KR20150110181A - 유압 활용 엔진 시스템 - Google Patents

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KR20150110181A KR1020140034226A KR20140034226A KR20150110181A KR 20150110181 A KR20150110181 A KR 20150110181A KR 1020140034226 A KR1020140034226 A KR 1020140034226A KR 20140034226 A KR20140034226 A KR 20140034226A KR 20150110181 A KR20150110181 A KR 20150110181A
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

유압 활용 엔진 시스템은 엔진, 액추에이터를 구동시키기 위한 작동유를 토출하는 적어도 하나의 유압 펌프와 상기 작동유가 귀환하는 유압 탱크를 구비하는 유압 시스템, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 탱크 사이의 유압라인에 연결되고 상기 작동유의 유압을 구동원으로서 전달하기 위한 유압 동력전달장치, 및 상기 유압 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 작동되는 차량용 보조장치를 포함한다.

Description

유압 활용 엔진 시스템{ENGINE SYSTEM USING HYDRAULIC SYSTEM}
본 발명은 유압 활용 엔진 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭기의 유압 시스템으로부터의 유압 에너지를 이용하는 엔진 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 엔진이 동력원으로 탑재되는 건설기계 차량 내에서는 실내 온도 조절 등을 위한 에어컨디셔너가 장착될 수 있다. 상기 에어컨디셔너의 압축기는 상기 엔진의 크랭크샤프트에 벨트 등을 통해 연결되어 직접 구동될 수 있다.
따라서, 차량 운전 시 에어컨디셔너를 가동하게 되면 동일한 출력을 유지하기 위해 더 많은 연료를 소모하게 되어 연비가 악화되거나, 또는 동일 연료 소모 시 출력이 감소하게 되는 단점이 있다. 또한, 차량 개발 단계에서 에어컨디셔너 가동 시에 대한 추가적인 튜닝 및 제어 로직 구축에 비용과 시간이 상당히 소요되는 문제점이 있다.
또한, 냉각수 펌프, 연료 펌프, 연료 팬 등과 같은 엔진의 구동을 보조하는 보조기계류 역시 엔진의 크랭크샤프트에 연결되어 작동되므로, 상기 보조기계류의 작동 시에는 연비가 저하되거나 출력이 감소되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 차량에는 배기가스 규제에 대응하기 위해 배기가스 재순환(EGR) 시스템이 설치될 수 있다. 상기 EGR 시스템의 적용에 있어서 단순하고 내구성 및 제어성이 우수한 EGR 밸브의 설계는 매우 중요한 요소이다.
본 발명의 일 목적은 건설기계의 유압 에너지를 활용하여 엔진의 연비를 개선할 수 있는 엔진 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템은 엔진, 액추에이터를 구동시키기 위한 작동유를 토출하는 적어도 하나의 유압 펌프와 상기 작동유가 귀환하는 유압 탱크를 구비하는 유압 시스템, 상기 유압 펌프 및 상기 유압 탱크 사이의 유압라인에 연결되고 상기 작동유의 유압을 구동원으로서 전달하기 위한 유압 동력전달장치, 및 상기 유압 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 작동되는 차량용 보조장치를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는, 상기 유압라인에 연결되고 상기 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부, 및 상기 유압 회수부에 연결되며 상기 작동유의 유압에 의해 구동되어 상기 차량용 보조장치로 동력을 전달하기 위한 동력전달용 유압 모터를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 작동유를 상기 유압 모터로 공급하기 위한 바이패스 공급 라인 및 상기 유압 모터로부터 상기 작동유를 회수하기 위한 바이패스 회수 라인을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 회수부는 상기 유압라인 및 상기 바이패스 라인을 연결하는 제어 밸브를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 회수부는 상기 바이패스 라인에 설치되어 상기 작동유의 압력을 제어하기 위한 레귤레이터 및 어큐뮬레이터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 시스템은 상기 유압 펌프와 상기 액추에이터 사이에 설치되며 상기 엑추에이터의 동작을 제어하기 위한 컨트롤밸브를 더 포함하고, 상기 유압 동력전달장치는 상기 컨트롤밸브 및 상기 유압 탱크 사이의 유압라인에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 펌프는 조작 장치를 위한 파일럿 펌프를 포함하고, 상기 유압 동력전달장치는 상기 파일럿 펌프 및 상기 조작 장치 사이의 유압라인에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 에어컨디셔너의 압축기일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 상기 엔진의 보조기계류일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 EGR 밸브일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는, 상기 유압라인에 연결되고 상기 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부, 및 상기 유압 회수부에 연결되며 상기 작동유의 유압에 의해 구동되는 상기 EGR 밸브의 밸브 구동장치를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 차량용 보조장치는 엔진의 크랭크샤프트와 직접 연결되지 않고, 이와는 독립적으로, 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다.
