[发明专利]具有第一催化剂和第二催化剂的排气通道

说明书

本申请公开具有第一催化剂和第二催化剂的排气通道，并且提供用于至少一种催化剂和氧气过滤器的方法和系统。在一个示例中，方法包括通过氧气过滤器过滤氧气并使贫氧排气流至催化剂。

技术领域

本说明书总体涉及排气通道，该排气通道包括配置为接收贫氧排气流的催化剂。

背景技术

一种用于发动机排气的后处理的技术利用三元催化剂(TWC)装置，该三元催化剂装置有利于发生在该排气中的NO_X和氨气(NH₃)之间的某些化学反应。TWC有利于在NH₃和NO_X之间的反应以用于将NO_X转变为氮气(N₂)和水(H₂O)。然而，如本文发明人所认识到的，当TWC处的氧气浓度过高时，出现反应性问题。例如，NH₃可以与氧气反应以产生一氧化二氮而不是降低NO_X组分。这可以强迫发动机运转参数以避免在稀燃空燃比下运转，从而降低燃料效率。在一些示例中，额外地或可替换地，NO_X可以在存在催化剂的情况下熵分解以形成N₂和O₂。然而，这种分解也可能由催化剂处存在的过量O₂来阻碍。以这种方式，期望一种用于减小催化剂处的O₂浓度的方法。

解决NO_X还原的其他尝试包括使含氧气体流入氧气分离器和/或氧气过滤器。由Jankowiak等人在美国8,852,409示出一种示例性方法。其中，电动氧气分离器接收含氧气体并从该气体剩余物中分离氧气。分离器进一步适以将氧气排出至环境大气或排出至存储氧气的接收槽。分离器包括一个或多个止回阀和歧管，以引导氧气流通过系统。

发明内容

然而，本文发明人已经认识到这类系统的潜在问题。作为一个示例，氧气分离器利用电将氧气从含氧气体分离。这降低了从扩展发动机的稀燃运转实现的燃料效率收益。此外，包括一个或多个阀门和歧管增加了制造成本并引进对劣化敏感的额外组件。此外，阀门和歧管增加了排气通道的封装限制，从而降低了燃料经济性。

在一个示例中，上述问题可以通过下述方法解决：使具有氧气过滤器的第二排气通道中的排气束中的氧气富集，使贫氧排气流至包括催化剂的第一排气通道，以及在氧气过滤器和催化剂下游的交叉点处融合富氧排气束和贫氧排气束。以这种方式，第一排气通道中的TWC接收贫氧排气以增加NO_X还原效率并扩展稀燃发动机运转。

作为一个示例，主排气通道包括主排气通道的分叉点上游的第一催化剂。在一个示例中，第一催化剂不间断地(uninterruptedly)接收从发动机排出的排气。在流过第一催化剂后，排气流至分叉点，在该分叉点处该排气可以流到第一排气通道中或流到第二排气通道中。流至第二通道的排气流过氧气过滤器，导致通过第二通道的富集的氧气(富氧)排气流。这样，不足的氧气(贫氧)排气流保持在氧气过滤器上游。以这种方式，流到第一通道中的排气与贫氧排气流融合，其中混合物流至第二催化剂。通过做这些，混合物包括比从发动机流至第一催化剂的排气的更低浓度的氧气。这样，第二催化剂中的NO_X还原效率大于第一催化剂中的NO_X还原效率。以这种方式，稀燃发动机运转可以被扩展。在一个示例中，由于第一排气通道和第二排气通道的配置，稀燃发动机运转不响应于NO_X还原效率降到低于阈值效率(例如，小于排放标准)而终止。

应理解的是，提供上述发明内容以便以简化形式介绍在具体实施方式中进一步被描述的所选概念。这不意味着确认所要求保护的主题的关键特征或基本特征，所述主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出具有多个汽缸的发动机。