相關申請的交叉引證

本申請要求于2016年3月17日提交的韓國專利申請第10-2016-0032139號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其全部內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。

本公開涉及用于凈化從汽油發(fā)動機排出的廢氣的催化裝置。

背景技術：

該部分中的陳述僅提供與本公開有關的背景信息，并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術。

車輛必定配備有用于降低從發(fā)動機排出的各種有害物質(zhì)的裝置，并且每個車輛包括用于根據(jù)車輛的發(fā)動機的燃燒方法來降低包含在廢氣中的有害物質(zhì)的裝置。

例如，在由化學計量空燃比控制操作的汽油發(fā)動機中，從發(fā)動機排出的廢氣通過排氣歧管和排氣管排出至空氣。傳遞至排氣管的有害物質(zhì)在穿過安裝至排氣管的至少一個催化裝置的同時與廢氣一起被還原。

wcc(加溫催化轉(zhuǎn)換器)和ucc(底板下催化轉(zhuǎn)換器)依次安裝至用于排出從由化學計量空燃比控制操作的汽油發(fā)動機排出的廢氣的排氣管，并且廢氣可通過經(jīng)過wcc和ucc而被凈化。

通常，wcc和ucc中的nox和co/hc的移除效率受到使用氧的催化劑氧化氣氛的影響。

例如，由于wcc和ucc被加速區(qū)段中的熱激活，所以它們在該區(qū)段中具有高的nox移除效率。然而，當氧保持處于wcc和ucc中時，nox的一部分可在未被凈化的情況下排出。因此，氧是導致wcc和ucc的效率劣化的最大原因。

由于在車輛的減速期間不需要動力，所以當燃料切斷施加至車輛時，燃料效率可改進。然而，我們已發(fā)現(xiàn)，由于緊接在燃料切斷之后，氧被存儲在wcc和ucc中，所以nox的移除效率可降低。

圖1示出在化學計量空燃比的汽油發(fā)動機中的燃料切斷之后對于每個區(qū)段的nox的排出。

當在區(qū)段a中執(zhí)行燃料切斷時，在該區(qū)段中燃料不燃燒并且因此nox不被排出。然而，我們已發(fā)現(xiàn)，由于氧完全存儲在wcc和ucc的osc(儲氧組分)中，所以隨后nox凈化性能可劣化。

然后，在o2清除區(qū)段(區(qū)段b)和空轉(zhuǎn)區(qū)段(區(qū)段c)中完成燃料切斷，并且在富裕狀態(tài)下燃燒混合物。然而，由于wcc和ucc處于氧化氣氛中，所以nox凈化性能可在一定時間內(nèi)劣化。

同時，在加速區(qū)段(區(qū)段d)中，未通過wcc和ucc凈化的大量nox被排出至外部。

因此，由于緊接在燃料切斷nox之后被快速排出，所以我們已發(fā)現(xiàn)，存在通過降低燃料切斷的施加來改進燃料效率的限制。

技術實現(xiàn)要素：

本公開提供一種用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)，該催化裝置能夠在維持與以化學計量空燃比控制的汽油發(fā)動機中的現(xiàn)有裝置相同的布局的同時緊接在燃料切斷之后凈化nox。

本公開的另一形式針對一種用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)，該催化裝置能夠通過緊接在燃料切斷之后凈化nox來增加燃料切斷以便在應對廢氣法規(guī)的同時改進燃料效率。

通過以下描述可理解本公開的其他優(yōu)點，并且參考本公開的形式，其他優(yōu)點將變得顯而易見。此外，對于本公開所屬領域的技術人員來說顯而易見的是，本公開的目的和優(yōu)點可通過如在本公開中描述的裝置及其組合實現(xiàn)。

根據(jù)本公開的一個形式，一種用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置包括添加至wcc和ucc中的至少一個的lnt(稀nox捕集器)組分，在該催化裝置中從汽油發(fā)動機排出的廢氣依次經(jīng)過wcc(加溫催化轉(zhuǎn)換器)和ucc(底板下催化轉(zhuǎn)換器)。具體地，lnt組分可包括鉑和鋇中的至少一個。