따라서, 차량 운전시 상기 차량용 보조장치를 가동하더라도 연비가 저하되거나 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 차량 개발시 배출가스 규제 및 연비 목표치를 달성하기 위해 튜닝시 비용과 시간을 절감할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 개략도이다. 도 2는 도 1의 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엔진 시스템은 내연기관의 엔진(10), 액추에이터(50, 52)들을 구동시키기 위한 작동유를 토출하는 적어도 하나의 유압 펌프(30, 32)와 상기 작동유가 귀환하는 유압 탱크(60)를 구비하는 유압 시스템, 엔진(10)으로부터 직접 동력을 받지 않고 독립적으로 구동되는 차량용 보조장치, 및 상기 작동유의 유압을 구동원으로서 상기 차량용 보조장치로 전달하여 작동시키기 위한 유압 동력전달장치를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 엔진(10)은 굴삭기와 같은 건설기계의 구동원으로서 디젤 엔진을 포함할 수 있다. 엔진(10)의 배기계는 터보차저를 포함할 수 있다. 상기 터보차저의 터빈(14)은 엔진(10)의 배기 매니폴드로부터 배출되는 배기가스의 에너지를 기계적 일로 변환하여 상기 터보차저의 컴프레서(16)를 작동시키고, 컴프레서(16)에 의해 압축된 공기는 엔진(10)의 흡기 매니폴드에 공급될 수 있다.
엔진(10)은 동력전달장치를 통하여 제1 펌프(30)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(32)는 제1 펌프(30)와 직접 연결될 수 있다. 따라서, 엔진(10)으로부터의 동력은 제1 펌프(30) 및 제2 펌프(32)에 각각 전달될 수 있다.
제1 펌프(30)는 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(MCV)(40)에 연결될 수 있다. 컨트롤밸브(40)는 굴삭기에 있어서 유압 시스템의 제어를 수행하기 위한 제어장치일 수 있다. 굴삭기와 같은 건설기계는 하부 주행체 상에 탑재된 상부 선회체, 및 상기 상부 선회체에 설치된 운전실, 및 붐, 암 및 버켓을 구비하는 작업 장치를 포함할 수 있다.
컨트롤밸브(40)는 고압유압라인을 통하여 붐 실린더(50a), 암 실린더(50b) 및 버킷 실린더(50c)를 포함하는 다수개의 액추에이터들(50)에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 상기 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더와 같은 액추에이터들 각각은 메인 펌프인 제1 펌프(30)로부터 토출된 작동유의 유압에 의해 구동될 수 있다.
또한, 컨트롤밸브(40)는 고압유압라인을 통하여 우측용 주행유압모터(52a), 좌측용 주행유압모터(52b) 및 선회 모터(52c)를 포함하는 다수개의 액추에이터들(52)에 각각 연결될 수 있다. 따라서, 상기 우측용 주행유압모터, 상기 좌측용 주행유압모터 및 상기 선회 모터와 같은 액추에이터들 각각은 제1 펌프(30)로부터 토출된 작동유의 유압에 의해 구동될 수 있다.
상기 액추에이터를 구동시키는 작동유는 리턴 유압라인(62)을 통해 유압 탱크(60)로 귀환될 수 있다. 이 때, 리턴 유압라인(62)을 통해 흐르는 작동유는, 예를 들면, 엔진과 관련된 보조장치를 구동시킬 수 있는 충분한 압력을 가질 수 있다.
