交替地在進口側(cè)和出口側(cè)被封閉。顆粒過濾器基質(zhì)由多孔的陶瓷材料構(gòu)成，例如堇青石、α氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氧化鋅、莫來石、鋰輝石、氧化鋁-氧化硅-氧化鎂或硅酸鋯。顆粒過濾器基質(zhì)的腔室數(shù)優(yōu)選大于等于300cpsi，其中所述腔室數(shù)至少比SCR催化器26的通流基質(zhì)的腔室數(shù)小1.1倍。顆粒過濾器基質(zhì)的壁厚優(yōu)選最大為15mil并且在平均孔徑小于等于20 μ m時具有小于等于61%的孔隙度。顆粒過濾器基質(zhì)的流體通道涂以SCR催化的涂層，該涂層原理上具有與SCR催化器26的涂層相同的化學(xué)組分。但是SCR顆粒過濾器28的催化涂層在基質(zhì)體積的數(shù)量方面小于SCR催化器26的催化涂層，尤其至少小1.5倍。SCR顆粒過濾器28的顆粒過濾器基質(zhì)可以全部地或僅部分地、例如僅在進口側(cè)的部段中涂以SCR催化涂層。
[0042]SCR催化器26以及SCR顆粒過濾器28設(shè)置在靠近發(fā)動機的位置中。排氣歧管16的汽缸側(cè)的進口和SCR催化器26的流入端側(cè)之間的間距D最大為80cm。實際的、由廢氣經(jīng)過的路徑對于測量這種間距D是決定性的(間距D在此簡化地示出)。
[0043]在圖1所示的實施形式中，SCR催化器26以及SCR顆粒過濾器28設(shè)置在共同的殼體30中，該殼體具有圓錐形的、沿廢氣流動方向擴寬的進口喇叭管和圓錐形的縮窄的出口喇叭管，通過它們殼體與廢氣管道22相連。
[0044]廢氣后處理設(shè)備14還具有還原劑配量設(shè)備32，借助該還原劑陪量設(shè)備還原劑或還原劑的先導(dǎo)化合物被配量輸入廢氣中。還原劑例如借助噴嘴在SCR催化器26的上游被加入廢氣流中。還原劑典型地是指氨氣NH3，其以先導(dǎo)化合物的形式、尤其以尿素的形式被配量輸入。水溶液形式的尿素優(yōu)選從未示出的存儲器中被供給和配量輸入。通過熱分解和水解，尿素在熱的廢氣中被分解為順3和CO 2。
[0045]還原劑通過配量設(shè)備32的配量輸入通常通過在此未示出的控制器來實現(xiàn)，該控制器根據(jù)發(fā)動機12的運行點、尤其根據(jù)廢氣的當前NOx濃度控制設(shè)備32。為了控制的目的，廢氣后處理設(shè)備14還可以具有各種廢氣和溫度傳感器，例如在SCR部件26/28上游和/或下游的NO5^f感器。
[0046]圖2示出按照本發(fā)明的第二技術(shù)方案的廢氣后處理設(shè)備14。在此一致的構(gòu)件標以和圖1一樣的附圖標記并且不再詳細闡述。
[0047]與圖1所示的實施形式不同的是，在圖2中SCR催化器26和SCR顆粒過濾器28分離地、分別設(shè)置在自身的殼體30中。
[0048]此外的、在此未示出的廢氣后處理設(shè)備14的實施變型規(guī)定氧化催化器24設(shè)置在還原劑配量設(shè)備32的下游。此外可以設(shè)有其他的廢氣后處理部件，例如在廢氣通道18的底板位置22上設(shè)有其它的廢氣后處理部件。
[0049]圖3示出了按照時間t變化的廢氣的累積NOx排放，它在發(fā)動機在時刻tC1冷啟動之后在標準的測試循環(huán)中被測量(在此是NEFZ)。其中一方面按照圖1的按照本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備14的NOx排放被測量(虛線2和4)，以及具有SCR顆粒過濾器28、但是沒有前接的SCR催化器26的對比系統(tǒng)的NOx排放被測量(實線I和3)。其中對比試驗的SCR顆粒過濾器的催化涂層的總量等于按照本發(fā)明裝置的SCR催化器26和SCR顆粒過濾器28的催化涂層的和。曲線I和2分別示出NOx原始排放，也就是原始廢氣中的由內(nèi)燃機12產(chǎn)生的NOx排放。曲線3和4分別示出在SCR顆粒過濾器下游測量的NO x最終排放。
[0050]直至?xí)r刻NOx排放的曲線(3和4)相當于NO 始排放1，2。直至該時刻，SCR催化涂層各自仍未達到其起燃溫度，因此沒有發(fā)生值得注意的NOx轉(zhuǎn)化。自時刻t i起達到SCR成分的起燃溫度，因此勵)(最終排放3和4明顯低于NO 始排放1，2。在繼續(xù)進行中，最終排放的曲線3和4也開始分離，其中按照本發(fā)明的廢氣后處理的勵)(最終排放明顯低于對比系統(tǒng)的。由此可見，盡管催化材料的數(shù)量相同，按照本發(fā)明的廢氣后處理設(shè)備具有更好的NOx轉(zhuǎn)化。
[0051]附圖標記清單
[0052]10機動車
[0053]12內(nèi)燃機
[0054]14廢氣后處理設(shè)備
[0055]16排氣歧管
[0056]18廢氣通道
