WO2012102466A1 - 건설중장비의 배기가스 재순환장치 - Google Patents

건설중장비의 배기가스 재순환장치 Download PDF

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임지훈
왕태중
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Doosan Infracore Co Ltd
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus for heavy construction equipment, and more particularly, to allow the exhaust gas discharged from the engine to be controlled at an appropriate stage at an appropriate stage when the exhaust gas is introduced into the engine together with the new device.
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • the exhaust gas recirculation apparatus of the heavy equipment is provided with a high pressure EGR cooler and a high pressure EGR valve, and the high pressure EGR line does not pass through the turbocharger; It is mainly used that the low pressure EGR valve and the low pressure EGR cooler are provided, and the low pressure EGR line passing through the turbocharger.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and the object thereof is a high pressure EGR line not passing through a turbocharger, a low pressure EGR line passing through a turbocharger, and a hybrid EGR line passing only through a compressor of a turbocharger.
  • the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for heavy construction equipment that can efficiently control a large amount of EGR gas.
  • Exhaust gas recirculation apparatus of the heavy equipment of the present invention for achieving the above object is an engine having an intake manifold and exhaust manifold; A turbocharger for rotating the turbine using exhaust gas discharged from the engine and compressing air supplied to the engine through a compressor connected through the connection shaft with the turbine; An intercooler for cooling the compressed air flowing into the engine; A high pressure EGR line provided with a high pressure EGR cooler to direct a portion of the exhaust gas toward the intercooler without passing through the turbocharger; A high pressure EGR valve provided in the high pressure EGR line and controlled to be opened / closed so that a part of the exhaust gas is cooled in the high pressure EGR cooler and then supplied to the intake manifold with the new device compressed through the compressor; A low pressure EGR line provided with a low pressure EGR cooler to direct a portion of the exhaust gas via the turbocharger to the compressor; A low pressure EGR valve provided in the low pressure EGR line to open / close a portion of the exhaust gas passing through the turbine to be guided to the compressor
  • the hybrid EGR line may be provided between the inlet side of the turbine and the inlet side of the low pressure EGR cooler.
  • the hybrid EGR line may be provided between the outlet side of the high-pressure EGR cooler and the inlet side of the compressor.
  • the hybrid EGR line may be provided between the outlet side of the high pressure EGR cooler and the inlet side of the low pressure EGR cooler.
  • the exhaust gas recirculation apparatus of the heavy construction equipment of the present invention it is possible to precisely control the EGR through the high pressure EGR line, the hybrid EGR line, and the low pressure EGR line, thereby significantly reducing the NOx in the exhaust gas, thereby contributing to environmental protection. In addition, it is possible to obtain an effect such as being able to greatly improve the commerciality of heavy construction equipment.
  • FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of the third embodiment of the present invention. .
  • the exhaust gas recirculation apparatus of the heavy equipment of the present invention is
  • the turbine 121 is rotated using the exhaust gas discharged from the engine 110, and the air supplied to the engine 110 is supplied to the engine 110 through the compressor 123 connected through the turbine 121 and the connecting shaft 122.
  • a high pressure EGR line 140 provided with a high pressure EGR cooler 142 and a high pressure EGR valve 141 and not passing through the turbocharger 120;
  • a low pressure EGR line 160 provided with a low pressure EGR valve 161 and a low pressure EGR cooler 162 and passing through the turbocharger 120;
  • the hybrid EGR valve 151 is provided, and the hybrid EGR line 150 passes through only the compressor 123 without passing through the turbine 121 of the turbocharger 120.
  • FIG. 1 illustrates a hybrid EGR line 150 between a turbine 121 inlet side of a turbocharger 120 and an inlet side of a low pressure EGR cooler 162 of a low pressure EGR line 160. It is in a prepared form.
  • the high pressure EGR valve 141 when the high pressure EGR valve 141 is opened, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 is cooled in the high pressure EGR cooler 142 and then the high pressure EGR valve 141. And an intake manifold 111 of the engine 110 is supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 through the intercooler 130 and compressed through the compressor 123.
  • the low pressure EGR valve 161 is opened, the exhaust manifold of the engine 110 is opened. A portion of the exhaust gas discharged from the 112 and passing through the turbine 121 of the turbocharger 120 is led to the compressor 123 of the turbocharger 120 via the low pressure EGR valve 161 and the low pressure EGR cooler 162. And compressed in the compressor 123 together with the new device introduced through the air cleaner 170 and then supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 via the intercooler 130.
