JP2015045235A - Exhaust emission control device for work machine - Google Patents
Exhaust emission control device for work machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015045235A JP2015045235A JP2013175804A JP2013175804A JP2015045235A JP 2015045235 A JP2015045235 A JP 2015045235A JP 2013175804 A JP2013175804 A JP 2013175804A JP 2013175804 A JP2013175804 A JP 2013175804A JP 2015045235 A JP2015045235 A JP 2015045235A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydraulic oil
- reducing agent
- urea water
- temperature
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられ、排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元して浄化する作業機械の排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for a work machine that is provided in a work machine such as a hydraulic excavator and reduces and purifies nitrogen oxides contained in exhaust gas.
一般的に、油圧ショベル等の作業機械は、エンジンと、このエンジンから導かれる排気ガスを外部へ放出する排気管とを備えている。エンジンから導かれる排気ガスには、有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれているので、この窒素酸化物を還元することによって水と窒素に分解し、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を低減してから排気ガスを大気へ排出する必要がある。そのため、従来より作業機械には排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元して浄化する排気ガス浄化装置が設けられている。 Generally, a working machine such as a hydraulic excavator includes an engine and an exhaust pipe that discharges exhaust gas led from the engine to the outside. Exhaust gas introduced from the engine contains harmful nitrogen oxides (NOx). By reducing this nitrogen oxides, it decomposes into water and nitrogen, and the nitrogen oxides contained in the exhaust gas It is necessary to exhaust the exhaust gas to the atmosphere after reducing the concentration. Therefore, conventionally, work machines have been provided with an exhaust gas purification device that reduces and purifies nitrogen oxides contained in the exhaust gas.
この作業機械の排気ガス浄化装置は、例えば上述の排気管に設けられ、排気管内を流通する排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元して浄化する浄化部を備え、この浄化部は、窒素酸化物を還元する還元剤と、この還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、この還元剤タンクから排気管内へ還元剤を供給する還元剤供給部と、この還元剤供給部によって供給された還元剤と排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進する還元触媒とを有している。 The exhaust gas purifying apparatus of this work machine includes, for example, a purification unit that is provided in the above-described exhaust pipe and that reduces and purifies nitrogen oxides contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe. A reducing agent for reducing the product, a reducing agent tank for storing the reducing agent, a reducing agent supply unit for supplying the reducing agent from the reducing agent tank into the exhaust pipe, and a reducing agent supplied by the reducing agent supply unit; A reduction catalyst that promotes the reaction with nitrogen oxides in the exhaust gas.
還元剤には、例えばアンモニアが用いられ、このアンモニアは前駆体である尿素水の状態で還元剤タンクに貯蔵されている。この還元剤タンクに貯蔵された尿素水は、還元剤供給部によって排気管内へ供給され、排気管内の排気ガスの熱で加水分解することにより、アンモニアが生成されるようになっている。そして、排気管内で生成されたアンモニアが排気ガス中に含まれる窒素酸化物と還元反応することによって窒素酸化物を無害な水と窒素に分解して浄化している。 For example, ammonia is used as the reducing agent, and this ammonia is stored in the reducing agent tank in a state of urea water as a precursor. The urea water stored in the reducing agent tank is supplied into the exhaust pipe by the reducing agent supply unit, and is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas in the exhaust pipe, thereby generating ammonia. The ammonia produced in the exhaust pipe undergoes a reduction reaction with nitrogen oxides contained in the exhaust gas, thereby decomposing and purifying the nitrogen oxides into harmless water and nitrogen.
ここで、還元剤として用いられる尿素水の融点は−１１度であるので、外気の温度が低下することによって尿素水が供給過程で凍結する虞がある。仮に尿素水が凍結した場合には、還元剤供給部によって排気管内へ供給される尿素水の量が減少するので、排気管内を流通する排気ガス中に含まれる窒素酸化物を十分に還元することができなくなる。特に、寒冷地において排気ガス浄化装置を備えた作業機械による作業が行われた場合には、尿素水が凍結する現象が顕著となる。 Here, since the melting point of the urea water used as the reducing agent is -11 degrees, the urea water may be frozen in the supply process due to a decrease in the temperature of the outside air. If urea water freezes, the amount of urea water supplied into the exhaust pipe by the reducing agent supply unit decreases, so that nitrogen oxides contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe are sufficiently reduced. Can not be. In particular, when working with a working machine equipped with an exhaust gas purification device is performed in a cold region, the phenomenon of urea water freezing becomes significant.
そこで、作動油を貯蔵する作動油タンクを備えた油圧式作業機械に設けられ、上述の還元剤タンクと、エンジンのマフラに内蔵された上述の還元触媒と、この還元触媒の排気流路上流側に向かって還元剤を噴射する噴射ノズルと、還元剤タンクから噴射ノズルへ還元剤を供給する還元剤供給通路と、この還元剤供給通路に介装され、作動油タンクへ戻る作動油を利用して還元剤を暖める作動油ヒータとを備えると共に、還元剤タンクが作動油タンクに内蔵された油圧式作業機械の排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, provided in a hydraulic work machine having a hydraulic oil tank for storing hydraulic oil, the above-described reducing agent tank, the above-described reduction catalyst built in the engine muffler, and the exhaust catalyst upstream side of the reduction catalyst An injection nozzle that injects the reducing agent toward the nozzle, a reducing agent supply passage that supplies the reducing agent from the reducing agent tank to the injection nozzle, and hydraulic oil that is interposed in the reducing agent supply passage and returns to the hydraulic oil tank. There has been proposed an exhaust purification device for a hydraulic work machine that includes a hydraulic oil heater that warms the reducing agent and has a reducing agent tank built in the hydraulic oil tank (see, for example, Patent Document 1).
上述した特許文献１に開示された従来技術の油圧式作業機械の排気浄化装置では、作動油ヒータによる還元剤の加温は、エンジンの始動後の油圧式作業機械による作業に伴って加温された作動油の熱により行われるので、還元剤を暖めるために用いられる作動油の温度は外気の温度を含む周囲の環境に影響され易い。特に、冬場や寒冷地等の環境下では外気の温度が低いので、作動油が放熱され易く、温度が上昇し難い状態となる。そのため、還元剤タンクが作動油タンクに内蔵されて還元剤タンク内の還元剤が外気の温度の影響を受け難くなっていても、エンジンが始動したときには作動油ヒータの作動油がまだ暖まっていないので、還元剤を暖めるのに時間がかかることが問題になっている。 In the exhaust gas purification device for a hydraulic work machine according to the prior art disclosed in Patent Document 1 described above, the heating of the reducing agent by the hydraulic oil heater is heated with the work by the hydraulic work machine after the engine is started. Therefore, the temperature of the hydraulic oil used for warming the reducing agent is easily affected by the surrounding environment including the temperature of the outside air. In particular, since the temperature of the outside air is low in environments such as winter and cold regions, the hydraulic oil is easily radiated and the temperature is unlikely to rise. Therefore, even if the reducing agent tank is built in the hydraulic oil tank and the reducing agent in the reducing agent tank is not easily affected by the temperature of the outside air, the hydraulic oil in the hydraulic oil heater is not yet warmed when the engine is started. Therefore, it takes a long time to warm the reducing agent.
また、このような問題からエンジンの始動直後には還元剤の温度が低く、この還元剤の温度の低下に伴って還元触媒の温度も低くなるので、噴射ノズルによって排気管内へ噴射された還元剤と排気ガス中の窒素酸化物との反応が還元触媒によって促進され難くなる。そのため、還元剤や還元触媒が暖まるまでの間、排気ガスを十分に浄化することができず、排気ガスの浄化効率が低下することが懸念されている。 In addition, because of such problems, the temperature of the reducing agent is low immediately after the engine is started, and the temperature of the reducing catalyst is also lowered as the temperature of the reducing agent decreases. Therefore, the reducing agent injected into the exhaust pipe by the injection nozzle. And the nitrogen oxides in the exhaust gas are less likely to be promoted by the reduction catalyst. Therefore, there is a concern that exhaust gas cannot be sufficiently purified until the reducing agent and the reduction catalyst are warmed, and the purification efficiency of exhaust gas is reduced.
本発明は、このような従来技術の実情からなされたもので、その目的は、還元剤を迅速に暖めることができ、排気ガスを効率良く浄化することができる作業機械の排気ガス浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a state of the art, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying device for a work machine that can quickly warm a reducing agent and efficiently purify exhaust gas. There is to do.
上記の目的を達成するために、本発明の作業機械の排気ガス浄化装置は、エンジンの駆動力で回転する油圧ポンプと、この油圧ポンプに吸入される作動油を貯蔵する作動油タンクと、前記エンジンから導かれた排気ガスを排出する排気管とを備えた作業機械に設けられ、前記排気管に設けられ、前記排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元して浄化する浄化部を備え、この浄化部は、前記排気ガス中の窒素酸化物を還元する還元剤と、この還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、この還元剤タンクから前記排気管内へ前記還元剤を供給する還元剤供給部と、この還元剤供給部によって供給された前記還元剤と前記排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進する還元触媒とを有する作業機械の排気ガス浄化装置において、前記作動油タンクに貯蔵された作動油の一部を貯蔵するサブタンクと、このサブタンクに貯蔵された作動油を循環させて加温する循環加温回路と、この循環加温回路で加温された作動油と前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤との間で熱交換させる熱交換部とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying device for a work machine according to the present invention includes a hydraulic pump that rotates by a driving force of an engine, a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil sucked into the hydraulic pump, Provided in a work machine including an exhaust pipe for exhausting exhaust gas led from an engine, and provided with a purification unit provided in the exhaust pipe for reducing and purifying nitrogen oxides contained in the exhaust gas. The purification unit includes a reducing agent that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas, a reducing agent tank that stores the reducing agent, and a reducing agent supply unit that supplies the reducing agent from the reducing agent tank into the exhaust pipe. In the exhaust gas purification apparatus of a work machine having a reduction catalyst that promotes a reaction between the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit and nitrogen oxides in the exhaust gas, the hydraulic oil tank is stored in the hydraulic oil tank. A sub-tank that stores a part of the hydraulic oil, a circulation heating circuit that circulates and heats the hydraulic oil stored in the sub-tank, the hydraulic oil that is heated by the circulation heating circuit, and the reducing agent supply unit And a heat exchanging section for exchanging heat with the reducing agent.
