專利名稱：用于發(fā)動機排放控制系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本申請涉及用于具有柴油氧化催化劑的車輛的排放控制的方法和系統(tǒng)，其中所述柴油氧化催化劑具有多于一個的催化環(huán)境。
背景技術：
為了努力滿足嚴格的聯(lián)邦排放規(guī)定，車輛發(fā)動機可配置有排放控制系統(tǒng)，該排放控制系統(tǒng)包括諸如三效催化劑、柴油氧化催化劑、微粒過濾器、NOx催化劑和碳氫化合物(HC)收集器的各種排放控制裝置。可以以不同的結構來配置各種排放控制裝置。一種示例性結構由Maaseidvaag等人在US 6，167，696中示出。其中，三效催化劑被包括在HC收集器、NOx收集器和電加熱催化劑的上游。另一種示例性結構由Yamato等人 在US 7，181，903中示出。其中，三效催化劑被包括在NOx收集器和含有HC收集器的等離子體反應器的下游?；赨S 6，167，696和US 7，181，903的排放控制系統(tǒng)中各種排放控制裝置的特定結構和順序，不同的控制策略(例如，溫度控制策略)被用于協(xié)調它們的行為。然而，本發(fā)明的發(fā)明人認識到這些系統(tǒng)的潛在問題。作為一個實例，各種功能可能相互對抗和/或干涉。例如，NO物質會在發(fā)動機冷起動后被NOx催化劑上游的柴油氧化催化劑氧化成N02。然而，柴油氧化催化劑的碳氫化合物和一氧化碳氧化功能可能與催化劑的NO氧化功能相干涉。結果，即使采用不同的結構，也可能實現(xiàn)不了符合排放要求。隨著排放規(guī)定越來越嚴格同時燃燒過程變得更高效且排氣溫度限制降低，該問題可能加劇。作為另一個實例，不同的結構和較低的排氣溫度可能使排放控制裝置的溫度控制策略復雜。作為又一個實例，由于車輛的組裝體積限制，對于不同的結構和功能性的排放控制系統(tǒng)可用空間可能有限?？傊艢馀欧趴赡芰踊?。

發(fā)明內容
在一個實例中，上述問題中的一些可以至少部分地通過連接于車輛發(fā)動機排氣歧管的分層式排放控制系統(tǒng)來解決。在一個實施例中，分層式系統(tǒng)包括第一上層，包括第一氧化催化劑；第二中間層，包括用于收集排氣HC的HC收集器；以及第三下層，包括不同的第二氧化催化劑。第二層可以定位在第一層與第三層之間，并且所有層都可以在基底支撐件上分層并被基底支撐件支撐。以這種方式，各種配方可以以選定順序在基底上分層設置，以使各種排放控制功能能夠在空間約束內組合在一起，以提供增效的益處。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括基底支撐件。優(yōu)選地，第三層在基底支撐件上分層設置。優(yōu)選地，基底支撐件具有高于閾值的孔隙率，并且第三層包括在基底支撐件內。優(yōu)選地，第一氧化催化劑被配置成使排氣HC氧化，以使排氣溫度升高到閾值溫度以上。優(yōu)選地，第二氧化催化劑被配置成氧化和/或收集排氣NOx物質。優(yōu)選地，第二層具有被配置成將排氣HC保持在第二層中并且能夠使排氣NOx物質穿過第二層進入第三層中的孔隙率。優(yōu)選地，僅第二層包括沸石。優(yōu)選地，第一層、第二層和第三層中的一個或多個進一步包括柴油氧化催化劑。優(yōu)選地，第一層具有第一載體涂層加載量和貴金屬含量，第二層具有第二載體涂層加載量和貴金屬含量，并且第三層具有第三載體涂層加載量和貴金屬含量，其中，第一加載量不同于第二加載量和第三加載量中的每一個，并且第一含量不同于第二含量和第三含量中的每一個。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種分層式柴油氧化催化劑(DOC)系統(tǒng)，包括第一 DOC層，被配置成收集排氣碳氫化合物和/或氧化排氣碳氫化合物以升高排氣溫度；第二DOC層，被配置成收集排氣NOx物質和/或氧化排氣NO。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括基底支撐件，其中，第一 DOC層和DOC層被基底支撐件支撐。優(yōu)選地，第二層包括在基底支撐件中。優(yōu)選地，第一層包括沸石，而第二層不包括沸石。優(yōu)選地，第一層和第二層中的每一個都包括D0C。優(yōu)選地，第一層包括Pt和/或Pd，而第二層不包括Pt或Pd。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種操作連接于發(fā)動機排氣歧管的排放控制裝置的方法，包括使排氣經(jīng)過裝置的基底并穿過被基底支撐的多個催化劑層；使排氣碳氫化合物在裝置的第一上游催化劑層中氧化；將排氣碳氫化合物中保持在裝置的第二中間催化劑層中；以及使排氣NO物質在裝置的第三下游催化劑層中氧化。優(yōu)選地，該方法還包括在使排氣經(jīng)過裝置的基底之后使排氣穿過在排氣歧管中定位在基底下游的NOx收集器、NOx還原催化劑和PM過濾器中的一個或多個。優(yōu)選地，使排氣碳氫化合物在第一層中氧化包括使排氣的溫度升高到PM過濾器的再生溫度以上。優(yōu)選地，基底具有孔隙率并且第三層包括在基底中，使得使排氣NO物質在第三層中氧化包括使排氣NO物質在基底中氧化。例如，排氣排放控制系統(tǒng)可以包括位于一個或多個NOx催化劑和微粒過濾器上游的分層式排放控制裝置。在一個實例中，分層式排放控制裝置可以是分層式柴油氧化催化劑系統(tǒng)，其中，多個層在基底支撐件上分層次并被基底支撐件支撐。第一上層可包括諸如柴油氧化催化劑(DOC)的第一氧化催化劑，用于氧化排氣碳氫化合物(HC)并產(chǎn)生用于下游微粒過濾器或HC收集器的放熱。例如，排氣HC可以被氧化，以周期性地產(chǎn)生放熱，諸如輔助下游微粒過濾器的再生。第二中間層可以包括用于收集排氣HC的HC收集器。第三下層可以包括用于將排氣NO物質氧化成NO2物質的不同的第二氧化催化劑。排氣NO2物質然后可以被收集或轉化在下游的NOx收集器或NOx還原催化劑中。通過使排氣HC保持在第二層中，可以保護第三層的NO氧化反應不受HC干擾。除指定的功能之外，每個層還可以具有適于層的特定功能的特定載體涂層加載量和/或貴金屬加載量。加載量也可以基于車輛應用和具體排放情況。例如，在以燃料運行的車輛或在冷起動期間在排氣中具有較高HC含量的校準中，裝置可配置成使得具有HC收集器的第二層的容量增大。作為另一個實例，在利用在排氣中具有較高NOx含量的稀燃發(fā)動機運行的車輛中，裝置可配置成使得第三層的容量增大以提高N02的形成。在又一些實施例中，這些層中的一個或多個可包括在諸如高孔隙率的基底支撐件的基底支撐件內以減小背壓。以這種方式，排放控制裝置可配置有不同層中的不同配方，以集成各種排放控制功能并提供增效的益處。通過減少功能干涉并提高功能增效，能夠提高排氣排放的質量。應當理解，提供上面的概述是為了以簡化形式引入將在詳細說明書中進一步描述的一些構想。這并不意在確定要求保 護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由所附權利要求唯一地限定。另外，要求保護的主題不限于解決在前面或本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。


圖I示出了發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。圖2示出了連接于圖I的發(fā)動機系統(tǒng)的排放控制系統(tǒng)的示意圖。圖3至圖5示出了分層式排放控制裝置的實例性實施例。圖6示出了用于操作圖3至圖5的分層式排放控制裝置的程序的高級流程圖。
具體實施例方式下面的描述涉及用于連接于發(fā)動機系統(tǒng)(諸如圖I的發(fā)動機系統(tǒng))的排氣歧管的分層式排放控制裝置的系統(tǒng)和方法。分層式排放控制裝置可以是如圖2所示定位在一個或多個其他排放控制裝置(諸如連接于發(fā)動機排氣歧管的一個或多個NOx還原催化劑和微粒物質(PM)過濾器)上游的分層式柴油氧化催化劑(DOC)系統(tǒng)。分層式裝置的各層可以包括用于能夠在裝置的空間約束內執(zhí)行不同排放控制功能的不同配方。各種配方可以如圖3至圖5所示分層設置，以在實現(xiàn)功能增效的同時減少功能干涉。如圖6所示，排氣可以經(jīng)過或穿過分層式裝置，以保持和氧化排氣碳氫化合物并提升排氣溫度，同時使排氣NO物質氧化為NO2，以便后續(xù)捕獲在下游的NOx收集器上或者用于使用尿素或其他NOx還原劑的選擇催化還原(SCR)催化劑中的低溫還原。