CN108779744B - Egr系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供EGR系统，能够使发动机适当地工作。EGR系统具有：排气再循环线路，该排气再循环线路将从发动机主体排出的排气的一部分作为燃烧用气体而再循环到发动机主体；EGR鼓风机，该EGR鼓风机设置于排气再循环线路；以及控制装置，该控制装置控制经由排气再循环线路而向发动机主体供给的将排气与空气混合后的燃烧用气体的流量，控制装置基于发动机主体的转速和EGR鼓风机的频率来决定EGR鼓风机的频率的第一限制值，在EGR鼓风机的频率为第一限制值以下时以EGR鼓风机的频率进行运转。

Description

EGR系统
技术领域
本发明涉及向发动机供给发动机的排气的EGR系统。
背景技术
作为降低从发动机排出的排气中的NOx的系统，存在排气再循环(EGR)系统。该EGR系统使从内燃机的燃烧室排出的排气的一部分作为燃烧用气体而返回到燃烧室(例如，专利文献1)。因此，燃烧用气体的氧气浓度降低，使作为燃料与氧气的反应的燃烧的速度延迟从而能够使燃烧温度降低，减少NOx的产生量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-174661号公报
发明所要解决的技术问题
这里，在具有EGR系统的燃烧设备中，当从EGR系统向发动机过多地供给排气时发动机中的燃烧条件大幅变差，有可能产生燃料的不完全燃烧。
发明内容
本发明解决上述的课题，其目的在于，提供如下的EGR系统：能够向发动机供给适当量的排气，即使在供给再循环气体的状态下也能够使发动机在更良好的条件下运转。
用于解决课题的手段
用于达成上述目的的本发明提供EGR系统，其特点在于，该EGR系统具有：排气再循环线路，该排气再循环线路将从发动机主体排出的排气的一部分作为燃烧用气体而向所述发动机主体再循环；EGR鼓风机，该EGR鼓风机设置于所述排气再循环线路；以及控制装置，该控制装置控制经由所述排气再循环线路而向所述发动机主体供给的所述排气的流量，所述控制装置基于所述发动机主体的转速和所述EGR鼓风机的频率来决定所述EGR鼓风机的频率的第一限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第一限制值以下的状态进行运转。
EGR系统基于发动机主体的转速来设定第一限制值，通过使EGR鼓风机的频率为第一限制值以下，从而即使在发动机主体的转速的变动较小的状态下其他的条件变化、载荷等变化的情况下，也能够抑制EGR鼓风机的转速上升。由此，能够抑制向发动机主体供给过多量的排气，能够抑制发动机的运转状态极度劣化。
并且，优选为所述控制装置基于所述发动机主体的燃料投入量和所述EGR鼓风机的频率来决定所述EGR鼓风机的频率的第二限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第二限制值以下的状态进行运转。通过基于燃料投入量来设定第二限制值，从而即使在燃料投入量的变动较小的状态下其他的条件变化、载荷等变化的情况下，也能够抑制EGR鼓风机的转速上升。由此，能够抑制向发动机主体供给过多量的排气，能够抑制发动机主体的运转状态极度劣化。
并且，优选为，所述控制装置基于所述发动机主体的载荷和所述EGR鼓风机的频率来决定所述EGR鼓风机的频率的第三限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第三限制值以下的状态进行运转。通过基于载荷来设定第三限制值，从而即使在载荷的变动较小的状态下其他的条件变化、转速等变化的情况下，也能够抑制EGR鼓风机的转速上升。由此，能够抑制向发动机主体供给过多量的排气，能够抑制发动机主体的运转状态极度劣化。
并且，优选为，该EGR系统具有氧气浓度检测部，该氧气浓度检测部测量向所述发动机主体供给的所述燃烧用气体的氧气浓度，所述控制装置基于所述发动机主体的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算所述氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值与所述氧气浓度检测部的测量结果的关系以及当前的EGR鼓风机的频率来计算所述EGR鼓风机的频率，在计算出的所述EGR鼓风机的频率超过限制值的情况下，将所述计算出的所述EGR鼓风机的频率作为所述限制值。控制向发动机主体供给的空气的氧气浓度，并且在超过限制值的情况下，通过以限制值以下的频率来限制所供给的排气的量，能够抑制向发动机主体供给过多的排气，并且降低氧气浓度而抑制氮氧化物的产生。
