包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应控制方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的实施例的包括还原剂供应控制系统的动力装置，包括：发动机，其以预先设定的空燃比燃烧空气和燃料，排出含有氮氧化物的废气；排气流路，其供所述发动机排出的废气移动；压力传感器，其实测向所述发动机供应的空气的压力；氮氧化物浓度传感器，其设置在所述排气流路上用于测量所述废气的氮氧化物浓度；还原剂供应部，其向沿所述排气流路移动的所述废气供应还原剂；以及控制部，其基于从所述压力传感器和所述氮氧化物浓度传感器接收的信息确定还原剂供应量从而控制所述还原剂供应部。

The power device including the reducing agent supply control system and the reducing agent supply control method

According to the embodiment of the invention comprises a reducing agent supply control system of power plant, including the engine, to preset the air-fuel ratio of the combustion air and fuel, the exhaust gas containing nitrogen oxides; exhaust flow path for the engine exhaust gas; pressure sensor, actually finding the engine supply air pressure; the concentration of nitrogen oxide sensor, which is set in the exhaust flow path for measuring the concentration of nitrogen oxide emissions reducing agent; Ministry of supply, the gas supply reducing agent to move along the path of the exhaust stream; and a control unit, which is based on the pressure sensor and the the concentration of nitrogen oxide sensor information received in order to determine the control of the reducing agent supply supply reduction agent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应控制方法
本专利技术的实施例涉及包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应控制方法，更详细而言涉及用于控制为了降低废气中含有的氮氧化物的还原剂的供应量的包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应控制方法。
技术介绍
通常，选择性催化还原(selectivecatalyticreduction，SCR)系统是用于净化从柴油发动机、锅炉、焚烧炉等产生的废气从而降低氮氧化物的系统。选择性催化还原系统使废气和还原剂一同通过在内部设置有催化剂的反应器，从而使废气中含有的氮氧化物与还原剂反应，还原处理为氮气和水蒸气。作为降低氮氧化物的还原剂，选择性催化还原系统直接喷射尿素(urea)，或喷射水解尿素而产生的氨(NH3)。通常，在设置有催化剂的选择性催化还原用反应器前端设置传感器来实测氮氧化物浓度，然后喷射降低废气中含有的氮氧化物所需的量的还原剂。但是，根据催化剂的活性化程度、催化剂的中毒与否、废气的温度等多种变数，反应效率不同，因此，如果在选择性催化还原反应前实测氮氧化物的浓度定量决定还原剂的量来喷射，则无法反映在实际反应中发生的多种变数和误差从而存在无法精确地控制降低废气中含有的氮氧化物的问题。而且，未来这种选择性催化还原系统需要在船舶用柴油发动机排出的氮氧化物(NOx)的排出量能够满足发动机国际大气污染防止三级规定(IMOTier-III)的性能和运用。