這樣，能夠提高排氣排放的質量。圖I示出了發(fā)動機系統(tǒng)8的示意圖，其包括具有多個氣缸30的發(fā)動機10。發(fā)動機10包括發(fā)動機進氣系統(tǒng)23和發(fā)動機排氣系統(tǒng)25。發(fā)動機進氣系統(tǒng)23包括經(jīng)由進氣通道42與發(fā)動機進氣歧管44流體連接的節(jié)氣門62。發(fā)動機排氣系統(tǒng)25包括通向排氣通道35的排氣歧管48，排氣通道35使排氣流向大氣。發(fā)動機排氣系統(tǒng)25包括排放控制系統(tǒng)22，排放控制系統(tǒng)22具有安裝在封閉連接位置的一個或多個排放控制裝置70。一個或多個排放控制裝置可以包括分層式柴油氧化催化劑(在圖3至圖5中示出)、三效催化劑、稀NOx收集器、SCR催化劑、柴油微粒過濾器、氧化催化劑等的多種組合和布置(如圖2所示)。應當理解，諸如多種閥和傳感器的其他部件也可以包括在發(fā)動機中。在一些實施例中，發(fā)動機進氣系統(tǒng)23可以進一步包括升壓裝置，諸如壓縮機74。壓縮機74可配置成吸入處于大氣壓的進氣空氣并將其升壓到較高壓力。升壓裝置可以是渦輪增壓器的壓縮機，其中升壓空氣在節(jié)氣門前被引入，或者升壓裝置可以是機械增壓器的壓縮機，其中節(jié)氣門定位在升壓裝置之前。利用升壓的空氣，可以執(zhí)行升壓發(fā)動機操作。發(fā)動機系統(tǒng)8可以連接于燃料系統(tǒng)18，燃料系統(tǒng)18包括連接于燃料泵系統(tǒng)21的燃料箱20。燃料箱20可以保持多種燃料混合物，包括具有一定范圍的乙醇濃度的燃料，諸如各種汽油-乙醇混合物，包括E10、E85、汽油等及它們的組合。燃料泵系統(tǒng)21可包括用于對輸送到發(fā)動機10的噴射器(諸如示例性噴射器66)的燃料進行加壓的一個或多個泵。盡管僅示出了單個噴射器66，但每個氣缸都設置有另外的噴射器。應當理解，燃料系統(tǒng)18可以是無返回燃料系統(tǒng)、返回燃料系統(tǒng)、或者各種其他類型的燃料系統(tǒng)。車輛系統(tǒng)6可以進一步包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14被示出為接收來自多個傳感器16 (本文描述了這些傳感器的多種實例)的信息并向多個致動器81 (本文描述了這些致動器的多種實例)發(fā)送控制信號。作為一個實例，傳感器16可以包括位于排放控制系統(tǒng)上游的排氣傳感器126，并且還包括溫度傳感器128和壓力傳感器129。諸如附加的壓力傳感器、溫度傳感器、空燃比傳感器和組分傳感器的其他傳感器可以連接于車輛系統(tǒng)6中的各種位置，這在本文中進行了更詳細的論述。作為另一個實例，致動器可以包括燃料噴射器66和節(jié)流閥62?？刂葡到y(tǒng)14可以包括控制器12。該控制器可以接收來自各種傳感器的輸入數(shù)據(jù)并處理輸入數(shù)據(jù)，并且基于在控制器中編程的對應于一個或多個程序的指令或代碼而響應于被處理的輸入數(shù)據(jù)觸發(fā)致動器。本文參照圖6描述了一種實例性控制程序。圖2示出了排放控制系統(tǒng)22的示例性實施例。排放控制系統(tǒng)22可以包括連接于 發(fā)動機排氣歧管的一個或多個排放控制裝置。例如，這些裝置可以包括定位在NOx控制裝置204和PM控制裝置206上游的分層式柴油氧化催化劑裝置(或系統(tǒng))202。例如，NOx控制裝置可以包括稀NOx收集器(LNT)或NOx還原催化劑(例如，SCR催化劑)，而PM控制裝置可以例如包括PM過濾器或柴油微粒過濾器(DPF)。盡管所示實施例示出了 NOx控制裝置204位于PM控制裝置206上游，但在可選實施例中，NOx控制裝置204可以位于PM控制裝置206下游。通過將分層式DOC裝置202設置在NOx控制裝置和PM控制裝置上游，可以實現(xiàn)多種優(yōu)點。例如，可以在分層式DOC裝置的一個層中氧化排氣碳氫化合物，以將排氣的溫度升高到閾值溫度以上，例如升高到PM裝置的再生溫度以上。作為另一個實例，排氣碳氫化合物可以保持在分層式DOC裝置的一個層中，以減少碳氫化合物與NOx控制裝置的功能干涉。以這種方式，通過使排氣在經(jīng)過下游的NOx催化劑和PM過濾器之前經(jīng)過(或穿過)分層式DOC裝置，各種排氣組分可以被漸進處理，并且可以提高排氣排放的質量。盡管未示出，但在排放控制系統(tǒng)22中(例如在NOx控制裝置上游)可以包括還原劑輸送系統(tǒng)。還原劑輸送系統(tǒng)可配置成在排氣即將進入NOx控制裝置之前注射適當?shù)倪€原劑(如氨水或尿素)至排氣。本文在圖3至圖5中示出了圖2的分層式柴油氧化催化劑裝置(202)的各種實施例。多種實施例包括具有不同配方的多個層被分層設置在基底支撐件上并被基底支撐件支撐的實施例，以及一個或多個配方包括在同一個層中以及一個或多個層在基底支撐件內分層設置的實施例。轉向圖3，示出了連接于車輛發(fā)動機排氣歧管(諸如圖I的排氣歧管)的分層式排放控制系統(tǒng)(諸如圖2的分層式柴油氧化催化劑系統(tǒng))的第一實施例300。分層式系統(tǒng)可以包括第一上層(或外層)302，第一上層302包括第一氧化催化劑。例如，第一氧化催化劑可以為起燃柴油氧化催化劑。分層式系統(tǒng)可以進一步包括第二中間層304，第二中間層304包括用于收集排氣HC的HC收集器。分層式系統(tǒng)還可以包括第三下層(或內層)306，第三下層包括不同的第二氧化催化劑。例如，第二氧化催化劑可以是配置成使排氣NO物質氧化為N02物質的NO氧化催化劑。第二層304可以定位在第一層302與第三層304之間。分層式系統(tǒng)可以進一步包括基底支撐件308。具體地，第三層306可以直接在基底支撐件上(上方)分層設置，而第二層304可以在第三層上(上方)分層設置且第一層302可以在第二層上(上方)分層設置。基底支撐件308可以具有任何適當?shù)牟牧?，諸如堇青石、鈦酸鋁、莫來石或碳化硅。另外，基底支撐件可具有42%至65%的孔隙率。在又一些其他實施例中，基底支撐件可以包括柴油微粒過濾器(DPF)，其包括具有交替阻塞端的多個通道。這樣，可以使用包括堇青石、鈦酸鋁、莫來石和碳化硅的多種適當?shù)奈⒘＿^濾器。第一層302的第一氧化催化劑可配置成氧化排氣HC，以使排氣溫度升高到閾值溫度以上。例如，第一層的第一氧化催化劑可以氧化排氣HC，以周期性地產(chǎn)生用于下游微粒過濾器或HC收集器的放熱。以這種方式，排氣熱量可以保持在對于下游排放控制裝置的改進功能作用(例如，對于下游微粒物質過濾器的再生)所需的閾值以上。另外，通過將HC氧化催化劑包括在其中一個層中，可以減少對專用起燃催化劑或其他排氣熱保持裝置的需要。第三層306的第二氧化催化劑可配置成收集排氣NOx物質。例如，第二層可具有配置成將排氣HC物質保持在第二層304中并防止HC進入第三層306中的孔隙率。同時， 第二層的尺寸可以設定為使得排氣NOx物質能夠穿過第二層進入第三層。以這種方式，包括HC收集器的第二層可以用作分子篩，其在稀燃或低溫條件下過濾掉大分子量HC并且保護第三層的NO氧化催化劑不受HC吸收的有害熱影響。通過將NO氧化催化劑結合在其中一個層內，可以減少對專用NO氧化裝置(諸如等離子體反應器)的需要。另外，第三層可配置成在發(fā)動機冷啟動期間收集NOx物質并且在排放控制裝置的正常工作溫度下使NOx物質放熱。在所示實施例中，僅起燃柴油氧化催化劑可以包括在第一層中，而HC收集器和NO氧化催化劑被排除在第一層之外。類似地，僅HC收集器可以包括在第二層中，而第一和第二氧化催化劑被排除在第二層之外，并且僅NO氧化催化劑可以包括在第三層中，而HC收集器和柴油氧化催化劑被排除在第三層之外。以這種方式，不同的功能可以局限于不同的層，以在實現(xiàn)功能之間的增效的同時減少功能干涉。各個層可配置有不同的載體涂層加載量(washcoat loading)。另外,不同層的貴金屬加載量可以不同。例如，第一層可具有第一載體涂層加載量和第一貴金屬加載量，第二層可具有第二載體涂層加載量和第二貴金屬加載量，并且第三層可具有第三載體涂層加載量和第三貴金屬加載量。第一、第二和第三載體涂層加載量和貴金屬加載量可基于層的功能來選擇。例如，一些層(例如，第一 DOC層)可包括較多的貴金屬加載量，而其他層(例如，第三NO氧化層)可以不包括任何貴金屬。另外，加載量可以根據(jù)具體的車輛應用和發(fā)動機的具體排氣排放特性而被微調。在又一些實施例中，載體涂層和貴金屬加載量可基于發(fā)動機排放HC含量被調節(jié)。在一個實例中，總載體涂層加載量可以在I. 25至4. 5g/in3的范圍內，其中不同的層具有不同的載體涂層加載量分布。作為一個實例，包括柴油氧化催化劑的第一層302的載體涂層可以為O. 25至I. 5g/in3。第一層302還可以具有鉬(Pt)和鈀(Pd)的含量為2至180g/ft3的貴金屬加載量。Pt與Pd之比可以在2 I到O : I的范圍內。在一個實例中，Pt與Pd之比可以是I 4。包括HC收集器的第二層304的載體涂層加載量可以為O. 5至I. 5g/in3。第二層304可以進一步包括適當族的沸石材料，包括硅酸鋁和磷酸硅鋁(SAPO)。S卩，在圖3的實施例中，第一和第三層可以不包括沸石材料。第二層304的沸石材料可以進一步包括諸如Ag、Au、Cu、Fe和/或其他已知用來促進HC吸收的金屬的離子交換金屬。包括NO氧化催化劑的第三層306的載體涂層加載量可以為O. 5至I. 5g/in3。第三層306可配置為不包括任何Pt族金屬。相反，第三層可以包括混合金屬氧化物。具體地，第三層可以包括層內的重量百分比為2%至20%范圍內的單金屬氧化物或混合物。在一個實例中，混合金屬氧化物可以包括Mn或Co的一元氧化物。在另一個實例中，混合金屬氧化物可以包括W和Mo的二元氧化物，或者Cu和Fe的三元氧化物。圖4示出了可選實施例400。這里，分層式柴油氧化催化劑(DOC)系統(tǒng)包括第一DOC層402和第二 DOC層404，第一 DOC層402配置成使排氣碳氫化合物氧化以升高排氣溫度，第二 DOC層404配置成收集排氣碳氫化合物并且不允許穿行到基底支撐件中。在所示實施例中，DOC系統(tǒng)包括具有較高孔隙率(例如，高于閾值)的基底支撐件406。高孔隙率基底支撐件可具有40%至80%的孔隙率。例如，基底支撐件406的高孔隙 率類型可以包括高孔隙率堇青石或碳化硅，如前述實施例的高孔隙率基底支撐件那樣。另外，高孔隙率基底可以包括具有40%至80%的范圍內的孔隙率的高孔隙率DPF基底。這種高孔隙率基底支撐件的使用可使附加催化劑或配方能夠結合到基底支撐件內。例如，如圖所示，包括第二 NO氧化催化劑的第三層可以包括在基底支撐件406內，而第一和第二 DOC層402、404被基底支撐件406支撐。通過將這些層中的至少一個包括在基底支撐件內，可實現(xiàn)空間約束內的進一步緊湊，同時還減少了分層式排放控制裝置中經(jīng)歷的排氣背壓。另外，可以促進達到起燃溫度。圖4實施例的不同層的載體涂層加載量以及不同層的貴金屬含量可以與前面參照圖3的實施例所論述的相似。圖5示出了又一個實施例500。這里，分層式柴油氧化催化劑(DOC)系統(tǒng)包括配置成收集和氧化排氣碳氫化合物的第一 ODC層502。S卩，圖3和圖4的實施例的第一層和第二層被融合或包括在彼此中，以提供增效的益處。在該第一融合層中，排氣HC可以被收集，并且收集的排氣HC可以被第一氧化催化劑氧化，以升高排氣溫度并周期性地產(chǎn)生用于下游排放控制裝置的放熱。如前面在圖4中示出的，分層式系統(tǒng)可以進一步包括第二 DOC層504，第二 DOC層504包括基底支撐件(例如，高孔隙率基底支撐件)，第二 NO氧化催化劑在該基底支撐件內分層設置。換言之，第二層包括在基底支撐件中。因此，在圖5的實施例中，僅第一層可以包括沸石或Pt族金屬(即，第二層可以不包括沸石或Pt族金屬)，同時僅第二層可以包括混合金屬氧化物(即，第一層可以不包括混合金屬氧化物)。參照圖5的實施例，總載體涂層加載量可以保持在I. 25至4. 5g/in3的范圍內，其中起燃催化劑、HC收集器和NO氧化催化劑的規(guī)格保持與前面對于圖3中指示的相同。然而，層之間的載體涂層加載量分布可以不同。在一個實例中，具有第一 HC氧化催化劑功能和HC收集功能的第一融合層的載體涂層加載量可以為O. 75至2. 5g/in3，而具有基底支撐件和NO氧化催化劑的第二層的載體涂層加載量可以為O. 5至2g/in3。在圖4和圖5的實施例的每個中，第一 DOC(或第一層)配置成加載第一量的排氣碳氫化合物，而第二 DOC (或第二層)配置成加載并氧化第二量的排氣NOx物質并可能在冷起動期間收集NOx。在一個實例中，第二加載量可以大于第一加載量。在可選實例中，第二加載量可以小于第一加載量。層還可以在其定性組分方面不同。例如，第一 DOC層可以包括如鉬和/或鈀一樣的貴金屬，而第二 DOC層可以包括諸如錳的賤金屬而不含有這種貴金屬。
應當理解，盡管圖3至圖5的實施例示出了作為在基底支撐件上分層的不同層的不同配方，但在可選實施例中，不同的配方可以包括在不同的基底上或磚塊上。如此，通過對不同的功能分層設置，可以更好 地滿足空間約束而不折損(compromising)功能效率?，F(xiàn)在轉向圖6，示出了操作連接于發(fā)動機排氣歧管的上游分層式排放控制裝置和一個或多個其他下游排放控制裝置的示例性方法600。通過使排氣在穿過所述其他下游排放控制裝置之前穿過分層式排放控制裝置，能夠在排氣歧管的空間約束內實現(xiàn)附加的排氣處理，同時還減少了功能干涉。在602中，程序包括使排氣經(jīng)過分層式裝置(諸如分層式DOC系統(tǒng))的基底并且穿過被基底支撐的多個催化劑層。在604中，程序包括在裝置的第一上游催化劑層中氧化排氣碳氫化合物。這里，通過使排氣碳氫化合物在第一層中氧化，排氣的溫度可以升高到閾值溫度(諸如PM過濾器的再生溫度)以上。即，可以產(chǎn)生周期性的放熱用于排氣系統(tǒng)中的熱量保持，從而改善下游排氣控制裝置的性能。在606中，程序包括將排氣碳氫化合物保持在裝置的第二中間催化劑層中。通過將排氣碳氫化合物保持在第二層中，可以保護第三下層的催化劑活性免受HC干擾。在608中，程序包括使排氣NO物質在裝置的第三下游催化劑層中氧化。具體地，排氣NO可以被氧化成N02來用于后續(xù)保持以及在下游NOx收集器中的處理，或者用于通過SCR催化劑進行的連續(xù)還原。這樣，在基底具有較高孔隙率類型并且第三層的NO氧化催化劑包括在基底中的裝置實施例中，在第三層中氧化排氣NO物質可以包括使排氣NO物質在基底支撐件內氧化。在排氣經(jīng)過基底和分層式裝置的多個層之后，在610中，程序可以包括使排氣穿過在排氣歧管中定位在基底下游的NOx收集器或SCR催化劑和PM過濾器中的一個或多個。以這種方式，可以在基底支撐件上分層地設置多種排放控制功能和配方，以在車輛發(fā)動機排氣歧管的組裝空間約束內集成多種排放控制功能。通過組織層的結構以在減少功能干涉的同時增大增效的益處，能夠提高排氣排放的質量。應當理解，這里公開的結構和處理流程在本質上是實例性的，并且這些具體實施例不應在限制性的意義上來理解，因為眾多的變型是可能的。本公開的主題包括這里公開的各種系統(tǒng)和結構以及其他特征、功能和/或屬性的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。所附權利要求特別指出了被認為新穎且非顯而易見的特定的組合和子組合。這些權利要求可能述及“一個”元件或“第一”元件或其等同稱謂。這種權利要求應當被理解為包括一個或多個這種元件的并入，既不一定需要兩個或更多個這種元件，也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或屬性的其他組合和子組合可以通過在本申請或相關申請中對當前權利要求進行修改或者提出新的權利要求而被要求保護。無論在范圍上比原始權利要求更寬、更窄、相同或者不同，這些權利要求也被認為包括在本公開的主題內。
權利要求
1.一種連接于車輛發(fā)動機排氣歧管的分層式排放控制系統(tǒng)，包括 包括第一氧化催化劑的第一上層； 包括用于收集排氣HC的HC收集器的第二中間層；以及 包括不同的第二氧化催化劑的第三下層，其中，第二層定位在第一層與第三層之間。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，還包括基底支撐件。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第三層在所述基底支撐件上分層設置。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述基底支撐件具有高于閾值的孔隙率，并且所述第三層包括在所述基底支撐件內。
5.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一氧化催化劑被配置成氧化排氣HC以使排氣溫度升高到閾值溫度以上。
6.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第二氧化催化劑被配置成氧化和/或收集排氣NOx物質。
7.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第二層具有被配置成將排氣HC保持在所述第二層中并且能夠使排氣NOx物質穿過所述第二層進入所述第三層中的孔隙率。
8.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，僅所述第二層包括沸石。
9.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層、所述第二層和所述第三層中的一個或多個進一步包括柴油氧化催化劑。
10.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層具有第一載體涂層加載量和貴金屬含量，所述第二層具有第二載體涂層加載量和貴金屬含量，并且所述第三層具有第三載體涂層加載量和貴金屬含量，其中，第一加載量不同于第二加載量和第三加載量中的每一個，并且第一含量不同于第二含量和第三含量中的每一個。
11.一種分層式柴油氧化催化劑(DOC)系統(tǒng)，包括 第一 DOC層，被配置成收集排氣碳氫化合物和/或氧化排氣碳氫化合物以升高排氣溫度； 第二 DOC層，被配置成收集排氣NOx物質和/或氧化排氣NO。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，還包括基底支撐件，其中，所述第一DOC層和所述DOC層被所述基底支撐件支撐。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述第二層包括在所述基底支撐件中。
14.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層包括沸石，而所述第二層不包括沸O
15.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層和所述第二層中的每一個都包括DOC。
16.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層包括Pt和/或Pd，而所述第二層不包括Pt或Pd。
17.一種操作連接于發(fā)動機排氣歧管的排放控制裝置的方法，包括 使排氣經(jīng)過所述裝置的基底并穿過被所述基底支撐的多個催化劑層； 使排氣碳氫化合物在所述裝置的第一上游催化劑層中氧化； 將排氣碳氫化合物中保持在所述裝置的第二中間催化劑層中；以及 使排氣NO物質在所述裝置的第三下游催化劑層中氧化。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括在使排氣經(jīng)過所述裝置的基底之后使排氣穿過在所述排氣歧管中定位在所述基底下游的NOx收集器、NOx還原催化劑和PM過濾器中的一個或多個。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中，使排氣碳氫化合物在第一層中氧化包括使排氣的溫度升高到所述PM過濾器的再生溫度以上。
20.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，所述基底具有一孔隙率并且第三層包括在所述基底中，使得使排氣NO物質在第三層中氧化包括使排氣NO物質在所述基底中氧化。
全文摘要
提供了連接于排氣歧管的分層式排放控制系統(tǒng)和方法。多種配方可以結合在裝置的多個層中，以使多種排放控制功能能夠在空間約束內組合在一起。這些層可以被組織以減少功能干涉并提高各種排放控制功能之間的功能增效。
文檔編號F01N3/20GK102953786SQ20121026048
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權日2011年8月17日
發(fā)明者克里斯廷·凱·蘭伯特, 道格拉斯·艾倫·多布森 申請人:福特環(huán)球技術公司