제2 펌프(32)는 파일럿라인을 통하여 조작 장치(54)와 같은 제어 장치에 연결될 수 있다. 제2 펌프(32)는 파일럿 작동유를 토출할 수 있다. 따라서, 서브 펌프인 제2 펌프(32)로부터의 파일럿 작동유는 컨트롤밸브(40)의 입력단에서 대기하고, 조작 장치(54)의 조작에 따라 컨트롤밸브(40)의 대응하는 하나의 밸브를 개방시키고 리턴 유압라인을 통해 오일 탱크(60)로 회수될 수 있다. 이 때, 상기 파일럿라인을 통해 흐르는 파일럿 작동유 역시, 예를 들면, 엔진과 관련된 보조장치를 구동시킬 수 있는 충분한 압력을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는 유압 펌프(30) 및 유압 탱크(60) 사이의 유압라인에 연결되고, 상기 작동유의 유압을 차량용 보조장치의 구동원으로서 전달할 수 있다. 따라서, 상기 유압 동력전달장치는 상기 유압 시스템에서 사용되고 남은 작동유를 활용하여 차량용 보조장치를 구동시킬 수 있다.
상기 유압 동력전달장치는, 리턴 유압라인(62)에 연결되고 상기 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부(70), 및 유압 회수부(70)에 연결되며 상기 작동유의 유압에 의해 구동되는 동력전달용 유압 모터(80)를 포함할 수 있다.
상기 바이패스 라인은 상기 작동유를 유압 모터(80)로 공급하기 위한 바이패스 공급 라인(72) 및 유압 모터(80)로부터 상기 작동유를 유압 탱크(60)로 회수하기 위한 바이패스 회수 라인(73)을 포함할 수 있다. 바이패스 공급 라인(72)은 제1 제어 밸브(74a)에 의해 리턴 유압라인(62)에 연결되고, 바이패스 회수 라인(73)은 제2 제어 밸브(74b)에 의해 리턴 유압라인(62)에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 회수부는 상기 바이패스 라인에 설치되어 상기 작동유의 압력을 제어하기 위한 레귤레이터(regulator) 및 어큐뮬레이터(accumulator) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 레귤레이터 및 상기 어큐뮬레이터는 상기 바이패스 라인을 흐르는 작동유의 압력, 유량 등을 정밀하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 레귤레이터(76a) 및 제1 어큐뮬레이터(78a)는 바이패스 공급 라인(72)에 설치되고, 제2 레귤레이터(76b) 및 제2 어큐뮬레이터(78b)는 바이패스 회수 라인(73)에 설치될 수 있다.
동력전달용 유압 모터(80)는 상기 유압 회수부의 바이패스 공급 라인(72) 및 바이패스 회수 라인(73)에 연결될 수 있다. 컨트롤 밸브(40)로부터 회수되는 작동유는 바이패스 공급 라인(72)을 통해 동력전달용 유압 모터(80)의 A포트에 공급되고 유압 모터(80)를 구동시킨 후 저압이 되어 바이패스 회수 라인(73)을 통하여 유압 탱크(60)로 회수될 수 있다. 이에 따라, 유압 모터(80)가 구동됨으로써 유압 모터(80)의 출력측에 연결된 차량용 보조장치를 동작시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 에어컨디셔너(20)의 압축기일 수 있다. 동력전달용 유압 모터(80)는 에어컨디셔너(20)의 압축기를 작동시켜 냉매를 압축시켜 냉매 싸이클을 형성할 수 있다.