  • the hybrid EGR valve 151 When the hybrid EGR valve 151 is opened, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 passes through the hybrid EGR valve 151 and the low pressure EGR cooler 162 of the turbocharger 120.
  • the air is supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 through the intercooler 130 after being compressed by the compressor 123 together with the new device introduced through the air cleaner 170 and introduced into the compressor 123.
  • FIG. 2 shows a hybrid EGR line 150 between a high pressure EGR cooler 141 outlet side of the high pressure EGR line 140 and a compressor 123 inlet side of the turbocharger 120. It is in a prepared form.
  • the high pressure EGR valve 141 when the high pressure EGR valve 141 is opened, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 is cooled by the high pressure EGR cooler 142 and then the high pressure EGR valve 141. And an intake manifold 111 of the engine 110 is supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 through the intercooler 130 and compressed through the compressor 123.
  • the low pressure EGR valve 160 is opened, the exhaust manifold of the engine 110 is opened. A portion of the exhaust gas discharged from the 112 and passing through the turbine 121 of the turbocharger 120 is led to the compressor 123 of the turbocharger 120 through the low pressure EGR valve 141 and the low pressure EGR cooler 142. And compressed in the compressor 123 together with the new device introduced through the air cleaner 170 and then supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 via the intercooler 130.
  • the hybrid EGR valve 151 When the hybrid EGR valve 151 is opened, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 passes through the high pressure EGR cooler 142 and the hybrid EGR valve 151 of the turbocharger 120.
  • the air is supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 through the intercooler 130 after being compressed by the compressor 123 together with the new device introduced through the air cleaner 170 and introduced into the compressor 123.
  • FIG 3 shows a hybrid EGR line between an outlet side of the high pressure EGR cooler 141 of the high pressure EGR line 140 and an outlet side of the low pressure EGR valve 161 of the low pressure EGR line 160. 150) is provided.
  • the high pressure EGR valve 141 when the high pressure EGR valve 141 is opened, a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 is cooled in the high pressure EGR cooler 142 and then the high pressure EGR valve 141. And an intake manifold 111 of the engine 110 is supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 through the intercooler 130 and compressed through the compressor 123.
  • the low pressure EGR valve 160 is opened, the exhaust manifold of the engine 110 is opened. A portion of the exhaust gas discharged from the 112 and passing through the turbine 121 of the turbocharger 120 is led to the compressor 123 of the turbocharger 120 through the low pressure EGR valve 141 and the low pressure EGR cooler 142. And compressed in the compressor 123 together with the new device introduced through the air cleaner 170 and then supplied to the intake manifold 111 of the engine 110 via the intercooler 130.
  • a part of the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 112 of the engine 110 may be a high pressure EGR cooler 142, a hybrid EGR valve 151, and a low pressure EGR cooler 142.
  • a compressor 123 of the turbocharger 120 is introduced into the compressor through the air cleaner 170 is compressed in the compressor 123 and then through the intercooler 130 through the intake manifold (110) 111).
  • each of the EGR valves 141, 142, 143 of each of the EGR lines 140, 150, and 160 is mechanically controlled and electronically controlled. It is desirable to be optimally controlled through matching of.
  • the engine control unit basically controls the high-pressure EGR valve, while the engine control receives the driver's low load request signal or driving and idle signals.
  • the engine control unit (ECU) which receives the driver's high load request signal and a signal informing the operation mode, enters the EGR line 140 (150) (160) according to the engine speed (rpm), vehicle speed (Vehicle_v), and torque variation.
  • the electronic control which opens and closes each EGR valve
  • the operation of the low pressure EGR valve 161 and the hybrid EGR valve 151 is performed according to the driver's input signal, and the control order of each EGR valve is the respective valve. It is better to determine the characteristics.
  • the high pressure EGR valve 141 is used depending on various basic signals in general medium, low, and high load modes.
  • the hybrid EGR valve 151 is used in a high load work standby mode and a low load work mode, and has a merit of supplying a high volume of EGR gas at a quick time, but is relatively weak compared to the low pressure EGR valve 161 in terms of stability.
  • the low pressure EGR valve 161 is used in a low load operation standby mode and a lower mode, has a high safety and can supply a high capacity EGR gas, but has a disadvantage in that the reactivity is slow.