このように構成した本発明は、作動油タンクに貯蔵された作動油をサブタンクに分配し、このサブタンク内の作動油を循環加温回路で循環させて加温することにより、作動油タンク内の作動油の一部を暖めるだけで良いので、外気の温度が低くなり易い冬場や寒冷地等の環境下であっても、還元剤を暖めるのに用いられる作動油を早い段階で暖めることができる。そして、熱交換部が循環加温回路で加温された作動油と還元剤供給部によって供給される還元剤との間で熱交換させることにより、還元剤を迅速に暖めることができる。従って、エンジンの始動直後であっても還元剤や還元触媒の温度を高めることができるので、エンジンの稼働状況に拘わらず、還元触媒による還元剤と排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進することができる。このように、還元触媒の機能を有効に働かせることができるので、排気ガスを効率良く浄化することができる。 The present invention configured as described above distributes the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank to the sub-tank, and circulates the hydraulic oil in the sub-tank in a circulation heating circuit to heat the hydraulic oil. Since it is only necessary to warm a part of the hydraulic oil, the hydraulic oil used to warm the reducing agent can be warmed at an early stage even in environments such as winter and cold regions where the outside air temperature tends to be low. . And a heat exchanger exchanges heat between the working oil heated by the circulation heating circuit, and the reducing agent supplied by the reducing agent supply part, so that the reducing agent can be warmed up quickly. Therefore, since the temperature of the reducing agent and the reducing catalyst can be increased even immediately after the engine is started, the reaction between the reducing agent and the nitrogen oxides in the exhaust gas by the reducing catalyst is promoted regardless of the operating condition of the engine. can do. In this way, the function of the reduction catalyst can be made to work effectively, so that the exhaust gas can be purified efficiently.
また、本発明に係る作業機械の排気ガス浄化装置は、前記発明において、前記熱交換部は、前記循環加温回路に設けられ、この循環加温回路で加温された作動油の熱が前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤に伝わるように前記循環加温回路で加温された作動油を流通させる熱交換回路から成り、前記循環加温回路は、前記サブタンクに接続されて作動油が流通する流路と、前記サブタンクからこの流路内へ作動油を供給する作動油供給部と、前記流路内の圧力が所定の設定圧未満のときに前記流路を遮断し、前記流路内の圧力が前記所定の設定圧以上のときに前記流路を連通するリリーフ弁と、前記流路を流通する作動油の流れを切り換え、前記リリーフ弁を通過した作動油を前記熱交換回路へ流出させる方向切換弁とを有することを特徴としている。 Further, in the exhaust gas purification apparatus for a working machine according to the present invention, in the invention, the heat exchange unit is provided in the circulation heating circuit, and the heat of the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit is It consists of a heat exchange circuit that circulates the hydraulic oil heated in the circulating heating circuit so as to be transmitted to the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit, and the circulating heating circuit is connected to the sub tank and operates. A flow path through which oil flows, a hydraulic oil supply section that supplies hydraulic oil from the sub tank into the flow path, and shuts off the flow path when the pressure in the flow path is less than a predetermined set pressure, When the pressure in the flow path is equal to or higher than the predetermined set pressure, the relief valve that communicates with the flow path and the flow of hydraulic oil that flows through the flow path are switched, and the hydraulic oil that has passed through the relief valve is exchanged with the heat. Having a directional control valve that flows into the circuit. It is characterized in.
このように構成した本発明は、サブタンクに貯蔵された作動油が作動油供給部によって循環加温回路の流路内へ供給されると、この流路内の圧力が上昇する。そして、流路内の圧力がリリーフ弁の所定の設定圧以上になったとき、リリーフ弁が開いて循環加温回路の流路を連通することにより、作動油供給部によって圧縮された作動油が流路を流通して循環加温回路を循環する。このとき、作動油がリリーフ弁を通過する際に、作動油に蓄積されたエネルギーがリリーフ弁で熱に変換されるので、循環加温回路内において作動油を迅速に暖めることができる。 In the present invention configured as described above, when the hydraulic oil stored in the sub-tank is supplied into the flow path of the circulation heating circuit by the hydraulic oil supply unit, the pressure in the flow path increases. When the pressure in the flow path becomes equal to or higher than a predetermined set pressure of the relief valve, the relief valve opens and communicates with the flow path of the circulation heating circuit, so that the hydraulic oil compressed by the hydraulic oil supply unit is Circulates the circulation heating circuit through the flow path. At this time, when the hydraulic oil passes through the relief valve, the energy accumulated in the hydraulic oil is converted into heat by the relief valve, so that the hydraulic oil can be quickly warmed in the circulation heating circuit.
循環加温回路を循環する作動油が暖まると、方向切換弁が循環加温回路の流路を流通する作動油の流れを切り換えて作動油を熱交換回路へ流出させることにより、この熱交換回路において作動油の熱を還元剤供給部によって供給される還元剤に容易に伝達することができる。これにより、循環加温回路で加温された作動油と還元剤との間で行われる熱交換を促進できるので、還元剤への作動油の熱の伝達効率を高めることができる。 When the hydraulic oil circulating in the circulation heating circuit is warmed, the direction switching valve switches the flow of the hydraulic oil flowing through the flow path of the circulation heating circuit and causes the hydraulic oil to flow out to the heat exchange circuit. The heat of the hydraulic oil can be easily transmitted to the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit. Thereby, since heat exchange performed between the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit and the reducing agent can be promoted, the heat transfer efficiency of the hydraulic oil to the reducing agent can be increased.
また、本発明に係る作業機械の排気ガス浄化装置は、前記発明において、前記循環加温回路を循環する作動油の温度を検出する作動油温度検出部と、前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤の温度を検出する還元剤温度検出部と、これらの作動油温度検出部によって検出された作動油の温度及び還元剤温度検出部によって検出された前記還元剤の温度に基づいて、前記循環加温回路によって加温される作動油の温度の所定の目標値と前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤の温度の所定の目標値に対して、前記熱交換部によって熱交換させる作動油の流量を制御する熱交換流量制御部とを備えたことを特徴としている。 The exhaust gas purifying device for a work machine according to the present invention is supplied by the hydraulic oil temperature detection unit for detecting the temperature of the hydraulic oil circulating in the circulation heating circuit and the reducing agent supply unit in the invention. Based on the reducing agent temperature detection unit for detecting the temperature of the reducing agent, the temperature of the hydraulic oil detected by these hydraulic oil temperature detection units and the temperature of the reducing agent detected by the reducing agent temperature detection unit, Heat exchange is performed by the heat exchange unit with respect to a predetermined target value of the temperature of the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit and a predetermined target value of the temperature of the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit. A heat exchange flow rate control unit for controlling the flow rate of the hydraulic oil is provided.
このように構成した本発明は、熱交換流量制御部が、作動油温度検出部によって検出された作動油の温度及び還元剤温度検出部によって検出された還元剤の温度に基づいて、循環加温回路で加温される作動油の温度の所定の目標値と還元剤供給部によって供給される還元剤の温度の所定の目標値に対して、熱交換部によって熱交換させる作動油の流量を制御することにより、排気ガスの浄化に使用される還元剤を暖めるのに必要な流量の作動油を熱交換させるだけで良いので、循環加温回路で循環させる作動油の分量を減らすことができる。これにより、循環加温回路において作動油が加温される速度を高めることができるので、熱交換部による作動油と還元剤との熱交換の開始を早めることができ、還元剤が暖まるまでにかかる時間を短縮することができる。 In the present invention configured as described above, the heat exchange flow rate control unit is configured to circulate and warm based on the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature detection unit and the temperature of the reducing agent detected by the reducing agent temperature detection unit. Controls the flow rate of the hydraulic oil to be heat-exchanged by the heat exchange unit with respect to the predetermined target value of the temperature of the hydraulic oil heated in the circuit and the predetermined target value of the temperature of the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit. By doing so, it is only necessary to heat-exchange the hydraulic oil at a flow rate necessary for warming the reducing agent used for purifying the exhaust gas, so that the amount of hydraulic oil circulated in the circulation heating circuit can be reduced. Thereby, since the speed at which the hydraulic oil is heated in the circulation heating circuit can be increased, the start of heat exchange between the hydraulic oil and the reducing agent by the heat exchange unit can be accelerated, and the reducing agent is warmed up. Such time can be shortened.
本発明の作業機械の排気ガス浄化装置によれば、作動油タンクに貯蔵された作動油の一部をサブタンクに貯蔵し、循環加温回路がこのサブタンクに貯蔵された作動油を循環させて加温することにより、還元剤を暖めるのに用いられる作動油を早い段階で暖めることができる。そして、熱交換部が循環加温回路で加温された作動油と還元剤供給部によって供給される還元剤との間で熱交換させることにより、還元剤を迅速に暖めることができるので、エンジンの始動直後であっても、還元剤及び還元触媒の温度を高めて有効に機能させることができる。これにより、エンジンから排出される排気ガスを効率良く浄化することができる。従って、還元剤の状態が作業機械の周囲の環境に影響されず、従来よりも還元剤の凍結を効果的に抑制することができる。 According to the exhaust gas purifying device for a working machine of the present invention, a part of the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank is stored in the subtank, and the circulation heating circuit circulates and adds the hydraulic oil stored in the subtank. By warming, the hydraulic oil used to warm the reducing agent can be warmed at an early stage. Since the heat exchanger exchanges heat between the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit and the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit, the reducing agent can be quickly warmed up, so that the engine Even immediately after starting, the temperature of the reducing agent and the reduction catalyst can be raised to function effectively. Thereby, the exhaust gas discharged | emitted from an engine can be purified efficiently. Therefore, the state of the reducing agent is not affected by the environment around the work machine, and freezing of the reducing agent can be more effectively suppressed than before.
以下、本発明に係る作業機械の排気ガス浄化装置を実施するための形態を図に基づいて説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the exhaust-gas purification apparatus of the working machine which concerns on this invention is demonstrated based on figures.
