KR101519273B1 - 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법 및 이를 위한 정화 시스템 - Google Patents

희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법 및 이를 위한 정화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법은 중/고부하 운전 조건에서는 엔진 연료 분사 장치(10-1), 쓰로틀 밸브(10-2), EGR 밸브(10-3), 터보차져(5) 베인 중 어느 하나 이상을 사용하여 공연비 제어(Lean ->Rich)를 통해 질소산화물 정화 장치(7)의 촉매 재생이 이루어지고, 반면 저부하 운전 조건에서는 2차 연료 분사 장치(20)의 연료 펄스(Pulse) 분사시 발생하는 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 질소산화물 정화 촉매 정화가 이루어짐으로써 엔진의 전 운전 영역에서 촉매 재생을 실시하게 된다. 특히 저부하 운전 조건에서 질소산화물 정화 장치(7)의 촉매 재생시 중/고부하 운전 조건과 같이 토크 변동이 적어 출퇴근 또는 도심 주행과 같은 운전 조건에서도 질소산화물을 필요에 따라 정화할 수 있기 때문에 강화된 배출 가스 규제도 만족할 수 있다.

Description

희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법 및 이를 위한 정화 시스템{A Lean Burn Internal Combustion Engine NOx Purifying Method and NOx Purifying System therefor}
본 발명은 희박 연소 엔진에 관한 것으로, 특히 엔진이나 차량의 운전 조건에 따라 질소산화물 정화 방식을 각각 달리함으로써 엔진의 전 운전영역에서 엔진 성능저하 없이 질소산화물의 효율적인 정화가 가능한 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법 및 이를 위한 정화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 희박 연소 엔진의 작동 시 질소산화물(NOx)이 발생될 수밖에 없고, 강화된 배출 가스 규제는 더 많은 양의 질소산화물(NOx)의 제거를 요구하고 있다.
따라서, 희박 연소 엔진이 적용된 차량에서는 후처리 장치로써 질소산화물 정화 장치를 적용하는 차량 대수가 증가하고 있으며, 질소산화물 정화 장치중 질소산화물 흡장, 정화 촉매는 질소산화물 정화 촉매내 질소산화물을 일시적으로 흡착 또는 흡장함으로써 질소산화물을 정화하게 된다.
질소산화물 정화 장치는 희박 연소 엔진의 배기 매니폴드 후단에 설치된다.
또한, 질소산화물 정화 장치는 흡착 또는 흡장된 질소산화물 정화를 위해 재생이 실시되어야 한다.
그러므로, 질소산화물 정화 장치 재생이 필요하다고 판단될 때, 엔진 연소실내 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치의 제어를 통해 공연비의 변경이 이루어지고, 이러한 공연비 제어를 통해 일반 운전 조건(희박 운전)에서 농후한 공연비 조건으로 운전 조건이 변경됨으로써 질소산화물 정화 장치에서 재생이 이루어진다.
국내실용신안공개20-2000-0015810(2000년8월16일)
하지만, 질소산화물 정화 장치의 재생 시 이루어지는 공연비 제어는 큰 폭의 엔진 토크 변동을 일으킬 수 있기 때문에 일반 운전 조건(희박 운전)과 다른 질소산화물 정화 장치의 운전 조건(농후 운전)으로 자주 진입할 수 없다는 제약이 있다.
이러한 운전 조건의 제약으로 인하여 질소산화물 정화가 수월하게 이루어지기 어려울 수밖에 없다.
운전 조건 제약의 일례로, 출퇴근 또는 도심 주행을 들 수 있다. 운전 상황이 대부분 저속, 저부하 운전 조건에서 이루어지기 때문에 엔진 연소실내 연료 분사 장치나 공기량 조절 장치를 이용한 공연비 제어 및 이를 통한 질소산화물 정화가 거의 불가능 하게 된다.
이로 인해, 질소산화물 흡장 촉매를 포함하고 있는 질소산화물 정화 장치는 질소산화물 흡장 성능이 점차 악화되어 정상적인 질소 산화물 정화 성능을 궁극적으로 기대할 수 없게 된다.