  • the exhaust gas recirculation apparatus of the heavy equipment of the present invention enables a large-capacity EGR supply by adding a hybrid / low pressure EGR loop to the existing high pressure EGR loop, and the EGR gas passing through the high pressure EGR loop undergoes a compression process.
  • the EGR gas that passes through the hybrid / LP loop without going through is compressed into the engine through the compression process, and the hybrid / low pressure combination is possible by simplifying the combination of the existing hybrid EGR loop and the low pressure EGR loop. In this way, it is possible to match various EGR rates (Rate) and intake air temperature flowing into the engine according to the operation of each EGR valve, it is possible to supply a variety of EGR by operation conditions.
  • the exhaust gas recirculation apparatus of the heavy construction equipment according to the present invention can be used to control the proper pressure at a proper stage when the exhaust gas discharged from the engine is introduced into the engine together with the fresh air.

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Abstract

본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치는, 배기 가스의 일부를 터빈(121)을 경유하지 않고 배기매니폴드(112)에서 콤프레셔(123) 쪽으로 유도하도록 하는 하이브리드 EGR 라인(150) 및 하이브리드 EGR 라인(150)에 마련되어 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부를 콤프레셔(123)의 입구 쪽으로 유도되도록 개폐 제어되는 하이브리드 EGR 밸브(151)를 포함한다.

Description

건설중장비의 배기가스 재순환장치
본 발명은 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 엔진에서 배출되는 배기가스를 신기와 함께 엔진으로 유입시킬 때 적정 단계에서 적정 압력으로 제어할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.
일반적으로 건설중장비의 엔진에 장착되는 배기가스 재순환장치(EGR; Exhaust Gas Recirculation)의 궁극적인 목표는 터보차저 등을 이용하여 고출력을 달성하기 위한 것보다는 엔진의 완전 연소를 유도하여 질소화합물(NOx)의 배출을 제어하는 데에 있다.
일반적으로 건설중장비의 배기가스 재순환장치는 고압 EGR 쿨러와 고압 EGR 밸브가 마련되고, 터보차저를 경유하지 않는 고압 EGR 라인과; 저압 EGR 밸브와 저압 EGR 쿨러가 마련되고, 터보차저를 경유하는 저압 EGR 라인;을 구비하는 것이 주로 사용되고 있다.
상기 건설중장비의 배기가스 재순환장치를 터보차저를 경유하지 않는 고압 EGR 라인만으로 구성하게 되면 배기가스 재순환 장치와 터보차저(T/C; Turbo Charger)와의 제어 균형을 유지시키는 과정이 필요하게 된다.
그리고 고압 EGR 라인에 저압 EGR 라인이 추가된 경우에는 터보차저(T/C) 및 기존 고압 EGR 라인으로 이동되는 배기가스까지도 제어를 위해 고려되어야 하는 중요한 요소가 되기 때문에 요소부품 상호 간의 균형을 유지시켜줄 수 있는 제어 시스템이 필요하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 터보차저를 경유하지 않는 고압 EGR 라인과 터보차저를 경유하는 저압 EGR 라인, 그리고 터보차저의 콤프레셔만 경유하는 하이브리드 EGR 라인을 구비하도록 하여 대용량의 EGR 가스를 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 건설중장비의 배기가스 재순환장치를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치는 흡기매니폴드와 배기매니폴드를 구비하는 엔진; 상기 엔진에서 배출되는 배기가스를 이용하여 터빈을 회전시키고, 상기 터빈과 접속축을 통해 접속된 콤프레셔를 통해 상기 엔진으로 공급되는 공기를 압축하는 터보차저; 상기 엔진으로 유입되는 압축공기를 냉각하는 인터쿨러; 고압 EGR쿨러가 마련되고 상기 터보차저를 경유하지 않고 상기 배기가스의 일부를 