[发明专利]具有三元催化涂层的柴油颗粒过滤器

说明书

背景技术

柴油发动机排放物和它们对环境的影响目前越来越受到关注。这些发动机应用到发电机、车用发动机或类似的装置中。伴随着这种关注，出现越来越多的政府法规来限制排放到环境中的各种尾气，其中不需要的一种尾气就是NO_x。

从柴油发动机中排放的NO_x的量取决于用来运行发动机的空燃比，还有一些其他的因素，例如燃烧温度、进入到汽缸中的氧气量等。仅在稳定状态下运行的发动机是典型的用具有高空燃比的贫燃混合物来运行的。所需的转矩、燃料经济性和可控的NO_x排放可通过燃烧优化来实现。然而，在瞬时状态下，例如车辆加速以更快响应来达到所需扭矩，则NOx含量变得有挑战性。在这种瞬态下，由于需要更多的能量来满足扭矩的需求，有意识地降低废气再循环(EGR)率将这些高温燃烧废气能转移到涡轮增压器中。但是EGR的降低导致了NO_x的排放量增加。假如在这些条件下可得到理想的废气组分浓度，那么这种带有合适的PGM配方和涂层的后处理系统可以用来降低所述NO_x。

发明内容

本文所描述的设备涉及到用于柴油机废气系统中的柴油颗粒过滤器。所述柴油颗粒过滤器包含具有多个过滤器流动通道的颗粒过滤器，其配置成从柴油废气流中去除柴油机废气颗粒。所述多个过滤器流动通道设置成与所述柴油机废气流接触，同时涂有三元催化涂层。

本文所描述的另一种设备涉及到用于柴油机的废气系统。所述废气系统包含流动路径，其配置为从柴油机主体引导废气流，其中所述废气包含NO_x和碳氢化合物以及其他废气组分。柴油机氧化催化器接收来自所述流动路径的废气流，并降低废气中碳氢化合物的含量。柴油机颗粒过滤器接收来自柴油机氧化催化器的废气流。所述柴油机颗粒过滤器包含具有配置为与流动通过柴油颗粒过滤器的废气流接触以降低废气中的NO_x含量的三元催化涂层的颗粒过滤器。

本文的另一种设备涉及柴油机系统。这种柴油机系统包含具有一个或多个分别与一个或多个汽缸相连接的火花塞的柴油机主体。空气/燃料混合器被配置用来控制通过不同的一个或多个汽缸中的一个或多个火花塞所点燃的燃料的空燃比。这种空气/燃料混合器还进一步被配置来提高空燃比以响应柴油机系统的瞬时状态。该柴油机系统还包含后处理废气系统，其被配置来接收由一个或多个汽缸产生的废气。这种后处理系统包含具有三元催化涂层的颗粒过滤器，其中所述涂层被配置成接触通过颗粒过滤器的废气。

附图说明

图1显示了具有后处理废气系统的柴油机系统，其包含具有三元催化涂层的颗粒过滤器，其中所述涂层被配置成接触通过颗粒过滤器的废气；

图2是具有三元催化涂层的示例性颗粒过滤器的沿纵轴的截面示意图。

具体实施方式

图1显示具有后处理废气系统15和柴油机主体20的柴油机系统10。所述柴油机主体20被配置用来燃烧燃料以驱动系统10。为此，所述柴油机主体20包含由控制器/ECM30控制的空气/燃料系统25。所述ECM30控制着汽缸40中燃烧的空燃比。在柴油机主体20稳定状态运行时，该空燃比可能是化学计量空燃比或比其更小的空燃比。然而，在瞬时操作中，该空燃比被控制使得其向火花塞35提供更多的混合物来增加柴油机主体20产生的能量以响应瞬时状态。

所述汽缸40通过例如导管，比如管道45向后处理废气系统15提供柴油机废气。该柴油机废气流具有很多污染物，包括NO_x。在其他设备中，该后处理废气系统15可能包含接收柴油机废气流的投配器50和放置在该投配器50上游的燃烧器55。当被ECM30激活时，该投配器50配置成将燃料注入到废气流中。这些燃料可在柴油机氧化催化器(DOC)60中发生化学反应来提高将进入到柴油颗粒过滤器65的废气温度。例如，在某些行驶条件下和/或对聚积在DPF65的烟炱进行氧化时，燃料会被喷射进废气流中，即发生再生事件。然而，依据某些实施方式，作为附加或替代，燃料还可通过或者在燃烧器55中投配进入废气流中。这通常用来提高DOC60入口处的废气温度，从而使得燃料从投配器50注入的燃料在DOC60进行化学反应。

DOC60配置成化学地转化废气流中的污染物。例如，DOC60可包含作为催化剂的钯和铂将碳氢化合物和一氧化碳氧化成二氧化碳和水，反应式如下中：

CO+¹/₂O₂→CO₂以及