특히, 질소산화물 정화 장치의 재생 시 이루어지는 공연비 제어는 엔진 토크 변동을 크게 발생시키게 되므로 공연비 제어 시 토크 변동 최소화 요구는 필수적이다.
이에 상기와 같은 점을 고려하여 본 발명에서는 중/고부하 운전조건에서는 엔진의 공연비를 희박(Lean)조건에서 농후(Rich)조건으로 전환하여 질소산화물을 정화하고, 반면 저부하 운전조건에서는 연료를 펄스(Pulse)형태로 분사하여 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학반응을 통해 질소산화물 정화가 이루어지도록 하여 엔진 전 운전영역에서 질소산화물 정화가 가능하였다. 특히 저부하 운전조건에서 질소산화물 정화시 중/고부하 운전조건과 같이 토크 변동이 적어 출퇴근 또는 도심 주행과 같은 운전 조건에서도 질소산화물을 필요에 따라 정화할 수 있기 때문에 강화된 배출가스 규제도 만족할 수 있는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법 및 이를 위한 정화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제안한 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법은 질소산화물 정화를 위한 촉매 재생이 이루어지기 전, 희박 연소 엔진의 중부하 및 고부하 운전 조건과, 저부하 운전 조건으로 구분되는 운전 조건 구분 단계; 상기 중부하 및 고부하 운전 조건에서 상기 재생이 이루어지면, 상기 엔진의 공연비를 희박(Lean) 조건에서 농후(Rich) 조건으로 전환하고, 상기 촉매에서는 농후(Rich) 공연비의 배출 가스로 재생이 이루어지는 비제약조건 촉매 재생 단계; 상기 저부하 운전 조건에서 상기 재생이 이루어지면, 상기 엔진에서 배출된 배출 가스에 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하여, 상기 촉매에서 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 촉매 재생이 이루어지는 제약조건 촉매 재생 단계; 로 구분하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 질소산화물 정화 촉매 재생은 질소산화물 정화 촉매의 최대 질소산화물 흡착 및 흡장량 대비 10-80% 수준에서 실시한다.
상기 비제약조건 촉매 재생 단계에서는 엔진 연료 분사 장치, 쓰로틀 밸브, EGR 밸브, 터보차져 베인 중 어느 하나 이상을 사용하여 상기 엔진의 공연비가 희박(Lean) 조건에서 농후(Rich) 조건으로 전환되도록 조정한다.
상기 제약조건 촉매 재생 단계에서는 2차 연료 분사 장치에 의해 상기 연료가 배출 가스에 분사된다.
상기 연료 분사는 상기 질소산화물 정화 장치의 전단에서 이루어진다.
상기 질소산화물 정화 장치의 전단은 상기 엔진의 배기 매니폴드의 후단이나 터보차저의 후단이다.
상기 비제약조건 촉매 재생 단계에는 상기 중부하 및 고부하 운전조건에 의한 상기 재생이 이루어지기 전, 상기 엔진의 공연비 전환 가능 여부가 판단되고, 상기 공연비 전환이 불가능할 경우 상기 저부하 운전 조건으로 전환되는 비제약조건 확인 단계; 가 더 포함된다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템은 흡기 매니폴드로 공급되는 공기를 압축하는 터보차져, 배기 매니폴드에서 배출되는 배출 가스를 이용해 EGR 가스를 흡기 매니폴드로 보내주는 EGR(Exhaust Gas Recirculation), 배기 라인에 설치되어져 질소산화물을 흡착 또는 흡장함으로써 질소산화물을 제거하는 질소산화물 정화 장치를 갖춘 희박 연소 엔진; 상기 엔진의 공연비를 농후한 조건으로 전환시켜 농후한 공연비 조건의 배출 가스를 발생시키는 농후 공연비 전환 장치; 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통한 질소산화물 정화가 상기 질소산화물 정화 장치에서 이루어지도록 배출 가스에 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하는 2차 연료 분사 장치;를 포함한 것을 특징으로 한다.