상기 인터쿨러 쪽으로 유도하도록 하는 고압 EGR 라인; 상기 고압 EGR라인에 마련되어 상기 배기가스의 일부가 상기 고압 EGR 쿨러에서 냉각된 후에 상기 콤프레셔를 통해 압축된 신기와 함께 상기 흡기매니폴드로 공급되도록 개폐 제어되는 고압 EGR 밸브; 저압 EGR 쿨러가 마련되고, 상기 터보차저를 경유한 상기 배기가스의 일부를 상기 콤프레셔 쪽으로 유도하도록 하는 저압 EGR 라인; 상기 저압 EGR라인에 마련되어 상기 터빈을 거친 배기가스의 일부가 상기 저압 EGR 쿨러를 거쳐 상기 콤프레셔로 유도되도록 개폐 제어되는 저압 EGR 밸브; 상기 배기 가스의 일부를 상기 터보차저의 터빈을 경유하지 않고 상기 배기매니폴드에서 상기 콤프레셔 쪽으로 유도하도록 하는 하이브리드 EGR 라인 및 상기 하이브리드 EGR 라인에 마련되어 상기 배기매니폴드에서 배출되는 상기 배기가스의 일부를 상기 콤프레셔의 입구 쪽으로 유도되도록 개폐 제어되는 하이브리드 EGR 밸브;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 건설중장비의 배기가스 재순환장치는, 상기 하이브리드 EGR라인이 상기 터빈의 입구측과 상기 저압 EGR 쿨러의 입구측 사이에 마련된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설중장비의 배기가스 재순환장치는, 상기 하이브리드 EGR라인이 상기 고압 EGR 쿨러의 출구측과 상기 콤프레셔의 입구측 사이에 마련된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건설중장비의 배기가스 재순환장치는, 상기 하이브리드 EGR 라인이 상기 고압 EGR 쿨러의 출구측과 상기 저압 EGR 쿨러의 입구측 사이에 마련된 것일 수 있다.
본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 의하면 고압 EGR 라인과 하이브리드 EGR 라인, 저압 EGR 라인을 통해 EGR을 정밀 제어할 수 있게 되므로 배기가스 중의 Nox를 현저하게 저감할 수 있게 되어 환경보호에 이바지할 수 있게 됨은 물론 건설중장비의 상품성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 구성도
도 2는 본 발명의 제2실시예의 구성도
도 3은 본 발명의 제3실시예의 구성도
도 4는 본 발명의 제어 흐름도
*부호의 설명*
110: 엔진
111: 흡기매니폴드
112: 배기매니폴드
120: 터보차저
121: 터빈
122: 접속축
123: 콤프레서
130: 인터쿨러
140: 고압 EGR 라인
150: 하이브리드 EGR 라인
160: 저압 EGR 라인
이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에는 본 발명의 제1실시예의 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 제2실시예의 구성도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 제3실시예의 구성도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3과 같이 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치는
엔진(110)과;
상기 엔진(110)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 터빈(121)을 회전시키고, 터빈(121)과 접속축(122)을 통해 접속된 콤프레셔(123)를 통해 엔진(110)으로 공급되는 공기를 압축하는 터보차저(120)와;
상기 엔진(110)으로 유입되는 압축공기를 냉각하는 인터쿨러(130)와;
고압 EGR 쿨러(142)와 고압 EGR 밸브(141)가 마련되고, 상기 터보차저(120)를 경유하지 않는 고압 EGR 라인(140)과;
저압 EGR 밸브(161)와 저압 EGR 쿨러(162)가 마련되고, 상기 터보차저(120)를 경유하는 저압 EGR 라인(160)과;
하이브리드 EGR 밸브(151)가 마련되고, 상기 터보차저(120)의 터빈(121)을 경유하지 않고 콤프레셔(123)만을 경유하는 하이브리드 EGR 라인(150);을 구비하는 것이다.
도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예는 터보차저(120)의 터빈(121) 입구측과 저압 EGR라인(160)의 저압 EGR 쿨러(162) 입구측 사이에 하이브리드 EGR 라인(150)이 마련된 형태이다.
상기 제1실시예에서 고압 EGR 밸브(141)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 고압 EGR 쿨러(142)에서 냉각된 후 고압 EGR 밸브(141)와 인터쿨러(130)를 거쳐 콤프레셔(123)를 통해 압축된 신기와 함께 엔진(110)의 흡기매니폴드(111)로 공급되고, 저압 EGR 밸브(161)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되어 터보차저(120)의 터빈(121)을 거친 배기가스의 일부가 저압 EGR 밸브(161)와 저압 EGR 쿨러(162)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입되는 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기 매니폴드(111)로 공급된다.