因此，为了充分满足发动机国际大气污染防止三级规定(IMOTier-III)而作为还原剂使用的氨喷射需求以上时将发生氨泄漏(AmmoniaSlip)。氨泄漏是当注入多于与氮氧化物定量反应的氨量时不参加反应的未反应氨与废气一同向外部排出的现象。发生氨泄露时未反应氨将缩短催化剂的寿命或造成催化剂的腐蚀，而且未反应氨与废气一同向外部排出时还可能产生由氨引起的大气污染的问题。相反，缺少用于还原剂的氨的喷射量时无法充分降低废气中含有的氮氧化物，从而无法满足发动机国际大气污染防止三级规定(IMOTier-III)条件。因此，需要运用不仅除了在柴油发动机的驱动初期外在负荷变动时也能满足发动机国际大气污染防止三级规定(IMOTier-III)条件，还能最小化氨泄露发生的选择性催化还原系统。因此，为了控制还原剂的量从而使用适量的还原剂，以前是利用由通过空气质量流量(massairflow，MAF)传感器测量的吸入空气量以及通过电子控制装置(electroniccontrolunit，ECU)计算的发动机的燃料量算出的废气总量和从废气测量的氮氧化物浓度算出需要去除的氮氧化物的量，以此控制还原剂的量。但是，在用于船舶的发动机，由于盐分或水分等的原因存在无法保障空气质量流量(massairflow)传感器的耐久性的问题。因此，由于环境或经济的原因，需要不使用空气质量流量(massairflow，MAF)传感器同样可以控制还原剂供应量的方法。
技术实现思路
技术课题本专利技术的实施例提供能够有效地控制用于氮氧化物的还原反应的还原剂的供应的包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应控制方法。解决课题的方案根据本专利技术的实施例，包括还原剂供应控制系统的动力装置，包括：发动机，其以预先设定的空燃比燃烧空气和燃料，排出含有氮氧化物的废气；排气流路，其供所述发动机排出的废气移动；压力传感器，其实测向所述发动机供应的空气的压力；氮氧化物浓度传感器，其设置在所述排气流路上，用于测量所述废气的氮氧化物(NOx)浓度；还原剂供应部，其向沿所述排气流路移动的所述废气供应还原剂；以及控制部，其基于从所述压力传感器和所述氮氧化物浓度传感器接收的信息确定还原剂供应量从而控制所述还原剂供应部。所述控制部利用预先设定的向所述发动机供应的空气压力与空气质量之间的相关关系数据，从所述压力传感器实测的空气的压力算出所述发动机的汽缸的一次冲程(stroke)的空气质量，利用所述发动机的旋转速度、所述发动机的总汽缸数、以及所述算出的一次冲程的空气质量算出每小时的空气质量，将所述每小时的空气质量除以空燃比，算出每小时的燃料质量，利用所述氮氧化物浓度传感器测量的氮氧化物(NOx)浓度和所述每小时的空气质量以及所述每小时的燃料质量算出从所述发动机排出的氮氧化物总量后，确定能够还原所述氮氧化物总量的还原剂的供应量。所述相关关系数据是通过试验获得所述发动机的汽缸的一次冲程的空气质量与向所述发动机供应的空气的压力之间的相关关系而设定的。所述控制部利用下面的数学式算出所述每小时的空气质量：所述包括还原剂供应控制系统的动力装置还包括：涡轮增压机(turbocharger)，其包括由所述废气具有的压力旋转的涡轮和压缩从所述涡轮接收动力向所述发动机供应的空气的压缩机，且设置在所述排气流路上；以及中冷器，其配置在所述涡轮增压机的压缩机与所述发动机之间的路径上。而且，所述压力传感器设置在所述中冷器的下游，从而能够测量由所述涡轮增压机压缩后向所述发动机供应的空气的压力。所述控制部可以根据所述发动机的旋转速度和负荷以及还原剂的还原率，校正还原剂的喷射量。而且，所述包括还原剂供应控制系统的动力装置还可以包括：选择性催化还原反应器，其设置在所述排气流路上，并且包括促进包含在废气的氮氧化物和所述还原剂供应部供应的还原剂的反应的催化剂；以及温度传感器，其用于测量选择性催化还原反应器的内部温度。而且，所述控制部可以根据所述催化剂的温度校正所述算出的还原剂供应量。而且，根据本专利技术的一实施例的还原剂供应控制方法，用于还原发动机接收空气并以预先设定的空燃比与燃料一同燃烧后排出的废气中含有的氮氧化物(NOx)，所述方法包括：实测向所述发动机供应的空气的压力后利用预先设定的相关关系数据算出所述发动机的汽缸的一次冲程的空气质量的步骤；根据所述发动机的旋转速度和所述发动机的总汽缸数，利用所述推定的一次冲程的空气质量算出每小时的空气质量的步骤；将所述每小时的空气质量除以空燃比，算出每小时的燃料质量的步骤；测量从所述发动机排出的废气的氮氧化物(NOx)的浓度的步骤；利用所述每小时的空气质量和所述每小时的燃料质量以及所述氮氧化物的浓度算出从所述发动机排除的氮氧化物总量的步骤；以及算出能够还原所述氮氧化物总量的还原剂的供应量的步骤。