用于运行内燃机的方法和用于实施该方法的控制装置制造方法及图纸

技术编号:14313833 阅读:98 留言:0更新日期:2016-12-30 15:35
一种用于运行内燃机(1)、尤其是用重油来运行的船舶柴油内燃机的方法,其中所述内燃机(1)具有用于使燃料燃烧的燃烧马达(2)和布置在所述燃烧马达(2)后面的废气后处理系统(3),该废气后处理系统用于在使用还原剂和/或吸收剂的情况下对在燃料燃烧时产生的废气进行净化,并且其中根据有待在所述燃烧马达(2)中燃烧的燃料的成本并且根据有待在用于进行废气后处理的废气后处理系统(3)中使用的还原剂和/或吸收剂的成本来自动地在一工作点中运行所述内燃机(1),在所述工作点中产生燃料和还原剂和/或吸收剂的最小的运行介质成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、用于运行内燃机(Brennkraftmaschine)的方法。此外,本专利技术涉及一种用于实施所述方法的控制装置。
技术介绍
从实践中已知的内燃机、例如船舶柴油内燃机具有燃烧马达(Verbrennungsmotor)-在该燃烧马达中使燃料燃烧-并且具有布置在所述燃烧马达后面的、用于对在所述燃料燃烧时在所述燃烧马达中产生的废气进行净化的废气后处理系统。船舶柴油内燃机在此优选用重油来运行。从实践中已知,在内燃机的废气后处理系统中对废气进行脱氮处理并且优选进行脱硫处理。为了给所述废气脱氮,根据现有技术要使用所谓的SCR催化器,所述SCR催化器尤其使用氨作为还原剂。为了给废气脱硫,从现有技术中首先公开了吸收式的方法,所述吸收式的方法使用氧化钙(Brandkalt)或者氢氧化钙或者碳酸钙来作为吸收剂。由于价格压力上升而存在着下述需求:尤其在遵守排放极限值的情况下用最小的运行介质成本(Betriebsmittelkosten)来运行内燃机。这一点目前有困难。从US 8,899,018 B2中已经公开了一种用于优化地进行废气后处理的方法,在这种方法中,将消耗控制的、对于燃料和还原剂与排放的协调考虑在内。不过,所描述的控制/调节易受干扰。
技术实现思路
据此,本专利技术的任务在于,提供一种新式的、用于运行内燃机的方法以及一种用于实施所述方法的控制装置。该任务通过按权利要求1所述的、用于运行内燃机的方法得到解决。按照本专利技术,根据有待在燃烧马达中燃烧的燃料的成本并且根据有待在用于进行废气后处理的废气后处理系统中使用的还原剂和/或吸收剂的成本来自动地在一工作点中运行所述内燃机,在所述工作点中产生燃料和还原剂和/或吸收剂的最小的运行介质成本。这里当前的专利技术建议一种方法,借助于该方法可以在提供所要求的功率的情况下自动地在一工作点中运行内燃机,在该工作点中产生在所述燃烧马达中所需要的燃料及在所述废气后处理系统中所需要的还原剂和/或吸收剂的最小的运行成本。于是,根据燃烧马达侧的运行介质成本以及废气后处理系统侧的运行介质成本可以实现所述内燃机的成本优化的运行。根据一种有利的改进方案,在通过输送给所述燃烧马达的燃料量来提供所要求的功率的情况下以下述方式自动地调节所述燃烧马达的废气中的未处理排放:由于输送给所述燃烧马达的燃料量并且由于为了在所述废气后处理系统中进行废气后处理而需要的还原剂和/或吸收剂量优选在遵守排放极限值的情况下产生燃料和还原剂的最小的运行介质成本。这种用于运行所述内燃机的处理方式特别有利。根据一种有利的改进方案,自动地对所述燃料的成本以及所述还原剂和/或吸收剂的成本进行更新。优选地,根据所述内燃机的运行位置并且/或者根据所述内燃机的运行时间也来自动地更新所述排放极限值。通过对于当前有效的用于燃烧马达的运行介质成本、当前有效的用于所述废气后处理系统的运行介质成本以及当前有效的排放极限值进行的自动的更新,可以始终在成本优化的工作点中运行所述内燃机。根据一种有利的改进方案,自动地以下述方式确定所述工作点:在遵守构件负荷极限值的情况下运行所述内燃机。由此可以避免所述内燃机的构件经受不允许的很高的负荷。附图说明本专利技术的优选的改进方案从从属权利要求和接下来的说明中获得。在不局限于本专利技术的实施例的情况下借助于附图对本专利技术的实施例进行详细解释。在此:图1示出了包括燃烧马达和废气后处理系统的内燃机的方框图;并且图2示出了用于对废气中的氮氧化物-未处理排放与输送给所述燃烧马达的燃料量之间的相关性进行说明的图表。具体实施方式本专利技术涉及一种用于运行内燃机的方法和一种用于实施所述方法的控制装置。图1大为简化地示出了内燃机的方框图,该内燃机包括燃烧马达2和布置在该燃烧马达2的后面的废气后处理系统3。向所述内燃马达2输送燃料4和用于使所述燃料4燃烧的增压空气5,其中在所述燃料4燃烧时在所述燃烧马达2中产生的废气6为了进行废气后处理而被输送给所述废气后处理系统3,所述废气作为经过净化的废气7离开所述废气后处理系统3。在所示出的实施例中,要示范性地认为,所述废气后处理系统3是包括至少一个SCR催化器的废气后处理系统,在该SCR催化器中为了进行废气净化而需要作为还原剂8的氨。在图1中所示出的实施例中,这种还原剂8通过计量机构9向离开所述内燃机2的废气6定量供给,从而可以将所述还原剂8在所述废气后处理系统3中用于进行废气净化。在SCR催化器中,优选设计为氨的还原剂8用于给所述废气6脱氮,其中在将氨用作还原剂的情况下将氮氧化物NOx、如NO和NO2转化为氮气N2和水蒸汽H2O。在这样的SCR催化器的前面可以布置NO-氧化催化器,用于将NO氧化为NO2,并且就这样用于提高所述SCR催化器中的反应速度。为了运行在图1中示出的内燃机1,相应地产生燃烧马达侧的运行介质成本、也就是所述燃料4的成本和废气后处理系统侧的运行介质成本、也就是所述还原剂8的成本,这些成本一起决定性地定义了所述内燃机1的运行介质成本。为了在提供所要求的功率的情况下以运行介质成本优化的方式运行所述内燃机1,根据有待在所述燃烧马达2中燃烧的燃料4的成本并且根据在所述废气后处理系统3中用于进行废气净化的还原剂8的成本自动地在一工作点中运行所述内燃机,在所述工作点中为了提供所要求的功率而产生燃料4及还原剂8的最小的运行介质成本。为此,优选规定,通过输送给所述燃烧马达2的燃料4的、例如在共轨喷射系统中对于所述内燃机的功率范围的大部分来说可以通过喷射时刻的偏移来影响的量,来以下述方式自动地调节所述燃烧马达2的废气6中的未处理排放:由于输送给所述燃烧马达2的燃料量并且由于为了在所述废气后处理系统3中进行废气后处理所需要的还原剂8的量而产生燃料4和还原剂8的最小的运行成本。因此,氮氧化物排放例如由于喷射时刻的提早的偏移并且/或者由于喷射压力的提高而增加。其它影响NOx未处理排放的马达参数是燃料-/空气比(Kraftstoff-/Luftverhältnis)和燃料喷射的数量。在图2中示出了喷射时刻K对所述NOx未处理排放的影响:较早的喷射开始(较小的K值)引起所述NOx未处理排放的增加。在氮氧化物排放增加时需要更多的还原剂8,以便在遵守用于所述氮氧化物排放的排放极限值的情况下对所述废气后处理系统3中的废气6进行净化。根据输送给所述燃烧马达2的燃料量和与此有关的燃料成本并且根据输送给所述废气后处理系统3的还原剂量和为了对离开所述燃烧马达2的废气6进行净化所需要的还原剂成本,来自动地确定用于所述内燃机1的工作点并且自动地在这个工作点中运行所述内燃机1,从而在遵守相应的排放极限值的前提下在提供所要求的功率的情况下在燃料及还原剂的运行介质成本方面可以最佳地运行所述内燃机1。在此在本专利技术的意义上规定,为了实施根据本专利技术的方法而存在一种控制装置10,该控制装置包括用于实施根据本专利技术的方法的器件。这些器件是硬件侧的器件和软件侧的器件。所述硬件侧的器件尤其是数据接口,用于与参与实施根据本专利技术的方法的标准组件交换数据。此外,所述硬件侧的器件是用于保存数据的数据存储器和用于对数据进行处理的处理器。所述软件侧的器件是程序模块,所述程序模块被执行用于在所述控制装置1本文档来自技高网...
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【技术保护点】
用于运行内燃机(1)、尤其是用重油来运行的船舶柴油内燃机的方法,其中所述内燃机(1)具有用于使燃料燃烧的燃烧马达(2)和布置在所述燃烧马达(2)后面的废气后处理系统(3),该废气后处理系统用于在使用还原剂和/或吸收剂的情况下对在燃料燃烧时产生的废气进行净化,其特征在于,根据有待在所述燃烧马达(2)中燃烧的燃料的成本并且根据有待在用于进行废气后处理的废气后处理系统(3)中所使用的还原剂和/或吸收剂的成本在一工作点中运行所述内燃机(1),在所述工作点中产生燃料和还原剂和/或吸收剂的最小的运行介质成本。