发明效果
根据本发明，能够向发动机供给适当量的排气，在供给排气的状态下也能够使发动机在更良好的条件下工作。
附图说明
图1是表示具有本实施方式的EGR系统的柴油发动机的概略图。
图2是表示本实施方式的EGR系统的概略结构图。
图3是示出EGR控制装置的概略结构的框图。
图4是示出发动机转速与鼓风机频率的限制值的关系的图表。
图5是示出燃料投入量与鼓风机频率的限制值的关系的图表。
图6是示出载荷与鼓风机频率的限制值的关系的图表。
图7是示出鼓风机的运转控制的一例的流程图。
图8是示出限制值的设定方法的一例的流程图。
图9是示出使用了仅针对载荷的限制值的情况下的动作的一例的图表。
具体实施方式
以下参照附图，详细地说明本发明的优选的实施方式。另外，本发明并没有被该实施方式限定，并且在具有多个实施方式的情况下，还包含使各实施方式组合而构成的实施方式。
图1是表示具有EGR系统的柴油发动机的概略图，图2是表示EGR系统的概略结构图。
如图1所示，本实施方式的船舶用柴油发动机10具有发动机主体(发动机)11、增压器12以及EGR系统13。
如图2所示，虽然未图示，发动机主体11是经由螺旋桨轴而驱动推进用螺旋桨旋转的推进用的发动机(主发动机)。该发动机主体11是单流扫气排气式的柴油发动机，并且是二冲程柴油发动机，使气缸内的进气排气的流动为从下方朝向上方的一个方向以消除排气的残留。发动机主体11具有：供活塞上下移动的多个气缸(燃烧室)21、与各气缸21连通的扫气箱22、以及与各气缸21连通的排气歧管23。并且，在各气缸21与扫气箱22之间设置有扫气口24，在各气缸21与排气歧管23之间设置有排气流路25。并且，发动机主体11在扫气箱22处连结有供气线路G1，在排气歧管23处连结有排气线路G2。
在发动机主体11中配置有转速检测部62和燃料投入量检测部64。转速检测部62对发动机主体11的转速(与螺旋桨轴连接的旋转轴的转速)进行检测。转速检测部62可以对插入到发动机主体11中的旋转轴的转速进行检测，但也可以对螺旋桨轴的转速进行检测。燃料投入量检测部64对发动机主体11的燃料投入量进行检测。
发动机控制装置26控制发动机主体11的运转。发动机控制装置26根据要求载荷等各种输入条件以及由转速检测部62和燃料投入量检测部64等各种传感器检测出的结果来控制发动机主体11的运转。发动机控制装置26控制对气缸21喷射燃料的喷射时机、或控制喷射量，而控制发动机主体11的燃料投入量、转速。发动机控制装置26通过控制燃料投入量、转速，而控制发动机主体11的输出。
增压器12构成为使压缩机31和涡轮32连结成通过旋转轴33而一体旋转。在该增压器12中，通过从发动机主体11的排气线路G2排出的排气而使涡轮32旋转，涡轮32的旋转由旋转轴33进行传递而使压缩机31旋转，该压缩机31对空气和/或再循环气体进行压缩并从供气线路G1供给到发动机主体11。压缩机31与从外部(大气)吸入空气的吸入线路G6连接。
增压器12连结有排气线路G3，该排气线路G3排出使涡轮32进行了旋转的排气，该排气线路G3与未图示的烟囱(漏斗状物)连结。并且，在从排气线路G3到供气线路G1之间设置有EGR系统13。
EGR系统13具有排气再循环线路G4、G5、G7、洗涤器42、除雾单元14、EGR鼓风机(送风机)47以及EGR控制装置60。该EGR系统13在使从发动机主体11排出的排气的一部分与空气混合之后，通过增压器12进行压缩而作为燃烧用气体在船舶用柴油发动机10中进行再循环，由此抑制因燃烧而导致的NOx的生成。另外，这里从涡轮32的下游侧抽取排气的一部分，但也可以从涡轮32的上游侧抽取排气的一部分。
另外，在以下的说明中，排气是指在从发动机主体11排出到排气线路G2之后，从排气线路G3排出到外部的气体，再循环气体是指在从排气线路G3分离的一部分的排气通过排气再循环线路G4、G5、G7而返回到发动机主体11的气体。
