KR20020065364A - 엔진의 배기탈질장치 - Google Patents

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KR20020065364A
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니시야마토시히코
와카모토코우타로우
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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

NOX흡장촉매를 소형으로 할 수 있고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 손실하지 않고, 저비용의 엔진의 배기탈질장치를 제공한다.
엔진(1)의 배기관로에 유입되는 배기가스의 공연비가 희박한 상태일 때에 NOX흡장하고, 한편, 유입되는 배기가스의 공연비가 농후한 상태일 때에 NOX을 방출하는 NOX흡장촉매(9)와, 흡기에 배기가스를 혼입시키는 배기 재순환회로를 보유하는 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
흡장된 NOX축적량이 소정치 이하일 때에 소정량의 배기가스를 재순환시키고, 한편, 흡장된 NOX축적량이 소정치를 초과해서 NOX을 방출할 때에 소정량보다 많은 배기가스를 재순환시켜서 공연비를 농후한 상태로 하는 배기재순환량 제어수단 (20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h)을 보유한다.

Description

엔진의 배기탈질장치{NOx GAS REDUCER FOR ENGINE}
본 발명은, 엔진의 배기탈질장치에 관한 것으로, 특히 디젤엔진의 배기탈질장치에 관한 것이다.
종래, 디젤엔진의 배기탈질장치에 관해서는 각종 사안이 제안되어 있지만, 그 일예로서는 일본 특개평7-279718호 공보에 개시된 것이 있다.
일본 특개평7-279718호 공보에 의하면, 엔진의 배기통로에 NOX흡수제를 배치함과 아울러, 흐르는 배기가스량을 제어하는 EGR 제어밸브를 보유하는 배기 재순환(EGR)회로를 설치한다. NOX흡수제는 통상 상태에서는 NOX를 흡수하고, 연소실 내의 평균공연비가 농후(rich)하게 되면 NOX를 방출하고, CO 및 HC에 의해 NOX를 환원한다. 연소실 내의 평균연소비를 농후하게 할 때에는, EGR제어밸브를 밸브개방으로 하여 배기를 재순환시켜서, 흡입공기량을 감소시킴과 아울러, 분사연료를 증대시켜서 공연비를 농후하게 한다. 동시에 이 때 엔진출력토크가 변화하지 않도록 연료분사량을 더 증량하도록 하고 있다.
그러나, 상기 구성에 있어서는, 통상 운전시에는 EGR 제어밸브를 닫고 있을 때 배기가스 중에 다량의 NOX가 함유되어 있기 때문에, NOX흡수제를 크게 할 필요가 있고, 대형 엔진에서는 장소면적이 크게 되어서 구성상 문제로 되는 경우가 있음과 아울러, 비용도 높다라는 문제가 있다. 또한, 고부하시에 연료를 증량하면 통내압이나 배기온도가 상승하고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 손실할 우려가 있다.
본 발명은, 상기 문제점에 착안하여 이루어진 것이고, NOX흡수제를 소형으로 할 수 있고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 손실하는 일없이, 비용이 싼 엔진의 배기탈질장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은, 본 발명의 제 1실시형태의 개념도이다.
도 2는, 제 1실시형태에서의 탈질종작예의 플로오챠트이다.
도 3은, 본 발명의 제 2실시형태의 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 제 3실시형태의 개념도이다.
도 5는, 본 발명의 제 4실시형태의 개념도이다.
도 6은, 본 발명의 제 5실시형태의 개념도이다.
도 7은, 본 발명의 제 6실시형태의 개념도이다.
도 8은, 제 6실시형태에서의 탈질동작예의 플로오챠트이다.
도 9는, 제 4실시형태의 실시예의 개념도이다.
도 10은, 본 발명의 제 7실시형태의 개념도이다.
도 11은, 본 발명의 제 8실시형태의 개념도이다.
도 12는, 본 발명의 제 9실시형태의 개념도이다.
도 13은, 본 발명의 제 10실시형태에 관한, 배출되는 NOX량과, 연료분사량 및 엔진회전수의 관계도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 … 엔진 1a … 실린더
2 … 터버 과급기 2b … 압축기
3 … 흡기관 4 … 급기관
5 … 흡기매니폴드 8 … 배기관
9 … NOx흡장촉매 13 … 제 1배기 재순환회로
14 … 제 1배기 재순환회로 15 … 제 3배기 재순환회로
20, 20a ~ 20h … 배기 재순환량 제어수단
21 … 흡기 스로틀밸브 22 … 배기 스로틀밸브
23 … 공기추출밸브
25 … 제 1재순환회로 조절밸브(EGR 밸브)
26 … 제 2재순환회로 조절밸브(EGR 밸브)
30 … NOX량 검출수단 32 … 제어장치
33 … 연료공급수단
40 … 부하검출수단(NOX량 검출수단도 있음)
50 … 가변 터보 과급기 51a … 터빈통로
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 엔진의 배기탈질장치는, 제 1에, 엔진의 배기관로에, 유입되는 배기가스의 공연비가 희박(lean)상태일 때에 NOX를 흡장하고, 한편, 유입되는 배기가스의 공연비가 농후한 상태일 때에 NOX를 방출하는 NOX흡장촉매와,
흡기에 배기가스를 혼입시키는 배기 재순환회로를 보유하는 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
흡장된 NOX축적량이 소정값 이하일 때에 소정량의 배기가스를 재순환시키고, 한편, 흡장된 NOX축적량이 소정값을 초과해서 NOX을 방출시킬 때에 상기 소정량보다 많은 배가가스를 재순환시켜서 공연비를 농후한 상태로 하는 배기 재순환량 제어수단을 설치한 구성으로 하고 있다.
상기 제 1의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 엔진의 배기가스의 공연비가 희박한 상태일 때에 소정량(예컨대 배기가스량의 10% ~ 15%)의 배기가스를 재순환시킬 수 있기 때문에, 통상 희박연소상태에서 배기가스 중의 NOX를 저감할 수 있다. 또한 배기 재순환량 제어수단을 설치하기 위하여, 방출을 최적으로 하는 배기 재순환량으로 조절할 수 있고, NOX흡장촉매를 소형화할 수 있고, 장소면적이 작게 되어서 엔진의 컴팩트화가 도모된다.
