라이어(24)쪽으로 공급하고, 상기 에어드라이어(24)를 나온 가스혼합 압축공기를 압축기(20a)의 앞쪽에서 우회시켜 대기를 유입하는 외기라인(21)쪽으로 배출시키는 재생모드실시단계;

상기 재생모드실시 후 압축기(20a) 작동시간을 초기화시키는 재생모드완료단계;로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 재생모드실시단계는 필터(52)를 거쳐 정화된 고온의 배기가스가 가스라인(51)으로 유입되도록 가스유입밸브(53)를 열고, 상기 고온배기가스와 리저버(10) 의 압축공기가 서로 섞여 압축기(20a)에 이어진 메인라인(20)을 흐르도록, 상기 가스라인(51)과 리저버(10)의 리저버라인(11)이 연결된 제1경로밸브(22)를 열며, 상기 메인라인(20)을 통해 에어드라이어(24)를 지난 후, 압축기(20a)의 앞쪽에서 분기된 재생분기라인(25)쪽으로 우회해 외기라인(21)에 이어진 재생연장라인(27)으로 흘러가도록 제2경로밸브(26)를 열고, 상기 재생연장라인(27)으로 유입된 고온배기가스 혼합 압축공기가 외부로 배출되도록 배출밸브(28)를 열어준다.

이러한 본 발명에 의하면, 에어 드라이어의 제습 및 재생시 리저버에 충진된 압축공기와 함께 엔진에서 배출된 고온 배기가스를 이용함으로써, 고온에 의한 고효율의 공기 제습 및 재생 성능 구현은 물론, 배기가스 사용만큼 줄어든 리저버의 압축공기 배출빈도와 배출양으로 공압회로 시스템 안정성을 높이고 압축기(Compressor)의 수명도 늘리는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 리저버의 압축공기에 고온 배기가스를 부가해 에어 드라이어의 제습 성능을 높이므로, 온도 저하시 드라이어에 발생할 수 있는 결빙도 최소화될 수 있는 효과도 갖는다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 드라이어 재생회로를 갖춘 에어현가 공압회로 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 에어현가 공압회로는 압축기(3)의 전단에서 필터(29)를 거친 외부공기를 흡입하는 외기라인(21)과, 상기 압축기(3)를 거친 압축공기를 리저버(10)에 충진하도록 리저버라인(11)에 이어진 메인라인(20)과, 솔레노이드밸브(30)의 개폐로 상기 리저버(10)와 에어스프링(40)사이를 순환하도록 상기 메인라인(20)과 연결된 에어순환라인을 갖춘다.

상기 메인라인(20)에는 다수 체크밸브과 더불어 쓰로틀(23)과 에어드라이어(24)를 더 설치하며, 이는 일반적인 회로 구성요소이다.

이에 더해, 본실시예에 따른 상기 공압회로에는 상기 메인라인(20)에 설치된 에어드라이어(24)의 제습과 재생을 위한 드라이어 재생회로를 더 구비한다.

상기와 같은 드라이어 재생회로는 엔진에서 발생된 고온배기가스를 유입하는 가스공급부(50)가 메인라인(20)에 설치된 에어드라이어(24)에서 인출된 재생분기라인(25)과, 상기 재생분기라인(25)에 이어져 대기를 유입하는 외기라인(21)에 구비된 필터(29)쪽으로 연결된 재생연장라인(27)과 공압회로를 형성해 구현된다.

상기 재생분기라인(25)의 끝단으로는 제2경로밸브(26)를 설치해 상기 재생연장라인(27)을 연결하고, 상기 재생연장라인(27)에는 필터(29)의 전위치에서 배출밸브(28)를 설치한다.

상기 제2경로밸브(26)와 배출밸브(28)는 ECU를 통해 개폐제어된다.

상기 제2경로밸브(26)는 압축기(20a)로 이어지는 외기라인(21)쪽에 연결되도록 밸브연결라인(21a)을 연결하고, 상기 밸브연결라인(21a)에는 체크밸브를 설치한다.

본 실시예에 따른 상기 가스공급부(50)는 엔진에서 발생된 고온배기가스를 걸러주는 필터(52)와, 리저버(10)에 연결된 리저버라인(11)에 합쳐져 압축공기와 함께 고온배기가스를 압축공기와 함께 흐르게 하는 가스라인(51)과, 상기 가스라인(51)에 설치되어 가스와 혼합된 압축공기를 메인라인(20)쪽으로 흘려주는 제1경로밸브(22)로 구성한다.

상기 가스라인(51)에는 필터(52)의 뒤쪽에 가스유입밸브(53)를 설치하고, 상기 가스유입밸브(53)의 뒤쪽으로 체크밸브(54)를 더 설치한다.

상기 제1경로밸브(22)와 가스유입밸브(53)는 ECU를 통해 개폐제어된다.

상기 제1경로밸브(22)는 제2경로밸브(26)와 반대쪽에서 압축기(20a)로 이어지는 외기라인(21)쪽에 연결되도록 밸브연결라인(21a)을 연결하고, 상기 밸브연결라인(21a)에는 체크밸브를 설치한다.