排气再循环线路G4的一端与排气线路G3的中途部连接。排气再循环线路G4设置有EGR入口阀(开闭阀)41A，排气再循环线路G4的另一端与洗涤器42连接。EGR入口阀41A通过对排气再循环线路G4进行开闭而对从排气线路G3向排气再循环线路G4分流的排气进行通/断。另外，也可以将EGR入口阀41A作为流量调节阀，对通过排气再循环线路G4的排气的流量进行调节。
洗涤器42是文丘里式的洗涤器，具有呈中空形状的喉部43、供排气导入的文丘里部44、阶段性返回到原来的流速的扩大部45。洗涤器42具有向导入到文丘里部44的排气喷射水的水喷射部46。洗涤器42连结有排气再循环线路G5，该排气再循环线路G5将去除了SOx、煤尘等微粒子(PM)这样的有害物质后的排气和包含有害物质的排水排出。另外，在本实施方式中，作为洗涤器采用文丘里式，但不限于该结构。
排气再循环线路G5设置有除雾单元14和EGR鼓风机47。
除雾单元14用于分离通过水喷射而去除了有害物质的再循环气体和排水。除雾单元14设置有使排水向洗涤器42的水喷射部46循环的排水循环线路W1。并且，该排水循环线路W1设置有暂时贮存雾(排水)的储存罐49和泵50。
EGR鼓风机47将洗涤器42内的再循环气体从排气再循环线路G5引导到除雾单元14。EGR鼓风机47将通过了除雾单元14的排气输送给压缩机31。
排气再循环线路G7的一端与EGR鼓风机47连接，并且排气再循环线路G7的另一端经由混合器(省略图示)与压缩机31连接，通过EGR鼓风机47将排气输送给压缩机31。排气再循环线路G7设置有EGR出口阀(开闭阀或者流量调节阀)41B。来自吸入线路G6的空气和来自排气再循环线路G7的再循环气体在混合器中混合而生成燃烧用气体。另外，该混合器可以与消声器分别地设置，也可以不另外设置混合器，而将消声器构成为附加将再循环气体和空气混合的功能。并且，增压器12能够从供气线路G1向发动机主体11供给由压缩机31压缩后的燃烧用气体，在供气线路G1中设置有空气冷却器(冷却器)48。该空气冷却器48通过使由压缩机31压缩而成为高温的燃烧用气体与冷却水进行热交换而对燃烧用气体进行冷却。并且，EGR系统13在供气线路G1中配置有氧气浓度检测部66。本实施方式的氧气浓度检测部66配置在比空气冷却器48更靠近发动机主体11侧的位置。氧气浓度检测部66检测供给到发动机主体11的空气的氧气浓度、即在EGR系统13工作的情况下，检测燃烧用气体的氧气浓度。
EGR控制装置60控制EGR系统13的各部分的动作。以下，使用图3对EGR控制装置60进行说明。图3是示出EGR控制装置的概略结构的框图。
EGR控制装置60具有转速获取部72、燃料投入量获取部74、氧气浓度获取部76、EGR控制部78和限制值设定部80。转速获取部72从转速检测部62获取发动机主体11的转速的信息。燃料投入量获取部74从燃料投入量检测部64获取发动机主体11的燃料投入量的信息。氧气浓度获取部76从氧气浓度检测部66获取向发动机主体11供给的燃烧用气体的氧气浓度的信息。将转速获取部72、燃料投入量获取部74、氧气浓度获取部76所获取的信息发送给EGR控制部78和限制值设定部80。
EGR控制部78基于转速获取部72、燃料投入量获取部74、氧气浓度获取部76所获取的发动机主体11的转速和燃料投入量、以及向发动机主体11供给的空气的氧气浓度来控制EGR鼓风机47的运转状态，具体而言为控制使压缩机31旋转的电机的频率，从而控制从EGR系统13向发动机主体11供给的再循环气体的量。EGR控制部78存储有发动机主体11的载荷与氧气浓度的目标值的关系，根据载荷来计算氧气浓度的目标值。关于发动机主体11的载荷与氧气浓度的目标值的关系，载荷越大则氧气浓度越低。EGR控制部78基于发动机主体11的转速和燃料投入量来计算发动机主体11的载荷(输出)。EGR控制部78基于发动机主体11的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值和所获取的氧气浓度的关系以及当前的EGR鼓风机47的频率来计算EGR鼓风机47的频率(运转频率)。EGR控制部78以计算出的EGR鼓风机47的频率使EGR鼓风机47旋转。EGR控制部78在计算出的EGR鼓风机47的频率超过限制值设定部80所设定的限制值的情况下，以限制值的频率使EGR鼓风机47旋转。本实施方式的EGR控制部78控制EGR鼓风机47的电机的频率，但也可以控制电机的转速，控制压缩机31的转速。另外，EGR控制部78还控制EGR鼓风机47以外的各部分，例如控制EGR入口阀41A、EGR出口阀41B的开闭、洗涤器42的运转、空气冷却器48的运转。