제 2에, 상기 제 1의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기재순환량 제어수단은,
NOX흡장촉매에 유입되는 배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 흐르는 배기 재순환량을, 공기과잉률이 1.0보다 크고 1.3정도 이하로로 되도록 조절가능한 구성으로 되어 있다.
상기 제 2의 엔진의 배기탈질장치는, 배기재순환량을 공기과잉률이 1.0 ~ 1.3정도로 할 수 있는 배기재순환량 제어수단을 설치하고 있다. 이것에 의해, 배가가스의 공연비를 농후한 상태로 하고, NOX을 방출하여 환원시킬 수 있으며, 환원제로서의 연료를 다량으로 분무하지 않고 끝내며, 연료소비율의 악화가 방지된다. 또, 공기과잉률은, 공연비가 이론혼합비인 경우를 "1"로 하고 있다. 또한, 농후한 상태는 공연비가 이론혼합 근방에 있는 상태를 의미하며, 희박한 상태는 농후한 상태보다 공연비가 큰 상태에 상당하지만, 엔진의 종류에 의해 각 상태에 해당하는 공기과잉률은 다르다. 상기 배기재순환량을 조절할 때, 배기가스 중의 산소농도를 산소농도 약 20%의 공기로 환산하고, 환산한 공기를 흡기량의 일부로 하여도 이것에 새로운 공기를 더하고, 전체 공기량으로 하고 있다.
제 3에, 상기 제 1 또는 제 2의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기재순환량 제어수단은,
엔진의 흡기관의 관로에 설치한 개폐가능한 흡기 스로틀밸브 및 엔진의 배기관의 관로에 설치한 개폐가능한 배기 스로틀밸브 중 1개이상의 스로틀밸브와,
배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 스로틀밸브의 개도를 작게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치를 설치한 구성으로 하고 있다.
상기 제 3의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 배기관로 및/또는 흡기관로에 설치한 스로틀밸브의 개도를 적게 함으로써, 용이하게 급기압력을 배기압력보다 대폭적으로 저하시킬 수 있다. 이것에 의해, 다량의 배기를 재순환시켜서 배기가스의 공연비를 농후하게 할 수 있고, 구조가 간단하며, 장소면적 및 비용의 저감을 도모한다.
제 4에, 상기 제 1 또는 제 2의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기 재순환회로는,
제 1배기 재순환회로와,
제 1배기 재순환회로에 병렬로 설치된 1개이상의 제 2배기 재순환회로를 보유하며,
상기 배기재순환량 제어수단은,
제 2배기 재순환회로에 설치된 개폐가능한 제 2재순환회로 조절밸브(26)와,
NOX량을 검출하는 NOX량 검출수단과,
NOX량 검출수단으로부터 검출신호를 입력하고, 검출한 NOX량에 기초하여 NOX흡장촉매의 NOX축적량을 산출하고, 산출한 NOX축적량이 소정치를 초과했을 때에 제 2재순환회로 조절밸브를 여는 제어신호를 출력하는 제어장치를 보유하는 구성으로되어 있다.
제 4의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 공연비가 희박할 때에 제 1배기 재순환회로에만 배기를 재순환시킨다. 한편, 제 2배기 재순환회로도 이용하면 공연비가 농후하게 되기 때문에, 다량의 배기를 적은 저항으로 재순환시킬 수 있다. 그 때문에, 성능이 향상함과 아울러, 제 2재순환회로 조절밸브는 구소가 간단한 ON-OFF밸브로 할 수 있고, 비용을 저감할 수 있다.
제 5에, 상기 제 1, 제 2 또는 제 3의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기 재순환회로는, 복수의 재순환회로 조절밸브를 보유하는 제 3배기 재순환회로가고,
상기 배기재순환량 제어수단은,
상기 복수의 재순환회로 조절밸브와,
NOX량을 검출하는 NOX량 검출수단과,
NOX량 검출수단으로부터 검출신호를 입력하고, 검출한 NOX량에 기초하여 NOX흡장촉매의 NOX축적량을 산출하고, 산출한 NOX축적량이 소정치를 초과했을 때에 상기 복수의 재순환회로 조절밸브의 총 개구면적을 희박한 상태에서의 총 개구면적보다 크게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치를 보유하는 구성으로 되어 있다.
상기 제 5의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 1개의 배기 재순환회로에서, 공연비가 희박할 때에는, 예컨대 제 1재순환회로 조절밸브를 소형으로 함으로써 미세조정이 용이하게 되고, 방출을 최적으로 할 수 있다. 공연비를 농후하게 하는 경우에는, 예컨대 제 2재순환회로 조절밸브를 열어서 총개구면적을 크게 하고, 다량의 배기가스를 재순환시킬 수 있다. 또한 제 2재순환회로 조절밸브는 ON-OFF밸브로 양호하며, 구조가 간단하고, 엔진을 컴팩트하게 구성할 수 있고, 비용도 싸게 할 수 있다.
제 6에, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 또는 제 5의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
엔진은, 터빈통로의 개도가 가변가능하게 이루어진 가변 터보 과급기를 보유하고,
상기 배기재순환량 제어수단은,
배기가스의 공연비가 농후할 때, 터빈통로의 개도를 작게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치를 보유하는 구성으로 되어 있다.
제 6의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 터빈통로의 개도를 작게 함으로써(예컨대 개도를 아주 작게 함으로써), 배기터빈입구의 배기압을 가변 터보 과급기의 압축기 출구의 급기압보다 높게 할 수 있다. 여기서, 이 급배기압차를 이용하고, 배기가스를 급기에 필요량 유입시킬 수 있다. 따라서, 가변 터보 과급기를 사용하여도, 배기 스로틀밸브와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
제 7에, 엔진이 터보 과급기를 보유하는 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 및 상기 제 6 중 어느 하나의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기재순환량 제어수단은,
터보 과급기의 압축기의 출구에 설치되고, 급기를 외부로 추출하는 개폐가능한 공기추출밸브와,
엔진의 배기가스의 공연비를 농후하게 할 때, 공기추출밸브를 더 여는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를 보유하는 구성으로 되어 있다.
상기 제 7의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 터보 과급기의 압축기의 출구에 설치한 공기추출밸브를 열게 함으로써, 급기압력을 배기압력보다 충분히 저하시킬 수 있다. 따라서, 다량의 배기가스를 재순환시킬 수 있다.
