專利名稱：用于靠近發(fā)動機安裝的催化轉化器的催化劑載體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適于安裝在靠近內燃機的排氣裝置內的催化劑載體，還涉及一種適于該目的的催化轉化器及相應的排氣裝置和相應的車輛。
背景技術：
由于日益增長的環(huán)境意識以及對汽車排氣裝置提出越來越高要求的法律上的規(guī)定，汽車排氣裝置在過去一直持續(xù)地發(fā)展。已開發(fā)出大量的在排氣裝置中起不同作用的部件。已知的例如有啟動催化轉化器，其具有非常小的體積，所以能夠在內燃機冷啟動之后快速地達到催化轉化所要求的啟動溫度。已知的例如還有電加熱催化轉化器，其同樣可以使排氣裝置的冷啟動性能得到改善。所謂的吸附器在內燃機排氣裝置中的作用在于，在一個確定的時間段內吸附廢氣中包含的一定的有害物質。這些有害物質一直被保存到例如下游的催化轉化器已經(jīng)達到其工作溫度，并最終能夠開始轉化有害物質，然后這些有害物質被釋放出。此外，特別是在柴油機排氣裝置中使用能夠捕捉排氣裝置中所包含的炭黑顆?；蛘咂渌腆w物質的微粒捕集器或者微粒過濾器，所捕捉到的微粒聚集物例如通過供給更高的熱能或者相應的添加劑而連續(xù)地或斷續(xù)地被轉化成氣態(tài)成份。
為了盡可能有效地凈化廢氣，各種不同的部件以適當?shù)姆绞较嗷ソM合，從而在汽車排氣裝置中設置了大量這樣的部件。這樣，設置在上游的部件對下游的廢氣處理部件的效率，更確切的說是轉化能力卻具有擴大的影響。特別是在廢氣成分或狀態(tài)(壓力、溫度、分布、流速)經(jīng)常改變時，這種系統(tǒng)會越來越不穩(wěn)定。此外，出現(xiàn)了與安裝渦輪增壓器、施放添加劑的裝置等相關的難點。廢氣的溫度控制也具有重大意義，因為所設置的催化物質總是僅僅在一定的溫度范圍內才發(fā)揮作用，因此還必須消除廢氣溫度波動的技術難點。此處一直還成問題的是發(fā)動機的冷啟動相位或者發(fā)動機的空轉相位，因為在這些相位中，廢氣處理部件或者廢氣的溫度會降低，這就不能總是保證在內燃機新的負載相位啟動之后所有有害物質立刻轉化。此外在運轉期間所有的廢氣處理部件都受到顯著并波動的熱負荷及動負荷，從而必須對這些部件的壽命提出特別的要求。
在WO 02/083274中描述了這種排氣裝置的一個例子。雖然測試顯示啟動催化轉化器的方式和效果對下游的廢氣處理部件的處理效率有巨大的影響，但一直以來這個排氣裝置已經(jīng)經(jīng)受住考驗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是從以上所述出發(fā)，至少部分地改善已知的排氣裝置的功能和/或效率。特別是，至少部分克服上述眾所周知的技術問題。直截了當?shù)卣f，本發(fā)明的目的是提供一種用于催化轉化器的催化劑載體，該催化劑載體適于應用到靠近內燃機的排氣裝置中。催化劑載體或者最后經(jīng)過涂覆的催化轉化器的構型改進成使得不會明顯損害下游部件的功能或效率。為此催化劑載體或者也包括催化轉化器能夠長時間地承受內燃機排氣裝置中的高的熱負荷和動負荷。
這一目的通過權利要求1中的特征來實現(xiàn)。催化劑載體的其它有利的構型以及相應的催化轉化器、相應的排氣裝置以及相應的車輛在從屬權利要求中給出。原則上需要指出，所有在權利要求中單獨列舉的特征能夠以更任意的和更具有技術意義的方式互相組合起來并揭示出本發(fā)明的其它構型。
按照本發(fā)明的催化劑載體適合使用于靠近內燃機的排氣裝置，并具有進氣口和排氣口，其間延伸有大量的氣流流動的通道。在這種催化劑載體中設置至少用于氣流通過通道的結構。優(yōu)選地，該結構用于保持和產(chǎn)生渦流。該催化劑載體由至少一種金屬箔片構成，該金屬箔在900℃(攝氏度)的高溫下的屈服強度Rp0.2至少為50N/mm2(牛頓/平方毫米)。
“催化劑載體”指的是一種適合涂覆具有催化活性涂層的結構。這種催化劑載體每單位體積通常具有非常大的表面積，以便實現(xiàn)氣流與表面上的涂層之間盡可能緊密的接觸。這樣的催化劑載體由于其通道結構而常常被稱為蜂窩體。所述催化劑載體可以被構造成單部件或多部件的形式。眾所周知，催化劑載體由金屬材料以及陶瓷材料制成。金屬催化劑載體通常具有若干至少部分形成構造(波紋結構)的板層，這些板層特別是通過焊接或釬焊接合成這樣的蜂窩體。陶瓷蜂窩體通常通過擠壓或燒結制成。
“靠近”內燃機特別是指這樣的催化劑載體位于距內燃機燃燒室排氣口小于50cm的距離內。優(yōu)選地，這樣的催化劑載體位于距離燃燒室或內燃機更近的位置，例如小于20cm的距離，必要時這種催化劑載體甚至至少部分地延伸到內燃機的內部區(qū)域。特別優(yōu)選地是，這種催化劑載體定位于內燃機和所謂的歧管之間的一個區(qū)域，歧管為從燃燒室連接成一個整體的排氣管的局部排氣管路。
對于催化劑載體是否適合靠近內燃機安裝，特別需要考慮的是那里的壓力狀態(tài)以及所出現(xiàn)的溫度波動。在這個區(qū)域出現(xiàn)相當高的溫度，尤其是直到甚至超過1000℃。另外還需要考慮的是，由于可燃混合氣燃燒并延續(xù)到排氣管內特別是延續(xù)到催化劑載體上，所以緊靠燃燒室后面催化劑載體上會非常突然地出現(xiàn)廢氣波動。此外需要考慮的是，在排氣時還有相當一部分廢氣是未燃燒的碳氫化合物，由于在催化劑載體上涂覆了具有催化活性的涂層，所以在催化劑載體里面可能會發(fā)生“后燃”，結果可能導致高得多的溫度峰值。根據(jù)廢氣中碳氫化合物的位置，這些峰值發(fā)生在催化劑載體的不同位置，結果總是在不同的位置出現(xiàn)所謂的“熱點”，這導致催化劑載體在其橫截面和其體積內產(chǎn)生差別很大的熱應力?？紤]到這些因素，顯然并不是所有已知的催化劑載體能滿足這樣的使用情況。對于這里所提出的催化劑載體的特點在下面還有詳細的描述。
在催化劑載體的穿流通道中(廢氣)通常是直線流動。尤其是通道基本上互相平行，甚至平行于催化劑載體的中心軸線。由此催化劑載體產(chǎn)生很小的滯止壓力(Staudruck)。不希望的高滯止壓力會使燃燒室內的壓力狀態(tài)發(fā)生變化并使發(fā)動機功率降低。
廢氣從燃燒室排出時通常會形成渦流。在靠近(發(fā)動機)安裝這種催化劑載體的情況下，并且可能也與內燃機的運轉狀態(tài)有關，在催化劑載體或其進氣口經(jīng)常出現(xiàn)渦旋性氣流，更確切的說是廢氣渦流。作為本發(fā)明基礎的研究已經(jīng)表明，如果催化劑載體保持住或產(chǎn)生這些渦流，則有利于下游的廢氣處理部件。因此催化劑載體提供了使通過通道的廢氣流保持和/或產(chǎn)生渦流穿流的裝置。這樣的“裝置”特別包括對通道橫截面或通道長度進行的相應的構型。優(yōu)選地，通道設計成至少部分具有微結構或者障礙物，這些微結構或障礙物使流過的氣流至少局部產(chǎn)生壓差，從而障礙物也就是微結構前面和旁邊的壓差非常大，以至于在其后面形成渦流。由于角動量守恒，所以渦流繼續(xù)沿氣流方向向前。
這里具有特別意義的還有由于上述裝置所引起的流過催化劑載體也就是催化轉化器的雷諾數(shù)。雷諾數(shù)是運動氣體體積兩倍的動能與運動所消耗的摩擦能量的商。雷諾數(shù)是一個用于判斷是層流還是渦流的尺度。動能如果比摩擦能小，則該氣流是層流。動能越大，即流動速度越大，則氣流就變成渦流，或者說保持了渦流。在內燃機運轉期間，廢氣流的動能更確切的說是氣流速度通常不是恒定的，結果例如帶載運轉時廢氣流具有高的氣流速度也就是動能，而空載期間也就是空轉期間廢氣流只有很小的動能。優(yōu)選的是這樣來構造催化劑載體，即，使其在帶載相位至少保持渦流氣流，在靜止相位則可產(chǎn)生渦流氣流。
按照本發(fā)明，催化劑載體帶有至少一個金屬箔片，該金屬箔片在900℃的高溫下的屈服強度Rp0.2至少為50N/mm2。也就是說，所安裝的金屬箔片在高溫時具有特別高的強度。屈服強度Rp0.2至少75N/mm2是有利的。
屈服強度Rp0.2描述的是作用在拉伸試件上的負荷卸載后仍保持0.2％應變時的應力。屈服強度通常替代沒有明顯拉伸極限的材料的拉伸極限。為了確定屈服強度，將一個拉伸試件在900℃的溫度下軸向拉伸。逐漸增大拉伸力，將應力-應變過程記錄下來。根據(jù)該應力-應變圖可以獲得材料的各種強度以及形變特征參數(shù)。這個曲線主要的特征在于一被稱為虎克曲線的彈性變形，以及一表示材料更確切的說是拉伸試件的塑性的曲線部分。0.2％屈服強度(Rp0.2)的確定是材料技術的基礎，并視為是眾所周知的。
特別有利的是，如果以類似的方式將拉伸實驗應用于由金屬箔片所制成的蜂窩體，該蜂窩體在經(jīng)過接合加工即將金屬箔片相互焊接或高溫釬焊后具有至少50N/mm2甚至至少75N/mm2的屈服強度Rp0.2。特別是在這種情況下可以使用減小的箔片厚度，例如箔片厚度從40μm至65μm。減小的箔片厚度又改善了相應的催化轉化器的啟動性能，因為催化轉化器的熱容量較小，因而可以較快地對動態(tài)溫度變化起反應。
此外有利的是，催化轉化器至少使用一個金屬箔片制成，該金屬箔片由鐵材料構成，其中鎳為最高的合金成分。
特別優(yōu)選地，合金成分鎳占30％至34％(重量百分比)。
因此，所述鐵基材料的合金成分中具有例如30％至34％重量百分比的鎳，以及18％至22％重量百分比的鉻。因而給出了一種材料，其能夠承受運動的內燃機排氣裝置的熱及腐蝕的環(huán)境條件。
按照催化劑載體的進一步的實施形式，該催化劑載體具有一軸向長度以及一最大直徑，長度和最大直徑的比值最大不超過1[L/D≤1]。在具有平行于軸向延伸的通道的催化劑載體的實施形式中，催化劑載體的長度恰恰與通道的長度相當。催化劑載體垂直于軸線的最大范圍以直徑來表示，這里“直徑”的概念并不只是運用到催化劑載體的圓形橫截面上。如果催化劑載體的橫截面雖然軸向恒定，然而其本身并不是旋轉對稱的話，一個“最大”直徑就可能存在。例如有棱角、橢圓或者類似的橫截面形狀。也有可能，橫截面形狀是恒定的，但是軸向面積是變化的。于是，最大直徑就是具有最大面積的橫截面的直徑。優(yōu)選地，該最大直徑大致對應于內燃機的排氣孔或歧管的橫截面。所以最大直徑優(yōu)選位于小于50mm(毫米)的范圍內，尤其是小于30mm。與之相應的是催化劑載體的長度做得較小。由此可以保證，廢氣或者氣流可以只需要通過相對短的距離就流過狹窄的通道，結果摩擦只在很短的距離上對部分氣流產(chǎn)生影響。因此這里所確定的長度和最大直徑的比也提供了一個使通過通道的氣流保持渦流的方式。盡管所確定的比例在催化劑載體集成中是有利的，但在別處仍可能提供不同的比。
根據(jù)催化劑載體的一個進一步的實施形式，其通道密度為50cpsi至600cpsi(個/平方英寸)。優(yōu)選地，催化劑載體的通道密度為150cpsi至400cpsi，更確切的說是250cpsi。通道密度描述了催化劑載體的一個參數(shù)，該參數(shù)特別描述了表面積對體積的比例以及所產(chǎn)生的流動阻力。術語“通道密度”是指在催化劑載體單位橫截面積上存在的通道數(shù)目。cpsi是業(yè)內通用的單位，1cpsi大約相當于每平方厘米6.4516個通道。這里所確定的通道密度相對較小并起到使相對較大部分的廢氣流穿流過通道的作用。這用于在較長時間內保持通道內部的渦流。
進一步推薦的是，催化劑載體包括至少一個金屬箔片，箔片厚度至少30μm(微米)。有利的是催化劑載體帶有大量至少局部形成構造的金屬箔片，這些箔片被疊起來或者纏繞起來，以形成帶有相互平行的通道的蜂窩狀濾芯。金屬箔片由能夠承受高溫并抗腐蝕的材料組成。箔片厚度相對較大，選擇其厚度時考慮其工作區(qū)域內存在的高的熱負荷及動負荷。有利的箔片厚度在50μm至80μm之間。
進一步推薦的是，催化劑載體進氣口比排氣口大。這樣的催化劑載體優(yōu)選具有圓錐形狀。這里通道不具有恒定的通道橫截面，而是起到一種混合器的作用。這種橫截面縮小導致氣流在離開催化器通道后非常集中。在渦輪增壓器的上方更確切地說是在其上游，這種集中特別有利，因為這樣可以使氣流對準并且集中地輸入渦輪增壓器的較小的氣流空腔。
根據(jù)催化劑載體的另一構型，其具有一外殼，該外殼在周向至少具有一個凸緣部件。有利的是，凸緣部件起到將催化劑載體定位或固定在排氣裝置內或者內燃機上或其內的作用。凸緣部件優(yōu)選沿周向環(huán)繞，有可能與另一個相似構型的催化劑載體外殼相連接。優(yōu)選地，凸緣部件垂直于催化劑載體軸向延伸，特別是布置在中心或者至少一個端面上。凸緣部件可以是外殼本身的一部分，但是優(yōu)選地，凸緣部件作為和催化劑載體外殼相分離的組成部分采用接合技術例如焊接(與外殼)相連接。凸緣部件也具有穿孔，其允許凸緣部件和排氣裝置或內燃機之間可拆卸的連接。這就保證了帶有這種催化劑載體的相應排氣裝置的可更換性或增補性。
對此推薦一種催化轉化器，其包括本發(fā)明上文所述的催化劑載體，該催化劑載體帶有具有催化活性的涂層。在此優(yōu)選使用這樣的涂層，其在較低的溫度下，例如大約200℃時就已經(jīng)開始轉化廢氣里面所含的有害物質。這樣的涂層可以包括載體介質，其中浸漬了催化劑物質。作為載體介質，優(yōu)先使用所謂的載體涂料，該載體涂料主要基于氧化鋁。載體涂料具有裂紋很多且多孔的載體介質，這保證了和廢氣的緊密接觸。在載體涂料上施加催化劑物質；該催化劑物質包括例如貴重金屬如鉑、鈀或者銠的小顆粒，或多種貴重金屬和/或稀土的結合。這樣來選擇載體涂料或催化劑物質的組成和結構，即，使廢氣和涂層相互作用，以引發(fā)或極大地加快化學轉換，從而形成無害物質。
在這方面特別有利的是，涂層包含載體介質，其層厚度在10μm至30μm(微米)之間。載體介質特別是指前面所描述的載體涂料。層厚度在這里是一個平均值。對于層厚度例如在催化劑載體或催化轉化器長度上變化的情況，所給定的層厚度特別是30μm極限被視為上限值。這里所推薦的層厚度相對較薄，并且是牢固地粘附到催化劑載體的基礎。在層厚較大的情況下，巨大的熱負荷及動負荷會使載體介質或涂層至少局部脫離，結果催化轉化器的效率隨時間迅速地降低。此外所脫離的部分會使下游的廢氣處理部件損壞或出故障。通過使用小的層厚，可以防止或顯著減小這種現(xiàn)象。
此外建議，涂層包含這樣的催化劑物質，該催化劑物質對于轉化CO(一氧化碳)是有效的，卻不能轉化HC(碳氫化合物)。因此形成所謂的涂層的“選擇性”。換句話說，涂層僅對氣流中也就是廢氣中十分確定的有害物質成份有作用，并將其轉化即轉化成另外的組成成分。這里建議，具有催化活性的涂層對一氧化碳轉化成二氧化碳有效，也就是有作用；然而另一方面，在氣流也就是廢氣中所包含的碳氫化合物基本上化學無變化地流過去。這些碳氫化合物在排氣裝置中下游的廢氣處理部件中被轉化掉。
所以，如果在微粒過濾器上游放置用于轉化碳氫化合物的氧化催化轉化器，則碳氫化合物有利于例如使下游的微粒過濾器再生。氧化催化轉化器對碳氫化合物的燃燒有作用，從而會使廢氣的溫度升高，最終對熱再生，更確切的說是對微粒過濾器中所收集的炭黑顆粒的轉化起作用。這些碳氫化合物同樣也適合在下游的吸附器中轉化所儲存的氧化氮。
鑒于在此所描述的催化轉化器允許未燃燒的碳氫化合物通過這一實事，所以可以不必在氧化催化轉化器或者在吸附器前進行單獨的燃料噴射，還可以防止內燃機產(chǎn)生大量(不能完全被催化轉化器轉化)的未燃碳氫化合物，結果在這種內燃機的燃料消耗方面是有利的。
現(xiàn)在再提出一種內燃機排氣裝置，該排氣裝置包括根據(jù)本發(fā)明的催化轉化器，該催化轉化器安裝在內燃機和渦輪增壓器之間。這樣的廢氣-渦輪增壓器通常用于增加內燃機的功率。在渦輪增壓器內有一由廢氣驅動的渦輪。該渦輪位于和所謂的壓縮機轉子所共有的軸上，該壓縮機壓縮用于內燃機的吸入空氣并將其引導至內燃機。特別是，這樣的渦輪增壓器也可以和柴油機一起使用。如上文所述，形狀為圓錐形即進氣口比排氣口大的催化劑載體特別適合于此目的。從而廢氣的進氣狀態(tài)被設計的非常合理，使得渦輪增壓器非常的緊湊。從原理上講，可在這樣的排氣裝置內安裝多個渦輪增壓器，這里所推薦的是，至少在一個這樣的渦輪增壓器前布置一個根據(jù)本發(fā)明結構的催化轉化器。
按照這種排氣裝置的進一步的實施方式，渦輪增壓器的下游至少設置一個下面列舉的廢氣處理部件氧化催化轉化器、微粒過濾器、氮氧化物吸附器。特別優(yōu)選地，采用帶有選擇性涂層的催化轉化器。關于氧化催化轉化器、微粒過濾器以及氮氧化物吸附器的構型，可以參考WO 02/083274的公開內容，該文獻對此有完整的描述以及解釋。
最后再提出包括根據(jù)本發(fā)明的催化轉化器和上文所述排氣裝置的車輛。這里的“車輛”特別指轎車和載貨車。


下面借助附圖更詳細地描述本發(fā)明以及相關技術。附圖示出了本發(fā)明特別優(yōu)選的實施例，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。在附圖中圖1為催化劑載體實施例的前視圖及剖面圖；圖2為催化轉化器實施例細部的示意性透視圖；圖3為排氣裝置的結構示意圖；圖4為帶有另一實施形式的排氣裝置的車輛的示意性透視圖。
具體實施例方式
圖1在兩個視圖中出示適于在靠近內燃機的排氣裝置中使用的催化劑載體1的一個實施例。在圖1的左半部分是催化劑載體1從進氣口4看去的前視圖。右邊示出穿過這個催化劑載體1的橫截面。
在前視圖中可以看出，催化劑載體1包括多個金屬箔片10，這些金屬箔片基本上被彎曲成S形狀并設置在外殼12內。箔片10形成兩個由于箔片的卷繞而形成的大的開口(卷孔)。箔片10由耐高溫且抗腐蝕的材料制成，在甚至高達900℃以上的溫度時仍具有相當高的強度值。箔片10至少在催化劑載體1的長度的一部分上互相釬焊焊接，且至少部分與外殼12釬焊焊接。在圓周13的方向上，外殼12具有垂直于軸線8并繞軸線8環(huán)繞的凸緣部件14。凸緣部件14具有用于將催化劑載體1固定在排氣裝置內或者內燃機上的兩個穿孔33。
右側剖面圖中可以看出催化劑載體1的圓錐形的構造形式，其具有一個大的進氣口4和一個小的排氣口5。基本上互相平行的通道6在進氣口4和排氣口5之間延伸，廢氣以優(yōu)選的氣流方向30穿流通過這些通道。最大直徑9大于催化劑載體1、更確切的說是通道6的長度7，從而使長度與直徑比小于1。
圖2出示催化轉化器15的一實施形式的細部的示意性透視圖。催化轉化器15包括催化劑載體1，其采用光滑的和帶波紋的箔片10制成。在光滑的與帶波紋的箔片10之間形成通道6，廢氣以氣流方向30穿過這些通道。箔片10的箔片厚度11例如為40μm至65μm。
箔片10帶有用于使通過通道6的氣流保持或產(chǎn)生渦流的裝置。在光滑的箔片10內形成微結構34，該微結構使廢氣的一部分形成渦流。這樣的微結構34優(yōu)選在通道高度上只延伸很小的部分，特別是小于通道高度的50％，并且有利的是沒有形成自由突出的(freistehend)導向翼，而是凹凸設計。這樣一方面保證了這種催化轉化器前面的滯止壓力不會顯著地限制或減小發(fā)動機功率。同時也避免了箔片10中相對易損的、不牢固的且突出的組成部件(如導向翼)的脫離。這樣的微結構34可以設置在光滑的和/或帶波紋的箔片10上。以類似的方式，在(帶波紋和/或光滑的)箔片10中也設有開口35，以便與鄰近的通道相連接，這樣就可以產(chǎn)生渦流，也可以產(chǎn)生部分氣流的混合。箔片10上整個地覆有涂層16。
在圖2下部右方放大的示意圖中示出涂層16。涂層16包括直接涂覆在箔片10上的載體介質17。載體介質17，特別是載體涂層，表面上具有很多裂縫且到處布滿氣孔。平均層厚度18有利地處于小于30μm的范圍內。在載體介質17的小孔中或者在表面上布有催化物質19，其與流動過去的廢氣緊密地接觸。此處引起所希望的化學反應，特別是一氧化碳的轉化。
圖3示意性地示出連接在例如設計成柴油機的內燃機3下游的排氣裝置2的結構。在內燃機3中產(chǎn)生廢氣并通過歧管28會聚到共有的廢氣轉接通道。緊接著歧管28設置催化轉化器15，廢氣離開內燃機3內的燃燒室并到達催化轉化器15的距離25小于50cm。催化轉化器15主要引起一氧化碳的轉化，在此優(yōu)選允許未燃的碳氫化合物通過。
廢氣現(xiàn)在離開了催化轉化器15并且沿流動方向30流到一可用氣門32調節(jié)的支路上。這個支路帶有一旁通通道31，在此旁通通道中以虛線示出另一個可以設置催化轉化器15的位置。沒有流經(jīng)旁通通道31的廢氣被引導至第一渦輪增壓器20。通過第一渦輪增壓器20的廢氣對借助供氣裝置29提供給內燃機3的空氣進行壓縮。接著，廢氣繼續(xù)沿著流動方向30流至第二渦輪增壓器20。位于旁通通道出口的下游并位于第二渦輪增壓器20上游的另一可以布置催化轉化器15的位置用虛線示出。
在全部的廢氣流已經(jīng)穿流過第二渦輪增壓器20以后，廢氣流與吸附器23接觸，該吸附器用于暫時保存氮氧化物。在催化轉化器15中沒有轉化的未燃碳氫化合物用于使吸附器23再生，其中碳氫化合物用于轉化氮氧化物并且自身也得到轉化。接下來廢氣可以被引導至下一廢氣處理部件中。
圖4示意性地以透視圖示出車輛24，該車輛帶有內燃機3以及相應的排氣裝置2，該排氣裝置用于在廢氣最終排放到環(huán)境之前轉化在產(chǎn)生的廢氣中所包含的有害物質。廢氣流還是通過歧管28進入排氣裝置2，在這里示出的變型實施形式中，在每一個單獨的歧管管道中都設置催化轉化器15。廢氣還是流過用于在供氣裝置29中壓縮空氣的渦輪增壓器20。接著廢氣首先進入到氧化催化轉化器21，該氧化催化轉化器例如進行未燃碳氫化合物的燃燒。這樣就提高了廢氣溫度，使直接后接的微粒過濾器22再生。在廢氣最終清潔地離開排氣裝置之前，廢氣被引導至傳統(tǒng)的三效催化轉化器26并最終被引至消聲器27。
附圖標記列表1 催化劑載體 13 圓周2 排氣裝置14 凸緣部件3 內燃機 15 轉化器4 進氣口 16 涂層5 排氣口 17 載體介質6 通道18 層厚度7 長度19 催化物質8 軸線20 渦輪增壓器9 直徑21 氧化催化轉化器10 箔片22 微粒過濾器11 箔片厚度23 吸附器12 外殼24 車輛