종래의 에어컨디셔너의 압축기는 엔진의 크랭크샤프트에 연결되어 엔진의 동력의 일부를 직접 사용하기 때문에 차량 운전시 에어컨디셔너를 가동하게 되면 동일한 출력을 유지하기 위하여 추가적인 연료를 소모하게 되어 연비가 악화되고 동일 연료 소모 시 출력이 감소될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 에어컨디셔너(20)는 엔진(10)의 크랭크샤프트(12)와 연결되지 않고, 이와는 독립적으로, 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다. 따라서, 상기 유압 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 에어컨디셔너(20)의 압축기를 독립적으로 가동시킴에 따라, 차량 운전시 에어컨디셔너(20)를 가동하더라도 연비가 저하되거나 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
더욱이, 차량 개발시 배출가스 규제 및 연비 목표치를 달성하기 위해 튜닝을 수행할 때, 에어컨디셔너(20)의 가동 시에 대비한 추가적인 튜닝 및 관련 제어 로직이 월등히 단순화되거나 불필요하게 되어 개발 비용 및 기간이 절약될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다. 상기 유압 활용 엔진 시스템은 유압 동력전달장치의 연결되는 유압라인을 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 엔진 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 제2 펌프(32)는 파일럿라인(64)을 통하여 조작 장치(54)와 같은 제어 장치에 연결될 수 있다. 제2 펌프(32)는 서브 펌프로서 파일럿 작동유를 토출할 수 있다. 이 때, 파일럿라인(64)을 통해 흐르는 파일럿 작동유 역시, 예를 들면, 엔진과 관련된 보조장치를 구동시킬 수 있는 충분한 압력을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는, 파일럿라인(64)에 연결되고 상기 파일럿 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부(71), 및 유압 회수부(71)에 연결되며 상기 파일럿 작동유의 유압에 의해 구동되는 동력전달용 유압 모터(80)를 포함할 수 있다.
상기 바이패스 라인은 상기 파일럿 작동유를 유압 모터(80)로 공급하기 위한 바이패스 공급 라인(72) 및 유압 모터(80)로부터 상기 파일럿 작동유를 유압 탱크(60)로 회수하기 위한 바이패스 회수 라인(73)을 포함할 수 있다. 바이패스 공급 라인(72)은 제1 제어 밸브(74a)에 의해 파일럿라인(64)에 연결되고, 바이패스 회수 라인(73)은 제2 제어 밸브(74b)에 의해 파일럿라인(64)에 연결될 수 있다.
동력전달용 유압 모터(80)는 상기 유압 회수부의 바이패스 공급 라인(72) 및 바이패스 회수 라인(73)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(40)로부터 토출된 파일럿 작동유는 바이패스 공급 라인(72)을 통해 동력전달용 유압 모터(80)의 A포트에 공급되고 유압 모터(80)를 구동시킨 후 저압이 되어 바이패스 회수 라인(73)을 통하여 유압 탱크(60)로 회수될 수 있다. 이에 따라, 유압 모터(80)가 구동됨으로써 유압 모터(80)의 출력측에 연결된 차량용 보조장치를 동작시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 에어컨디셔너(20)의 압축기일 수 있다. 동력전달용 유압 모터(80)는 에어컨디셔너(20)의 압축기를 작동시켜 냉매를 압축시켜 냉매 싸이클을 형성할 수 있다.
에어컨디셔너(20)는 엔진(10)의 크랭크샤프트(12)와 연결되지 않고, 이와는 독립적으로, 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다. 따라서, 상기 유압 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 에어컨디셔너(20)의 압축기를 독립적으로 가동시킴에 따라, 차량 운전시 에어컨디셔너(20)를 가동하더라도 연비가 저하되거나 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다. 상기 유압 활용 엔진 시스템은 유압 동력전달장치에 의해 구동되는 차량용 보조장치를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 엔진 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 차량용 보조장치는 냉각수 펌프(22), 연료 펌프(24), 연료 팬(26), 기타 보기류(28)와 같은 엔진(10)의 구동을 보조하는 보조기계류일 수 있다. 동력전달용 유압 모터(80)는 상기 보조기계류를 작동시켜 엔진(10)의 구동을 보조할 수 있다.