限制值设定部80设定作为EGR鼓风机47的频率的上限值的限制值。限制值设定部80具有限制值决定部90、第一限制值计算部92、第二限制值计算部94以及第三限制值计算部96。限制值决定部90对第一限制值计算部92、第二限制值计算部94和第三限制值计算部96各自计算出的值进行比较，基于比较结果来决定限制值。具体而言，限制值决定部90对第一限制值计算部92、第二限制值计算部94和第三限制值计算部96各自计算出的第一限制值、第二限制值和第三限制值进行比较，而将最低值的限制值作为要应用的限制值(应用限制值)。
如图4所示，第一限制值计算部92存储有发动机主体11的转速与作为EGR鼓风机47的频率的限制值的第一限制值的关系。发动机主体11的转速越高则第一限制值越高。图4是示出发动机主体11的转速与鼓风机频率的限制值的关系的图表。图4的纵轴是鼓风机频率，横轴是发动机主体11的转速。第一限制值计算部92基于图4所示的关系和转速获取部72所获取的转速，将相对于转速获取部72所获取的转速而设定的EGR鼓风机的频率的限制值决定为第一限制值。
如图5所示，第二限制值计算部94存储有发动机主体11的燃料投入量(LI)与作为EGR鼓风机47的频率的限制值的第二限制值的关系。图5是示出发动机主体11的燃料投入量与鼓风机频率的限制值的关系的图表。图5的纵轴是鼓风机频率，横轴是燃料投入量。第二限制值计算部94基于图5所示的关系和燃料投入量获取部74所获取的燃料投入量，将相对于燃料投入量获取部74所获取的燃料投入量而设定的EGR鼓风机的频率的限制值决定为第二限制值。
如图6所示，第三限制值计算部96存储有发动机主体11的载荷和作为EGR鼓风机47的频率的限制值的第三限制值的关系。图6是示出发动机主体11的载荷与鼓风机频率的限制值的关系的图表。图6的纵轴是鼓风机频率，横轴是载荷。第三限制值计算部96基于转速获取部72所获取的转速和燃料投入量获取部74所获取的燃料投入量来计算发动机主体11的载荷。第三限制值计算部96基于图6所示的关系和计算出的载荷，将相对于计算出的载荷而设定的EGR鼓风机的频率的限制值决定为第三限制值。
以下，对本实施方式的EGR系统13的作用进行说明。
如图2所示，在发动机主体11中，当从扫气箱22向气缸21内供给燃烧用气体时，通过活塞对该燃烧用气体进行压缩，通过向该高温的燃烧用气体喷射燃料而使其自然点火并燃烧。然后，所产生的燃烧气体作为排气而从排气歧管23排出到排气线路G2。从发动机主体11排出的排气在增压器12的涡轮32中旋转之后，被排出到排气线路G3，在EGR入口阀41A和EGR出口阀41B封闭时，全量从排气线路G3排出到外部。
另一方面，在EGR入口阀41A和EGR出口阀41B开放时，排气的一部分从排气线路G3向排气再循环线路G4流动。通过洗涤器42而将流动到排气再循环线路G4的再循环气体的有害物质去除。即，洗涤器42在再循环气体高速通过文丘里部44时从水喷射部46喷射水，从而通过该水对再循环气体进行冷却，并且使有害物质与水一同下落而将有害物质去除。并且，包含有害物质的雾(排水)与再循环气体一同流入除雾单元14。
被洗涤器42去除了有害物质的再循环气体被排出到排气再循环线路G5，在通过除雾单元14分离出雾(排水)之后，被排气再循环线路G7输送给增压器12。并且，该再循环气体与从吸入线路G6吸入的空气混合而成为燃烧用气体，在被增压器12的压缩机31压缩之后，被空气冷却器48冷却，并从供气线路G1向发动机主体11供给。
接着，使用图7来说明EGR控制装置60对EGR鼓风机47的控制的一例。图7是示出鼓风机的运转控制的一例的流程图。图7所示的处理能够通过由EGR控制装置60控制各部分的动作来实现。
EGR控制装置60获取发动机主体11的运转状态的信息(步骤S12)。具体而言，由转速获取部72获取转速，由燃料投入量获取部74获取燃料投入量，由氧气浓度获取部76获取氧气(O2)浓度。