상기 농후공연비 전환 장치에는 엔진 연료 분사 장치와, 쓰로틀 밸브, EGR 밸브, 터보차져 베인이 포함되며, 상기 2차 연료 분사 장치는 작동 주파수 및 듀티의 제어로 펄스(Pulse)형태의 연료분사가 이루어진다.
상기 2차 연료 분사 장치는 상기 배기 매니폴드의 후단이나 상기 터보차져의 후단에 설치된다.
이러한 본 발명은 중부하 및 고부하 운전 조건에서는 엔진의 공연비를 희박(Lean) 조건에서 농후(Rich) 조건으로 전환하여 질소산화물을 정화하고, 저부하 운전 조건에서는 엔진의 공연비 제어 없이 2차 연료 분사 장치를 이용하여 질소산화물 정화가 이루어짐으로써 질소산화물 배출량 감소가 엔진의 전 운전 영역에서 이루어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 저부하 운전 조건에서는 중부하 및 고부하 운전 조건과 같이 엔진 토크 변동이 적은 상태로 질소산화물 정화가 가능하게 되어 출퇴근 또는 도심 주행과 같은 운전 조건에서도 질소산화물을 필요에 따라 정화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 중/고부하 운전 조건과 저부하 운전 조건의 질소산화물 정화 촉매 재생 방식을 각각 달리함으로써 질소산화물 정화 촉매 재생을 엔진의 전 운전 영역에서 실시할 수 있고, 이를 통해 향후 강화되는 배출 가스 규제 충족의 용이하며, 특히 강화 배출 가스 규제 대응을 통한 상품성 개선에도 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화를 위한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템의 변형 구성이고, 도 4는 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화가 중/고부하 운전조건에서 수행되는 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화가 저부하 운전조건에서 수행되는 상태이고, 도 6은 본 발명에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템의 2차 연료 분사에 따른 질소산화물 정화 선도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화를 위한 흐름도를 나타낸다.
S10은 질소산화물 정화 촉매 재생은 질소산화물 정화 촉매의 최대 질소산화물 흡착/흡장량 대비 질소산화물 정화 촉매 내 질소산화물이 10-80% 수준으로 채워지는 조건에서 실시한다.
본 실시예에서, 질소산화물 정화 촉매는 LNT(Lean NOx Trap)계 촉매로서 배기라인에 설치된 질소산화물 정화 장치에 구비되고, 이를 위한 질소산화물 정화 시스템은 희박 연소 엔진에 구비된다.
이러한 질소산화물 정화 시스템의 구성도는 도 2를 통해 예시된다.
도시된 바와 같이, 엔진(1)에는 흡기 매니폴드(2)로 공급되는 공기를 압축하는 터보차져(5)와, 배기 매니폴드(3)에서 배출되는 배출 가스를 이용해 EGR 가스를 흡기 매니폴드(2)로 보내주는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)(6)과, 배기라인에 설치되어져 질소산화물을 흡착 또는 흡장함으로써 질소산화물을 정화하는 LNT(Lean NOx Trap)계 촉매를 갖춘 질소산화물 정화 장치(7)와, 중/고부하 운전조건의 촉매 재생 방식과 저부하 운전 조건의 촉매 재생 방식을 각각 달리함으로써 엔진의 전 운전영역에서 질소산화물 정화 촉매 재생이 이루어지는 질소산화물 정화 시스템이 포함된다.
상기 질소산화물 정화 시스템은 중/고부하 운전 조건의 촉매 재생 방식 적용시 농후 공연비 전환 장치(5, 10-1, 10-2, 10-3)를, 저부하 운전 조건의 촉매 재생 방식 적용시 2차 연료 분사 장치(20)를 이용한다.
상기 농후 공연비 전환 장치(5, 10-1, 10-2, 10-3)는 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 운전 조건을 변환하여 질소산화물을 정화한다.
이를 위해, 상기 농후 공연비 전환 장치(5, 10-1, 10-2, 10-3)에는 엔진(1)의 연소실에 설치된 엔진 연료 분사 장치(10-1)와, 흡기 매니폴드(2)로 이어진 흡기통로에 설치된 쓰로틀 밸브(10-2), EGR라인에 설치된 EGR 밸브(10-3), 터보차져(5)가 포함된다.
