通常由陶瓷材料制成。
[0019]在本發(fā)明一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，至少SCR催化器設(shè)置在靠近發(fā)動機的位置上。通過這種方式可以在發(fā)動機冷啟動后快速地達(dá)到SCR催化器的起燃溫度并且避免催化器在運行中的冷卻。這使得可以取消附加的用于專門向催化器輸入熱量的加熱措施。在此，靠近發(fā)動機的布置理解為在廢氣通道內(nèi)部的位置，該位置在車輛的底板位置的上游。尤其發(fā)動機附近的SCR催化器被這樣設(shè)置，使得廢氣后處理設(shè)備的排氣歧管的汽缸側(cè)的輸入口和SCR催化器的流入端側(cè)之間的間距最大為100cm，優(yōu)選最大為80cm。在特殊的實施形式中，這種間距甚至可以減小到最高70cm。在此測量在廢氣流過路徑上的間距，也就是廢氣在排氣歧管的汽缸側(cè)的進口和SCR催化器的流出端側(cè)之間經(jīng)過的路程。
[0020]在本發(fā)明另一種優(yōu)選的實施形式中，后接的或后置的SCR顆粒過濾器也可以設(shè)置在靠近發(fā)動機的位置上，其中，在這種情況中排氣歧管的汽缸側(cè)的輸入口和SCR顆粒過濾器的流入端側(cè)之間的間距最大為120cm，優(yōu)選最大為100cm。
[0021]按照一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計，SCR催化器具有比后接的SCR顆粒過濾器更小的體積。通過這種措施可以在冷啟動之后實現(xiàn)SCR催化器特別快速的起燃(Anspringen)。SCR催化器的體積尤其最高為SCR顆粒過濾器的體積的75%，優(yōu)選最高是60%。
[0022]此外優(yōu)選規(guī)定，SCR催化器與SCR顆粒過濾器相比在單位基質(zhì)體積下具有至少相同的或更大的SCR催化涂層的數(shù)量。該實施形式考慮到這種情況，即通流基質(zhì)比過濾器基質(zhì)每基質(zhì)體積具有更高的涂層數(shù)量，而不引起在基質(zhì)上的不允許的廢氣背壓。通過SCR催化器盡可能大數(shù)量的SCR催化涂層可以保持特別小的催化器體積。SCR催化器的SCR催化涂層的數(shù)量比SCR顆粒過濾器的大至少1.2倍、優(yōu)選大至少1.5倍。
[0023]按照本發(fā)明另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計，SCR催化器的通流基質(zhì)具有比SCR顆粒過濾器的顆粒過濾器基質(zhì)更大的腔室數(shù)(腔室密度)。通過SCR催化器的較大的腔室(Zell)數(shù)可以實現(xiàn)流體通道的腔室比的更大的表面積，由此能夠容納相對較多數(shù)量的SCR涂層。通流基質(zhì)尤其具有比顆粒過濾器基質(zhì)的腔室數(shù)大至少1.1倍、優(yōu)選至少1.2倍的腔室數(shù)。
[0024]SCR催化器的通流基質(zhì)的腔室數(shù)尤其至少為300cpsi (每平方英寸的腔室數(shù)，cells per square inch)，優(yōu)選至少350cpsi并且特別優(yōu)選至少650cpsi。相應(yīng)地，SCR顆粒過濾器的顆粒過濾器基質(zhì)尤其具有至少250cps1、優(yōu)選至少300cpsi和特別優(yōu)選至少350cpsi的腔室數(shù)。
[0025]此外SCR涂層的通流基質(zhì)具有比SCR顆粒過濾器的顆粒過濾器基質(zhì)更小的壁厚。通流基質(zhì)的壁厚優(yōu)選是最大6mil(lmil = l/1000inch = 0.0254mm)，優(yōu)選最高為5.5mil，特別優(yōu)選最高為5mil。相應(yīng)地顆粒過濾器基質(zhì)的優(yōu)選壁厚為最高30miI，尤其最高為15mil和特別優(yōu)選最高13mil。
[0026]在一種優(yōu)選的實施形式中，顆粒過濾器基質(zhì)的多孔性最大為65%，尤其最大為61 %。平均的孔半徑優(yōu)選小于等于25 μ m，尤其小于等于20 μ m。
[0027]SCR催化器和SCR顆粒過濾器按照本發(fā)明的實施形式設(shè)置在分離的、前后相繼連接的殼體中。但是，按照一種優(yōu)選實施形式，SCR催化器和SCR顆粒過濾器也可以設(shè)置在共同的殼體中，因為由此產(chǎn)生另外的溫度優(yōu)點以及更小的廢氣背壓。
[0028]在本發(fā)明一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，廢氣后處理設(shè)備還包括還原劑配量設(shè)備，其設(shè)置用于從SCR催化器的上游將還原劑或還原劑的先導(dǎo)化合物配量輸入廢氣中。在此涉及的是共同的配量設(shè)備，既用于SCR催化器也用于后接的SCR顆粒過濾器。