EGR控制装置60基于运转状态来决定EGR鼓风机47的运转频率(步骤S14)。如上所述，EGR控制装置60基于发动机主体11的转速和燃料投入量来计算发动机主体11的载荷(输出)。EGR控制部78基于发动机主体11的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值与所获取的氧气浓度的关系以及当前的EGR鼓风机的频率来计算EGR鼓风机47的频率(运转频率)。
EGR控制装置60在计算出运转频率之后，基于运转状态来决定限制值(步骤S16)。另外，步骤S14的处理和步骤S16的处理可以并行执行，也可以按照相反的顺序执行。
使用图8对步骤S16的限制值的决定处理进行说明。图8是示出限制值的设定方法的一例的流程图。图8的处理能够通过由EGR控制装置60的限制值设定部80执行各种处理而实现。限制值设定部80的第一限制值计算部92基于发动机主体11的转速来计算第一限制值(步骤S32)。限制值设定部80的第二限制值计算部94基于发动机主体11的燃料投入量来计算第二限制值(步骤S34)。限制值设定部80的第三限制值计算部96基于发动机主体11的载荷来计算第三限制值(步骤S36)。限制值设定部80将计算出的第一限制值、第二限制值和第三限制值中的值最小的限制值决定为限制值(要应用的限制值)(步骤S38)。
返回图7，对EGR控制装置60的处理进行说明。EGR控制装置60在决定了限制值的情况下，判定是否为运转频率＜限制值(步骤S18)。EGR控制装置60在判定为运转频率＜限制值(步骤S18中为“是”)的情况下，使EGR鼓风机47以运转频率运转(步骤S20)。即，ERG控制装置60使EGR鼓风机47以基于运转状态而计算出的运转频率运转。EGR控制装置60在判定为运转频率≥限制值(步骤S18中为“否”)的情况下，使EDR鼓风机47以限制值的频率运转(步骤S22)。即，EGR控制装置60使EGR鼓风机47以比基于运转状态而计算出的运转频率低的限制值的频率运转。
EGR控制装置60通过由限制值设定部80设定限制值，从而在由EGR控制部78所计算出的运转频率为相对于实际的发动机主体11的运转状态供给过多量的再循环气体的运转频率的情况下，能够采用比该值小的值的限制值。由此，能够抑制相对于实际的发动机主体11的运转状态供给过多量的再循环气体的情况。
并且，EGR控制装置60基于发动机主体11的转速来计算第一限制值，由此能够更靠地抑制相对于实际的发动机主体11的运转状态供给过多量的再循环气体。
这里，图9是示出使用了仅针对载荷的限制值的情况下的动作的一例的图表。在图9中，线段100是发动机主体11的载荷(计算出的马力)，线段102是发动机主体11的转速，线段104是对发动机主体11投入的燃料投入量。另外，发动机主体11的载荷并不是由传感器直接检测载荷而得到的值，而是基于转速和燃料投入量所计算出的值。在图9所示的例中，使用仅针对载荷的限制值、即仅使用第三限制值来进行控制。这里，关于第三限制值，当载荷变高时限制值也变高。
如图9所示，运转状态的检测因某种原因而处于不适当的状态，当EGR系统13所供给的再循环气体的量变多时，由于发动机主体11中的燃烧条件劣化，因此为了维持转速，燃料投入量增加。作为运转状态的检测处于不适当的状态，作为一例存在由于氧气浓度检测部66的故障而无法适当地检测混合气的氧气浓度的状态。在EGR系统13中，当燃料投入量增加时所计算的发动机主体11的载荷也变大。这里，当载荷增大时利用该载荷所计算的限制值也变高。因此，在载荷增大的状态下计算出的运转频率比限制值小，EGR鼓风机47以与计算出的载荷的增大对应地增加的运转频率运转。当EGR鼓风机47以增加了的运转频率运转时，向发动机主体11供给的再循环气体的量增加，发动机主体11中的燃烧条件劣化，因此计算为了维持转速而使燃料投入量增加的运转条件。关于新计算的运转条件，由于燃料投入量增加，因此限制值也变高了与其对应的量，运转频率成为限制值以下，再循环气体的供给量增加。这样，当仅通过第三限制值来进行控制时，运转频率不被限制值限制，从EGR系统13供给的再循环气体的供给量增加，重复进行为了在该状态下维持转速而使燃料的投入量增加的处理。
与此相对，在本实施方式的EGR控制装置60中，当运转状态的检测处于不适当状态，并且EGR系统13所供给的再循环气体的量变多时，发动机主体11中的燃烧条件劣化，因此在为了维持转速而使燃料投入量增加的情况下，也使用相对于转速的第一限制值，从而与燃料投入量的增加对应地成为较大的值的运转频率在某时刻成为比第一限制值大的值，能够抑制在该时刻EGR鼓风机47的频率的上升。由此，能够抑制向发动机主体11供给的再循环气体的量变多，抑制发动机主体11的运转状态劣化。