本発明に係る排気ガス浄化装置の一実施形態は、作業機械、例えば図１に示す油圧ショベル１に設けられる。この油圧ショベル１は、走行体２と、この走行体２の上側に配置され、旋回フレーム３ａを有する旋回体３と、この旋回体３の前方に取り付けられて上下方向に回動して掘削等の作業を行うフロント作業機４とから構成されている。 One embodiment of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is provided in a work machine, for example, a hydraulic excavator 1 shown in FIG. This hydraulic excavator 1 is disposed on the upper side of the traveling body 2, the revolving body 3 having a revolving frame 3a, and attached to the front of the revolving body 3 and rotated in the vertical direction to excavate. It is comprised from the front work machine 4 which performs this operation | work.
このフロント作業機４は、基端が旋回フレーム３ａに回動可能に取り付けられて上下方向に回動するブーム４Ａと、このブーム４Ａの先端に回動可能に取り付けられたアーム４Ｂと、このアーム４Ｂの先端に回動可能に取り付けられたバケット４Ｃとを有している。また、フロント作業機４は、旋回体３とブーム４Ａとを接続し、伸縮することによってブーム４Ａを回動させるブームシリンダ４ａと、ブーム４Ａとアーム４Ｂとを接続し、伸縮することによってアーム４Ｂを回動させるアームシリンダ４ｂと、アーム４Ｂとバケット４Ｃとを接続し、伸縮することによってバケット４Ｃを回動させるバケットシリンダ４ｃとを有している。 The front work machine 4 includes a boom 4A whose base end is pivotally attached to the turning frame 3a and pivots in the vertical direction, an arm 4B pivotally attached to the tip of the boom 4A, and the arm And a bucket 4C rotatably attached to the tip of 4B. The front work machine 4 connects the revolving body 3 and the boom 4A, connects the boom cylinder 4a that rotates the boom 4A by extending and contracting, the boom 4A and the arm 4B, and extends and contracts the arm 4B. The arm cylinder 4b that rotates the bucket 4C and the bucket cylinder 4c that connects the arm 4B and the bucket 4C and rotates the bucket 4C by expanding and contracting are provided.
上述の旋回体３は、車体の後方に配置され、車体のバランスを保つカウンタウェイト５と、車体の前方左側に配置され、フロント作業機４を操作する作業者が乗車するキャブ６と、これらカウンタウェイト５とキャブ６の間に配置されたエンジンルーム７と、このエンジンルーム７の上部に設けられ、車体の上部の外装を形成する車体カバー８と、この車体カバー８に設けられ、後述するエンジンから導かれた排気ガスを排出する排気管９とを備えている。 The above-described revolving body 3 is arranged at the rear of the vehicle body, the counter weight 5 for maintaining the balance of the vehicle body, the cab 6 arranged at the front left side of the vehicle body and on which the operator who operates the front work machine 4 gets on, and these counters An engine room 7 disposed between the weight 5 and the cab 6, a vehicle body cover 8 provided on the upper part of the engine room 7 and forming an exterior of the upper part of the vehicle body, and an engine described later which is provided on the vehicle body cover 8. And an exhaust pipe 9 for discharging the exhaust gas led from.
旋回体３は、図２、図３に示すようにエンジンルーム７内に収納された前述のエンジン１１と、車体の前方右側に配置され、エンジン１１に供給される燃料を貯蔵する燃料タンク１２と、エンジン１１の動作を制御するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１３と、このＥＣＵ１３に接続され、車体の動作を制御するコントローラ１４と、エンジン１１とシャフト４１を介して接続され、エンジン１１の駆動力で回転し、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、及びバケットシリンダ４ｃへ作動油を圧油として吐出する油圧ポンプ１５と、燃料タンク１２の後方に配置され、油圧ポンプ１５に吸入される作動油を貯蔵する作動油タンク１６と、エンジン１１の左側方に配置され、エンジン１１の熱交換を行う熱交換器１７と、油圧ポンプ１５からブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、及びバケットシリンダ４ｃへ吐出される圧油の流れを制御するコントロールバルブ（図示せず）とを備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the swivel body 3 includes the above-described engine 11 housed in the engine room 7, a fuel tank 12 that is disposed on the front right side of the vehicle body, and stores fuel supplied to the engine 11. An ECU (engine control unit) 13 that controls the operation of the engine 11, a controller 14 that is connected to the ECU 13 and controls the operation of the vehicle body, and is connected to the engine 11 via the shaft 41. A hydraulic pump 15 that rotates and discharges hydraulic oil as pressure oil to the boom cylinder 4a, the arm cylinder 4b, and the bucket cylinder 4c, and is disposed behind the fuel tank 12, and stores the hydraulic oil sucked into the hydraulic pump 15. A hydraulic oil tank 16, a heat exchanger 17 disposed on the left side of the engine 11 for exchanging heat of the engine 11, and a hydraulic port It includes boom cylinder 4a from flop 15, the arm cylinder 4b, and a control valve (not shown) for controlling the flow of hydraulic fluid delivered to the bucket cylinder 4c.
旋回体３は、排気管９に設けられ、排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して浄化する浄化部を備え、この浄化部は、排気ガス中の窒素酸化物を還元する還元剤を有し、この還元剤には、例えばアンモニアが用いられている。また、浄化部は、このアンモニアを前駆体である尿素水の状態で貯蔵する還元剤タンクとしての尿素水タンク２１と、この尿素水タンク２１と連通路２２を介して接続され、尿素水タンク２１に貯蔵された尿素水の一部を貯蔵するサブタンク２１Ａと、尿素水タンク２１と連通路２２との間に設けられ、尿素水タンク２１内の尿素水を連通路２２へ供給する尿素水供給ポンプ２３とを有している。 The revolving unit 3 includes a purification unit that is provided in the exhaust pipe 9 and reduces and purifies nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. The purification unit reduces the nitrogen oxides in the exhaust gas. For example, ammonia is used as the reducing agent. The purification unit is connected to a urea water tank 21 as a reducing agent tank that stores the ammonia in a state of urea water as a precursor, and the urea water tank 21 via the communication path 22. A sub tank 21A for storing a part of the urea water stored in the tank, and a urea water supply pump that is provided between the urea water tank 21 and the communication path 22 and supplies the urea water in the urea water tank 21 to the communication path 22 23.
サブタンク２１Ａには、例えば貯蔵された尿素水の水位を検出する尿素水水位センサ２４が設けられており、この尿素水水位センサ２４はＥＣＵ１３に接続されている。ＥＣＵ１３は、尿素水水位センサ２４によって検出された尿素水の水位に基づいて、尿素水供給ポンプ２３を駆動してサブタンク２１Ａ内の尿素水の水位を所定の水位に制御している。なお、この所定の水位は、例えば後述の還元触媒室内の還元触媒の温度が活性温度（２５０℃程度）になるまで通常使用される尿素水の使用量に合わせて設定されている。 The sub tank 21A is provided with, for example, a urea water level sensor 24 for detecting the level of stored urea water. The urea water level sensor 24 is connected to the ECU 13. Based on the urea water level detected by the urea water level sensor 24, the ECU 13 drives the urea water supply pump 23 to control the urea water level in the sub tank 21A to a predetermined level. The predetermined water level is set in accordance with the amount of urea water that is normally used until, for example, the temperature of the reduction catalyst in the reduction catalyst chamber described later reaches the activation temperature (about 250 ° C.).
浄化部は、サブタンク２１Ａから排気管９内へ尿素水を供給する還元剤供給部を有しており、この還元剤供給部は、例えば排気管９に設けられ、尿素水をこの排気管９内へ噴射する噴射ノズル２６と、この噴射ノズル２６とサブタンク２１Ａとを接続し、尿素水が流通する尿素水供給通路２７と、ＥＣＵ１３に接続され、尿素水供給通路２７に圧力を付加してサブタンク２１Ａ内の尿素水を噴射ノズル２６へ導く圧力付加装置２８とから成っている。 The purification unit has a reducing agent supply unit that supplies urea water from the sub tank 21 </ b> A into the exhaust pipe 9. The reducing agent supply unit is provided in the exhaust pipe 9, for example, and urea water is supplied to the exhaust pipe 9. The injection nozzle 26 that injects into the sub-tank, the injection nozzle 26 and the sub tank 21A are connected, the urea water supply passage 27 through which the urea water flows, and the ECU 13 are connected to the sub-tank 21A by applying pressure to the urea water supply passage 27 The pressure applying device 28 guides the urea water inside to the injection nozzle 26.
サブタンク２１Ａに貯蔵された尿素水は、噴射ノズル２６によって排気管９内へ噴射され、排気管９内の排気ガスの熱で加水分解することにより、アンモニアが生成されるようになっている。そして、排気管９内で生成されたアンモニアが排気ガス中に含まれる窒素酸化物と還元反応することによって窒素酸化物を無害な水と窒素に分解して浄化している。また、浄化部は、排気管９内で生成されたアンモニアと排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進する還元触媒（図示せず）と、エンジン１１の右側方に配置されると共に、排気ガスの流れに対して噴射ノズル２６よりも下流側に設けられ、還元触媒を格納する前述の還元触媒室２９とを有している。なお、旋回体３には、図示されないが、尿素水供給通路２７内に残留している尿素水を吸引して尿素水タンク２１へ戻す吸引装置が設けられている。 The urea water stored in the sub tank 21A is injected into the exhaust pipe 9 by the injection nozzle 26, and is hydrolyzed by the heat of the exhaust gas in the exhaust pipe 9, whereby ammonia is generated. The ammonia produced in the exhaust pipe 9 undergoes a reduction reaction with nitrogen oxides contained in the exhaust gas, thereby decomposing and purifying the nitrogen oxides into harmless water and nitrogen. The purification unit is disposed on the right side of the engine 11 with a reduction catalyst (not shown) that promotes the reaction between ammonia generated in the exhaust pipe 9 and nitrogen oxides in the exhaust gas, and the exhaust unit The above-described reduction catalyst chamber 29 is provided downstream of the injection nozzle 26 with respect to the gas flow and stores the reduction catalyst. Although not shown, the revolving unit 3 is provided with a suction device that sucks the urea water remaining in the urea water supply passage 27 and returns it to the urea water tank 21.