제 8에, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6 또는 제 7의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기재순환량 제어수단은,
엔진의 실린더 내 및 엔진의 배기관 내의 1개이상에 연료를 공급하는 연료공급수단과,
배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 NOX흡장촉매가 NOX를 방출환원가능한 공연비로 하기 위한 조정분으로서의 연료를 공급하는 제어신호를 연료공급수단에 입력하는 제어장치를 보유하는 구성으로 되어 있다.
상기 제 8의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 공연비를 농후하게 할 때에, 부족만큼을 조정하기 위하여 연료를 공급하도록 하였다. 이 때문에, 확실하게 공연비를 이론공연비 부근으로 제어할 수 있다. 또한, 다량의 재순환 배기가스를 환류하기 위하여, 연료의 공급량을 적게 할 수 있고, 경제적임과 아울러, 실린더 내압, 배기온도의 과잉상승을 방지할 수 있고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 저하시킴이 없이공연비를 농후하게 할 수 있다.
제 9에, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 6, 제 7 또는 제 8의 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
상기 배기재순환량 제어수단은,
엔진의 부하를 검출하는 부하검출수단과,
부하검출수단으로부터 검출수단을 입력하고, 검출한 부하가 소정치 이하일 때에 배기가스의 공연비를 농후한 상태로 하는 제어신호를 출력하는 제어장치를 보유하는 구성으로 되어 있다.
상기 제 9의 엔진의 배기탈질장치에 의하면, 엔진이 소정의 부하 이하, 예컨대 경부하영역에서 운전되고 있을 때에 공연비를 농후하게 하는 수단을 작동시키도록 하였다. 경부하이기 때문에 추가연료를 적게 할 수 있고, 경제적임과 아울러, 실린더 내압이나 배기온도의 과잉상승 등을 방지할 수 있음과 아울러, 고부하영역에서의 연료추가의 빈도가 감소하고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 향상할 수 있다.
이하, 본 발명에 관한 엔진의 배기탈질장치의 실시형태에 관해서, 도면을 참조하여 상술한다.
도 1은 제 1실시형태의 배기탈질장치의 개념도이다. 엔진(1)은 터보 과급기 (2)를 구비하고 있고, 터보 과급기(2)는 배기터빈(2a)과 압축기(2b)로 되어 있다. 배기터빈(2a)은 배기매니폴드(7)에 설치되고, 그 배출구에는 배기관(8)이 설치되어 있다. 배기관(8)에는 NOX흡장촉매(9)가 끼워장착되고, 그 출구에는 꼬리관 (8a)이설치되어 있다. 배기터비(2a)에 연결된 압축기(2b)의 흡입구에는 흡기관(3)이 설치되고, 흡기관(3)에는 개구면적을 조절가능한 흡기 스로틀밸브(21)가 설치되어 있다. 압축기(2b)의 배출구에는 급기관(4)이 설치되어서 흡기매니폴드(5)에 접속되어 있고, 급기관(4)에는 인터쿨러(6)가 끼워장착되어 있다.
급기관(4)의 인터쿨러(6)의 하류측과, 배기매니폴드(7)의 배기터빈(2a)의 상류측은, 배기 재순환회로(10)에 의해 접속되어 있다. 배기 재순환회로(10) 상에는 배기 재순환회로(10)의 개구면적을 조정가능한 재순환회로 조절밸브(이후, EGR밸브로 칭함)(24)와 재순환 가스쿨러(11)가 끼워장착되어 있다. 배기관(8)에는 NOX의 양을 검출하는 NOX센서 (30)와, 산소량을 검출하는 O2센서(31), 흡기 스로틀밸브 (21) 및 EGR밸브(24)와 접속하고 있다. 제어장치(32)는 상기 각 센서로부터의 검출신호를 입력하고, 소정의 연산을 한 후 흡기 스로틀밸브(21)와 EGR밸브(24)에 제어신호를 출력하도록 되어 있고, 배기 재순환량 제어수단(20)을 구성하고 있다.
여기서, NOX량을 검출하는 NOX센서(30)는, NOX농도를 검출하는 검출부재와 배기가스유량을 측정하는 측정부재를 구비하는 구성으로 되어 있다. 따라서, NOX농도 및 배기가스유량에 기초하여 제어장치(32)에서 산출함으로써, NOX센서(30)가 NOX량 검출가능하게 하고 있다. 또, NOX센서(30)는 NOX농도 검출부재만이어도 좋다. 이 경우, 배기가스유량은, 엔진(1) 운전조건 등에 기초하여여, 일반적인 산출방법으로부터 구하게 된다. 또한, 산소량을 검출하는 O2센서(31)는 산소농도를 검출하는 검출부재와 배기가스유량을 측정하는 측정부재를 구비하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 산소농도 및 배기가스유량에 기초하여 제어장치(32)에서 산출함으로써, 산소량 검출가능하게 되어 있다. 또, O2센서(31)는 산소농도 검출부재만이어도 좋다. 이 경우, 배기가스유량은, NOX센서(30)의 배기가스유량 측정데이터, 또는 엔진(1) 운전조건 등에 기초하여 일반적인 산출방법으로부터 구하게 된다. 또, NOX센서(30)는 NOX량을 검출하는 "NOX량 검출수단"의 일예이고, NOX량 검출수단으로서는 후술하는 제 10실시형태와 같은 구성이어도 좋다.
이하에 엔진(1)의 작동에 관해서 설명한다. 압축기(2b)는, 배기터빈(2a)에서 구동되면 흡기를 흡기관(3)으로부터 흡입하고, 압축한 급기를 급기관(4)을 경유하여 흡기매니폴드(5)에 압송한다. 그 사이에서 압축된 급기는 인터쿨러(6)에 의해 냉각되고, 밀도를 높여서 엔진(1)의 흡기매니폴드(5)에 공급된다. 엔진(1)이 연소하고, 배출된 배기는 배기매니폴드(7)로부터 배기터빈(2a)에 보내져서 이것을 구동한다. 그 후, 배기관(8)으로부터 NOX흡장촉매(9)를 통과하고, 꼬리관(8a)을 경유하여 외부로 배출된다. 통상 운전시에는 급기는 희박한 상태에서 운전되지만, 본 발명에 있어서는 소정량(예컨대 배기가스량의 10% ~15%)의 배기가스를 항상 재순환시키고, 배기 중의 NOX를 저감하도록 하고 있다. 통상 운전시에는 배출된 NOX는 NOX흡장촉매(9)에 흡수된다. NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량이 소정의 양에 다다르면, 배기가스의 공연비를 농후하게 하여 NOX흡장촉매(9)로부터 NOX를 방출시키고, 환원한다. 배기가스의 공연비를 농후하게 하는 경우에는, 제어장치(32)는 NOX센서(30)로부터 검출신호를 입력하고, 소정의 연산을 한 후, 흡기 스로틀밸브(21)와 EGR밸브 (24)에 제어신호를 출력하고, 흡기 스로틀밸브(21)를 조임과 아울러, EGR밸브(24)를 연다. 이 때에 재순환시키는 배기가스의 양은, 예컨대 배기가스량의 50% ~ 75%이다. 이것에 의해 엔진은 이론혼합비 연소를 행하고, NOX흡장촉매(9)는 NOX를 방출하여 환원한다.