并且，EGR控制装置60基于发动机主体的燃料投入量来计算第二限制值，从而能够更可靠地抑制相对于实际的发动机主体11的运转状态而供给过多量的再循环气体。例如，即使在燃料投入量的变动较小的状态下其他的条件变化，载荷等变化的情况下，也能够抑制EGR鼓风机47的转速上升。更具体而言，在船舶的速度容易提速的状态下、例如在货物较轻的状态下、顺着潮流航行的情况下，即使是较少的燃料投入量也能够使转速变高，计算出的载荷高。当在该状态下基于转速、载荷而向发动机主体供给的再循环气体的量变多时，燃烧的燃料较少，因此燃烧条件劣化。通过在该情况下也利用燃料投入量来设定限制值，能够抑制EGR鼓风机47的转速上升。由此，能够抑制向发动机主体供给过多量的再循环气体，能够抑制发动机主体的运转状态极度劣化。
并且，EGR控制装置60基于发动机主体11的载荷来计算第三限制值，从而能够更可靠地抑制相对于实际的发动机主体11的运转状态而供给过多量的再循环气体。例如，即使在载荷的变动较小的状态下其他的条件变化、燃料投入量等变化的情况下，也能够抑制EGR鼓风机47的转速上升。由此，能够抑制向发动机主体11供给过多量的再循环气体，能够抑制发动机主体11的运转状态极度劣化。
本实施方式的EGR控制装置60对第一限制值、第二限制值和第三限制值进行比较，将最低的值作为限制值来使用，但本发明不限于此。EGR控制装置60优选使用第一限制值和第二限制值双方，但也可以仅使用第一限制值。并且，EGR控制装置60也可以仅使用第二限制值。通过使用各个限制值，能够得到上述的效果，通过组合限制值并将最小值作为要应用的限制值，能够抑制向发动机主体11供给过多量的再循环气体，能够更可靠地抑制发动机主体11的运转状态极度劣化。
并且，EGR控制装置60基于发动机主体11的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值与氧气浓度检测部66的测量结果的关系，和当前的EGR鼓风机47的频率来计算EGR鼓风机47的频率(运转频率)，从而能够使向发动机主体11供给的混合气的O2浓度成为适当的浓度，能够降低氮氧化物的产生。并且，EGR控制装置60在计算出的EGR鼓风机47的频率超过限制值的情况下，通过将计算出的上述EGR鼓风机47的频率作为上述限制值，从而像上述那样控制向发动机供给的空气的氧气浓度，并且在超过限制值的情况下，通过按照限制值以下的频率而限制所供给的再循环气体的量，从而能够抑制向发动机主体11供给过多的再循环气体，并且降低氧气浓度而抑制氮氧化物的产生。
并且，在上述的实施方式中，作为船舶用柴油发动机，使用主发动机进行了说明，但也能够应用于作为发电机而使用的柴油发动机。
符号说明
10 船舶用柴油发动机
11 发动机主体
12 增压器
13 EGR系统
14 除雾单元
26 发动机控制装置
41A EGR入口阀
41B EGR出口阀
42 洗涤器
47 EGR鼓风机
48 空气冷却器(冷却器)
60 EGR控制装置
62 转速检测部
64 燃料投入量检测部
66 氧气浓度检测部
72 转速获取部
74 燃料投入量获取部
76 氧气浓度获取部
78 EGR控制部
80 限制值设定部
90 限制值决定部
92 第一限制值计算部
94 第二限制值计算部
96 第三限制值计算部
100 载荷
102 转速
104 燃料投入量
G4、G5、G7 排气再循环线路
G6 吸入线路
W1 排水循环线路

Claims (4)

1.一种EGR系统，其特征在于，该EGR系统具有：
排气再循环线路，该排气再循环线路将从发动机主体排出的排气的一部分作为燃烧用气体而向所述发动机主体再循环；
EGR鼓风机，该EGR鼓风机设置于所述排气再循环线路；以及
控制装置，该控制装置控制经由所述排气再循环线路而向所述发动机主体供给的所述排气的流量，
所述控制装置基于所述发动机主体的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值与所获取的氧气浓度的关系以及当前的EGR鼓风机的频率来计算所述EGR鼓风机的频率，并且基于所述发动机主体的转速来决定所述EGR鼓风机的频率的第一限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第一限制值以下的状态进行运转，