상기 엔진 연료 분사 장치(10-1)는 희박 연소가 이루어지는 엔진(1)의 연소실에 연료를 분사하고, 이를 통해 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 공연비를 전환한다.
상기 쓰로틀 밸브(10-2)는 개도량을 제어함으로써 상기 엔진(1)의 연소실로 공급되는 공기 유량을 조절하고, 이를 통해 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 공연비를 전환한다.
상기 EGR 밸브(10-3)는 개도량을 제어함으로써 상기 엔진(1)의 연소실로 공급되는 EGR 가스 유량을 조절하고, 이를 통해 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 공연비를 전환한다.
상기 터보차져(5)는 터보차져 베인 열림각을 제어함으로써 상기 엔진(1)의 연소실로 공급되는 공기 유량을 조절하고, 이를 통해 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 공연비를 전환한다.
반면, 상기 2차 연료 분사 장치(20)는 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하여 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 질소산화물을 정화하는 방식이고, 펄스 분사는 작동 주파수 및 듀티(Duty)제어(0~100%)를 통해 이루어진다.통상, 상기 2차 연료 분사 장치(20)는 배기 매니폴드(3)의 후단에 설치됨으로써 터보차져(5)의 앞쪽에서 연료를 펄스(Pulse) 분사하게 된다. 이로 인한 효과는 2차 연료 분사에 따른 질소산화물 정화 선도를 나타낸 도 6을 통해 예시된다.
하지만, 상기 2차 연료 분사 장치(20)의 설치 위치는 도 3과 같이 변경될 수 있다. 도시된 바와 같이, 2차 연료 분사 장치(20)는 터보차져(5)의 후단에 설치됨으로써 질소산화물 정화 장치(7)의 앞쪽으로 위치될 수 있다. 이 경우, 엔진 연료분사 장치(10-1)와 쓰로틀 밸브(10-2) 및 EGR 밸브(10-3)는 도 2의 경우와 동일한 설치 위치를 갖는다.
그러므로, 상기 2차 연료 분사 장치(20)는 터보차져(5)의 후방에서 연료를 펄스(Pulse) 분사하게 된다.
다시, 도 1을 참조하면, S10의 질소산화물 정화 촉매 재생은 S20의 중/고부하 운전 조건과 S20-1의 저부하 운전 조건으로 구분되어 수행된다.
S20의 중/고부하 운전 조건이 적용된 질소산화물 정화 촉매 재생은 공연비를 농후 조건으로 변경했을 때, 토크 변동이 크게 발생하지 않음에 기인되고, S20-1의 저부하 운전 조건이 적용된 질소산화물 정화 촉매 재생은 공연비를 농후 조건으로 변경했을 때 토크 변동이 크게 발생함에 기인된다.
S20의 중/고부하 운전 조건이 적용된 질소산화물 정화 촉매 재생이 수행되면, S30과 같이 엔진 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치의 제어가 가능한 조건인지를 확인한다. 이러한 예는, 연소실 내 엔진 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치 제어를 통한 공연비 제어가 장시간 불가할 경우나, 질소산화물 정화 촉매 내 질소산화물 흡착 또는 흡장 수준이 기 설정 수준 이상이지만 연소실 내 엔진 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치 제어를 통한 공연비 제어가 불가할 경우를 예로 들 수 있다.
여기서, 기 설정 수준은 질소산화물 정화 촉매 내 질소산화물의 흡착 또는 흡장량이 질소산화물 정화 촉매의 최대 질소산화물 흡착/흡장량 대비 10-80% 수준으로 정해진다. 하지만, 기 설정 수준은 질소산화물 정화 촉매 종류 및 질소산화물 정화 전략에 따라 다르게 설정될 수 있다.
그러므로, S30의 조건 확인시 엔진 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치의 제어가 가능하지 않을 때 S40-1로 진입함으로써 중/고부하 운전 조건이더라도 2차 연료 분사 장치가 작동될 수 있다.