그리고 하이브리드 EGR 밸브(151)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 하이브리드 EGR 밸브(151)와 저압 EGR 쿨러(162)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입된 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기 매니폴드(111)로 공급된다.
도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예는 고압 EGR 라인(140)의 고압 EGR 쿨러(141) 출구측과 터보차저(120)의 콤프레셔(123) 입구측 사이에 하이브리드 EGR 라인(150)이 마련된 형태이다.
상기 제2실시예에서 고압 EGR 밸브(141)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 고압 EGR 쿨러(142)에서 냉각된 후 고압 EGR 밸브(141)와 인터쿨러(130)를 거쳐 압축기(123)를 통해 압축된 신기와 함께 엔진(110)의 흡기매니폴드(111)로 공급되고, 저압 EGR 밸브(160)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되어 터보차저(120)의 터빈(121)을 거친 배기가스의 일부가 저압 EGR 밸브(141)와 저압 EGR 쿨러(142)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입되는 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기 매니폴드(111)로 공급된다.
그리고 하이브리드 EGR 밸브(151)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 고압 EGR 쿨러(142)와 하이브리드 EGR 밸브(151)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입되는 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기매니폴드(111)로 공급된다.
도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예는 고압 EGR 라인(140)의 고압 EGR 쿨러(141) 출구측과 저압 EGR 라인(160)의 저압 EGR 밸브(161) 출구측 사이에 하이브리드 EGR 라인(150)이 마련된 형태이다.
상기 제3실시예에서 고압 EGR 밸브(141)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 고압 EGR 쿨러(142)에서 냉각된 후 고압 EGR 밸브(141)와 인터쿨러(130)를 거쳐 압축기(123)를 통해 압축된 신기와 함께 엔진(110)의 흡기매니폴드(111)로 공급되고, 저압 EGR 밸브(160)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되어 터보차저(120)의 터빈(121)을 거친 배기가스의 일부가 저압 EGR 밸브(141)와 저압 EGR 쿨러(142)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입되는 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기 매니폴드(111)로 공급된다.
그리고 하이브리드 EGR 밸브(151)가 개방되면 엔진(110)의 배기매니폴드(112)에서 배출되는 배기가스의 일부가 고압 EGR 쿨러(142)와 하이브리드 EGR 밸브(151), 그리고 저압 EGR 쿨러(142)를 거쳐 터보차저(120)의 콤프레셔(123)로 유도되어 에어클리너(170)를 통해 유입되는 신기와 함께 콤프레셔(123)에서 압축된 후 인터쿨러(130)를 거쳐 엔진(110)의 흡기매니폴드(111)로 공급된다.
도 4에는 본 발명의 제어 흐름도가 도시되어 있다.
도 4와 같이 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 있어서 상기 각 EGR 라인(140)(150)(160)의 각 EGR 밸브(141)(142)(143)는 기계적인 제어와 전자적인 제어의 조화를 통하여 최적 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들어 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 있어서는 기본적으로 엔진 제어유니트(ECU)가 상시 고압 EGR 밸브 제어를 수행하는 한편, 운전자의 저부하 요구 신호 또는 주행, 아이들 신호를 입력받은 엔진 제어유니트(ECU)가 하이브리드 EGR 라인(150)의 하이브리드 EGR 밸브(151) 또는 저압 EGR 라인(160)의 저압 EGR 밸브(161)를 작동하는 기계식 제어와; 운전자 고부하 요구 신호 및 작업 모드 진입을 알리는 신호의 입력을 받은 엔진 제어유니트(ECU)가 엔진 회전수(rpm), 차속(Vehicle_v), 토크 변화량에 따라 상기 각 EGR 라인(140)(150)(160)의 각 EGR 밸브(141)(151)(161)를 개폐하는 전자식 제어를 조합 사용할 수 있다.
본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 있어서 저압 EGR 밸브(161)와 하이브리드 EGR 밸브(151)의 작동은 운전자 입력신호에 따라 수행되도록 하는 것이 바람직하며, 각 EGR 밸브의 제어 순서는 각각의 밸브 특성을 감안하여 정하는 것이 좋다.
예를 들어 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치에 있어서 고압 EGR 밸브(141)는 일반적인 중, 저, 고부하 모드에서 여러 기본 신호에 의존하여 사용한다.