이하에 도 2에 나타내는 플로오챠트에 기초하여, 제 1실시형태의 배기탈질작업공정을 상술한다.
스텝(101)에서, NOX센서(30)는 NOX량을 검출하고, 이것에 기초하여 제어장치 (32)는 NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량을 산출한다.
스텝(102)에서, 제어장치(32)는 NOX축적량이 NOX흡장촉매(9)의 흡수한계량에 다다르고 있는지 여부를 판정하고, NO의 경우에는 스텝(101)의 앞으로 돌아간다.
스텝(102)에서 YSE인 경우에는 스텝(103)에서, 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 농후하게 하기 위하여 필요한 흡기 스로틀밸브(21)의 스로틀량을 계산한다.
스텝(104)에서, 제어장치(32)는 흡기 스로틀밸브(21)에 제어신호를 출력하고, 계산값에 기초하여, 스로틀량을 조절한다.
스텝(105)에서, 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 농후하게 하기 위한 EGR밸브(24)의 개도를 계산한다.
스탭(106)에서, 제어장치(32)는 EGR밸브(24)에 제어신호를 출력하고, 계산값에 기초하여 개도를 조절하게 한다.
스텝(107)에서, 제어장치(32)는 공기량과 공연비를 계산한다.
스텝(108)에서, O2센서(31)는 산소농도를 검출하고, 제어장치(32)에 검출값을 출력한다.
스텝(109)에서, 제어장치(32)는 공연비를 수정한다.
스텝(110)에서, 미리 정해진, NOX를 완전히 환원시키기 위하여 필요한 배기 재순환 시간(Tdef)으로 설정된 타이머를 시동시킨다.
스텝(111)에서, 엔진은 이론혼합비 연소를 행한다.
스텝(112)에서, 제어장치(32)는 배기 재순환시간(T)이 Tdef를 초과하였는지 여부를 판정하고, NO인 경우에는 스텝(110)의 앞으로 돌아간다.
스텝(112)에서 YES인 경우에는, 스텝(113)에서 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 희박하게 하기 위하여 흡기 스로틀밸브(21)를 연다.
스텝(114)에서, 제어장치(32)는 배기가스의 공연비 희박한 상태에서, 소정량의 배기가스(예컨대 배기가스량의 10% ~ 15%)를 재순환시키기 위하여 필요한 EGR밸브(24)의 개도를 계산한다.
스텝(115)에서, 제어장치(32)는 EGR밸브(24)에 제어신호를 출력하고, 계산값에 기초하여 개도를 조절한다.
스텝(116)에서, 엔진은 통상 희박연소(소정량의 배기 재순환을 실시)를 행하고, 스텝(101)의 앞으로 돌아간다.
제 1실시형태의 배기 탈질장치는 상기한 바와 같은 구성 및 작동방법으로 하였기 때문에 이하와 같은 효과가 얻어진다.
EGR밸브(24)는 통상의 희박연소상태에서는 항상, 소량의 배가기스(예컨대 10% ~ 15%)를 재순환시키는만큼의 면적을 열어 두도록 조정되어 있다. 이 때문에, NOX의 배출량은 저감되고 있다. 따라서, NOX흡장촉매(9)를 작게 할 수 있고, 엔진을 콤팩트하게 할 수 있음과 아울러, 비용도 저감할 수 있다.
NOX흡장촉매(9)의 NOX흡수량이 증대항 한계에 다다르고, 배기가스의 공연비를 농후하게 할 필요가 생긴 경우에는, 흡기 스로틀밸브(21)의 개구면적을 저감하고, EGR밸브(24)의 개도를 증대한다. 이것에 의해, 흡입공기량이 저감함과 아울러, 급기관(4)의 내압이 저하하고, 다량(예컨대 배기가스량의 50% ~ 75%)의 재순환가스가 급기관(4)에 유입하여 배기가스의 공연비를 농후하게 할 수 있다. 즉, 재순환가스만으로 배기가스의 공연비를 농후하게 하고, NOX의 방출, 환원을 행하기 위하여, 관내압이나 배기온도의 과잉상승은 없고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 손실하지 않는다.
도 3은, 제 2실시형태의 배기탈질장치의 개념도이다. 제 1실시형태의 경우와 동일부재에는 동일부호를 붙여서 설명은 생략하고, 다른 부분에 관해서만 설명한다. 도 3에 있어서, 본 실시형태에서는 흡기 스로틀밸브(21)를 대신하여 배기관(8)에 배기 스로틀밸브(22)를 설치하고, 제어장치(32)와 접속하여 배기 재순환량 제어수단(20a)을 구성한다. 배기가스의 공연비를 농후하게 하는 경우, 제어장치(32)는 제어신호를 출력하여 배기 스로틀밸브(22)를 조이고, EGR밸브(24)를 연다. 이것에 의해 배기측의 압력이 상승하고, 급기압력과의 차가 크게 된다. 작용, 효과는 제 1실시형태의 것과 동일하므로 설명은 생략한다.