本実施形態では、旋回体３は、作動油タンク１６と連通路３１を介して接続され、作動油タンク１６に貯蔵された作動油の一部を貯蔵するサブタンク１６Ａと、作動油タンク１６と連通路３１との間に設けられ、作動油タンク１６内の作動油を連通路３１へ供給する作動油供給ポンプ３２と、サブタンク１６Ａに貯蔵された作動油を循環させて加温する循環加温回路３３と、この循環加温回路３３で加温された作動油と還元剤供給部によって供給される尿素水との間で熱交換させる熱交換部とを備えている。 In the present embodiment, the swivel body 3 is connected to the hydraulic oil tank 16 via the communication path 31, and a sub tank 16 </ b> A that stores a part of the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank 16, and the hydraulic oil tank 16. A hydraulic oil supply pump 32 that is provided between the hydraulic oil tank 16 and the hydraulic oil supply pump 32 that supplies the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 16 to the communication path 31, and a circulating heating circuit that circulates and warms the hydraulic oil stored in the sub tank 16 </ b> A. 33 and a heat exchanging unit that exchanges heat between the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit 33 and the urea water supplied by the reducing agent supply unit.
具体的には、この熱交換部は、例えば循環加温回路３３に設けられ、この循環加温回路３３で加温された作動油の熱がサブタンク２１Ａに貯蔵された尿素水に伝わるように循環加温回路３３で加温された作動油を流通させる熱交換回路３４から成っている。循環加温回路３３は、例えば両端がサブタンク１６Ａに接続されて作動油が流通する流路３３ａと、サブタンク１６Ａからこの流路３３ａ内へ作動油を供給する作動油供給部３０とを有している。 Specifically, this heat exchanging unit is provided, for example, in the circulation heating circuit 33, and circulates so that the heat of the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit 33 is transmitted to the urea water stored in the sub tank 21A. The heat exchanging circuit 34 circulates the working oil heated by the heating circuit 33. The circulation heating circuit 33 includes, for example, a flow path 33a that is connected to the sub tank 16A at both ends and through which the hydraulic oil flows, and a hydraulic oil supply unit 30 that supplies the hydraulic oil from the sub tank 16A to the flow path 33a. Yes.
この作動油供給部３０は、例えばコントローラ１４に接続され、蓄えられた電力を供給するバッテリ３５と、このバッテリ３５の電力で駆動するモータ３６と、このモータ３６とシャフト３７及びクラッチ３８を介して連結されると共に、油圧ポンプ１５とシャフト３９及びクラッチ４０を介して連結され、モータ３６及びエンジン１１の少なくとも一方の駆動力で回転する供給ポンプ４２とから構成されている。 The hydraulic oil supply unit 30 is connected to, for example, the controller 14, a battery 35 that supplies the stored electric power, a motor 36 that is driven by the electric power of the battery 35, and the motor 36, the shaft 37, and the clutch 38. The pump is connected to the hydraulic pump 15 through a shaft 39 and a clutch 40, and includes a motor 36 and a supply pump 42 that rotates with at least one driving force of the engine 11.
循環加温回路３３は、例えば流路３３ａ内の圧力が所定の設定圧未満のときに流路３３ａを遮断し、流路３３ａ内の圧力が所定の設定圧以上のときに流路３３ａを連通するリリーフ弁４５と、流路３３ａを流通する作動油の流れを切り換え、リリーフ弁４５を通過した作動油を熱交換回路３４へ流出させる方向切換弁４６とを有している。 The circulation heating circuit 33 shuts off the flow path 33a when, for example, the pressure in the flow path 33a is lower than a predetermined set pressure, and communicates with the flow path 33a when the pressure in the flow path 33a is equal to or higher than a predetermined set pressure. And a direction switching valve 46 that switches the flow of hydraulic oil flowing through the flow path 33a and causes the hydraulic oil that has passed through the relief valve 45 to flow out to the heat exchange circuit 34.
熱交換回路３４は、例えば一端が方向切換弁４６に接続されると共に、他端がサブタンク１６Ａと供給ポンプ４２との間の流路３３ａに接続され、途中部分がサブタンク２１Ａを挿通するように形成されている。なお、熱交換回路３４を流通する作動油とサブタンク２１Ａ内の尿素水は接触せず、作動油の熱が熱交換回路３４及びサブタンク２１Ａの外壁を伝わるようになっている。また、各サブタンク１６Ａ，２１Ａの外側は、加温された熱を外部へ逃がさないように断熱部材（図示せず）で覆われている。 The heat exchange circuit 34 is formed so that, for example, one end is connected to the direction switching valve 46, the other end is connected to the flow path 33a between the sub tank 16A and the supply pump 42, and the middle portion is inserted through the sub tank 21A. Has been. Note that the hydraulic oil flowing through the heat exchange circuit 34 and the urea water in the sub tank 21A do not come in contact, and the heat of the hydraulic oil is transmitted through the heat exchange circuit 34 and the outer wall of the sub tank 21A. In addition, the outside of each sub tank 16A, 21A is covered with a heat insulating member (not shown) so as not to let the heated heat escape to the outside.
方向切換弁４６は、ＥＣＵ１３からの入力に応じて、流路３３ａと熱交換回路３４とを遮断してリリーフ弁４５を通過した作動油をサブタンク１６Ａへ戻す循環位置（図３に示す右位置）Ａに切り換えたり、あるいは流路３３ａと熱交換回路３４とを接続してリリーフ弁４５を通過した作動油を熱交換回路３４へ流出させる熱交換位置（図３に示す左位置）Ｂに切り換えるようにしている。 In response to an input from the ECU 13, the direction switching valve 46 shuts off the flow path 33a and the heat exchange circuit 34, and returns the hydraulic oil that has passed through the relief valve 45 to the sub tank 16A (the right position shown in FIG. 3). Switching to A, or switching to the heat exchange position (left position shown in FIG. 3) B where the flow path 33a and the heat exchange circuit 34 are connected and the hydraulic oil that has passed through the relief valve 45 flows out to the heat exchange circuit 34. I have to.
また、熱交換回路３４のうちサブタンク２１Ａ側から循環加温回路３３側へ戻る部分には、熱交換回路３４を流通する作動油の逆流を防止するチェック弁４７が設けられている。さらに、サブタンク１６Ａには、例えば貯蔵された作動油の水位を検出する作動油水位センサ４８が設けられ、この作動油水位センサ４８はＥＣＵ１３に接続されている。 In addition, a check valve 47 for preventing the backflow of hydraulic oil flowing through the heat exchange circuit 34 is provided in a portion of the heat exchange circuit 34 that returns from the sub tank 21A side to the circulation heating circuit 33 side. Furthermore, the sub tank 16A is provided with, for example, a hydraulic oil level sensor 48 that detects the level of stored hydraulic oil. The hydraulic oil level sensor 48 is connected to the ECU 13.
本実施形態では、旋回体３は、循環加温回路３３を循環する作動油の温度ＴＳ（図５参照）を検出する作動油温度検出部としての作動油温度センサ５０と、還元剤供給部によって供給される尿素水の温度Ｔｋ（図５参照）を検出する還元剤温度検出部としての尿素水温度センサ５１とを備え、これらの作動油温度センサ５０及び尿素水温度センサ５１はそれぞれサブタンク１６Ａ，２１Ａ内に設けられている。 In the present embodiment, the swing body 3 includes a hydraulic oil temperature sensor 50 as a hydraulic oil temperature detection unit that detects the temperature TS (see FIG. 5) of the hydraulic oil circulating in the circulation heating circuit 33, and a reducing agent supply unit. And a urea water temperature sensor 51 as a reducing agent temperature detection unit for detecting the temperature Tk of the supplied urea water (see FIG. 5). The hydraulic oil temperature sensor 50 and the urea water temperature sensor 51 are sub tanks 16A, 21A is provided.
そして、旋回体３は、作動油温度センサ５０によって検出された作動油の温度Ｔｓ及び尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋに基づいて、循環加温回路３３によって加温される作動油の温度Ｔｓの所定の目標値Ｔｓ１と還元剤供給部によって供給される尿素水の温度Ｔｋの所定の目標値Ｔｋ１に対して、熱交換回路３４で熱交換させる作動油の流量を制御する熱交換流量制御部１３Ａを備え、この熱交換流量制御部１３Ａは、例えばＥＣＵ１３の内部に格納されている。 The swivel body 3 is heated by the circulation heating circuit 33 based on the hydraulic oil temperature Ts detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 and the urea water temperature Tk detected by the urea water temperature sensor 51. The flow rate of the hydraulic oil to be heat-exchanged by the heat exchange circuit 34 is controlled with respect to the predetermined target value Ts1 of the hydraulic oil temperature Ts and the predetermined target value Tk1 of the temperature Tk of the urea water supplied by the reducing agent supply unit. A heat exchange flow rate control unit 13A is provided, and this heat exchange flow rate control unit 13A is stored in the ECU 13, for example.
ここで、サブタンク２１Ａ内の尿素水の温度Ｔｋを所定の目標値Ｔｋ１まで上昇させるのに必要な熱量をＱｋ、尿素水の比熱をＣｋ（定数）、尿素水の密度をρｋ（定数）、サブタンク２１Ａ内の尿素水の体積をＶｋとし、サブタンク１６Ａ内の作動油の温度Ｔｓを所定の目標値Ｔｓ１まで上昇させるのに必要な熱量をＱｓ、作動油の比熱をＣｓ（定数）、作動油の密度をρｓ（定数）、サブタンク１６Ａ内の作動油の体積をＶｓとすると、数式（１）、数式（２）が成立する。
本実施形態は、循環加温回路３３で加温された作動油を熱交換回路３４に流通させ、作動油の熱をサブタンク２１Ａ内の尿素水に伝達して尿素水の温度Ｔｋを所定の目標値Ｔｋ１まで上昇させるので、上述の熱量Ｑｋと熱量Ｑｓは等しくなる（Ｑｋ＝Ｑｓ）。これにより、数式（１）、数式（２）を整理すると、数式（３）が成立する。
従って、サブタンク２１Ａ内の尿素水の体積ＶｋはＥＣＵ１３によって尿素水の水位が調整されて一定になっているので、熱交換流量制御部１３Ａは、作動油温度センサ５０によって検出された作動油の温度Ｔｓ及び尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋを上述の数式（３）に代入してサブタンク１６Ａに貯蔵する作動油の体積Ｖｓを演算する。そして、熱交換流量制御部１３Ａは、作動油水位センサ４８によって検出された作動油の水位が演算した作動油の体積Ｖｓに相当する水位と一致するように、作動油供給ポンプ３２を駆動してサブタンク１６Ａ内の作動油の水位を制御することにより、循環加温回路３３で循環させる作動油の流量を調整するようにしている。 Therefore, the volume Vk of the urea water in the sub tank 21A is made constant by adjusting the water level of the urea water by the ECU 13, so the heat exchange flow rate control unit 13A detects the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 50. By substituting Ts and the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 into the above equation (3), the volume Vs of the hydraulic oil stored in the sub tank 16A is calculated. Then, the heat exchange flow rate controller 13A drives the hydraulic oil supply pump 32 so that the hydraulic oil level detected by the hydraulic oil level sensor 48 coincides with the water level corresponding to the calculated hydraulic oil volume Vs. By controlling the water level of the hydraulic oil in the sub tank 16A, the flow rate of the hydraulic oil circulated by the circulation heating circuit 33 is adjusted.