【技术特征摘要】
2015.06.17 DE 102015007646.91.用于运行内燃机(1)、尤其是用重油来运行的船舶柴油内燃机的方法,其中所述内燃机(1)具有用于使燃料燃烧的燃烧马达(2)和布置在所述燃烧马达(2)后面的废气后处理系统(3),该废气后处理系统用于在使用还原剂和/或吸收剂的情况下对在燃料燃烧时产生的废气进行净化,其特征在于,根据有待在所述燃烧马达(2)中燃烧的燃料的成本并且根据有待在用于进行废气后处理的废气后处理系统(3)中所使用的还原剂和/或吸收剂的成本在一工作点中运行所述内燃机(1),在所述工作点中产生燃料和还原剂和/或吸收剂的最小的运行介质成本。2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下马达参数中的至少一个马达参数的改变:-燃料-/空气比;-燃料喷射压力;-燃料喷射时刻;-喷射的数量;来以下述方式自动地调节所述燃烧马达(2)的废气中的未处理排放:由于为了在所述废气后处理系统(3)中进行废气后处理所需要的还原剂量和/或吸收剂量而产生燃料和还原剂和/或吸收剂的最小的运行介质成本。3.按权利要求1和2所述的方法,其特征在于,为了改变所述内燃机的未处理排放和废气后处理装置的转化特性并且由此根据所需要的还原剂量和/或吸收剂量而参考组合特性曲线。4.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,对所述燃料的成本和所述还原剂和/或吸收剂的成本进行更新。5.按权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,自动地以下述方式确定所述工作点:在遵守排放极限值的情况下运行所述内燃机(1)。6...

【专利技术属性】
技术研发人员:M布格施A德林
申请(专利权)人:曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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