[发明专利]排气净化系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机排气，特别是柴油发动机排气的排气净化系统，所述系统设置在排气管道(exhaust tract)中，该排气管道具有主排气处理系统和带有计量设备的入口管路(inlet line)。

本发明还涉及在排气净化系统中还原氮氧化物的方法。

背景技术

US 2008/0127635 A1公开了具有外壳的排气净化系统，其中设置了由分隔元件产生的多个空气路径。至少一个催化转换器和一个颗粒过滤器被设置在外壳中。设置至少一个分隔元件以便形成彼此堆叠并与排气入口相对连接的两个腔室，从而排气流从一个腔室偏转到另一个腔室。由此使得具有减小的纵向范围的排气净化设备可用，因为两个腔室被设置成彼此堆叠。因而排气流连续流过设置在外壳内的净化元件，这些实际上是串联的。

WO 2006/021337 A1涉及一种催化剂涂覆的颗粒过滤器，其具有第一端面、第二端面和轴长度。颗粒过滤器从其第一端面开始，在其长度的一部分上涂覆第一催化剂，然后涂覆第二催化剂。第一催化剂具有在第一载体材料上的铂和钯，第二催化剂包含在第二载体材料上的铂，且合适情况下含有钯。颗粒过滤器在一定程度上具有相对于排气流连续铺展的两个催化剂涂层。该类过滤器具有高热质(thermal mass)并且仅缓慢地加热，这就是为什么在过滤器进口区提供增加浓度的贵金属。

WO 2006/021338 A1公开了用于涂覆壁流(wall flow)过滤器的方法。壁流过滤器具有两个端面和相对汽缸轴线平行延伸的多个流体导管。为了发生过滤动作，流体导管在第一端面和第二端面上交替闭合。在其通过过滤器的行程中，排气必须从入口导管经入口导管和出口导管之间的导管壁对调位置(changeover)进入过滤器的出口导管。

DE 602 22 826 T2(WO 03/068362的一部分)公开了用于处理排气的过滤器。该过滤器具有多个轴向延伸的流体导管，所述流体导管至少在第二过滤器部分交替闭合。筒式过滤器是由折叠的过滤器介质组成的过滤器辊，该过滤器介质是由网状物螺旋卷绕成的。在第一通流(throughflow)部分中，排气未过滤地流过。第一通流部分是由环形设置的第二过滤器部分围绕的中间内部。中间内部仅是具有开口流体导管的通流部分。过滤器部分具有连续设置的催化剂部分和颗粒过滤器部分。在一个实施例中，排气流的一部分流经过滤器部分，而另一部分未过滤地流经内部。然而，正因为如此，某些排气根本没有被净化。为了使整个排气流得到净化，排气管被连接到内通流部分，从而整个排气流流经通流部分并未过滤地流入后腔室。在此，排气流被迫经过滤器部分回流到入口侧，其中催化剂部分和过滤器部分以类似于WO 2006/021338 A1中所示的方式连续地设置。

WO 2004/027230公开了一种用于减少排放的设备，其由两个平行排气路径和两个可再生减少排放元件组成，第一减少排放元件比第二减少排放元件具有更高的减少排放能力。排气流主要被引导经过第一减少排放元件。为了再生第一减少排放元件，设置在该元件上游的阀门闭合，而设置在第二减少排放元件上游的第二阀门打开，从而排气流被引导经过第二减少排放元件。

因此，为了处理来自内燃发动机，特别是来自柴油发动机的排气，公知的是在内燃发动机的排气管道中设置催化剂元件和过滤器元件，特别是颗粒过滤器。在该情形中，催化剂元件设置在颗粒过滤器的上游或颗粒过滤器的下游，两个组件都能够设置在一个公共外壳中。当然，这两个组件也可连续设置在排气管道中独立的外壳内。

如果颗粒过滤器设置在催化剂元件的上游，烟灰燃烧(再生)可更快地实现，因为排气流仍然含有足够的氮氧化物。然而，由于(柴油)颗粒过滤器的高热质，因此缺点是催化剂元件的温度上升非常缓慢，从而导致催化剂转化氮氧化物减少。另一方面，如果被设置在(柴油)颗粒过滤器上游，则催化剂或催化剂元件更快地达到操作温度，从而导致更高的氮氧化物转化。然而，这会由于排气中氮氧化物浓度减少而导致减少的烟灰燃烧，这里考虑了主动和被动再生。因此，两种组合的优点和缺点同样多。

发明内容

因此，本发明所基于的目的是通过简单装置改善上述类型的排气净化系统，以便排气，特别是柴油排气可更有效地净化，且特别地，氮氧化物转化的效率增加。