また、循環加温回路３３と各シリンダ４ａ〜４ｃは電磁弁５２を介して接続されており、この電磁弁５２は、ＥＣＵ１３からの入力に応じて、循環加温回路３３と各シリンダ４ａ〜４ｃとを遮断する遮断位置（図３に示す左位置）Ｃに切り換えたり、あるいは循環加温回路３３と各シリンダ４ａ〜４ｃとを接続する接続位置（図３に示す右位置）Ｄに切り換えるようにしている。 The circulation heating circuit 33 and each cylinder 4a to 4c are connected via an electromagnetic valve 52. The electromagnetic valve 52 is connected to the circulation heating circuit 33 and each cylinder 4a to 4c in response to an input from the ECU 13. Is switched to a blocking position (left position shown in FIG. 3) C, or switched to a connection position (right position shown in FIG. 3) D connecting the circulation heating circuit 33 and each cylinder 4a to 4c. ing.
ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが上述の所定の目標値Ｔｋ１未満のとき、電磁弁５２の切換位置を遮断位置Ｃに保ち、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが上述の所定の目標値Ｔｋ１以上のとき、電磁弁５２の切換位置を接続位置Ｄに保つ制御を行うようにしている。また、ＥＣＵ１３は、作動油温度センサ５０によって検出された作動油の温度Ｔｓが上述の所定の目標値Ｔｓ１未満のとき、方向切換弁４６の切換位置を循環位置Ａに保ち、作動油温度センサ５０によって検出された作動油の温度Ｔｓが上述の所定の目標値Ｔｓ１以上のとき、方向切換弁４６の切換位置を熱交換位置Ｂに保つ制御を行うようにしている。 When the urea water temperature Tk detected by the urea water temperature sensor 51 is less than the predetermined target value Tk1, the ECU 13 keeps the switching position of the electromagnetic valve 52 at the cutoff position C, and is detected by the urea water temperature sensor 51. In addition, when the temperature Tk of the urea water is equal to or higher than the predetermined target value Tk1, control for keeping the switching position of the electromagnetic valve 52 at the connection position D is performed. When the hydraulic oil temperature Ts detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 is lower than the predetermined target value Ts1, the ECU 13 maintains the switching position of the direction switching valve 46 at the circulation position A, and the hydraulic oil temperature sensor 50. When the temperature Ts of the hydraulic oil detected by the above is equal to or higher than the predetermined target value Ts1, the control for keeping the switching position of the direction switching valve 46 at the heat exchange position B is performed.
旋回体３は、排気管９のうち排気ガスの流れに対して還元触媒室２９よりも上流側に設けられ、排気ガスの温度を検出する排気ガス温度センサ５３を備えている。ＥＣＵ１３は、この排気ガス温度センサ５３によって検出された排気ガスの温度に基づいて、還元触媒室２９内の還元触媒の温度を演算するようにしている。また、ＥＣＵ１３は、図４に示すように還元触媒の温度と、アンモニアスリップを生じさせない尿素水の適正な噴射量を示す尿素水適正噴射量との関係を記憶しており、この関係に対して演算した還元触媒の温度を適用して噴射ノズル２６から噴射される尿素水の噴射量を決定している。 The swivel body 3 includes an exhaust gas temperature sensor 53 that is provided on the upstream side of the reduction catalyst chamber 29 with respect to the flow of the exhaust gas in the exhaust pipe 9 and detects the temperature of the exhaust gas. The ECU 13 calculates the temperature of the reduction catalyst in the reduction catalyst chamber 29 based on the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature sensor 53. Further, as shown in FIG. 4, the ECU 13 stores the relationship between the temperature of the reduction catalyst and the urea water appropriate injection amount indicating the appropriate injection amount of urea water that does not cause ammonia slip. The amount of urea water injected from the injection nozzle 26 is determined by applying the calculated temperature of the reduction catalyst.
次に、本実施形態に係る排気ガス浄化装置の動作を図５〜図７のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、循環加温回路３３で加温される作動油の温度Ｔｓの所定の目標値Ｔｓ１が、例えば常温を目安として２０℃に設定されており（Ｔｓ１＝２０℃）、サブタンク２１Ａに貯蔵された尿素水の温度Ｔｋの所定の目標値Ｔｋ１が、例えば尿素水の融点を目安として−１１℃に設定されている（Ｔｋ１＝−１１℃）。 Next, the operation of the exhaust gas purification apparatus according to the present embodiment will be described in detail based on the flowcharts of FIGS. In the following description, a predetermined target value Ts1 of the temperature Ts of the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit 33 is set to 20 ° C., for example, with room temperature as a guide (Ts1 = 20 ° C.), and the sub tank A predetermined target value Tk1 of the temperature Tk of the urea water stored in 21A is set to −11 ° C., for example, using the melting point of the urea water as a guide (Tk1 = −11 ° C.).
まず、尿素水温度センサ５１がサブタンク２１Ａ内の尿素水の温度Ｔｋを検出し、検出した尿素水の温度ＴｋをＥＣＵ１３に入力する（手順Ｓ１）。次に、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃未満かどうかを判断する（手順Ｓ２）。このとき、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃以上であると判断すると（手順Ｓ２／Ｎｏ）、後述する手順Ｓ１３からの動作が行われる。 First, the urea water temperature sensor 51 detects the temperature Tk of the urea water in the sub tank 21A, and inputs the detected temperature Tk of the urea water to the ECU 13 (step S1). Next, the ECU 13 determines whether the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is less than −11 ° C. (step S2). At this time, when the ECU 13 determines that the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is -11 ° C. or higher (step S2 / No), the operation from step S13 described later is performed.
一方、手順Ｓ２において、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃未満であると判断すると（手順Ｓ２／Ｙｅｓ）、作動油温度センサ５０がサブタンク１６Ａ内の作動油の温度Ｔｓを検出し、検出した作動油の温度ＴｓをＥＣＵ１３に入力する（手順Ｓ３）。次に、ＥＣＵ１３の熱交換流量制御部１３Ａは、手順Ｓ１において尿素水温度センサ５１で検出された尿素水の温度Ｔｋ及び手順Ｓ３において作動油温度センサ５０で検出された作動油の温度Ｔｓを、上述の数式（３）に代入してサブタンク１６Ａに貯蔵する作動油の体積Ｖｓを演算し（手順Ｓ４）、作動油供給ポンプ３２を駆動してサブタンク１６Ａ内の作動油の水位を制御することにより、循環加温回路３３で循環させる作動油の流量を調整する（手順Ｓ５）。 On the other hand, when the ECU 13 determines in step S2 that the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is less than −11 ° C. (step S2 / Yes), the hydraulic oil temperature sensor 50 is in the sub tank 16A. The hydraulic oil temperature Ts is detected, and the detected hydraulic oil temperature Ts is input to the ECU 13 (step S3). Next, the heat exchange flow rate control unit 13A of the ECU 13 determines the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 in step S1 and the temperature Ts of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 in step S3. By substituting into the above equation (3) and calculating the volume Vs of hydraulic oil stored in the sub tank 16A (step S4), the hydraulic oil supply pump 32 is driven to control the water level of the hydraulic oil in the sub tank 16A. Then, the flow rate of the hydraulic oil to be circulated by the circulation heating circuit 33 is adjusted (procedure S5).
次に、コントローラ１４は、バッテリ３５の電力を使用してモータ３６を駆動することにより（手順Ｓ６）、供給ポンプ４２がモータ３６の駆動力で回転してサブタンク１６Ａ内の作動油を循環加温回路３３へ汲み上げる（手順Ｓ７）。これにより、作動油がサブタンク１６Ａから循環加温回路３３の流路３３ａを流通するが、リリーフ弁４５は閉じているので、作動油がリリーフ弁４５で堰き止められ、循環加温回路３３内の圧力が上昇する。そして、循環加温回路３３内の圧力がリリーフ弁４５の設定圧になったとき、リリーフ弁４５が開いて作動油がリリーフ弁４５及び方向切換弁４６を通過し、サブタンク１６Ａに戻る（手順Ｓ８）。このようにして、サブタンク１６Ａに貯蔵された作動油が循環加温回路３３を循環することにより、流路３３ａ及びリリーフ弁４５を流通する際に受ける抵抗等によって熱が発生して加温される。 Next, the controller 14 drives the motor 36 using the electric power of the battery 35 (step S6), so that the supply pump 42 is rotated by the driving force of the motor 36 to circulate and heat the hydraulic oil in the sub tank 16A. Pumping to the circuit 33 (step S7). As a result, the hydraulic oil flows from the sub tank 16 </ b> A through the flow path 33 a of the circulation heating circuit 33. However, since the relief valve 45 is closed, the hydraulic oil is blocked by the relief valve 45. Pressure increases. When the pressure in the circulation heating circuit 33 reaches the set pressure of the relief valve 45, the relief valve 45 is opened, the hydraulic oil passes through the relief valve 45 and the direction switching valve 46, and returns to the sub tank 16A (step S8). ). In this manner, the hydraulic oil stored in the sub tank 16A circulates through the circulation heating circuit 33, so that heat is generated and heated by resistance and the like received when flowing through the flow path 33a and the relief valve 45. .