이와 같이 본 발명의 에어현가 공압회로에는 에어드라이어(24)의 제습 및 재생을 위해 구성된 드라이어 재생회로가 리저버(10)의 압축공기와 고온배기가스를 혼합하는 가스라인(51)을 갖추고, 에어드라이어(24)를 지난 가스혼합 압축공기를 압축기(20a)의 앞쪽에서 분기되어 흘려주는 재생분기라인(25)을 갖추며, 대기를 유입하는 외기라인(21)쪽으로 이어진 재생연장라인(27)을 상기 재생분기라인(25)에 연결해 구성한 드라이어 재생회로를 더 구비한다.

도 2는 본 실시예에 따른 드라이어 재생회로를 통한 에어드라이어(24)의 제습 및 재생 방법을 나타낸다.

본 실시예는 실시하기전 에어드라이어(24)의 제습 및 재생시 요구되는 총 작동시간을 산출하고, 산출된 총 작동시간에 맞추어 요구되는 공기량을 산출한다.

상기와 같은 총 작동시간은 외기 상태 혹은 공압회로 시스템 압력 상태에 따라 차이를 갖지만, 압력 충진이 최대 4회 이루어지는 시간 이내에서 작동시간t 을 결정한다.

상기와 같이 총 작동시간에 맞춘 공기량을 산출한 후 압축기(20a)를 구동하면서 동시에, 압축기(20a)의 구동시간이 결정된 작동시간t를 지나는지 여부를 측정한다.

만약, 압축기(20a)의 구동시간이 작동시간t를 초과하면, 에어 드라이어(24)의 제습 성능이 떨어진 시점이므로 드라이어 재생모드 구현을 준비한다.

본 실시예에서는 상기와 같은 재생모드 구현시 배기가스의 온도가 매우 주요한 판단요인이므로, 재생모드 시작전 엔진의 배기가스의 온도가 목표온도 T 이하인지 여부를 판단하고, 목표온도 T 이하이면 온도가 충분하지 않다고 판단해 드라이어 재생모드를 작동하지 않고 계속 모니터링만 한다.

하지만, 목표온도 T 이상으로 엔진의 배기가스의 온도가 높으면 현재 주행중인 차속V이 일정 속도이상인지 여부를 판단하는데, 이는 배기가스가 공압회로 내부로 유입될 수 있는지 여부를 판단하기 위함으로써, 만약 차속V 일정 이하일 때 배 기가스의 배출속도로는 공압회로 시스템 내부로 유입될 수 없기 때문이다.

차속V가 목표속도 이하이면 엔진룸 온도에 대한 모니터링을 지속하며 대기하고, 만약 차속V가 목표속도 이상이면 드라이어 재생모드 시작을 위한 모든 조건이 충족된 상태이므로 드라이어 재생을 실시한다.

본 실시예에서 드라이어 재생을 실시되면, 필터(52)를 거쳐 정화된 상태에서 가스유입밸브(53)와 체크밸브(54)를 통과해 가스라인(51)을 흐른 고온배기가스는 리저버(10)에서 배출되는 압축공기와 함께 섞여 혼합된다.

상기와 같이 고온배기가스와 함께 섞여 혼합된 압축공기는 제1경로밸브(22)를 거쳐 메인라인(20)으로 유입된 후, 상기 메인라인(20)에 설치된 쓰로틀(23)을 거쳐 에어드라이어(24)로 유입된다.

상기 에어드라이어(24)로 유입된 압축공기는 함께 섞여 혼합된 배기가스로 인해 높은 온도를 가지므로 에어드라이어(24)의 내부에 대해 높은 효율의 제습성능을 구현한 후, 압축기(20a)의 앞쪽에서 상기 메인라인(20)으로부터 분기된 재생분기라인(25)쪽으로 우회하여 흘러간다.

상기 재생분기라인(25)쪽으로 우회하여 흘러간 고온배기가스 혼합 압축공기는 제2경로밸브(26)를 거친 후, 상기 제2경로밸브(26)에 이어진 재생연장라인(27)으로 흘러간다.

상기 재생연장라인(27)으로 흘러간 고온배기가스 혼합 압축공기는 배출밸브(28)를 거쳐 필터(29)를 통과해 외부로 배출됨으로써, 에어드라이어(24)에 대한 재생 사이클을 완료한다.

상기와 같이 재생모드 구현이 완료된 후 압축기(20a) 작동시간을 초기화시켜 통상적인 차고제어를 위한 상태로 전환하면, 차고제어를 위한 압축기(20a)의 구동시 에어드라이어(24)의 제습 작용이 함께 이루어진다.