所述相关关系数据与通过试验获得的所述发动机的汽缸的一次冲程(stroke)的空气质量与向所述发动机供应的空气的压力之间的相关关系相关联。根据以下数学式算出所述每小时的空气质量：而且，所述还原剂供应控制方法，还可以包括：根据所述发动机的旋转速度和负荷以及还原剂的还原率，校正所述算出的还原剂的供应量的步骤。而且，所述还原剂供应控制方法，利用催化剂促进用于转换氮氧化物的还原反应，还包括根据所述催化剂的温度校正所述算出的还原剂供应量的步骤。专利技术效果根据本专利技术的实施例，包括还原剂供应控制系统的动力装置以及还原剂供应方法能够有效地控制用于氮氧化物的还原反应的还原剂的供应。附图说明图1是表示本专利技术的实施例的包括还原剂供应控制系统的结构图。图2是通过试验获得的发动机的汽缸的一次冲程(stroke)的空气质量与涡轮增压机向发动机供应的空气的压力之间的相关关系数据。图3是表示本专利技术的实施例的还原剂供应控制方法的流程图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，包括：发动机，其以预先设定的空燃比燃烧空气和燃料，排出含有氮氧化物的废气；排气流路，其供所述发动机排出的废气移动；压力传感器，其实测向所述发动机供应的空气的压力；氮氧化物浓度传感器，其设置在所述排气流路上，用于测量所述废气的氮氧化物(NOx)浓度；还原剂供应部，其向沿所述排气流路移动的所述废气供应还原剂；以及控制部，其基于从所述压力传感器和所述氮氧化物浓度传感器接收的信息确定还原剂供应量从而控制所述还原剂供应部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.21 KR 10-2015-00561251.一种包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，包括：发动机，其以预先设定的空燃比燃烧空气和燃料，排出含有氮氧化物的废气；排气流路，其供所述发动机排出的废气移动；压力传感器，其实测向所述发动机供应的空气的压力；氮氧化物浓度传感器，其设置在所述排气流路上，用于测量所述废气的氮氧化物(NOx)浓度；还原剂供应部，其向沿所述排气流路移动的所述废气供应还原剂；以及控制部，其基于从所述压力传感器和所述氮氧化物浓度传感器接收的信息确定还原剂供应量从而控制所述还原剂供应部。2.根据权利要求1所述的包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，所述控制部利用预先设定的向所述发动机供应的空气压力与空气质量之间的相关关系数据，从所述压力传感器实测的空气的压力算出所述发动机的汽缸的一次冲程(stroke)的空气质量，利用所述发动机的旋转速度、所述发动机的总汽缸数、以及所述算出的一次冲程的空气质量算出每小时的空气质量，将所述每小时的空气质量除以空燃比，算出每小时的燃料质量，利用所述氮氧化物浓度传感器测量的氮氧化物(NOx)浓度和所述每小时的空气质量以及所述每小时的燃料质量算出从所述发动机排出的氮氧化物总量后，确定能够还原所述氮氧化物总量的还原剂的供应量。3.根据权利要求2所述的包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，所述相关关系数据是通过试验获得所述发动机的汽缸的一次冲程的空气质量与向所述发动机供应的空气的压力之间的相关关系而设定的。4.根据权利要求2所述的包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，所述控制部利用下面的数学式算出所述每小时的空气质量：5.根据权利要求1所述的包括还原剂供应控制系统的动力装置，其特征在于，还包括：涡轮增压机(turbocharger)，其包括由所述废气具有的压力旋转的涡轮和压缩从所述涡轮接收动力向所述发动机供应的空气的压缩机，且设置在所述排气流路上；以及中冷器，其配置在所述涡轮增压机的压缩机与所述发动机之间的路径上，所述压力传感器设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李在亨，金泰燮，金起范，
申请(专利权)人：斗山英维高株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR