專利名稱：內(nèi)燃機的排氣凈化裝置和排氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的排氣凈化。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)內(nèi)燃機包括具有對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的催化裝置的排氣系統(tǒng)。傳統(tǒng)催化裝置包括殼體、該殼體內(nèi)的整體式陶瓷催化劑載體結(jié)構(gòu)以及保持在該載體內(nèi)的催化金屬。當(dāng)催化劑被加熱時，催化金屬的凈化效率增大，從而為了降低冷啟動排氣排放，必須盡快地使催化劑升溫。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)，包括位于發(fā)動機排氣通路中的催化裝置，其中該催化裝置包括配設(shè)有催化劑載體的殼體。沿所述排氣通路內(nèi)的排氣的下游流向測量的所述催化劑載體的縱向軸向長度基本上等于或小于排氣波動期間所述殼體內(nèi)的排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
采用這種結(jié)構(gòu)，由于波動所導(dǎo)致的排氣的往復(fù)運動，同樣的排氣多次通過催化劑載體。在催化劑載體內(nèi)進(jìn)行的熱交換次數(shù)增加，從而迅速地增加催化劑溫度，特別是在冷啟動之后。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種對由內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括在排氣流過的排氣通路中設(shè)置催化裝置。該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的催化劑載體，所述排氣在排氣波動期間于所述殼體內(nèi)沿上游流向流過一回流距離。沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的所述催化劑載體的縱向軸向長度基本上等于或小于所述回流距離，使得所述排氣在所述載體下游端附近第一次反向流動，并在所述載體上游端附近第二次反向流動。排氣重復(fù)流過所述載體以增加催化裝置的溫度。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供了一種對由內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括在所述排氣流過的排氣通路中設(shè)置催化裝置。該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的第一催化劑載體，以及位于所述殼體內(nèi)的第二催化劑載體，該第二催化劑載體以沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的預(yù)定縱向軸向距離設(shè)置在所述第一催化劑載體下游。所述排氣在排氣波動期間于所述殼體內(nèi)沿上游方向流過一反向流動距離。所述第一催化劑載體具有沿排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度。所述第一催化劑載體的長度基本上等于或小于所述反向流動距離，使得所述排氣在所述第一催化劑載體的下游端附近第一次反向流動，并在所述第一催化劑載體上游端附近第二次反向流動。對所述第一催化劑載體和所述第二催化劑載體之間的預(yù)定距離進(jìn)行選擇使之基本上等于或大于所述反向流動距離。使所述排氣重復(fù)流過所述第一催化劑載體以增加所述催化裝置的溫度。
根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供了一種用于對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的催化裝置。該催化裝置包括催化劑載體，該催化劑載體沿排氣于排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于或小于排氣波動期間排氣在所述催化裝置內(nèi)沿上游方向所經(jīng)過的回流距離。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種用于對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括在排氣所流過的排氣通路內(nèi)設(shè)置催化裝置。該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的第一催化劑載體，以及位于所述殼體內(nèi)的第二催化劑載體，該第二催化劑載體以沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的預(yù)定縱向軸向距離設(shè)置在所述第一催化劑載體下游。所述方法還提供用于在所述催化裝置內(nèi)產(chǎn)生排氣反向流動的裝置，其中該用于產(chǎn)生排氣反向流動的裝置導(dǎo)致所述排氣在排氣波動期間于所述殼體內(nèi)沿上游方向流過一反向流動距離。對所述第一催化劑載體的、沿排氣于排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度進(jìn)行選擇使之基本上等于或小于所述反向流動距離，使得所述排氣在所述第一催化劑載體的下游端附近第一次反向流動，并在所述第一催化劑載體上游端附近第二次反向流動。選擇所述第一催化劑載體和所述第二催化劑載體之間的預(yù)定距離使之基本上等于或大于所述反向流動距離。使所述排氣重復(fù)流過所述第一催化劑載體以增加所述催化裝置的溫度。
在附圖和下述說明中將詳細(xì)介紹本發(fā)明一或多個實施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)附圖和說明書以及權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將變得非常清楚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的例示性排氣凈化裝置的截面視圖；圖2是排氣凈化裝置上游所使用的排氣歧管的例示性實施例的透視圖；圖3是例示性催化裝置的截面視圖；圖4是另一個例示性催化裝置的截面視圖；圖5是另一個例示性催化裝置的截面視圖；圖6是例示性排氣系統(tǒng)的截面視圖，在該排氣系統(tǒng)內(nèi)，催化裝置設(shè)置在旁路通路內(nèi)。
具體實施例方式
通過有效地利用排氣系統(tǒng)內(nèi)波動所導(dǎo)致的排氣反向流動，排氣的熱量能夠被更有效地輸送到催化裝置中催化劑載體的上游和下游。因而，當(dāng)發(fā)動機冷啟動后，載體內(nèi)的催化劑的溫度快速增加。催化劑溫度的快速增加在早期階段起動了排氣凈化并降低了冷起動排放。
圖1是說明排氣凈化裝置的例示性結(jié)構(gòu)的框圖。內(nèi)燃機1例如可以是直列四缸火花點火式汽油發(fā)動機，包括帶往復(fù)運動活塞2的氣缸3、火花塞4、開啟和關(guān)閉進(jìn)氣口5的進(jìn)氣門6、開啟和關(guān)閉排氣口7的排氣門8、以及將燃料噴入進(jìn)氣口5的燃料噴射閥9。在與進(jìn)氣口5相連的進(jìn)氣通路10的上游側(cè)，設(shè)置有節(jié)氣門11、空氣流量計12和空氣濾清器13。
催化裝置16設(shè)置在與排氣口7相連的排氣通路15內(nèi)。催化裝置16可以使用諸如三元催化劑等催化劑。空燃比傳感器17可以設(shè)置在催化裝置16的上游。此外，發(fā)動機控制單元18(ECU)對燃料噴射量、點火正時等進(jìn)行控制。催化裝置16可以具有基本圓柱形的殼體19，殼體19具有比在其前/后的排氣通路15大的橫截面。在殼體19內(nèi)串連設(shè)置了一個或多個整體式陶瓷催化劑載體。圖1顯示了兩個這樣的催化劑載體21和22，催化劑載體21和22之間存在間隔。通過周向環(huán)形保持部件20，催化劑載體21和22分別可以于殼體19內(nèi)保持在給定的軸向位置，且可以在殼體19內(nèi)在催化劑載體21和22的前方和后方保持預(yù)定的空間。
圖2顯示了例示性排氣凈化裝置的排氣歧管24的例示性實施例。如圖2所示，與排氣口7相連的排氣通路15的上游部分通常是排氣歧管24。催化裝置16可以設(shè)置于交匯點更下游，在該交匯點處，每個氣缸的支路25A～25D合并成一個流路。因而，每180度曲軸角具有峰值的排氣波動(exhaustpulsation)可以作用在催化裝置16上。排氣流中的波動產(chǎn)生排氣的反向流動，在該反向流動中，排氣沿排氣通路15沿逆向向上游流過一定距離。
另外的附加裝置可以用來增強排氣反向流動。例如，可以利用位于催化劑下游側(cè)的排氣通路中的循環(huán)增壓，使得壓力在與排氣反向流動同步的特定時刻予以增加以便支持和增強排氣反向流動。循環(huán)增壓可以通過例如于催化劑下游側(cè)裝設(shè)于排氣通路中的脈沖閥或脈沖施加器(impulse charger)產(chǎn)生。
圖3顯示了催化裝置的例示性實施例。圖3顯示了配備有單個催化劑載體21的催化裝置16的實施例。如圖所示，催化劑載體21在殼體19內(nèi)被固定在稍靠上游側(cè)，其下游是空間31。長度A表示沿排氣流過通路15的下游方向所測量的催化劑載體21的縱向軸向長度。
長度B表示在殼體19內(nèi)每一排氣波動期間發(fā)生的排氣反向流動期間排氣沿著排氣通路15沿與下游方向相反的上游方向所行進(jìn)的距離。例如，長度A的優(yōu)選范圍可以在10mm與45mm之間，在考慮強度時，其更優(yōu)選的范圍在30mm與45mm之間。當(dāng)采用諸如脈沖閥或脈沖施加器等附加裝置時，每一長度A可以位于10mm與150mm之間的寬泛范圍內(nèi)，且更優(yōu)選地是位于30mm與100mm之間。
在此實施例中，可以使催化劑載體21的長度A基本上等于或短于縱向軸向長度B。例如，如果長度B是40mm，A減B之差值可以優(yōu)選地位于5mm與-30mm之間的范圍內(nèi)。在考慮強度時，長度A的范圍的最小值可以稍大一些。更優(yōu)選地，長度A基本上與長度B相等。這樣，如果催化劑載體21的長度A基本上等于或小于排氣波動期間排氣在其反向流動時向上游行進(jìn)的距離B，則排氣波動的往復(fù)運動導(dǎo)致相同的排氣多次通過催化劑載體21。多次往返通過增加了每單位時間與催化劑載體21的熱交換次數(shù)。因而，當(dāng)發(fā)動機冷啟動之后，催化劑溫度迅速增加。
此外，催化劑載體21的長度A越短，溫度升高就越劇烈。然而，劇烈的溫升可能削弱催化劑載體21的強度，因而，在選擇長度A時，最好綜合考慮催化劑強度和溫升需求。
而且，反向流動期間排氣行進(jìn)的回流距離B會根據(jù)內(nèi)燃機1的操作條件而改變。然而，低負(fù)荷即節(jié)氣門開啟程度小時的排氣波動優(yōu)選用作確定距離B的標(biāo)準(zhǔn)。因而例如，在發(fā)動機冷啟動后怠速運轉(zhuǎn)時，可以實現(xiàn)催化劑載體21的快速溫升。
通過沿排氣流動方向在排氣通路內(nèi)設(shè)置兩或多個壓力表，并沿時間軸分析所檢測到的壓力，能夠用實驗方法確定排氣反向流動距離B。由于在催化劑載體21長度增加時氣流阻力增大，因此能夠確定催化劑載體21長度A和排氣通路15內(nèi)催化劑載體21的最佳位置。
也可以利用計算機程序模擬包括排氣反向流動波動的流動速度分布。
例如，可以使用可從伊利諾斯韋斯蒙特伽馬技術(shù)公司(GammaTechnologies，Inc.，of Westmont，Illinois)購得的諸如GT動力發(fā)動機模擬工具(GT-Power Engine Simulation Tool)等軟件。
通過由透明材料或半透明材料制造排氣通路15和殼體19，也可以對排氣反向流動波動進(jìn)行觀察。當(dāng)通過啟動或用電動機帶動發(fā)電機空轉(zhuǎn)使發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，可以使用熒光或反射材料以使排氣流可被觀察到。
圖4顯示了包括配備有兩個催化劑載體21和22的催化裝置16的催化裝置的另一個例示性實施例。相對于催化劑載體22，催化劑載體21于殼體19內(nèi)固定在稍靠上游的位置，在催化劑載體21和22之間留有空間32。這里，如圖所示，空間32的縱向軸向長度C(換句話說，兩個催化劑載體21，22端面之間的距離)基本等于或大于在殼體19內(nèi)的波動所產(chǎn)生的反向流動期間排氣所經(jīng)過的回流距離B。
同樣，催化劑載體21和22之間的距離C優(yōu)選地基本上等于距離B。例如，長度C與長度B之間的差可以優(yōu)選地位于0mm與30mm之間的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選地，長度C與長度B相等。
因而，已經(jīng)通過上游催化劑載體21的排氣在到達(dá)位于下游的第二個催化劑載體22之前通過改變方向而返回上游催化劑載體21。在沒有將熱量損耗于下游催化劑載體22的情況下，排氣多次通過上游催化劑載體21，因而上游催化劑載體21的溫度劇烈增加。換句話說，從排氣反向流動端頭起的催化劑載體21下游端附近的排氣在反向流動開始時并不通過催化劑載體22，直到排氣抵達(dá)催化劑載體21下游端附近。
除了調(diào)整距離C，上游催化劑載體21的縱向軸向長度A如上所述可以選擇性地等于或小于排氣反向流動所經(jīng)過的回流距離B。而且，下游催化劑載體22的縱向軸向長度D也優(yōu)選地大致等于或小于排氣反向流動的回流距離B。
圖5顯示了分別包括三個催化劑載體21、22和23的催化裝置16的另一個例示性實施例。第一催化劑載體21固定在殼體19內(nèi)稍靠上游的位置，第二催化劑載體22固定在殼體19內(nèi)的中部，而第三催化劑載體23固定在殼體19內(nèi)稍靠下游的位置。上游催化劑載體21和中部催化劑載體22之間留有空間32，同樣地，在中部催化劑載體22和下游催化劑載體23之間留有空間33。
上游催化劑載體21和中部催化劑載體22的長度D、A以及兩者之間空間32的長度C相對于排氣反向流動的回流距離B的關(guān)系與上述圖4實施例中的相同。此外，在該實施例中，使中部催化劑載體22和下游催化劑載體23之間空間33的縱向軸向長度E(換句話說，兩個催化劑載體22和23端面之間的距離)基本上等于或大于波動產(chǎn)生的排氣反向流動于殼體19內(nèi)行進(jìn)的回流距離B，優(yōu)選地基本等于排氣反向流動距離B的長度。
因而，已經(jīng)通過中部催化劑載體22的排氣在到達(dá)下游催化劑載體23之前通過改變方向而流回中部催化劑載體22。也就是，在沒有損失熱量于下游催化劑載體23的情況下，排氣多次通過中部催化劑載體22，并較之下游催化劑載體23，優(yōu)先地提高中部催化劑載體22的溫度。此外，優(yōu)選地以與上游催化劑載體21同樣的方式，下游催化劑載體23的縱向軸向長度F基本等于或小于排氣反向流動的回流長度B。
雖然已經(jīng)介紹了分別具有一個、兩個和三個催化劑載體的催化裝置16，但是可以在殼體19內(nèi)分多個等級設(shè)置更多的催化劑載體，例如四個、五個或更多。
圖6顯示了催化裝置16設(shè)置在旁路流動通路內(nèi)的排氣裝置的例示性結(jié)構(gòu)。圖6顯示了包括一個主流動通路和一個旁流動通路的實施例，其中旁流動通路的橫截面比主流動通路的橫截面小。主流動通路41與內(nèi)燃機1的排氣口7相連，其下游端通過消音器46通向車輛外部。其中可以使用三元催化劑的主催化裝置43設(shè)置在車輛底板下方。旁路流動通路42從比主流動通路41靠上游的位置上分支出來，在主催化裝置43的上游，旁路流動通路42的下游端與主流動通路41合并。此外，比主催化裝置43容量低的旁路催化裝置16可以設(shè)置在旁路流動通路42內(nèi)。該旁路催化裝置16與上述圖3～5所示者具有相同的結(jié)構(gòu)(帶有兩個催化劑載體21和22的實例圖示在圖6中)。另外，催化裝置也可以位于旁路組合通路上游的某個位置。
主流動通路41中旁路通路42的分支點44的更下游，可以設(shè)置流動通路方向控制閘門45，以通過開啟和關(guān)閉主流動通路41而在主流動通路和旁路流動通路之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
流動通路方向控制閘門45可以配備有適當(dāng)?shù)闹聞悠?，使得在發(fā)動機冷啟動之后當(dāng)發(fā)動機溫度或排氣溫度仍然低時流動通路方向控制閘門45關(guān)閉，從而主排氣通路41被關(guān)閉。因而，發(fā)動機1所產(chǎn)生的所有排氣輸出經(jīng)由旁路通路42流入旁路催化裝置16。旁路催化裝置16在排氣系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置在上游，靠近排氣口7，并可以制造得較小，以在冷啟動條件下快速被驅(qū)動并快速地開始對排氣進(jìn)行凈化。
另一方面，當(dāng)發(fā)動機升溫且發(fā)動機溫度或排氣溫度變得足夠高時，可以開啟流動通路方向控制閘門45。因而，來自每個氣缸的排氣輸出主要通過主流動通路41并僅通過主催化裝置43。此時，旁路通路42側(cè)實際上沒有關(guān)閉；然而，因為旁路通路42的通路截面比主排氣通路41的通路截面小，由于兩個通路之間的流動阻力的差異，大多數(shù)排氣流過主排氣通路41側(cè)，而可能僅有少量排氣流入旁路通路42側(cè)。這減少了旁路催化裝置16的熱劣化。
在圖6所示實施例中，旁路通路42的截面和殼體19的截面比圖1～5所示實施例中所使用殼體的截面小，在圖1～5所示實施例中，殼體19設(shè)置在主排氣通路內(nèi)。因而，與殼體設(shè)置在主排氣通路內(nèi)的排氣系統(tǒng)設(shè)計相比，催化劑載體21、22和23的直徑減少，而長度增大。因而，催化劑載體21、22和23可以設(shè)置在殼體19內(nèi)，且載體的強度得以增大。
此外，雖然圖中未示，主流動通路41的與排氣口7連接的上游部分可以構(gòu)造為排氣歧管，而主催化裝置43可以設(shè)置在比歧管下游端處的合并點稍靠下游的位置，在所述合并點，各氣缸的管合并為一個流動通路。主流動通路可以包括多個汽缸中每個氣缸的分支流動通路以及各分支流動通路合并為單獨一個通路的主組合通路。此外，對于旁路流動通路42，上游部分可以包括每個各個氣缸的通路，每個通路從主流動通路41的分支通路分支出來。旁流動通路可以包括已經(jīng)從所述分支通路分支出的各個氣缸的通路以及各個氣缸的通路合并為單獨一個通路的旁路組合通路。催化裝置16可以設(shè)置于各個氣缸的四個通路合并為一個通路的合并點的緊后方。
已經(jīng)介紹了本發(fā)明的不同實施例，這些和其它實施例均包含在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)，包括位于所述內(nèi)燃機排氣通路中的催化裝置，其中該催化裝置包括配設(shè)有催化劑載體的殼體，以及所述催化劑載體的縱向軸向長度基本上等于或小于回流距離，該縱向軸向長度沿所述排氣通路內(nèi)的排氣的下游流向進(jìn)行測量，該回流距離是排氣波動期間所述殼體內(nèi)的排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
2.如權(quán)利要求1所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑載體的長度基本上等于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
3.如權(quán)利要求1所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離基于低發(fā)動機負(fù)荷條件下的波動確定。
4.如權(quán)利要求1所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括形成所述排氣通路第一部分的排氣歧管，其中所述排氣通路的第一部分具有所述內(nèi)燃機的多個氣缸的多個分支通路，且所述多個分支通路在所述排氣歧管的下游側(cè)合并為單一通路，而所述催化裝置位于所述排氣歧管下游。
5.如權(quán)利要求1所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述排氣通路內(nèi)、在所述催化劑載體下游的第二催化劑載體，其中所述催化劑載體和該第二催化劑載體之間的距離基本上等于或大于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
6.如權(quán)利要求5所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述催化劑載體和所述第二催化劑載體之間的距離基本上等于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
7.如權(quán)利要求5所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第二催化劑載體的長度基本上等于或小于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
8.如權(quán)利要求7所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第二催化劑載體的長度基本上等于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
9.如權(quán)利要求5所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括在所述排氣通路內(nèi)、在所述第二催化劑載體下游的至少一個第三催化劑載體，其中每一個催化劑載體之間的距離基本上等于或大于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
10.如權(quán)利要求9所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，每一個催化劑載體之間的距離基本上等于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
11.如權(quán)利要求9所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第三催化劑載體中每一個的長度基本上等于或小于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
12.如權(quán)利要求11所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述第三催化劑載體中每一個的長度基本上等于所述排氣的反向流動所經(jīng)過的回流距離。
13.如權(quán)利要求12所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，還包括主流動通路；旁路流動通路，該旁路流動通路的通路截面小于所述主流動通路的通路截面；以及用于在所述主流動通路和所述旁路流動通路之間進(jìn)行切換的閘門，其中所述催化裝置設(shè)置在所述旁路流動通路內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述主流動通路包括相應(yīng)于多個氣缸中每個氣缸的分支通路以及所述各分支通路合并成單一通路的主組合通路；以及其中所述旁路流動通路包括從所述分支通路分支出的各氣缸的通路，以及所述各氣缸的通路合并成單一通路的旁路組合通路。
15.如權(quán)利要求14所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述催化裝置位于所述旁路組合通路的上游。
16.如權(quán)利要求13所述排氣系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路流動通路的下游端合并入所述主流動通路。
17.一種對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括下述步驟在所述排氣流過的排氣通路中設(shè)置催化裝置，其中該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的催化劑載體，以及其中所述排氣在排氣波動期間在所述殼體內(nèi)沿上游流向流過一回流距離；提供所述催化劑載體，該催化劑載體沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于或小于所述回流距離，使得所述排氣在所述催化劑載體下游端附近第一次反向流動，并在所述催化劑載體上游端附近第二次反向流動；以及使所述排氣重復(fù)流過所述催化劑載體以增加所述催化裝置的溫度。
18.一種用于對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括下述步驟在所述排氣流過的排氣通路中設(shè)置催化裝置，其中該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的第一催化劑載體，以及位于所述殼體內(nèi)的第二催化劑載體，該第二催化劑載體以沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的預(yù)定縱向軸向距離設(shè)置在所述第一催化劑載體下游，并且其中在排氣波動期間所述排氣于所述殼體內(nèi)沿上游方向流過一反向流動距離，以及所述第一催化劑載體沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于或小于所述反向流動距離，使得所述排氣在所述第一催化劑載體的下游端附近第一次反向流動，并在所述第一催化劑載體上游端附近第二次反向流動，選擇所述第一催化劑載體和所述第二催化劑載體之間的所述預(yù)定距離使之基本上等于或大于所述反向流動距離；以及使所述排氣重復(fù)流過所述第一催化劑載體以增加所述催化裝置的溫度。
19.如權(quán)利要求18所述方法，其特征在于，所述第二催化劑載體沿所述下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于或小于所述反向流動距離。
20.如權(quán)利要求18所述方法，其特征在于，所述第一催化劑載體和所述第二催化劑載體中至少一個催化劑載體沿所述下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于所述反向流動距離。
21.一種用于對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的催化裝置，其中，該催化裝置包括催化劑載體，該催化劑載體沿排氣于排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度基本上等于或小于排氣波動期間排氣在所述催化裝置內(nèi)沿上游方向所經(jīng)過的反向流動距離。
22.一種用于對內(nèi)燃機所產(chǎn)生的排氣進(jìn)行凈化的方法，包括下述步驟在所述排氣所流過的排氣通路內(nèi)設(shè)置催化裝置，其中該催化裝置包括位于殼體內(nèi)的第一催化劑載體，以及位于所述殼體內(nèi)的第二催化劑載體，該第二催化劑載體以沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的預(yù)定縱向軸向距離設(shè)置在所述第一催化劑載體下游；提供用于在所述催化裝置內(nèi)產(chǎn)生排氣反向流動的裝置，其中該用于產(chǎn)生排氣反向流動的裝置導(dǎo)致所述排氣在排氣波動期間于所述殼體內(nèi)沿上游方向流過一反向流動距離；選擇所述第一催化劑載體的、沿所述排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的縱向軸向長度，使之基本上等于或小于所述反向流動距離，使得所述排氣在所述第一催化劑載體的下游端附近第一次反向流動，并在所述第一催化劑載體上游端附近第二次反向流動，選擇所述第一催化劑載體和所述第二催化劑載體之間的所述預(yù)定距離使之基本上等于或大于所述反向流動距離；以及使所述排氣重復(fù)流過所述第一催化劑載體以增加所述催化裝置的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)，包括位于所述內(nèi)燃機排氣通路中的催化裝置，其中該催化裝置包括配設(shè)有催化劑載體的殼體。沿排氣于所述排氣通路內(nèi)的下游流向測量的所述催化劑載體的縱向軸向長度基本上等于或小于排氣波動期間排氣于所述殼體內(nèi)的反向流動所經(jīng)過的回流距離。采用這種結(jié)構(gòu)，由于所述波動所導(dǎo)致的排氣往復(fù)運動，相同的排氣多次通過所述催化劑載體。因此，在該催化劑載體上發(fā)生的熱交換次數(shù)，從而在發(fā)動機冷啟動后快速地增加催化劑溫度。
文檔編號F01N13/02GK1818357SQ20061000440
公開日2006年8月16日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者森浩一, 井上尊雄, 李先基, 三石俊一 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社