도 4는, 제 3실시형태의 배기탈질장치의 개념도이다. 제 1실시형태의 것과 동일부재에는 동일부호를 붙여서 설명은 생략하고, 다른 부분에 관해서만 설명한다. 도 4에 있어서, 본 실시형태에서는 흡기 스로틀밸브(21)는 없고, 급기관(4)과 꼬리관(8A)은 공기추출관(12)에 의해 접속되고, 공기추출관(12)에는 공기추출밸브 (23)가 설치되어 있다. 공기추출밸브(23)는 제어장치(32)에 접속하여 배기 재순환량 제어수단(20b)을 구성한다. 배기가스를 농후하게 하는 경우, 제어장치(32)는 제어신호를 출력하여 공기추출밸브(23)를 열고, 급기의 일부를 외부로 방출한다. 이것에 의해 급기량이 감소하여 배기가스가 농후하게 됨과 아울러, 급기압력을 배기압력에 비해서 충분히 낮게 할 수 있고, 대량의 배기 재순환이 가능하게 된다.
도 5는, 제 4실시형태의 배기탈질장치의 개념도이다. 제 2실시형태의 것과 동일부재에는 동일부호를 붙여서 설명은 생략하고, 다른 부분에 관해서만 설명한다. 도 5에 있어서, 통로면적이 작은 제 1배기 재순환회로(13)에 병렬로, 통로면적이 큰 제 2배기 재순환회로(14)를 설치한다. 제 1배기 재순환회로(13)에는 소형의 제 1재순환회로 조절밸브(이후, 제 1EGR밸브로 칭함)(25)를 설치하고, 제 2배기 재순환회로(14)에는 대형의 제 2재순환회로 조정밸브(이후, 제 2EGR밸브로 칭함)(26)를 끼워장착하고, 제어장치(32)와 접속하여 배기 재순환량 제어수단(20c)을 구성한다. 통상 희박연소운전 시에는 제어장치(32)는 제어신호를 출력하고, 제 2EGR밸브 (26)를 닫고, 제 1EGR밸브(25)는 약간 열어서 상기한 바와 같이 소량의 배기가스를 재순환시킨다. 이 때, EGR밸브(25)는 소형이기 때문에 미세조정이 용이하고, 성능향상이 도모된다. 배기가스의 공연비를 농후하게 하는 경우에는, 제어장치(32)는 제어신호를 출력하고, 제 2EGR밸브(26)를 열어서 대량의 배기가스를 재순환시킨다. 제 2EGR밸브(26)는 ON-OFF밸브로 양호하기 때문에 구조가 간단하게 된다. 또한, 제 21배기 재순환회로(14)의 통로면적이 크기 때문에 저항이 적고, 다량의 배기가스를 원활하게 재순환시킬 수 있다.
또, 도 5에서는 제 1EGR밸브(25) 및 제 2EGR밸브(26)를 끼워장착하는 예를 나타내고 있지만, 배기재순환량 제어수단(20c)의 제 1EGR밸브(25)를 생략하고, 도 9에 나타내는 바와 같은 배기재순환량 제어수단(20e)으로 하여도 좋다. 이러한 배기재순환량 제어수단(20e)의 경우, 통상 희박연소운전시에는 제어장치(32)는 제어신호를 출력하고, 제 2EGR밸브(26)를 닫고, 제 1배기재순화회로(13)만으로, 소량의 배기가스를 재순환시킨다. 한편, 배기가스의 공연비를 농후하게 하는 경우에는, 제어장치(32)는 제어신호를 출력하고, 제 2EGR밸브(26)를 여는 것에서, 통로면적이 큰 제 2배기 재순환회로(14)와 제 1배기 재순환회로(13)에 의해, 대량의 배기가스를 재순환시킬 수 있다.
도 6은, 제 5실시형태의 배기탈질장치의 개념도이다. EGR밸브부의 구성을 나타내고 있다. 즉, 제 4실시형태에 관해서 제 1배기 재순환회로(13)와 제 2배기 재순환회로(14) 2개인 배기 재순환회로를, 1개의 통로면적이 큰 제 3배기 재순환회로 (15)로 치환된 것이다. 또한 제 3배기 재순환회로(15) 내에 작은 지름의 제 1EGR밸브(25)와, 큰 지름의 제 2EGR밸브(26)를 병렬로 설치하고, 각각 제어장치(32)와 접속되어 있다. 게다가, 제 4실시형태의 재순환 가스쿨러(11)를 생략하고 있지만, 필요에 따라서 설치하여도 좋다. 통상 희박연소운전인 경우에는 제 2EGR밸브(26)는 닫고, 제 1EGR밸브 (25)를 열어서 회로면적을 미세조정하고, 배기가스의 공연비를 농후하게 할 때에는 제 2EGR밸브(26)를 연다. 본 실시형태의 것은 배기 재순환회로가 1개이기 때문에 구조가 간단하고 컴팩트하며, 비용을 싸게 할 수 있다.
도 7은, 제 6실시형태의 배기탈질장치의 개념도이고, 제 1실시형태의 것과 동일 부재에는 동일 부호를 붙여서 설명은 생략하고, 다른 부분에 관해서만 설명한다. 엔진(1)의 연료분사펌프(34)에 연료분사량 센서(41)와, 엔진회전수 센서(42)를 설치하고, 각각 제어장치(32)에 접속하여 부하검출수단(40)을 구성한다. 또한, 배기관(8)에 연료분사노즐(35)을 설치하고, 연료분사펌프(34)와 연료분사노즐(35)을 제어장치(32)에 접속하여 연료공급수단(33)을 구성함과 아울러, 흡기 스로틀밸브 (21), EGR밸브(24)와 맞추어서 배기 재순환량 제어수단(20d)을 구성한다. 배기가스의 공연비를 농후하게 하는 경우, 흡기 스로틀밸브(21)를 소정량 닫고, EGR밸브 (24)를 열어서 배기 재순환을 행하게 한다. 동시에, NOX를 방출환원가능한 공연비로 하기 위한 조정분으로서, 제어장치(32)는 제어신호를 출력하고, 연료분사펌프 (34)의 분사량을 증가하고, 연료분사노즐(35)로부터 배기관(8) 내에 연료를 분사시킨다. 이러한 연료공급수단(33)에 의해, 공연비를 농후하게 할 때에, 부족한 만큼을 조정하기 위하여 연료를 공급하도록 하였다. 이 때문에, 확실하게 공연비를 이론공연비 부근으로 제어할 수 있다.
이하, 도 8에서 나타내는 플로오챠트에 기초하여, 제 6실시형태의 배기탈질장치의 작업공정을 상술한다.
스텝(201)에서, 엔진회전센서(42)와 연료분사량센서(41)에 의해서 엔진회전수와 연료분사량을 검출한다.