次に、ＥＣＵ１３は、作動油温度センサ５０で検出された作動油の温度Ｔｓが２０℃以上であるかどうかを判断する（手順Ｓ９）。このとき、ＥＣＵ１３は、作動油温度センサ５０で検出された作動油の温度Ｔｓが２０℃未満であると判断すると（手順Ｓ９／Ｎｏ）、作動油の温度Ｔｓが２０℃に到達するまで待機する。一方、手順Ｓ９において、ＥＣＵ１３は、作動油温度センサ５０で検出された作動油の温度Ｔｓが２０℃以上であると判断すると（手順Ｓ９／Ｙｅｓ）、方向切換弁４６に対して切換位置の変更を出力することにより、方向切換弁４６は、ＥＣＵ１３からの入力を受けて切換位置を循環位置Ａから熱交換位置Ｂに切り替える（手順Ｓ１０）。 Next, the ECU 13 determines whether or not the temperature Ts of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 is 20 ° C. or higher (procedure S9). When the ECU 13 determines that the hydraulic oil temperature Ts detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 is lower than 20 ° C. (step S9 / No), the ECU 13 waits until the hydraulic oil temperature Ts reaches 20 ° C. . On the other hand, when the ECU 13 determines in step S9 that the temperature Ts of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 is 20 ° C. or higher (step S9 / Yes), the change of the switching position with respect to the direction switching valve 46. , The direction switching valve 46 receives the input from the ECU 13 and switches the switching position from the circulation position A to the heat exchange position B (procedure S10).
手順Ｓ１０の動作が行われると、循環加温回路３３を循環して加温された作動油は、方向切換弁４６によって熱交換回路３４へ流出し、そのまま熱交換回路３４を流通してチェック弁４７を通過した後、循環加温回路３３に再び戻される。このとき、作動油の熱が熱交換回路３４及びサブタンク２１Ａの外壁を伝わり、作動油と尿素水との間で熱交換が行われる（手順Ｓ１１）。 When the operation of step S10 is performed, the hydraulic oil circulated through the circulation heating circuit 33 flows out to the heat exchange circuit 34 by the direction switching valve 46, and flows through the heat exchange circuit 34 as it is to check the valve. After passing through 47, it is returned to the circulation heating circuit 33 again. At this time, the heat of the hydraulic oil is transmitted through the heat exchange circuit 34 and the outer wall of the sub tank 21A, and heat exchange is performed between the hydraulic oil and the urea water (procedure S11).
次に、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃未満どうかを判断する（手順Ｓ１２）。このとき、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃未満であると判断すると（手順Ｓ１２／Ｙｅｓ）、尿素水の温度Ｔｋが−１１℃に到達するまで待機する。 Next, the ECU 13 determines whether or not the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is less than −11 ° C. (step S12). At this time, if the ECU 13 determines that the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is less than −11 ° C. (step S12 / Yes), until the temperature Tk of the urea water reaches −11 ° C. stand by.
手順Ｓ２又は手順Ｓ１２において、ＥＣＵ１３は、尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃以上であると判断すると（手順Ｓ２／Ｎｏ，手順Ｓ１２／Ｎｏ）、エンジン１１が始動しているかどうかを判断する（手順Ｓ１３）。手順Ｓ１３において、ＥＣＵ１３は、エンジン１１が始動していないと判断すると（手順Ｓ１３／Ｎｏ）、エンジン１１は停止しており、エンジン１１から排気ガスが排出されないので、尿素水供給通路２７内に残留している尿素水を吸引装置で吸引して尿素水タンク２１へ戻す（手順Ｓ１４）。このとき、圧力付加装置２８によって圧力が付加されず、噴射ノズル２６から尿素水が排気管９内へ一度も噴射されていなければ、そのまま手順Ｓ１５の動作が行われる。手順Ｓ１４の動作が行われると、コントローラ１４は、モータ３６を停止し（手順Ｓ１５）、本実施形態の動作を終了する。 In step S2 or step S12, when the ECU 13 determines that the temperature Tk of the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 is -11 ° C. or higher (step S2 / No, step S12 / No), the engine 11 is started. It is determined whether or not (step S13). In step S13, if the ECU 13 determines that the engine 11 has not been started (step S13 / No), the engine 11 is stopped, and exhaust gas is not discharged from the engine 11, so that it remains in the urea water supply passage 27. The urea aqueous solution is sucked by the suction device and returned to the urea water tank 21 (step S14). At this time, if no pressure is applied by the pressure application device 28 and urea water has not been injected into the exhaust pipe 9 from the injection nozzle 26, the operation of step S15 is performed as it is. When the operation of step S14 is performed, the controller 14 stops the motor 36 (step S15) and ends the operation of the present embodiment.
一方、手順Ｓ１３において、ＥＣＵ１３は、エンジン１１が始動していると判断すると（手順Ｓ１３／Ｙｅｓ）、モータ３６と供給ポンプ４２とを連結するシャフト３７に設けられたクラッチ３８が切離され、油圧ポンプ１５と供給ポンプ４２とを連結するシャフト３９に設けられたクラッチ４０が結合され、供給ポンプ４２の駆動源がモータ３６の駆動力からエンジン１１の駆動力に切り換わる（手順Ｓ１６）。 On the other hand, in step S13, when the ECU 13 determines that the engine 11 has been started (step S13 / Yes), the clutch 38 provided on the shaft 37 connecting the motor 36 and the supply pump 42 is disengaged, and the hydraulic pressure is increased. The clutch 40 provided on the shaft 39 connecting the pump 15 and the supply pump 42 is coupled, and the drive source of the supply pump 42 is switched from the drive force of the motor 36 to the drive force of the engine 11 (step S16).
そして、油圧ポンプ１５及び供給ポンプ４２がエンジン１１の駆動力で回転することにより、作動油が油圧ポンプ１５及び供給ポンプ４２からブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、及びバケットシリンダ４ｃ等に供給されるので、フロント作業機４等が動作して掘削等の作業が開始される（手順Ｓ１７）。次に、ＥＣＵ１３は、圧力付加装置２８を駆動することにより（手順Ｓ１８）、圧力付加装置２８が尿素水供給通路２７に圧力を付加してサブタンク２１Ａ内の尿素水が尿素水供給通路２７を流通し、噴射ノズル２６から排気管９内へ噴射される（手順Ｓ１９）。 Since the hydraulic pump 15 and the supply pump 42 are rotated by the driving force of the engine 11, hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 15 and the supply pump 42 to the boom cylinder 4a, the arm cylinder 4b, the bucket cylinder 4c, and the like. Then, the front work machine 4 and the like operate to start work such as excavation (step S17). Next, the ECU 13 drives the pressure application device 28 (step S18), so that the pressure application device 28 applies pressure to the urea water supply passage 27 and the urea water in the sub tank 21A flows through the urea water supply passage 27. Then, it is injected from the injection nozzle 26 into the exhaust pipe 9 (step S19).
次に、排気ガス温度センサ５３が排気ガスの温度を検出し、検出した排気ガスの温度をＥＣＵ１３に入力する（手順Ｓ２０）。そして、ＥＣＵ１３は、排気ガス温度センサ５３によって検出された排気ガスの温度に基づいて、還元触媒室２９内の還元触媒の温度を演算し（手順Ｓ２１）、記憶した還元触媒の温度と尿素水適正噴射量との関係に対して手順Ｓ２１で演算した還元触媒の温度を適用して噴射ノズル２６から噴射される尿素水の噴射量を決定する（手順Ｓ２２）。 Next, the exhaust gas temperature sensor 53 detects the temperature of the exhaust gas, and inputs the detected temperature of the exhaust gas to the ECU 13 (step S20). The ECU 13 calculates the temperature of the reduction catalyst in the reduction catalyst chamber 29 based on the temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature sensor 53 (step S21), and stores the stored temperature of the reduction catalyst and the appropriate urea water. The injection amount of urea water injected from the injection nozzle 26 is determined by applying the temperature of the reduction catalyst calculated in step S21 to the relationship with the injection amount (step S22).
その後、ＥＣＵ１３は、圧力付加装置２８によって尿素水供給通路２７に付加されている圧力を確認し、噴射ノズル２６から適正な噴射量の尿素水が噴射されているかどうか、すなわち手順Ｓ２２で決定した噴射量の尿素水が噴射されているかどうかを判断する（手順Ｓ２３）。このとき、ＥＣＵ１３は、噴射ノズル２６から適正な噴射量の尿素水が噴射されていると判断すると（手順Ｓ２３／Ｙｅｓ）、手順Ｓ１９の動作に戻る。 Thereafter, the ECU 13 confirms the pressure applied to the urea water supply passage 27 by the pressure applying device 28, and whether or not the appropriate amount of urea water is being injected from the injection nozzle 26, that is, the injection determined in step S22. It is determined whether or not an amount of urea water has been injected (step S23). At this time, if the ECU 13 determines that an appropriate amount of urea water is being injected from the injection nozzle 26 (step S23 / Yes), the process returns to the operation of step S19.
一方、ＥＣＵ１３は、噴射ノズル２６から適正な噴射量の尿素水が噴射されていないと判断すると（手順Ｓ２３／Ｎｏ）、手順Ｓ２２で決定した尿素水の噴射量に基づいて、圧力付加装置２８によって尿素水供給通路２７に付加される圧力を調整することにより、噴射ノズル２６から噴射される尿素水の噴射量を補正する（手順Ｓ２４）。次に、ＥＣＵ１３は、エンジン１１が停止しているかどうかを判断する（手順Ｓ２５）。このとき、ＥＣＵ１３は、エンジン１１が停止していないと判断すると（手順Ｓ２５／Ｎｏ）、手順Ｓ１９の動作に戻る。手順Ｓ２５において、ＥＣＵ１３は、エンジン１１が停止していると判断すると（手順Ｓ２５／Ｙｅｓ）、上述した手順Ｓ１４からの動作が行われる。 On the other hand, when the ECU 13 determines that the appropriate amount of urea water is not injected from the injection nozzle 26 (step S23 / No), the pressure applying device 28 uses the urea water injection amount determined in step S22. The amount of urea water injected from the injection nozzle 26 is corrected by adjusting the pressure applied to the urea water supply passage 27 (step S24). Next, the ECU 13 determines whether or not the engine 11 is stopped (step S25). At this time, when the ECU 13 determines that the engine 11 is not stopped (step S25 / No), the ECU 13 returns to the operation of step S19. In step S25, when the ECU 13 determines that the engine 11 is stopped (step S25 / Yes), the operation from step S14 described above is performed.