상기 보조기계류는 엔진(10)의 크랭크샤프트(12)와 연결되지 않고, 이와는 독립적으로, 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다. 따라서, 추가적인 연료 소모 없이 폐 유압 에너지를 이용하여 상기 보조기계류를 작동시키므로 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있고 상기 보조기계류의 작동시 엔진의 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 차량의 개발단계에서 상기 보조기계류의 가동과 관련한 추가적인 튜닝 및 관련된 제어 로직을 단순화시킬 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다. 상기 유압 활용 엔진 시스템은 유압 동력전달장치의 연결되는 유압라인을 제외하고는 도 4를 참조로 설명한 엔진 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 상기 유압 동력전달장치는, 파일럿라인(64)에 연결되고 상기 파일럿 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부(71), 및 유압 회수부(71)에 연결되며 상기 파일럿 작동유의 유압에 의해 구동되는 동력전달용 유압 모터(80)를 포함할 수 있다.
상기 바이패스 라인은 상기 파일럿 작동유를 유압 모터(80)로 공급하기 위한 바이패스 공급 라인(72) 및 유압 모터(80)로부터 상기 파일럿 작동유를 유압 탱크(60)로 회수하기 위한 바이패스 회수 라인(73)을 포함할 수 있다. 바이패스 공급 라인(72)은 제1 제어 밸브(74a)에 의해 파일럿라인(64)에 연결되고, 바이패스 회수 라인(73)은 제2 제어 밸브(74b)에 의해 파일럿라인(64)에 연결될 수 있다.
동력전달용 유압 모터(80)는 상기 유압 회수부의 바이패스 공급 라인(72) 및 바이패스 회수 라인(73)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(40)로부터 토출된 파일럿 작동유는 바이패스 공급 라인(72)을 통해 동력전달용 유압 모터(80)의 A포트에 공급되고 유압 모터(80)를 구동시킨 후 저압이 되어 바이패스 회수 라인(73)을 통하여 유압 탱크(60)로 회수될 수 있다. 이에 따라, 유압 모터(80)가 구동됨으로써 유압 모터(80)의 출력측에 연결된 차량용 보조장치를 동작시킬 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다. 상기 유압 활용 엔진 시스템은 유압 동력전달장치에 의해 구동되는 차량용 보조장치를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 엔진 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 상기 차량용 보조장치는 EGR 시스템의 EGR 밸브(90)일 수 있다. EGR 라인(94)은 엔진(10)의 배기 매니폴드와 흡기 매니폴드를 연결하고, EGR 라인(94)에는 EGR 밸브(90) 및 EGR 쿨러(92)가 설치될 수 있다. EGR 밸브(90)는 EGR 라인(94)을 통해 재순환되는 배기가스의 양을 조절하고, EGR 쿨러(92)는 상기 재순환 배기가스를 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상기 EGR 시스템은 엔진(10)에서 배출되는 배기가스의 일부를 상기 흡기 매니폴드로 재순환시킴으로써 엔진(10)의 연소 온도를 내리고 질소 산화물(NOx)의 발생량을 감소시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는, 회수 유압라인(64)에 연결되고 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부(70), 및 유압 회수부(70)에 연결되며 상기 작동유의 유압에 의해 구동되는 EGR 밸브(90)의 밸브 구동장치를 포함할 수 있다.
EGR 밸브(90)의 상기 밸브 구동장치는 상기 유압 회수부의 바이패스 공급 라인(72) 및 바이패스 회수 라인(73)에 연결될 수 있다. 바이패스 공급 라인(72)을 통해 공급된 상기 작동유는 EGR 밸브(90)의 밸브 구동장치를 구동시킨 후 바이패스 회수 라인(73)을 통하여 유압 탱크(60)로 회수될 수 있다.
이에 따라, EGR 밸브(90)는 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다. 따라서, 엔진의 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있고 엔진의 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 유압 활용 엔진 시스템을 나타내는 블록도이다. 상기 유압 활용 엔진 시스템은 유압 동력전달장치의 연결되는 유압라인을 제외하고는 도 5를 참조로 설명한 엔진 시스템과 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 상기 유압 동력전달장치는, 파일럿라인(64)에 연결되고 파일럿 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부(71), 및 유압 회수부(71)에 연결되며 상기 파일럿 작동유의 유압에 의해 구동되는 EGR 밸브(90)의 밸브 구동장치를 포함할 수 있다.