所述第一限制值是抑制向所述发动机主体供给的所述排气的流量相对于所述发动机主体的运转状态是过多量的值。
2.根据权利要求1所述的EGR系统，其特征在于，
所述控制装置基于所述发动机主体的燃料投入量来决定所述EGR鼓风机的频率的第二限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第二限制值以下的状态进行运转。
3.根据权利要求1或2所述的EGR系统，其特征在于，
所述控制装置基于所述发动机主体的载荷来决定所述EGR鼓风机的频率的第三限制值，以所述EGR鼓风机的频率在所述第三限制值以下的状态进行运转。
4.根据权利要求1或2所述的EGR系统，其特征在于，
该EGR系统具有氧气浓度检测部，该氧气浓度检测部测量向所述发动机主体供给的所述燃烧用气体的氧气浓度，
所述控制装置在计算出多个限制值的情况下，将最低的限制值作为所设定的限制值，
所述控制装置基于所述发动机主体的载荷与氧气浓度的目标值的关系来计算所述氧气浓度的目标值，基于计算出的氧气浓度的目标值与所述氧气浓度检测部的测量结果的关系以及当前的EGR鼓风机的频率来计算所述EGR鼓风机的频率，
在计算出的所述EGR鼓风机的频率超过所述所设定的限制值的情况下，将所述计算出的所述EGR鼓风机的频率作为所述所设定的限制值的频率。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002332919A (ja) * 2001-02-26 2002-11-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス再循環システム
JP2011157960A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland 排ガス再循環制御システムを備える大型２サイクルディーゼル機関
JP2013148067A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2014234746A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 三菱重工業株式会社 脱硝装置の制御装置、脱硝装置、及び脱硝装置の制御方法
CN104685196A (zh) * 2012-09-17 2015-06-03 瓦锡兰芬兰有限公司 控制内燃发动机运行的方法和用于控制内燃发动机运行的控制系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5330841B2 (ja) 2009-01-27 2013-10-30 三菱重工業株式会社 Ｅｇｒ制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002332919A (ja) * 2001-02-26 2002-11-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス再循環システム
JP2011157960A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland 排ガス再循環制御システムを備える大型２サイクルディーゼル機関
JP2013148067A (ja) * 2012-01-23 2013-08-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
CN104685196A (zh) * 2012-09-17 2015-06-03 瓦锡兰芬兰有限公司 控制内燃发动机运行的方法和用于控制内燃发动机运行的控制系统
JP2014234746A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 三菱重工業株式会社 脱硝装置の制御装置、脱硝装置、及び脱硝装置の制御方法

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