このように構成した本実施形態によれば、作動油タンク１６に貯蔵された作動油をサブタンク１６Ａに分配し、このサブタンク１６Ａ内の作動油を循環加温回路３３で循環させて加温することにより、作動油タンク１６内の作動油の一部を暖めるだけで良いので、外気の温度が低くなり易い冬場や寒冷地等の環境下であっても、尿素水を暖めるのに用いられる作動油を早い段階で暖めることができる。そして、循環加温回路３３で加温された作動油と噴射ノズル２６で噴射される尿素水との熱交換が熱交換回路３４で行われることにより、尿素水を迅速に暖めることができる。 According to the present embodiment configured as described above, the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank 16 is distributed to the sub tank 16A, and the hydraulic oil in the sub tank 16A is circulated by the circulation heating circuit 33 to be heated. Therefore, it is only necessary to warm a part of the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 16, so that the hydraulic oil used to warm the urea water can be used even in environments such as winter and cold regions where the temperature of the outside air tends to be low. Can be warmed up early. Then, the heat exchange between the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit 33 and the urea water injected by the injection nozzle 26 is performed by the heat exchange circuit 34, so that the urea water can be quickly heated.
従って、エンジン１１の始動直後であっても尿素水や還元触媒の温度を高めることができるので、エンジン１１の稼働状況に拘わらず、還元触媒によるアンモニアと排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進することができる。このように、還元触媒の機能を有効に働かせることができるので、排気ガスを効率良く浄化することができる。これにより、尿素水の状態が油圧ショベル１の周囲の環境に影響されず、尿素水の凍結を効果的に抑制することができる。 Therefore, since the temperature of the urea water and the reduction catalyst can be increased even immediately after the engine 11 is started, the reaction between ammonia and nitrogen oxides in the exhaust gas by the reduction catalyst is performed regardless of the operating state of the engine 11. Can be promoted. In this way, the function of the reduction catalyst can be made to work effectively, so that the exhaust gas can be purified efficiently. Thereby, the state of urea water is not influenced by the environment around the hydraulic excavator 1, and freezing of urea water can be effectively suppressed.
また、本実施形態は、サブタンク１６Ａに貯蔵された作動油を循環加温回路３３で加温するために、供給ポンプ４２がモータ３６の駆動力で回転してサブタンク１６Ａ内の作動油が流路３３ａ内へ供給されると、この流路３３ａ内の圧力が上昇する。そして、流路３３ａ内の圧力がリリーフ弁４５の所定の設定圧以上になったとき、リリーフ弁４５が開いて流路３３ａを連通することにより、供給ポンプ４２によって圧縮された作動油が流路３３ａを流通して循環加温回路３３を循環する。このとき、作動油がリリーフ弁４５を通過する際に、作動油に蓄積されたエネルギーがリリーフ弁４５で熱に変換されるので、循環加温回路３３内において作動油を迅速に暖めることができる。 Further, in the present embodiment, in order to heat the hydraulic oil stored in the sub tank 16A by the circulation heating circuit 33, the supply pump 42 is rotated by the driving force of the motor 36, and the hydraulic oil in the sub tank 16A flows. When supplied into 33a, the pressure in the flow path 33a increases. When the pressure in the flow path 33a becomes equal to or higher than a predetermined set pressure of the relief valve 45, the relief valve 45 opens and communicates with the flow path 33a, so that the hydraulic oil compressed by the supply pump 42 is flowed. The circulation heating circuit 33 circulates through 33a. At this time, when the hydraulic oil passes through the relief valve 45, the energy accumulated in the hydraulic oil is converted into heat by the relief valve 45, so that the hydraulic oil can be quickly warmed in the circulation heating circuit 33. .
さらに、循環加温回路３３で加温された作動油は、方向切換弁４６によって熱交換回路３４へ導かれ、熱交換回路３４を流通する。このとき、作動油の熱が熱交換回路３４及びサブタンク２１Ａの外壁を通じて尿素水に伝わり易くなっているので、循環加温回路３３で加温された作動油とサブタンク２１Ａ内の尿素水との間で行われる熱交換を促進することができる。これにより、尿素水への作動油の熱の伝達効率を高めることができる。 Further, the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit 33 is guided to the heat exchange circuit 34 by the direction switching valve 46 and flows through the heat exchange circuit 34. At this time, since the heat of the hydraulic oil is easily transferred to the urea water through the heat exchange circuit 34 and the outer wall of the sub tank 21A, the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit 33 and the urea water in the sub tank 21A The heat exchange performed at can be promoted. Thereby, the heat transfer efficiency of the hydraulic oil to the urea water can be increased.
また、本実施形態は、ＥＣＵ１３の熱交換流量制御部１３Ａは、作動油温度センサ５０で検出された作動油の温度Ｔｓ及び尿素水温度センサ５１で検出された尿素水の温度Ｔｋを、数式（３）に代入してサブタンク１６Ａに貯蔵する作動油の体積Ｖｓを演算し、サブタンク１６Ａ内の作動油の水位を演算した作動油の体積Ｖｓに相当する水位に合わせて作動油の流量を調整することにより、排気ガスの浄化に使用される尿素水を暖めるのに必要な流量の作動油を熱交換させるだけで済み、循環加温回路３３で循環させる作動油の分量を減らすことができる。これにより、循環加温回路３３において作動油が加温される速度を高めることができるので、熱交換回路３４で行われる作動油と尿素水との熱交換の開始を早めることができ、尿素水が暖まるまでにかかる時間を短縮することができる。さらに、これに伴ってバッテリ３５の消費電力が削減されるので、バッテリ３５の交換作業の頻度を減らすことができ、優れた利便性を提供することができる。 Further, in the present embodiment, the heat exchange flow rate control unit 13A of the ECU 13 calculates the hydraulic oil temperature Ts detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 and the urea water temperature Tk detected by the urea water temperature sensor 51 using mathematical formulas ( Substituting in 3), the volume Vs of hydraulic oil stored in the sub-tank 16A is calculated, and the flow rate of hydraulic oil is adjusted in accordance with the water level corresponding to the calculated hydraulic oil volume Vs in the sub-tank 16A. Accordingly, it is only necessary to exchange heat of the hydraulic oil at a flow rate necessary for warming the urea water used for purifying the exhaust gas, and the amount of the hydraulic oil circulated in the circulation heating circuit 33 can be reduced. Thereby, since the speed at which the hydraulic oil is heated in the circulation heating circuit 33 can be increased, the start of heat exchange between the hydraulic oil and the urea water performed in the heat exchange circuit 34 can be accelerated, and the urea water It is possible to shorten the time required for the to warm up. Furthermore, since the power consumption of the battery 35 is reduced accordingly, the frequency of replacement work of the battery 35 can be reduced, and excellent convenience can be provided.
なお、上述した本実施形態は、サブタンク２１Ａに貯蔵された尿素水の温度を検出する尿素水温度センサ５１を備え、図５〜図７に示すように尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋが−１１℃未満であるときに、作動油供給部３０のモータ３６を駆動させ、作動油を循環加温回路３３で加温して尿素水を暖める作業を開始した場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、図８に示すように、油圧ショベル１が、外部の管理サーバ５５の通信装置５６と無線通信回線５７を介して通信する通信装置５８を備え、管理サーバ５５が尿素水の凍結を検知したときに、通信装置５６を用いて油圧ショベル１と無線通信を行い、遠隔的にモータ３６を駆動させるようにしても良い。 In addition, this embodiment mentioned above is equipped with the urea water temperature sensor 51 which detects the temperature of the urea water stored in 21 A of subtanks, and the urea water detected by the urea water temperature sensor 51 as shown in FIGS. When the temperature Tk is less than -11 ° C., the motor 36 of the hydraulic oil supply unit 30 is driven, and the operation of heating the urea oil by heating the hydraulic oil in the circulation heating circuit 33 has been described. However, it is not limited to this case. For example, as shown in FIG. 8, the excavator 1 includes a communication device 58 that communicates with a communication device 56 of an external management server 55 via a wireless communication line 57, and the management server 55 detects freezing of urea water. Sometimes, the communication device 56 may be used to perform wireless communication with the hydraulic excavator 1 to drive the motor 36 remotely.
なお、上述した本実施形態は、ＥＣＵ１３の熱交換流量制御部１３Ａが、作動油温度センサ５０によって検出された作動油の温度Ｔｓ及び尿素水温度センサ５１によって検出された尿素水の温度Ｔｋに基づいて、循環加温回路３３によって加温される作動油の温度Ｔｓの所定の目標値Ｔｓ１と還元剤供給部によって供給される尿素水の温度Ｔｋの所定の目標値Ｔｋ１に対して、熱交換回路３４で熱交換させる作動油の流量を制御した場合について説明したが、この場合に限らず、例えば油圧ショベル１による作業を行う作業者が熱交換回路３４で熱交換させる作動油の流量を適宜設定しても良い。 In the present embodiment described above, the heat exchange flow rate control unit 13A of the ECU 13 is based on the hydraulic oil temperature Ts detected by the hydraulic oil temperature sensor 50 and the urea water temperature Tk detected by the urea water temperature sensor 51. Thus, a heat exchange circuit for a predetermined target value Ts1 of the temperature Ts of the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit 33 and a predetermined target value Tk1 of the temperature Tk of the urea water supplied by the reducing agent supply unit. The case where the flow rate of the hydraulic oil to be exchanged with heat is controlled has been described. However, the present invention is not limited to this case. You may do it.