EGR 밸브(90)의 상기 밸브 구동장치는 상기 유압 회수부의 바이패스 공급 라인(72) 및 바이패스 회수 라인(73)에 연결될 수 있다. 바이패스 공급 라인(72)을 통해 공급된 상기 파일럿 작동유는 EGR 밸브(90)의 밸브 구동장치를 구동시킨 후 바이패스 회수 라인(73)을 통하여 유압 탱크(60)로 회수될 수 있다.
이에 따라, EGR 밸브(90)는 유압 시스템의 폐 유압 에너지를 회수하여 전달된 유압을 구동원으로 하여 작동될 수 있다. 따라서, 엔진의 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있고 엔진의 출력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 엔진 12: 크랭크샤프트
14: 터빈 16: 컴프레서
20: 에어컨디셔너 22: 냉각수 펌프
24: 연료 펌프 26: 연료 팬
28: 보기류 30: 제1 펌프
32: 제2 펌프 40: 컨트롤밸브
50: 액추에이터 50a: 붐 실린더
50b: 암 실린더 50c: 버켓 실린더
52a: 우측용 주행유압모터 52b: 좌측용 주행유압모터
52c: 선회 모터 54: 조작 장치
60: 유압 탱크 62: 리턴 유압라인
64: 파일럿라인 70, 71: 유압 회수부
72: 바이패스 공급 라인 73: 바이패스 회수 라인
74a: 제1 제어 밸브 74b: 제2 제어 밸브
76a: 제1 레귤레이터 76b: 제2 레귤레이터
78a: 제1 어큐뮬레이터 78b: 제2 어큐뮬레이터
80: 동력전달용 유압 모터 90: EGR 밸브
92: EGR 쿨러 94: EGR 라인

Claims (11)

  1. 엔진;
    액추에이터를 구동시키기 위한 작동유를 토출하는 적어도 하나의 유압 펌프와 상기 작동유가 귀환하는 유압 탱크를 구비하는 유압 시스템;
    상기 유압 펌프 및 상기 유압 탱크 사이의 유압라인에 연결되고, 상기 작동유의 유압을 구동원으로서 전달하기 위한 유압 동력전달장치; 및
    상기 유압 동력전달장치로부터 동력을 전달받아 작동되는 차량용 보조장치를 포함하는 유압 활용 엔진 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는
    상기 유압라인에 연결되고, 상기 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부; 및
    상기 유압 회수부에 연결되며, 상기 작동유의 유압에 의해 구동되어 상기 차량용 보조장치로 동력을 전달하기 위한 동력전달용 유압 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 바이패스 라인은 상기 작동유를 상기 유압 모터로 공급하기 위한 바이패스 공급 라인 및 상기 유압 모터로부터 상기 작동유를 회수하기 위한 바이패스 회수 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 유압 회수부는 상기 유압라인 및 상기 바이패스 라인을 연결하는 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 유압 회수부는 상기 바이패스 라인에 설치되어 상기 작동유의 압력을 제어하기 위한 레귤레이터 및 어큐뮬레이터 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 유압 활용 엔진 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 시스템은 상기 유압 펌프와 상기 액추에이터 사이에 설치되며 상기 엑추에이터의 동작을 제어하기 위한 컨트롤밸브를 더 포함하고,
    상기 유압 동력전달장치는 상기 컨트롤밸브 및 상기 유압 탱크 사이의 유압라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 유압 펌프는 조작 장치를 위한 파일럿 펌프를 포함하고,
    상기 유압 동력전달장치는 상기 파일럿 펌프 및 상기 조작 장치 사이의 유압라인에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 에어컨디셔너의 압축기인 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 상기 엔진의 보조기계류인 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 차량용 보조장치는 EGR 밸브인 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 유압 동력전달장치는
    상기 유압라인에 연결되고, 상기 작동유를 선택적으로 우회시키기 위한 바이패스 라인을 갖는 유압 회수부; 및
    상기 유압 회수부에 연결되며, 상기 작동유의 유압에 의해 구동되는 상기 EGR 밸브의 밸브 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 활용 엔진 시스템.
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