스텝(202)에서, 제어장치(32)는 엔진회전수와 연료분사량으로부터 엔진의 부하를 산출하고, 엔진의 부하가 소정 부하(예컨대 축평균 유효압력 6㎏/㎠) 이상인지 여부를 판정한다.
스텝(202)에서 YES인 경우에는 스텝(203)으로 진행하고, NOX센서(30)는 NOX양을 검출하고, 제어장치(32)는 NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량을 산출한다.
스텝(204)에서, 제어장치(32)는 NOX축적량이 NOX흡장촉매(9)의 흡수한계량에 다다르고 있는지 여부를 판정하고, NO인 경우에는 스텝(202)의 앞으로 돌아간다.
스텝(204)에서 YES인 경우에는 스텝(207)으로 진행한다.
스텝(202)에서 NO인 경우에는 스텝(205)으로 진행하고, NOX센서(30)는 NOX양을 검출하고, 제어장치(32)는 NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량을 산출한다.
스텝(206)에서, 제어장치(32)는 NOX축적량이 NOX흡장촉매(9)의 흡수규정량 (예컨대 흡수한계량의 50% ~ 70%)을 초과하는지 여부를 판정하고, NO인 경우에는 스텝(202)의 앞으로 돌아간다.
스텝(206)에서 YES인 경우에는 스텝(207)으로 진행하고, 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 농후하게 하기 위하여 필요한 흡기 스로틀밸브(21)의 스로틀량을 계산하고, 흡기 스로틀밸브(21)에 제어신호를 출력하여 스로틀량을 조절한다.
스텝(208)에서, 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 농후하게 하기 위하여 필요한 EGR밸브(24)의 개도를 계산하고, EGR밸브(24)에 제어신호를 출력하여 개도를 조절한다.
스텝(209)에서, 제어장치(32)는 공기량과 공연비를 계산한다.
스텝(210)에서, O2센서(31)는 산소농도를 검출하고, 제어장치(32)에 검출값을 출력한다.
스텝(211)에서, 제어장치(32)는 공연비를 수정한다.
스텝(212)에서, 제어장치(32)는 NOX를 전체량 환원하기 위하여 필요한 배기가스 공연비로 하기 위한 조정분으로서의 환원제(본 실시형태에서는 연료)의 분사량과 분사시간(Tdef)를 계산한다.
스텝(213)에서, 타이머를 시동한다.
스텝(214)에서, 제저장치(32)는 연료분사펌프(34) 및 연료분사노즐(35)에 제어신호를 출력하고, 계산값에 기초하여 연료를 분사한다.
스텝(215)에서, 엔진은 이론홉합비 연소를 행한다.
스텝(216)에서, 제어밸브(32)는 연료분사시간(T)이 Tdef를 초과하는지 여부를 판정하고, NO인 경우에는 스텝(213)의 앞으로 돌아간다.
스텝(216)에서, YES인 경우에는, 스텝(217)에서 제어장치(32)는 배기가스의 공연비를 희박하게 하기 위하여 흡기 스로틀밸브(21)를 연다.
스텝(218)에서,제어장이(32)는 배기가스의 공연비가 희박한 상태에서, 소정량의 배기가스(예컨대 배기가스량의 10% ~ 15%)를 재순환시키기 위하여 필요한 EGR밸브(24)의 개도를 계산하고, 계산값에 기초하여 EGR밸브(24)를 조절한다.
스텝(219)에서, 엔진은 통상 희박연소(소정량의 배기 재순환을 실시)를 행하고, 스텝(201)의 앞으로 돌아간다.
본 발명의 제 6실시형태의 배기탈질장치는, 상기한 바와 같은 구성 및 작업공정으로 하였기 때문에 이하와 같은 효과가 얻어진다.
제 1실시형태의 경우와 마찬가지로, 재순환회로 조절밸브(24)는 통상의 희박연소상태에서는 항상, 배기가스량의 수퍼센트를 재순환시키는 만큼의 면적을 열어 두도록 조정되어 있다. 이 때문에, NOX의 배출량은 저감되고, NOX흡장촉매(9)를 작게 할 수 있고, 엔진(1)을 콤팩트하게 할 수 있음과 아울러, 비용도 저감할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 배기가스의 공연비를 NOX를 방출환원할 수 있는 공연비로 하기 위하여, 조정분으로서 연료를 분사하도록 하기 때문에, 확실하게 급기의공연비를 이론공연비 부근으로 제어할 수 있다.
또한, 엔진(1)이 경부하 운전인 경우에는 NOX흡장촉매(9)의 축적량이 흡수한계량의 50% ~ 70%에 다다르면 이론혼합비 연소를 행하도록 하였다. 엔진(1)은 경부하이기 때문에 추가연료를 작게 할 수 있고, 경제적임과 아울러, 엔진(1)에 설치되는 실린더(1a)의 내압이나 배기온도의 과잉상승 등을 방지할 수 있다. 또한, 고부하 영역에서의 연료추가의 빈도가 감소하고, 엔진의 신뢰성, 내구성을 향상할 수 있다.
또, 제 6실시형태에 의하면, 추가연료를 실린더(1a) 내 및 배기관(8) 내에 분사하도록 하였지만, 실린더(1a) 또는 배기관(8) 중 어느 한쪽에 연료를 분사하도록 하여도 좋다.
도 10은, 제 7실시형태의 배기탈질장치의 개념도이고, 제 3실시형태, 제 4실시형태의 변형예 및 제 6실시형태를 부분적으로 조합시킨 예이다. 즉, 제 6실시형태의 도 7에 대해서, 도 4(제 3실시형태)에 나타내고 있는 바와 같이, 급기관(4)과 꼬리관(8a)을 접속하는 공기추출관(12), 및 공기추출관(12)에 설치되는 공기추출밸브(23)를 구비하고, 공기추출밸브(23)와 제어장치(32)와 접속되어 있다. 게다가, 도 7에 대해서, 도 9(제 4실시형태의 변형예)에 나타내지는 바와 같이, 배기관(8)에 배기 스로틀밸브(22)를 설치하고, 배기 스로틀밸브(22)와 제어장치(32)와 접속하고 있다.