lnt組分可包含在ucc中。

三效催化劑可施加至wcc。

在另一形式中，一種包括用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置的催化系統(tǒng)包括：汽油發(fā)動機，在該汽油發(fā)動機中以化學計量空燃比控制燃燒；排氣管，廢氣通過該排氣管從發(fā)動機排出；wcc(加溫催化轉(zhuǎn)換器)，該wcc安裝至排氣管；ucc(底板下催化轉(zhuǎn)換器)，該ucc在與wcc間隔開的同時在排氣管中安裝在wcc的下游；氧傳感器，該氧傳感器安裝在wcc的前方，以及另一氧傳感器，該另一氧傳感器在排氣管中安裝在wcc與ucc之間；以及ecu(電子控制單元)，該電子控制單元被配置為接收來自汽油發(fā)動機的發(fā)動機數(shù)據(jù)以及來自氧傳感器的輸出值，以便控制汽油發(fā)動機中的燃燒。具體地，鉑(pt)和鋇(ba)中的至少一個添加至wcc和ucc中的至少一個。

鉑或鋇可添加至ucc。

三效催化劑可施加至wcc。

從本文提供的描述中，適用性的其他領域?qū)⒆兊蔑@而易見。應理解的是，該描述和具體實例旨在僅用于說明的目的，而并非旨在限制本公開的范圍。

附圖說明

為了可充分理解本公開，現(xiàn)將參考附圖描述以實例的方式給出的本公開的各種形式，其中：

圖1是示出在化學計量空燃比的汽油發(fā)動機中的燃料切斷之后對于每個區(qū)段的nox的排出的典型曲線圖；

圖2是示意性示出根據(jù)本公開的用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)的示圖；以及

圖3是示出通過根據(jù)本公開的用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)的nox降低效果的曲線圖。

本文描述的附圖僅用于說明的目的，而并非旨在以任何方式限制本公開的范圍。

具體實施方式

以下描述本質(zhì)上僅是示例性的，而并非旨在限制本公開、應用或用途。應理解的是，貫穿附圖，相應的參考標號指代相同或相應的部件和特征。

以下將參考附圖更詳細地描述根據(jù)本公開的用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)。

lnt(稀nox捕集器)組分添加至用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置，以便移除緊接在燃料切斷之后而包含在廢氣中的nox。

圖2示出廢氣通過排氣管12從發(fā)動機11排出至外部，并且wcc(加溫催化轉(zhuǎn)換器)21和ucc(底板下催化轉(zhuǎn)換器)22依次安裝至排氣管12。

發(fā)動機11是以化學計量空燃比控制燃燒的汽油發(fā)動機，并且該發(fā)動機連接至排氣管12使得從發(fā)動機11排出的廢氣依次經(jīng)過wcc21和ucc22。

在這種情況下，lnt組分添加至wcc21和ucc22中的一個。

lnt是用于凈化來自發(fā)動機(諸如，柴油發(fā)動機)的廢氣的催化裝置，在該發(fā)動機中以稀薄狀態(tài)控制燃燒。當柴油發(fā)動機被典型地驅(qū)動(以稀薄模式)時，lnt將nox存儲在lnt催化劑中，并且隨后通過周期性再生(以富裕模式)將存儲在lnt催化劑中的nox還原為n2并排出n2。

因此，lnt組分被添加至wcc21和ucc22中的一個，并且緊接在燃料切斷之后而包含在廢氣中的nox存儲在lnt組分中。因此，能夠抑制或防止緊接在燃料切斷之后將大量nox排出至空氣。

同時，lnt組分可包括鉑(pt)和鋇(ba)中的至少一個。

由于lnt組分被添加至傳統(tǒng)wcc或ucc，所以wcc21或ucc22可原樣施加而不改變其布局，以便向其中增加lnt組分。

此外，在一種形式中，lnt組分可添加至wcc21和ucc22中的ucc22。由于期望阻塞nox的lnt組分的溫度約為300℃至400℃，所以lnt組分被添加至ucc22而不是緊鄰發(fā)動機11的wcc21。

同時，如上所述，lnt組分被添加至ucc22，并且三效催化劑施加至wcc21。

在執(zhí)行稀薄燃燒的發(fā)動機(諸如，柴油發(fā)動機)中，包括nox再生過程或脫硫過程以便從lnt中脫附nox。然而，在化學計量空燃比的汽油發(fā)動機11中，不需要從ucc中的lnt組分移除nox的nox再生過程或脫硫過程。

這是因為緊接在燃料切斷之后而吸附至lnt組分的nox的量較小，并且在化學計量空燃比的汽油發(fā)動機11中，對于緊接在燃料切斷之后的o2清除，以富裕狀態(tài)控制燃燒。

此外，由于在執(zhí)行燃料切斷之后的車輛的加速期間，ucc22的溫度約為600℃或更高，所以不需要單獨的脫硫過程。

此外，該裝置不影響碳氫化合物(hc)和一氧化碳(co)。

同時，用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化系統(tǒng)包括上述催化裝置。

如圖2所示，包括用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置的催化系統(tǒng)包括：汽油發(fā)動機11，在該汽油發(fā)動機中以化學計量空燃比控制燃燒；排氣管12，廢氣通過該排氣管從發(fā)動機11排出至外部；wcc(加溫催化轉(zhuǎn)換器)21，其安裝至排氣管12；ucc(底板下催化轉(zhuǎn)換器)22，其在與wcc21間隔開的同時在排氣管12中安裝在wcc21的下游；至少一個氧傳感器23或24，其在排氣管12中安裝在wcc21或ucc22的前方或后方；以及ecu(電子控制單元)31，其接收來自汽油發(fā)動機11的發(fā)動機數(shù)據(jù)以及來自氧傳感器23和24的輸出值以控制汽油發(fā)動機11中的燃燒。作為lnt組分的鉑(pt)或鋇(ba)添加至wcc21和ucc22中的至少一個。

lnt組分是用于凈化來自發(fā)動機(諸如，柴油發(fā)動機)的廢氣的催化裝置的構(gòu)成組分，在該發(fā)動機中，以稀薄狀態(tài)控制燃燒。當發(fā)動機被典型地驅(qū)動(以稀薄模式)時，在nox被存儲在lnt催化劑中之后，存儲在lnt催化劑中的nox通過周期性再生(以富裕模式)被還原為n2以排出n2。由此，排出至空氣的nox被還原。

lnt組分被添加至wcc21和ucc22中的一個。在一種形式中，lnt組分可添加至ucc22。這是因為ucc22的溫度處于約300℃至400℃的范圍中，在該范圍中期望lnt組分阻塞nox。

同時，三效催化劑施加至wcc21。

圖2示出氧傳感器23和24分別安裝在wcc21的前方和后方的實例。ecu31控制與發(fā)動機11中的空燃比、點火時間等相關的燃燒，或者通過來自發(fā)動機11的輸入數(shù)據(jù)以及由wcc21的前方和后方的氧傳感器23和24測量的氧濃度而引起要執(zhí)行o2清除的發(fā)動機中的富裕燃燒，由此降低廢氣。此外，另一氧傳感器可安裝在ucc22的后方，以測量經(jīng)過ucc22的廢氣中的氧濃度。

圖3示出通過根據(jù)本公開的一種形式的用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)的效果。

在本公開中，lnt組分被添加至ucc22。因此，即使當緊接在燃料切斷之后而從發(fā)動機11排出大量nox時，通過以上構(gòu)造將從發(fā)動機11排出的nox阻塞在ucc22中。因此，能夠降低排出至外部的nox的量，以便滿足廢氣法規(guī)。

同時，緊接在燃料切斷之后而被阻塞在ucc22中的nox可通過在燃料切斷之后在發(fā)動機中噴射用于o2清除的富裕燃料來移除。

因此，由于在車輛的行駛期間燃料切斷增加，所以能夠抑制或防止緊接在燃料切斷之后將大量nox排出至空氣，并且改進燃料效率且不增加廢氣。

按照根據(jù)本公開的示例性形式的用于化學計量空燃比的汽油發(fā)動機的催化裝置以及包括該催化裝置的催化系統(tǒng)，能夠阻塞nox的lnt組分被添加至位于排氣管的后方的催化裝置，并且因此不論其中的氧存儲容量，nox都可通過lnt組分凈化。因此，可緊接在燃料切斷之后而凈化nox。

此外，我們已發(fā)現(xiàn)，燃料切斷的施加的降低可解決以抑制或防止緊接在燃料切斷之后nox凈化性能劣化。因此，緊接在燃料切斷之后nox可被凈化，并且燃料切斷可增加以改進燃料效率。

此外，由于只有l(wèi)nt組分被添加至催化裝置，所以在維持現(xiàn)有催化裝置的布局的同時，催化裝置可在不改變其布局的情況下施加至車輛。

雖然已相對于具體形式描述了本公開，但是對于本領域技術人員而言將顯而易見的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可進行各種變化和修改。