[0057]20靠近發(fā)動機的部段
[0058]22底板部段
[0059]24氧化催化器
[0060]26 SCR 催化器
[0061]28 SCR顆粒過濾器
[0062]30 殼體
[0063]32還原劑配量設(shè)備
【主權(quán)項】
1.一種用于內(nèi)燃機(12)的廢氣的后處理的廢氣后處理設(shè)備(14)，包括: -SCR催化器(26)，它包括設(shè)置在通流基質(zhì)上的SCR催化的涂層，用于當存在為廢氣配量輸入的還原劑時選擇性地還原氮氧化物(NOx)，以及 -連接在SCR催化器(26)之后的SCR顆粒過濾器(28)，該SCR顆粒過濾器包括設(shè)置在顆粒過濾器基質(zhì)上的SCR催化的涂層，用于當存在為廢氣配量輸入的還原劑時選擇性地還原氮氧化物(NOx)。2.按照權(quán)利要求1所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，至少SCR催化器(26)尤其這樣地設(shè)置在靠近發(fā)動機的位置上，使得在排氣歧管(16)的汽缸側(cè)的輸入口和SCR催化器(26)的流入端側(cè)之間的間距(D)最大為100cm，優(yōu)選最大為80cm。3.按照權(quán)利要求1或2所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，SCR催化器(26)具有比所述的SCR顆粒過濾器(28)更小的體積，所述的SCR催化器的體積尤其最高為SCR顆粒過濾器(28)的體積的75%，優(yōu)選最高是60%。4.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，SCR催化器(26)與SCR顆粒過濾器(28)相比在單位基質(zhì)體積下具有至少相同的或更大的SCR催化涂層數(shù)量，尤其是至少1.2倍、優(yōu)選1.5倍的更大數(shù)量的SCR催化涂層。5.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，SCR催化器(26)的通流基質(zhì)具有比SCR顆粒過濾器(28)的顆粒過濾器基質(zhì)更大的腔室數(shù)，通流基質(zhì)尤其具有比SCR顆粒過濾器(28)的顆粒過濾器基質(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)。6.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，SCR催化器(26)和SCR顆粒過濾器(28)設(shè)置在共同的殼體(30)中。7.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，所述廢氣后處理設(shè)備還包括還原劑配量設(shè)備(32)，它設(shè)置用于在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。8.按照前述權(quán)利要求中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)，其中，所述廢氣后處理設(shè)備還包括氧化催化器(24)，它優(yōu)選設(shè)置在SCR催化器(26)的上游。9.一種機動車(10)，具有內(nèi)燃機(12)以及按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的廢氣后處理設(shè)備(14)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(12)的廢氣的后處理的廢氣后處理設(shè)備(14)包括：SCR催化器(26)，其包括設(shè)置在通流基質(zhì)上的SCR催化的涂層用于當廢氣中存在配量輸入的還原劑時選擇性地還原氮氧化物(NOX)，以及連接在SCR催化器(26)之后的SCR顆粒過濾器(28)，其包括設(shè)置在顆粒過濾器基質(zhì)上的SCR催化的涂層用于當廢氣中存在配量輸入的還原劑時選擇性地還原氮氧化物(NOX)。本發(fā)明還涉及一種具有內(nèi)燃機(12)以及這種廢氣后處理設(shè)備(14)的機動車。
【IPC分類】F01N3/10, F01N3/20, F01N13/02, F01N3/035
【公開號】CN104884752
【申請?zhí)枴緾N201380056493
【發(fā)明人】M.科斯特斯, J.阿多-門薩, T.杜斯特迪克, F.皮里茨
【申請人】大眾汽車有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2013年10月29日
【公告號】DE102012023049A1, EP2923047A1, US20150252706, WO2014079664A1