25 距離31 旁通通道26 三效催化轉化器 32 氣門27 消聲器 33 穿孔28 歧管34 微結構29 供氣裝置35 開口30 流動方向
權利要求
1.一種適于用在靠近內燃機(3)布置的排氣裝置(2)中的催化劑載體(1)，在該催化劑載體中相鄰設置多個在進氣口(4)和排氣口(5)之間延伸并供氣流流過的通道(6)，其中設置至少用于使流過通道(6)的氣流保持或產(chǎn)生渦流的裝置，其特征在于，催化劑載體(1)包括至少一個金屬箔片(10)，該金屬箔片在900℃(攝氏度)的溫度下的屈服強度Rp0.2至少為50N/mm2(牛頓/平方毫米)。
2.根據(jù)權利要求1的催化劑載體(1)，其特征在于，催化劑載體至少包括一個由鐵材料制成的金屬箔片(10)，其中最大的合金成分為鎳。
3.根據(jù)權利要求2的催化劑載體(1)，其特征在于，合金成分鎳占重量百分比的30％至34％。
4.根據(jù)權利要求1的催化劑載體(1)，其特征在于，該催化劑載體具有沿軸線(8)的方向上的長度(7)和最大直徑(9)，長度(7)與最大直徑(9)的比值最大為1。
5.根據(jù)權利要求1或2的催化劑載體(1)，其特征在于，催化劑載體(1)的通道密度為50cpsi至600cpsi(個/平方英寸)。
6.根據(jù)上述權利要求中任一項的催化劑載體(1)，其特征在于，催化劑載體(1)包括至少一個金屬箔片(10)，其箔片厚度至少為30μm(微米)。
7.根據(jù)上述權利要求中任一項的催化劑載體(1)，其特征在于，催化劑載體(1)的進氣口(4)大于排氣口(5)。
8.根據(jù)上述權利要求中任一項的催化劑載體(1)，其特征在于，催化劑載體(1)具有外殼(12)，該外殼在圓周(13)方向具有至少一個凸緣部件(14)。
9.一種包括上述權利要求中任一項的催化劑載體(1)的催化轉化器(15)，該催化劑載體帶有具有催化活性的涂層(16)。
10.根據(jù)權利要求9的催化轉化器(15)，其特征在于，涂層(16)包括載體介質(17)，該載體介質的層厚度(18)為10μm至30μm(微米)。
11.根據(jù)權利要求9或10的催化轉化器(15)，其特征在于，涂層(16)包括催化物質(19)，該催化物質對轉化CO(一氧化碳)有效，但不轉化HC(碳氫化合物)。
12.一種內燃機(3)的排氣裝置(2)，包括根據(jù)權利要求9至11中任一項的催化轉化器(15)，其特征在于，催化轉化器(15)安裝在內燃機(3)和渦輪增壓器(20)之間。
13.根據(jù)權利要求12的排氣裝置(2)，其特征在于，在渦輪增壓器(20)的下游設置下列廢氣處理部件中的至少一個氧化催化轉化器(21)、微粒過濾器(22)、氮氧化物吸附器(23)。
14.一種車輛(24)，包括根據(jù)權利要求9至11中任一項的催化轉化器(15)或根據(jù)權利要求12或13的排氣裝置(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于用在靠近內燃機(3)布置的排氣裝置(2)中的催化劑載體(1)，在該催化劑載體中相鄰設置多個在進氣口(4)和排氣口(5)之間延伸并供氣流流過的通道(6)。本發(fā)明的目的是以一種高效且持久的方式安裝耐高熱負荷和高動負荷的廢氣處理裝置。為此，催化劑載體(1)包括至少一個箔片(10)，該箔片在900℃的溫度下的屈服強度R
文檔編號F01N13/18GK1950594SQ200580014760
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權日2004年5月19日
發(fā)明者W·莫斯, R·布呂克 申請人:排放技術有限公司