또한, 도 7에 대해서, 인터쿨러(6)의 하류측과 배기터빈(2a)의 상류측을 접속하는 배기 재순환회로(10), 및 배기 재순환회로(10) 상에 끼워장착되는 EGR밸브 (24)와 재순환 가스쿨러(11)를 폐지하고 있다. 그 대신에 도 9에 나타내는 바와 같이, 통로면적이 작은 제 1배기 재순환회로(13)와 통로면적이 큰 제 2배기 재순환회로(14)를 병렬로 설치하고, 제 1배기 재순환회로(13)에는 재순환 가스쿨러(11)를, 또한 제 2배기 재순환회로(14)에는 제 2EGR밸브(26)를, 각각 끼워장착하고 있다. NOX센서(30), O2센서(31), 공기추출밸브(23), 흡기 스로틀밸브(21), 배기 스로틀밸브(22), 상기 연료공급수단(33), 제 2EGR밸브(26) 및 제어장치(32)에 의해 배기재순환량 제어수단(20f)을 구성한다.
이러한 제 7실시형태에 있어서, 배기재순환량 제어수단(20f)의 각 구성요건은, 구체적으로는, 상기 제 3실시형태, 제 4실시형태의 변형예 및 제 6실시형태에 기술하는 바와 같이 작동한다. 단, 공기추출밸브(23), 흡기 스로틀밸브(21) 및 배기 스로틀밸브(22)의 작동에 관해서, 어느 하나만을 제어하여도 좋고, 또한 공기추출밸브(23) 및 배기 스로틀밸브(22)를 함께 제어하여도 좋다. 이러한 제 7실시형태에 있어서도, 대응하는 상기 실시형태와 마찬가지의 작용효과가 얻어진다. 또, 도 10에서는 엔진(1)은 터보 과급기(2)를 구비하고 있지만, 공기추출밸브(23)를 작동시키지 않는 경우, 터보 과급기(2)는 없어도, 또는 작동하지 않아도 좋다. O2센서(31)은, 필요에 따라서 생략하여도 좋다.
도 11은, 제 8실시형태의 배기탈질장치의 개념도이고, 제 3실시형태, 제 5실시형태 및 제 6실시형태를 부분적으로 조합시킨 예이지만, 제 7실시형태의 변형예로 할 수도 있다. 즉, 제 7실시형태의 도 10에 대해서, 제 1배기 재순환회로(13), 제 2배기 재순환회로(14), 재순환 가스쿨러(11) 및 제 2EGR밸브(26)를 폐지하고 있다. 그 대신에, 도 6(제 5실시형태)의 통로면적이 큰 제 3배기 재순환회로(!5), 및 제 3배기 재순환회로(15) 내에 병렬로 설치되는 소경의 제 1EGR밸브(25) 및 대경의 제 2EGR밸브(26)를 이용하고 있다. 제 1EGR밸브(25) 및 제 2EGR밸브(26)와 제어장치(32)를 접속하고 있다. NOX센서(30), O2센서(31), 공기추출밸브(23), 흡기 스로틀밸브(21), 배기 스로틀밸브(22), 상기 연료공급수단(33), 복수의 EGR밸브(25, 26), 및 제어장치(32)에 의해 배기재순환량 제어수단(20g)을 구성한다.
이러한 제 8실시형태에 있어서도, 제 7실시형태와 마찬가지이고, 대응하는 상기 실시형태와 마찬가지의 작용효과가 얻어진다. 또, 도 11에서 엔진(1)은 터보 과급기(2)를 구비하고 있지만, 공기추출밸브(23)를 작동시키지 않는 경우, 터보 과급기(2)는 없어도, 또는 작동시키지 않아도 좋다. O2센서(31)는, 필요에 따라서 생략하여도 좋다. 또한, 도 11에서는 2개의 EGR밸브(25, 26)를 나타내고 있지만, 3개이상의 경우를 포함하는 복수의 EGR밸브로 하여도 좋다. 또한, 다른 실시형태에서 사용하고 있는 재순환 가스쿨러(11)를 생략하고 있지만, 필요에 따라서 설치하여도 좋다.
도 12는, 제 9실시형태의 배기탈질장치의 개념도이고, 제 7실시형태의 변형예이다. 즉, 제 7실시형태의 도 10에 대해서, 터보 과급기(2)를 가변 터보 과급기 (50)로 변경함과 아울러, 배기관(8)에 설치되는 배기 스로틀밸브(22)를 폐지하고있다. 가변 터보 과급기(50)는, 일반적인 가변 터보 과급기가 사용가능하고, 배기터빈(50a)과 압축기(50b)로 이루어져 있다. 배기터빈(50a) 중의 터빈통로(51a)는, 제어장치(32)로부터의 제어신호에 의해, 통로의 개도가 가변하게 제어된다. 즉, 제 9실시형태의 배기재순환량 제어수단(20h)은, 제 7실시형태에 있어서의 배기 스로틀밸브(22)를 대신하여, 가변 터보 과급기(50)를 구비하고 있다.
이러한 구성에 의하면, 터빈통로(51a)의 개도를 작게(예컨대 아주 작게)함으로써, 배기터빈(50a) 입구의 배기압을 압축기(50b) 출구의 급기압보다 높게 할 수 있다. 배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때, 이 급배기차압을 이용하고, 배기가스를 급기로 필요량 흡입시킬 수 있다. 이것에 의해, 가변 터보 과급기(50)를 사용하여도, 제 7실시형태의 배기 스로틀밸브(22)와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또, O2센서(31)는 필요에 따라서 생략하여도 좋다.
다음에 제 10실시형태에 관해서 설명한다. 제 10실시형태는, "NOX량 검출수단"의 다른 예에 관한 것이고, 연료분사량 센서(41) 및 엔진회전수 센서(42)를 보유하는 부하검출수단(40)과, 제어장치(32)를 구비하는 구성에 적용가능하다. 즉, 제 10실시형태는, 제 6실시형태(도 7), 제 7실시형태(도 10), 제 8실시형태(도 11) 및 제 9실시형태(도 12)를 기초로 하는 예이다.