하이브리드 EGR 밸브(151)는 고부하 작업 대기모드, 저부하 작업모드에서 사용하며, 고용량의 EGR 가스를 빠른 시간에 공급해주는 장점이 있으나 안정성 면에서는 저압 EGR 밸브(161)에 비하여 상대적으로 취약하다.
저압 EGR 밸브(161)는 저부하 작업 대기모드 및 그 이하 모드에서 사용되며, 높은 안전성을 갖고, 고용량 EGR 가스를 공급할 수 있으나 반응성이 늦은 단점이 있다.
이처럼 본 발명의 건설중장비의 배기가스 재순환장치는 기존의 고압 EGR 루프(Loop)에 하이브리드/저압 EGR 루프를 추가하여 대용량 EGR 공급을 가능하게 한 것으로, 고압 EGR 루프를 경유는 EGR 가스는 압축과정을 거치지 않고 하이브리드/LP 루프를 경유하는 EGR 가스는 압축과정을 거치게 하여 엔진으로 유입시키는 형태이며, 기존의 하이브리드 EGR 루프와 저압 EGR 루프가 복합되어 있는 형태를 단순화하여 하이브리드/저압 의 조합이 가능하게 되는 것으로, 각 EGR 밸브의 작동에 따라 다양한 EGR 비율(Rate) 및 엔진으로 유입되는 흡기온도를 맞추는 것이 가능하므로 운전조건별로 다양한 EGR 공급이 가능하게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명에 따른 건설중장비의 배기가스 재순환장치는 엔진에서 배출되는 배기가스를 신기와 함께 엔진으로 유입시킬 때 적정 단계에서 적정 압력으로 제어하는 데에 이용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 흡기매니폴드(111)와 배기매니폴드(112)를 구비하는 엔진(110);
    상기 엔진(110)에서 배출되는 배기가스를 이용하여 터빈(121)을 회전시키고, 상기 터빈(121)과 접속축(122)을 통해 접속된 콤프레셔(123)를 통해 상기 엔진(110)으로 공급되는 공기를 압축하는 터보차저(120);
    상기 엔진(110)으로 유입되는 압축공기를 냉각하는 인터쿨러(130);
    고압 EGR쿨러(142)가 마련되고 상기 터보차저(120)를 경유하지 않고 상기 배기가스의 일부를 상기 인터쿨러(130)쪽으로 유도하도록 하는 고압 EGR 라인(140);
    상기 고압 EGR라인(140)에 마련되어 상기 배기가스의 일부가 상기 고압 EGR 쿨러(142)에서 냉각된 후에 상기 콤프레셔(123)를 통해 압축된 신기와 함께 상기 흡기매니폴드(111)로 공급되도록 개폐 제어되는 고압 EGR 밸브(141);
    저압 EGR 쿨러(162)가 마련되고, 상기 터보차저(120)를 경유한 상기 배기가스의 일부를 상기 콤프레셔(123)쪽으로 유도하도록 하는 저압 EGR 라인(160);
    상기 저압 EGR라인(160)에 마련되어 상기 터빈(121)을 거친 배기가스의 일부가 상기 저압 EGR 쿨러(162)를 거쳐 상기 콤프레셔(123)로 유도되도록 개폐 제어되는 저압 EGR 밸브(161);
    상기 배기 가스의 일부를 상기 터보차저(120)의 터빈(121)을 경유하지 않고 상기 배기매니폴드(112)에서 상기 콤프레셔(123) 쪽으로 유도하도록 하는 하이브리드 EGR 라인(150); 및
    상기 하이브리드 EGR 라인(150)에 마련되어 상기 배기매니폴드(112)에서 배출되는 상기 배기가스의 일부를 상기 콤프레셔(123)의 입구 쪽으로 유도되도록 개폐 제어되는 하이브리드 EGR 밸브(151);
    를 포함하는 건설중장비의 배기가스 재순환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 EGR라인(150)은,
    상기 터빈(121)의 입구측과 상기 저압 EGR 쿨러(162)의 입구측 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 건설중장비의 배기가스 재순환장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 EGR라인(150)은,
    상기 고압 EGR 쿨러(142)의 출구측과 상기 콤프레셔(123)의 입구측 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 건설중장비의 배기가스 재순환장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 EGR 라인(150)은,
    상기 고압 EGR 쿨러(142)의 출구측과 상기 저압 EGR 쿨러(162)의 입구측 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 건설중장비의 배기가스 재순환장치.
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