[0029]配量輸入的還原劑優(yōu)選是氨氣冊13或者氨氣的先導(dǎo)化合物，其中在此尤其考慮尿素。尿素能夠以固體尿素顆粒的形式，但是優(yōu)選以尤其含水的尿素溶液的形式被使用。配量輸入的尿素通過熱分解和水解反應(yīng)以釋放nh3。原理上在本發(fā)明的范圍中，還原劑氨氣也可以通過NH3S儲材料被存儲，氨氣可以根據(jù)溫度可逆的化合或釋放。相應(yīng)的金屬氨存儲物如前所述。
[0030]按照本發(fā)明另一種優(yōu)選的實施形式，廢氣后處理設(shè)備還具有氧化催化器。該氧化催化器優(yōu)選設(shè)置在SCR催化器的上游。由此可以實現(xiàn)，廢氣的Ν02/Ν0比例被增大，由此實現(xiàn)后接的SCR部件的更好的NOx轉(zhuǎn)化功率。此外，如果氧化催化器連接在還原劑配量設(shè)備之后，它還會導(dǎo)致在還原劑進入SCR催化器之前輸入廢氣中的還原劑的更好的均勻性。
[0031]本發(fā)明還涉及一種機動車，其具有驅(qū)動機動車的內(nèi)燃機以及按照本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備。
[0032]內(nèi)燃機指的是持續(xù)地或至少有時稀燃工作的內(nèi)燃機，尤其是柴油機。原理上按照本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備也可以有利地用于有時稀燃工作的汽油機，尤其是分層進氣式汽油機。
[0033]以下在實施例中結(jié)合附圖進一步闡述本發(fā)明。在附圖中:
[0034]圖1示出按照本發(fā)明第一技術(shù)方案的廢氣后處理設(shè)備的示意圖；
[0035]圖2示出按照本發(fā)明第二技術(shù)方案的廢氣后處理設(shè)備的示意圖；和
[0036]圖3示出內(nèi)燃機的NO5JI始排放以及在按照本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備中的NOx§終排放的時間曲線，其具有帶有前接SCR催化器的SCR顆粒過濾器(虛線)以及沒有前接SCR催化器的對比系統(tǒng)(實線)的組合。
[0037]在圖1中示出整體上標(biāo)以10的機動車，該機動車通過至少部分時間稀燃運行的內(nèi)燃機12、尤其是柴油機作為牽引源驅(qū)動。內(nèi)燃機12在此例如具有四個汽缸，其中任意的、與此不同的汽缸數(shù)目也是可行的。
[0038]機動車10還具有按照本發(fā)明的、整體上標(biāo)以14的廢氣后處理設(shè)備，用于內(nèi)燃機12的廢氣的催化的后處理。廢氣后處理設(shè)備14包括排氣歧管16，該排氣歧管將內(nèi)燃機12的汽缸的各個汽缸排氣口與廢氣管道18相連。廢氣管道18具有靠近發(fā)動機的部段20以及底板部段22，該底板部段在此被縮短地顯示并且在未示出的排氣管處終結(jié)。
[0039]在排氣歧管16的下游將氧化催化器24設(shè)置在廢氣管道18中。氧化催化器24具有通流基質(zhì)，該通流基質(zhì)被涂以催化涂層，該催化涂層將廢氣成分中的氧催化。這種設(shè)計尤其適用于將未燃燒的烴HC和一氧化碳CO轉(zhuǎn)化為0)2和H 20。此外，配置氧化催化器24的催化涂層，用來將NO和N2O氧化為NO2,以便擴大Ν02/Ν0的比例值。氧化催化器24的催化涂層包含了尤其作為催化成分的、鉑族金屬Pt、Pd、Rh、Ru、Os或Ir中的至少一種元素或它們的組合，尤其Pt和/或Pd。催化涂層還包括中間層，該中間層包括帶有較大特殊表面的多孔的陶瓷基底，例如基于沸石，基質(zhì)中摻以催化成分。氧化催化器24的通流基質(zhì)指的是金屬基質(zhì)或陶瓷的石料，尤其具有配備多個貫穿的、平行的流體通道的蜂窩結(jié)構(gòu)。適用的陶瓷材料包括氧化鋁、堇青石、莫來石和碳化硅。適用的金屬基質(zhì)例如由不銹鋼或鐵鉻合金制成。
[0040]在氧化催化器24的下游、在廢氣管道18的靠近發(fā)動機的部段20中設(shè)置SCR催化器26。SCR催化器26和氧化催化器24 —樣具有基于金屬或陶瓷、優(yōu)選基于陶瓷的通流基質(zhì)。適用的陶瓷或金屬材料對應(yīng)于與氧化催化器相關(guān)的描述。SCR催化器26的通流基質(zhì)具有優(yōu)選大于350cpsi的腔室數(shù)和小于等于5.5mil的壁厚。SCR催化器26的通流基質(zhì)的貫穿的和平行的流體通道的壁被涂以催化涂層。該催化涂層還是包括具有較大特殊表面的、由多孔的陶瓷基底構(gòu)成的中間層(例如基于鋁硅的沸石)和在催化涂層上分布設(shè)置的催化的基質(zhì)。適用的SCR催化基質(zhì)尤其包括普通金屬、例如Fe、Cu、Va、Cr、Mo、W以及它們的組合。它們在沸石上離析和/或沸石金屬通過離子交換部分地被相應(yīng)的普通金屬替換。
[0041]在SCR催化器26的下游、同樣在廢氣通道18的靠近發(fā)動機的部段20中設(shè)置SCR顆粒過濾器28。SCR顆粒過濾器具有顆粒過濾器基質(zhì)，該過濾器指的是壁通過濾器。這種過濾器具有平行的流體通道，所述流體通道