１ 油圧ショベル（作業機械）
２ 走行体
３ 旋回体
４ フロント作業機
４Ａ ブーム
４ａ ブームシリンダ
４Ｂ アーム
４ｂ アームシリンダ
４Ｃ バケット
４ｃ バケットシリンダ
５ カウンタウェイト
７ エンジンルーム
９ 排気管
１１ エンジン
１３ ＥＣＵ
１３Ａ 熱交換流量制御部
１４ コントローラ
１５ 油圧ポンプ
１６ 作動油タンク
１６Ａ サブタンク
２１ 尿素水タンク
２１Ａ サブタンク
２３ 尿素水供給ポンプ
２４ 尿素水水位センサ
２６ 噴射ノズル
２７ 尿素水供給通路
２８ 圧力付加装置
２９ 還元触媒室
３０ 作動油供給部
３２ 作動油供給ポンプ
３３ 循環加温回路
３３ａ 流路
３４ 熱交換回路（熱交換部）
３５ バッテリ
３６ モータ
４２ 供給ポンプ
４５ リリーフ弁
４６ 方向切換弁
４７ チェック弁
４８ 作動油水位センサ
５０ 作動油温度センサ（作動油温度検出部）
５１ 尿素水温度センサ（還元剤温度検出部）
５２ 電磁弁
５３ 排気ガス温度センサ
５５ 管理サーバ
５６，５８ 通信装置
５７ 無線通信回線
1 Excavator (work machine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Traveling body 3 Revolving body 4 Front working machine 4A Boom 4a Boom cylinder 4B Arm 4b Arm cylinder 4C Bucket 4c Bucket cylinder 5 Counterweight 7 Engine room 9 Exhaust pipe 11 Engine 13 ECU
13A Heat Exchange Flow Control Unit 14 Controller 15 Hydraulic Pump 16 Hydraulic Oil Tank 16A Subtank 21 Urea Water Tank 21A Subtank 23 Urea Water Supply Pump 24 Urea Water Level Sensor 26 Injection Nozzle 27 Urea Water Supply Passage 28 Pressure Applicator 29 Reduction Catalyst Chamber 30 Hydraulic oil supply section 32 Hydraulic oil supply pump 33 Circulating heating circuit 33a Flow path 34 Heat exchange circuit (heat exchange section)
35 Battery 36 Motor 42 Supply pump 45 Relief valve 46 Directional switching valve 47 Check valve 48 Hydraulic oil water level sensor 50 Hydraulic oil temperature sensor (hydraulic oil temperature detector)
51 Urea water temperature sensor (reducing agent temperature detector)
52 Solenoid valve 53 Exhaust gas temperature sensor 55 Management server 56, 58 Communication device 57 Wireless communication line
Claims (3)
前記排気管に設けられ、前記排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元して浄化する浄化部を備え、この浄化部は、前記排気ガス中の窒素酸化物を還元する還元剤と、この還元剤を貯蔵する還元剤タンクと、この還元剤タンクから前記排気管内へ前記還元剤を供給する還元剤供給部と、この還元剤供給部によって供給された前記還元剤と前記排気ガス中の窒素酸化物との反応を促進する還元触媒とを有する作業機械の排気ガス浄化装置において、
前記作動油タンクに貯蔵された作動油の一部を貯蔵するサブタンクと、
このサブタンクに貯蔵された作動油を循環させて加温する循環加温回路と、
この循環加温回路で加温された作動油と前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤との間で熱交換させる熱交換部とを備えたことを特徴とする作業機械の排気ガス浄化装置。 Provided in a work machine having a hydraulic pump that rotates with the driving force of the engine, a hydraulic oil tank that stores hydraulic oil sucked into the hydraulic pump, and an exhaust pipe that discharges exhaust gas led from the engine. ,
A purification unit that is provided in the exhaust pipe and reduces and purifies nitrogen oxides contained in the exhaust gas. The purification unit includes a reducing agent that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas, and the reducing agent. A reducing agent tank for storing the reducing agent, a reducing agent supply unit for supplying the reducing agent from the reducing agent tank into the exhaust pipe, the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit, and nitrogen oxides in the exhaust gas In an exhaust gas purification device for a work machine having a reduction catalyst that promotes a reaction with
A sub tank for storing a part of the hydraulic oil stored in the hydraulic oil tank;
A circulation heating circuit that circulates and heats the hydraulic oil stored in the sub tank;
Exhaust gas purification of a working machine, comprising: a heat exchanging part that exchanges heat between the working oil heated in the circulation heating circuit and the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit apparatus.
前記熱交換部は、
前記循環加温回路に設けられ、この循環加温回路で加温された作動油の熱が前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤に伝わるように前記循環加温回路で加温された作動油を流通させる熱交換回路から成り、
前記循環加温回路は、
前記サブタンクに接続されて作動油が流通する流路と、
前記サブタンクからこの流路内へ作動油を供給する作動油供給部と、
前記流路内の圧力が所定の設定圧未満のときに前記流路を遮断し、前記流路内の圧力が前記所定の設定圧以上のときに前記流路を連通するリリーフ弁と、
前記流路を流通する作動油の流れを切り換え、前記リリーフ弁を通過した作動油を前記熱交換回路へ流出させる方向切換弁とを有することを特徴とする作業機械の排気ガス浄化装置。 In the exhaust-gas purification apparatus of the working machine of Claim 1,
The heat exchange part is
Provided in the circulation heating circuit and heated in the circulation heating circuit so that the heat of the hydraulic oil heated in the circulation heating circuit is transmitted to the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit. It consists of a heat exchange circuit that distributes hydraulic oil,
The circulation heating circuit is
A flow path connected to the sub-tank and through which hydraulic oil flows;
A hydraulic oil supply section for supplying hydraulic oil from the sub tank into the flow path;
A relief valve that shuts off the flow path when the pressure in the flow path is lower than a predetermined set pressure, and communicates the flow path when the pressure in the flow path is equal to or higher than the predetermined set pressure;
An exhaust gas purification device for a working machine, comprising: a direction switching valve that switches a flow of hydraulic oil flowing through the flow path and causes the hydraulic oil that has passed through the relief valve to flow out to the heat exchange circuit.
前記循環加温回路を循環する作動油の温度を検出する作動油温度検出部と、
前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤の温度を検出する還元剤温度検出部と、
これらの作動油温度検出部によって検出された作動油の温度及び還元剤温度検出部によって検出された前記還元剤の温度に基づいて、前記循環加温回路によって加温される作動油の温度の所定の目標値と前記還元剤供給部によって供給される前記還元剤の温度の所定の目標値に対して、前記熱交換部によって熱交換させる作動油の流量を制御する熱交換流量制御部とを備えたことを特徴とする作業機械の排気ガス浄化装置。 In the exhaust-gas purification apparatus of the working machine of Claim 1 or 2,
A hydraulic oil temperature detector for detecting the temperature of the hydraulic oil circulating in the circulation heating circuit;
A reducing agent temperature detection unit for detecting the temperature of the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit;
Based on the temperature of the hydraulic oil detected by the hydraulic oil temperature detection unit and the temperature of the reducing agent detected by the reducing agent temperature detection unit, a predetermined temperature of the hydraulic oil heated by the circulation heating circuit is determined. A heat exchange flow rate control unit that controls the flow rate of the hydraulic oil to be heat-exchanged by the heat exchange unit with respect to a predetermined target value of the target value of the reducing agent and a predetermined target value of the temperature of the reducing agent supplied by the reducing agent supply unit. An exhaust gas purifying device for a work machine characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013175804A JP2015045235A (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Exhaust emission control device for work machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013175804A JP2015045235A (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Exhaust emission control device for work machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015045235A true JP2015045235A (en) | 2015-03-12 |
Family
ID=52670931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013175804A Pending JP2015045235A (en) | 2013-08-27 | 2013-08-27 | Exhaust emission control device for work machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015045235A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017069239A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | ヤンマー株式会社 | Work vehicle |
| CN112076608A (en) * | 2020-08-05 | 2020-12-15 | 清华大学无锡应用技术研究院 | Gallium nitride production furnace waste ammonia recovery unit |
| CN112619523A (en) * | 2021-01-26 | 2021-04-09 | 中国长江电力股份有限公司 | Transformer standard oil preparation device and method |
-
2013
- 2013-08-27 JP JP2013175804A patent/JP2015045235A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017069239A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | ヤンマー株式会社 | Work vehicle |
| JP2017081259A (en) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | ヤンマー株式会社 | Work vehicle |
| JP2020193621A (en) * | 2015-10-23 | 2020-12-03 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | Service vehicle |
| CN112076608A (en) * | 2020-08-05 | 2020-12-15 | 清华大学无锡应用技术研究院 | Gallium nitride production furnace waste ammonia recovery unit |
| CN112076608B (en) * | 2020-08-05 | 2022-08-12 | 清华大学无锡应用技术研究院 | Gallium nitride production furnace waste ammonia recovery unit |
| CN112619523A (en) * | 2021-01-26 | 2021-04-09 | 中国长江电力股份有限公司 | Transformer standard oil preparation device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8997467B2 (en) | System and method for post-shutdown temperature management and purge | |
| US9303388B2 (en) | Work vehicle | |
| US9249710B2 (en) | Work vehicle | |
| US20100266458A1 (en) | Construction Machine | |
| JP2012237232A (en) | Construction machine | |
| JP6894814B2 (en) | Hybrid work machine | |
| US9488088B2 (en) | Work vehicle and method of controlling work vehicle | |
| JP2013002285A (en) | Reducing agent supply system | |
| JP2015045235A (en) | Exhaust emission control device for work machine | |
| JPWO2014155506A1 (en) | Wheel loader | |
| JP2013147881A (en) | Work machine having cold-district specification | |
| JP4137831B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
| US9574322B2 (en) | Hydraulic excavator | |
| JP2013241808A (en) | Airframe and work machine | |
| CN107923284B (en) | Construction machine | |
| JP2014194171A (en) | Construction machine | |
| JP2012140920A (en) | Exhaust emission control device | |
| US9726065B2 (en) | Work vehicle | |
| KR101484211B1 (en) | Heater of urea supply system for selective catalyst reduction device | |
| JP2009257122A (en) | Exhaust emission control device of hydraulic working machine | |
| JP2014173448A (en) | Construction machine | |
| JP6258791B2 (en) | Construction machinery | |
| JP2020051343A (en) | Construction machine | |
| JP6215762B2 (en) | Urea water supply system for hydraulic excavators | |
| JP2015025456A (en) | Wheel loader |