반면, S30의 조건 확인시 엔진 연료 분사 장치 또는 공기량 조절 장치의 제어가 가능하면, S40의 엔진 연료 분사 장치의 제어 값 또는 공기량 조절 장치의 제어값 설정이 이루어지고, 이어 S50의 설정 제어값에 따른 엔진 연료 분사 장치의 연료량 제어 또는 공기량 조절 장치의 개도량 제어가 수행된다. 그 결과로서, S60과 같이 공연비 전환(lean -> rich)이 이루어진다.
그러므로, S70과 같이 질소산화물 정화 장치의 촉매는 공연비 제어를 통해 질소산화물 정화가 이루어진다.
이러한 중/고부하 운전 조건에서 이루어지는 질소산화물 정화 촉매 재생은 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 중/고부하 운전조건에서는 ECU(Engine Control Unit)(9)의 제어로 엔진 연료 분사 장치(10-1)의 연료 분사량 변화나, 쓰로틀 밸브(10-2)의 개도량 변화나, EGR 밸브(10-3)의 개도량 변화나 터보차져(5) 베인 열림각 변화가 이루어짐으로써, 엔진(1)은 희박 연소(Lean) 조건에서 농후 연소(Rich) 조건으로 전환된다. 이로부터, 배기라인에 설치된 질소산화물 정화 장치(7)에는 농후 연소(Rich) 조건의 배출 가스가 유입(A)됨으로써 질소산화물 정화가 이루어진다.
이때, 2차 연료 분사 장치(20)는 작동되지 않는 상태가 유지된다.
한편, S20-1의 저부하 운전 조건에서는 S40-1의 2차 연료 분사 장치의 제어 값 설정이 이루어지고, 이어 S50-1의 설정 제어값에 따른 2차 연료 분사 장치의 연료량 제어가 수행된다. 그 결과로서, S60-1과 같이 연료의 펄스(Pulse) 분사가 이루어진다.
그러므로, S70과 같이 질소산화물 정화 장치의 촉매는 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하여 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 질소산화물을 정화하게 된다.
이러한 저부하 운전 조건에서 2차 연료 분사 장치(20)를 통해 이루어지는 질소산화물 정화 촉매 재생은 도 5를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 저부하 운전 조건이나 또는 특정한 조건의 중/고부하 운전조건에서는 ECU(Engine Control Unit)(9)의 제어로 2차 연료 분사 장치(20)가 연료를 분사하지만, 엔진 연료 분사 장치(10-1)와 쓰로틀 밸브(10-2) 및 EGR 밸브(10-3), 터보차져(5) 베인 열림각은 기존 운전 상태로 유지된다.
이때, 2차 연료 분사 장치(20)의 연료 분사는 작동 주파수(0.1-30Hz) 및 듀티(0-95%)의 제어를 통해 펄스(Pulse) 형태로 질소산화물 정화 장치(7)의 전단에서 이루어진다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법은 중/고부하 운전 조건에서는 엔진 연료 분사 장치(10-1), 쓰로틀 밸브(10-2), EGR 밸브(10-3), 터보차져(5) 베인 중 어느 하나 이상을 사용하여 공연비 제어(Lean ->Rich)를 통해 질소산화물 정화 장치(7)의 촉매 재생이 이루어지고, 반면 저부하 운전 조건에서는 2차 연료 분사 장치(20)의 연료 펄스(Pulse) 분사시 발생하는 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 질소산화물 정화 촉매 정화가 이루어짐으로써 엔진의 전 운전 영역에서 촉매 재생을 실시하게 된다. 특히 저부하 운전 조건에서 질소산화물 정화 장치(7)의 촉매 재생시 중/고부하 운전 조건과 같이 토크 변동이 적어 출퇴근 또는 도심 주행과 같은 운전 조건에서도 질소산화물을 필요에 따라 정화할 수 있기 때문에 강화된 배출 가스 규제도 만족할 수 있다.