이와 같이 본 실시예에서는 엔진의 고온배기가스를 이용하는 드라이어 재생회로를 더 갖춤으로써, 고온의 배기가스를 통한 에어드라이어(24)의 제습 및 재생 효율 증진은 물론, 고온배기가스 사용에 따른 리저버(10)의 압축공기 배출빈도와 배출양 축소로 공압회로 시스템 안정성을 높이고 압축기(20a)의 수명도 늘리며, 온도 저하시 에어드라이어(24)에 발생할 수 있는 결빙도 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 에어드라이어 재생회로를 갖춘 에어 현가 공압 회로 구성도

도 2는 본 발명에 따른 에어드라이어 제습 및 재생 방법 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 리저버 11 : 리저버라인

20 : 메인라인 20a : 압축기

21 : 외기라인

21a : 밸브연결라인

22,26 : 제1·2경로밸브 23 : 쓰로틀

24 : 에어드라이어 25 : 재생분기라인

27 : 재생연장라인

28 : 배출밸브 29,52 : 필터

30 : 밸브

40 : 에어스프링 50 : 가스공급부

51 : 가스라인 53 : 가스유입밸브

54 : 체크밸브

Claims (6)

1. 공기를 압축하는 압축기와, 대기를 유입하는 외기라인과 상기 압축기를 거쳐 압축된 공기를 리저버로 공급하는 메인라인을 구비한 에어현가 공압회로에 있어서,

   가스라인으로 엔진에서 발생된 고온배기가스를 유입해 상기 리저버의 리저버라인으로 배출되는 압축공기와 혼합시키는 가스공급부와,

   상기 에어드라이어를 지난 가스혼합 압축공기를 압축기의 앞쪽에서 흐름 방향을 바꾸도록 상기 메인라인에서 분기된 재생분기라인과,

   상기 재생분기라인에서 이어져 상기 외기라인쪽으로 연결해 상기 에어드라이어를 지난 가스혼합 압축공기를 외부로 배출하는 재생연장라인으로 구성된 드라이어 재생회로를 포함한 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스라인과 상기 메인라인의 연결부위로는 제1경로밸브를 설치해 흐름경로를 제어하고,

   상기 재생분기라인과 상기 재생연장라인의 연결부위로는 제2경로밸브를 설치해 흐름경로를 제어하며,

   상기 재생연장라인에는 배출밸브를 설치해 외부 배출 흐름경로를 제어하는 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1경로밸브는 체크밸브를 설치한 밸브연결라인으로 상기 외기라인쪽에 연결하고, 상기 제2경로밸브는 상기 제1경로밸브와 반대쪽에서 체크밸브를 설치한 밸브연결라인으로 상기 외기라인쪽에 연결한 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 가스라인에는 엔진에서 발생된 고온배기가스를 걸러주는 필터와, 유입된 고온배기가스의 흐음 방향을 제어하는 제1경로밸브와, 유입된 고온배기가스를 일방향으로 흐르게 하는 체크밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로.
5. 외기상태나 공압회로 시스템 압력을 고려한 상태에서 에어드라이어의 재생시 요구되는 총 작동시간을 산출하고, 산출된 총 작동시간t에 맞추어 요구되는 공기량을 산출하는 초기설정단계;

   상기 작동시간t를 기준으로 압축기의 구동시간이 상기 작동시간t를 초과할 때, 상기 에어 드라이어의 제습 성능이 떨어진 시점으로 판단하는 드라이어 재생모드준비단계;

   재생모드 시작전 엔진의 배기가스의 온도가 목표온도T 이상인지 여부를 판단 하는 가스온도체크단계;

   상기 목표온도T 이상으로 배기가스의 온도가 상승되면, 배기가스의 배출속도 만으로 공압회로 시스템 내부에 유입될 수 있는지를 현재 차속의 목표차속V 도달여부로 판단하는 차속체크단계;

   목표차속V에 도달하면, 엔진에서 배출되는 고온배기가스와 리저버에서 배출되는 압축공기를 서로 혼합해 에어드라이어쪽으로 공급하고, 상기 에어드라이어를 나온 가스혼합 압축공기를 압축기의 앞쪽에서 우회시켜 대기를 유입하는 외기라인쪽으로 배출시키는 재생모드실시단계;

   상기 재생모드실시 후 압축기 작동시간을 초기화시키는 재생모드완료단계;

   로 수행되는 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로의 드라이어 재생방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 재생모드실시단계는 필터를 거쳐 정화된 고온의 배기가스가 가스라인으로 유입되도록 가스유입밸브를 열고,

   상기 고온배기가스와 리저버의 압축공기가 서로 섞여 압축기에 이어진 메인라인을 흐르도록, 상기 가스라인과 리저버의 리저버라인이 연결된 제1경로밸브를 열며,

   상기 메인라인을 통해 에어드라이어를 지난 후, 압축기의 앞쪽에서 분기된 재생분기라인쪽으로 우회해 외기라인에 이어진 재생연장라인으로 흘러가도록 제2경로밸브를 열고,

   상기 재생연장라인으로 유입된 고온배기가스 혼합 압축공기가 외부로 배출되도록 배출밸브를 열어주는 것을 특징으로 하는 에어현가 공압회로의 드라이어 재생방법.

Images