도 13은, 엔진(1)의 엔진테스트로 구한, 단위시간 단위마력당 배출되는 NOX량과, 연료분사량(종축) 및 엔진회전수(횡축)의 관계를 나타내고 있다. 도 중의 각 곡선은 각각, 동일 NOX량을 나타내고 있다. 제 10실시형태에서는, 이러한 도 13이 "지도"로서, 제어장치(32)에 기억되어 있다. 엔진회전수 센서(42) 및 연료분사량 센서(41)로부터의 신호가 입력되어서, 그 때의 엔진회전수 및 연료분사량이 판명되면, 도 13의 지도에 기초하여 단위시간 단위마력당 배출되는 NOX량이 판명되도록 되어 있다. 제 10실시형태는, 연료분사량 센서(41) 및 엔진회전수 센서(42)로 이루어지는 부하검출수단(40)과 지도를 "NOX량 검출수단"으로 하고 있다. 또, 이하에서는, "이 때의 엔진회전수 및 연료분사량"을 "운전포인트"라고 한다.
제어장치(32)는, 엔진(1)이 여러가지 운전포인트로 몇시간 운전되고 있는지를 타이머(도시않함) 등으로 계측함과 아울러, 각 운전포인트에서 가동한 결과로서 배출되는 NOX량을 적산한다. 이 적산에 의해, 엔진(1)으로부터 배출되는 NOX량을, NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량으로서 추정하고 있다. 이러한 실시형태에 있어서도, NOX센서(30)를 이용하는 경우와 마찬가지의 작용효과가 얻어진다. 또, 도 13은 엔진(1)으로부터 배출되는 단위시간 단위마력당 NOX량을 나타내는 지도의 일예이고, 터보 과급기(2)의 유무, 및 연료분사노즐(35)에 의한 연료분사시기, 등의 각종 조건에 의해 변화하는 것이다.
상기 제 1, 제 2, 제 4, 제 5, 제 6 및 제 10실시형태에 있어서는, 엔진(1)은 터보 과급기(2)를 구비하고 있지만, 터보 과급기(2)가 없어도 좋다.
본 발명의 엔진의 배기탈질장치는 NOX흡수제를 소형으로 할 수 있음과 아울러, 엔진의 신뢰성, 내구성을 손실하는 일없이, 비용이 싼 엔진의 배기탈질장치를 제공할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.

Claims (9)

  1. 엔진(1)의 배기관로에 유입되는 배기가스의 공연비가 희박한 상태일 때에 NOX를 흡장하고, 한편, 유입되는 배기가스의 공연비가 농후한 상태일 때에 NOX를 방출하는 NOX흡장촉매(9)와;
    흡기에 배기가스를 혼입시키는 배기 재순환회로를 보유하는 엔진의 배기탈질장치에 있어서,
    흡장된 NOX축적량이 소정치 이하일 때에 소정량의 배기가스를 재순환시키고, 한편, 흡장된 NOX축적량이 소정치를 초과해서 NOX을 방출할 때에 상기 소정량보다 많은 배기가스를 재순환시켜서 공연비를 농후한 상태로 하는 배기재순환량 제어수단(20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h)을 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배기재순환량 제어수단은 NOX흡장촉매(9)에 유입되는 배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 흐르는 배기 재순환량을, 공기과잉률이 1.0보다 크게 하고 1.3정도 이하로 되도록 조절가능한 것 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배기재순환량 제어수단은 엔진(1)의 흡기관(3)의 관로에 설치되는 개폐가능한 흡기 스로틀밸브(21) 및 엔진(1)의 배기관 (8)의 관로에 설치되는 개폐가능한 배기 스로틀밸브(22) 중 1개이상의 스로틀밸브와;
    배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 스로틀밸브의 개도를 작게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 재순환회로는, 제 1배기 재순환회로(13)와;
    제 1배기 재순환회로(13)에 병렬로 설치된 1개이상의 제 2배기 재순환회로 (14)를 보유하며,
    상기 배기재순환량 제어수단은,
    제 2배기 재순환회로(14)에 설치된 개폐가능한 제 2재순환회로 조절밸브 (26);
    NOX량을 검출하는 NOX량 검출수단(30, 40); 및
    NOX량 검출수단(30, 40)으로부터 검출신호를 입력하고, 검출한 NOX량에 기초하여 NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량을 산출하고, 산출한 NOX축적량이 소정치를 초과했을 때에 제 2재순환회로 조절밸브(26)를 여는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기 재순환회로는, 복수의 재순환회로 조절밸브(25, 26)를 보유하는 제 3배기 재순환회로(15)이고,
    상기 배기재순환량 제어수단은,
    상기 복수의 재순환회로 조절밸브(25, 26);
    NOX량을 검출하는 NOX량 검출수단(30, 40); 및
    NOX량 검출수단(30, 40)으로부터 검출신호를 입력하고, 검출한 NOX량에 기초하여 NOX흡장촉매(9)의 NOX축적량을 산출하고, 산출한 NOX축적량이 소정치를 초과했을 때에 상기 복수의 재순환회로 조절밸브(25, 26)의 총 개구면적을 희박한 상태에서의 총 개구면적보다 크게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진(1)은, 터빈통로(51a)의 개도가 가변가능하게 이루어진 가변 터보 과급기(50)를 보유하고,
    상기 배기재순환량 제어수단은,
    배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때, 터빈통로(51a)의 개도를 작게 하는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진(1)이 터보 과급기(2)를 가지며,
    상기 배기재순환량 제어수단은,
    터보 과급기(2, 50)의 압축기(2b)의 출구에 설치되고, 급기를 외부로 추출하는 개폐가능한 공기추출밸브(23)와;
    엔진(1)의 배기가스의 공연비를 농후하게 할 때, 공기추출밸브(23)를 더 여는 제어신호를 출력하는 제어장치(32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기재순환량 제어수단은,
    엔진(1)의 실린더(1a) 내 및 엔진(1)의 배기관(8) 내의 1개이상에 연료를 공급하는 연료공급수단(33)와;
    배기가스의 공연비를 농후한 상태로 할 때에 NOX흡장촉매(9)가 NOX를 방출환원가능한 공연비로 하기 위한 조정분으로서의 연료를 공급하는 제어신호를 연료공급수단(33)에 입력하는 제어장치(32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기재순환량 제어수단은,
    엔진(1)의 부하를 검출하는 부하검출수단(40)과;
    부하검출수단(40)으로부터 검출수단을 입력하고, 검출한 부하가 소정치 이하일 때에 배기가스의 공연비를 농후한 상태로 하는 제어신호를 출력하는 제어장치 (32)를 보유하는 것을 특징으로 하는 엔진의 배기탈질장치.
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