1 : 엔진 2 : 흡기 매니폴드
3 : 배기 매니폴드 5 : 터보차져
6 : EGR(Exhaust Gas Recirculation)
7 : 질소산화물 정화 장치 9 : ECU(Engine Control Unit)
10-1 : 엔진 연료분사장치 10-2 : 쓰로틀 밸브
10-3 : EGR 밸브 20 : 2차 연료 분사 장치

Claims (11)

  1. 질소산화물 정화를 위한 촉매 재생이 이루어지기 전, 희박 연소 엔진의 중부하 및 고부하 운전 조건과, 저부하 운전 조건으로 구분되는 운전 조건 구분단계;
    상기 중부하 및 고부하 운전 조건에서 상기 재생이 이루어지면, 상기 엔진의 공연비를 희박(Lean) 조건에서 농후(Rich) 조건으로 전환하고, 상기 촉매에서는 농후(Rich) 공연비의 배출 가스로 재생이 이루어지는 비제약조건 촉매 재생 단계;
    상기 저부하 운전조건에서 상기 재생이 이루어지면, 상기 엔진에서 배출된 배출 가스에 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하여, 상기 촉매에서 탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통해 촉매 재생이 이루어지는 제약조건 촉매 재생 단계;
    로 수행되는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 질소산화물 정화 촉매 재생은 질소산화물 정화 촉매의 최대 질소산화물 흡착 및 흡장량 대비 10-80% 수준에서 실시하는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 비제약조건 촉매 재생 단계에서는 엔진 연료 분사장치(10-1), 쓰로틀 밸브(10-2), EGR 밸브(10-3), 터보차져(5) 베인 중 어느 하나 이상을 사용하여 상기 엔진의 공연비가 희박(Lean) 조건에서 농후(Rich) 조건으로 전환되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제약조건 촉매재생단계에서는 2차 연료 분사 장치(20)에 의해 상기 연료가 배출 가스에 분사되는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 연료분사는 상기 질소산화물 정화 장치의 전단에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 질소산화물 정화 장치의 전단은 상기 엔진의 배기 매니폴드의 후단이나 터보차져의 후단인 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 비제약조건 촉매 재생 단계에는 상기 중부하 및 고부하 운전 조건에 의한 상기 재생이 이루어지기 전, 상기 엔진의 공연비 전환 가능 여부가 판단되고, 상기 공연비 전환이 불가능할 경우 상기 저부하 운전 조건으로 전환되는 비제약조건 확인 단계;를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 방법.
  8. 흡기 매니폴드로 공급되는 공기를 압축하는 터보차져(5), 배기 매니폴드(3)에서 배출되는 배출 가스를 이용해 EGR 가스를 흡기 매니폴드(2)로 보내주는 EGR(Exhaust Gas Recirculation)(6), 배기라인에 설치되어져 질소산화물을 흡착 또는 흡장함으로써 질소산화물을 제거하는 질소산화물 정화 장치(7)를 갖춘 희박 연소 엔진(1);
    상기 엔진(1)의 공연비를 농후한 조건으로 전환시켜 농후한 공연비 조건의 배출 가스를 발생시키는 농후 공연비 전환 장치(10-1, 10-2, 10-3, 5);
    탄화수소와 질소산화물 사이의 화학 반응을 통한 질소산화물 정화가 상기 질소산화물 정화 장치(7)에서 이루어지도록 배출 가스에 연료를 펄스(Pulse) 형태로 분사하는 2차 연료 분사 장치(20);
    를 포함한 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 농후 공연비 전환 장치(10-1, 10-2, 10-3, 5)에는 엔진 연료 분사 장치(10-1), 쓰로틀 밸브(10-2), EGR 밸브(10-3), 터보차져(5) 베인이 포함된 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 2차 연료 분사 장치는 작동 주파수 및 듀티의 제어로 펄스(Pulse) 형태의 연료분사가 이루어지는 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 2차 연료 분사 장치는 상기 배기 매니폴드의 후단이나 상기 터보차져의 후단에 설치된 것을 특징으로 하는 희박 연소 엔진의 질소산화물 정화 시스템.
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