[發明專利]用于為內燃發動機的減排系統控制還原劑噴射的方法

有效

• 申請號: 201680085609.0
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN109072749B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: T·阿爾霍;M·勒夫霍姆;A·霍爾姆奎斯特
• 申請（專利權）人: 瓦錫蘭芬蘭有限公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00;F01N3/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

當內燃發動機(1)以低于一定閾值的低速率驅動時，在重復的允許循環和限制循環中允許和限制到達噴射器(5)的還原劑流。在所述允許循環過程中，設置控制器(12)以保持還原劑流量盡可能接近預定低點設定點值。在所述限制循環過程中，防止還原劑流。

技術領域

本發明涉及一種在用于為內燃發動機的減排系統控制還原劑噴射的裝置中使用的控制裝置和方法。

背景技術

如今對內燃發動機如燃氣發動機或柴油發電話機的排放要求非常嚴厲。所要求的NOx水平可能非常低。

已知的是使用減排系統，例如SCR系統(選擇性催化還原)。SCR系統借助于催化劑將氮氧化物(NOx)轉換成氮氣(N₂)和水(H₂O)。通常為氨或尿素的還原劑被添加至廢氣流并且被吸收在催化劑上。

為了正常地運行，減排系統需要控制裝置來實現所要求的NOx水平。添加在廢氣中的還原劑的量應該盡可能接近所需要的量。已經發現反饋控制系統提供了良好的結果。這種反饋控制系統遵循用于還原劑的設定值，這意味著向廢氣中添加的還原劑保持盡可能接近所述設定值。該設定值又依賴于發動機如何運行。例如，當內燃發動機以高負荷率運行時，所需要的還原劑量比發動機以較低負荷率運行時更高。

典型的反饋控制系統具有從流量計到控制器的反饋線路。流量計測量從還原劑源到將還原劑噴射到廢氣內的噴射器的還原劑流量。廢氣與還原劑的混合物流入減排系統內?？刂破骺刂茋娚淦鞯拈y以保持還原劑流量盡可能接近還原劑流量的設定值。由控制器使用的常用控制概念為PI或PID。

當內燃發動機以高速率或中等速率運行時，反饋控制系統提供了非常好的控制特性。但是如果發動機以低速率運行(此時所需要的還原劑流量也較低)，則流量計的精度不好。因此，來自于流量傳感器的反饋也不準確，這意味著控制也不是準確的。因此，NOx水平可能上升到所要求的水平以上，并且可能發生還原劑逃逸(slip)。還原劑逃逸是指一部分還原劑經過SCR而沒有發生反應。

發明內容

本發明的目的是消除以上所述的問題。該構思是，當內燃發動機以低于特定閾值的低速率驅動時，在重復的允許循環和限制循環中允許和限制到達噴射器的還原劑流。在所述允許循環過程中，控制器被設置成保持所述還原劑流盡可能接近預定低點設定點值。在限制循環過程中，防止所述還原劑流。

方便的是，所述閾值處于流量計正常工作的水平處。因此，當內燃發動機以高負荷率或中等負荷率運行即在閾值上或高于閾值運行時，控制精度由于正確的工作反饋系統而保持在良好水平。當發動機以低速率運行時，即用于還原劑流的設定值低于閾值水平時，流量傳感器的不精確不會影響控制，并且由于重復的允許循環和限制循環而能夠將控制質量保持在良好水平。

附圖說明

在下文中，將參照附圖更詳細地描述本發明，其中：

圖1示出了根據本發明的控制裝置的示例；

圖2示出了在本發明中使用的還原劑流量水平的示例；以及

圖3示出另外根據本發明的方法的流程圖示例。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的控制裝置的示例。發動機1在運行時產生廢氣。該廢氣經過前排氣管3、SCR系統2和后排氣管4導出到大氣。SCR系統在將廢氣導出之前凈化來自NOx之類的雜質的廢氣。

SCR系統需要的還原劑通過噴射器5噴射到前排氣管3內。因此，SCR系統2接收廢氣和還原劑的混合物。諸如氨或尿素之類的還原劑從還原劑源6通過管線7傳輸至噴射器5。還原劑源6可以是容納還原劑的儲罐，并且所述管線設有泵8，以將還原劑流導向噴射器5。另外，管線7還設有至少一個閥9。閥9為比例閥。在圖1的實施方式中還有另一個閥11，但是出于實現原因它可以被取下。