[发明专利]内燃机发动机催化转化器及具有该转化器的废气净化装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月28提交的韩国专利申请第10-2012-0157475号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种内燃机发动机的催化转化器以及具有该催化转化器的废气净化装置。更特别地，本发明涉及一种内燃机发动机的催化转化器以及具有该催化转化器的废气净化装置，其能够有效去除在初始启动时大量产生的含有碳氢化合物的有害物质。

背景技术

近来，为了改善燃料经济性和内燃机发动机的性能，越来越多地使用汽油直喷（GDI）发动机。在典型的汽油发动机中，燃料（汽油）被喷入进气歧管并与吸入的空气混合从而产生空气燃料混合气。之后，空气燃料混合气被供应至燃烧室。然而，GDI发动机所使用的是将汽油直接喷入燃烧室的燃料喷射方法。

由于GDI发动机使得火花塞周围的空气/燃料比较为充裕，因此GDI发动机具有能够在较为贫乏的空气/燃料比下进行工作的优势。但是，由于燃料直接喷射到燃烧室内，因此燃料未与吸入的空气充分混合并且在依据GDI发动机的燃烧室内不完全燃烧的区域可能增加。这种不完全燃烧区域的增加可能导致废气中含有的颗粒物质的增加以及有害物质的增加。

近来，正在发展在配备有GDI发动机的车辆的排气管处安装颗粒过滤器的技术以及安装除已在通常的汽油发动机中使用的三元催化器之外的额外催化转化器的技术。

尽管在排气管处安装了额外的催化转化器，但是在废气的温度非常低的冷启动情况下，在废气温度达到催化剂的活化温度之前很难去除废气中含有的有害物质。特别地，在初始启动时大量产生诸如碳氢化合物的物质，但是初始启动时大量产生的碳氢化合物却不能在催化转化器中净化，并被排到车辆外部。

此外，在大多数内燃机发动机的初始启动阶段，废气都没有被净化并被排到车辆外部。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种内燃机发动机的催化转化器以及具有该催化转化器的废气净化装置，其优点在于：绝缘层延迟碳氢化合物捕集层的温度上升直到三元催化剂层达到活化温度，从而有效去除初始启动阶段中诸如碳氢化合物的有害物质。

根据本发明的各个方面的内燃机发动机的催化转化器可以包括：至少一个进入通道，所述进入通道具有废气流入通过的一端和被堵住的另一端；至少一个排出通道，所述排出通道具有被堵住的一端和废气排出通过的另一端；以及壁，所述壁限定了相邻的进入通道与排出通道之间的边界，且适配成使废气从所述进入通道流动至所述排出通道；其中所述壁包括单层部分和多层部分，所述单层部分形成于端部部分处且具有三元催化剂层，所述多层部分为除所述单层部分之外的部分且具有三元催化剂层、碳氢化合物捕集层和绝缘层。

所述多层部分的三元催化剂层、碳氢化合物捕集层和绝缘层从所述进入通道朝着所述排出通道可以依序布置为所述绝缘层、所述碳氢化合物捕集层和所述三元催化剂层。

所述绝缘层可以通过吸收水分而防止废气的热量传递至所述碳氢化合物捕集层。

所述单层部分的长度可以为所述壁长度的10%-50%，所述多层部分的长度可以为所述壁长度的50%-90%。

所述催化转化器可以为催化颗粒过滤器，在所述催化颗粒过滤器中涂覆催化剂。

根据本发明其他方面的废气净化装置可以包括：发动机，所述发动机通过燃烧流入燃烧室的燃料和空气而产生动力；排气管，所述发动机产生的废气通过所述排气管；第一三元催化剂，所述第一三元催化剂安装在所述发动机下游的排气管处，且通过氧化还原反应将废气中含有的诸如一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的有害物质转化为无害物质；以及催化转化器，所述催化转化器安装在所述第一三元催化剂下游的所述排气管处，并将废气中在所述第一三元催化剂处未去除的有害物质去除；其中所述催化转化器包括：至少一个进入通道，所述进入通道具有废气流入通过的一端和被堵住的另一端，至少一个排出通道，所述排出通道具有被堵住的一端和废气排出通过的另一端；以及壁，所述壁限定了相邻的进入通道和排出通道之间的边界，且适配成使废气从所述进入通道流动至所述排出通道；并且其中所述壁包括单层部分和多层部分，所述单层部分形成于端部部分处且具有三元催化剂层，所述多层部分为除所述单层部分之外的部分且具有三元催化剂层、碳氢化合物捕集层和绝缘层。