三效催化剂和包含其的排气管线、内燃发动机及机动车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种三效催化剂(8)，其能够实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，并且所述三效催化剂用于装配机动车辆的内燃发动机(1)所设有的排气管线(4)。所述三效催化剂(8)包括包含金属基底的第一基本三效催化剂(8a)和包含陶瓷基底的第二基本三效催化剂(8b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种三效催化剂，其能够实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，并且其用于装配机动车辆的内燃发动机所设有的排气管线。
技术介绍
混合型机动车辆配备有用于使其能够移动的内燃发动机。混合型机动车辆也配备有机动车辆的附属驱动装置，例如电力发动机或者类似的发动机。内燃发动机产生排放气体，排放气体通过排气管线向在内燃发动机外面的外部环境排放。排放气体包括希望在其向外部环境排放前预先还原的氮氧化物。排放气体也包括希望在其向外部环境排放前预先进行氧化的一氧化碳。排放气体最后包括希望在其向外部环境排放前预先进行氧化的未完全燃烧的碳氢化合物。通过文件WO2013153081已知一种三效催化剂，在该三效催化剂内部实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应。为了起效，三效催化剂需要排放气体具有特定温度，使得三效催化剂本身达到临界温度。然而，混合型机动车辆的内燃发动机被经常置于停止以由附属驱动装置替代。在这种情况下，排气管线不再引导排放气体的流通，这导致三效催化剂的有害冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种三效催化剂，其允许实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，三效催化剂装配用于装配混合型机动车辆的内燃发动机所设有的排气管线，三效催化剂是有效的，包括在混合型车辆的内燃发动机的停止之后，三效催化剂轻便、致密、易于实现且成本低。本专利技术的催化剂是三效催化剂，其能够实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，并且三效催化剂用于装配机动车辆的内燃发动机所设有的排气管线。根据本专利技术，三效催化剂包括包含金属基底的第一基础三效催化剂和包含陶瓷基底的第二基础三效催化剂。本专利技术对于强制重复停止和重新启动的热力发动机的工作方式特别有利，这尤其是在具有使用热力发动机和电机的驱动方式的混合型车辆的情况下，在英语中称为“StopandStar(停止和启动)”简称“STT”或者还在法语中称为自动停止和自动重新启动的发动机的情况下，以及对于称为单向离合(英语中称为“freewheeling(单向离合)”)的工作方式的情况。事实上，金属基底由于其导热的金属性质，在发动机每次启动时与排放气体的接触可以非常快速地升高温度，并因此与导热较弱的陶瓷类型的基底相比，金属基底可以更早地热触发(amorcer)其所支承的三效催化剂。一旦发动机的启动阶段结束，由陶瓷基底支承的催化剂越来越多地作为催化的工作中的一部分：结合两种基底显示出协同作用，根据发动机的阶段(启动或者稳定的行驶阶段)一个“接续”另一个。该优点非常重要，尤其对于遵守未来的中国京6标准，该标准强制集成发动机的停止的行驶循环。根据第一变型实施例，第一基础三效催化剂和第二基础三效催化剂安置在各自的外壳的内部。根据第二变型实施例，第一基础三效催化剂和第二基础三效催化剂安置在共同的壳体内部。根据第三变型实施例，第一基础三效催化剂没有外壳。事实上，基底是金属的，其可以被设计以便集成金属外部外壳，其不需要额外的分离的外壳。基底因此可以被直接连接到排气管线，不需要安置在自身连接在管线上的分离的外壳里。这种配置有另一个优点，除在管线上安装的简便性和外壳的额外成本之外：利用直接的连接，不需要在基底和分离的外壳之间设置材料，该材料吸收振动并且通常被设置以形成陶瓷类型的基底和基底的外部外壳之间的界面：不再需要这种类型的界面材料，这也体现出在安装和成本方面的优点，而且这还允许在管线上选择等体积下更大的金属基底截面(因为不再具有界面材料和外部外壳的厚度)。第一基础三效催化剂和第二基础三效催化剂优选地以不为零的距离彼此隔开。优选地，第一催化剂的体积和第二催化剂的体积根据以下分配方式限定：-对于第一催化剂，按体积计在15和35％之间，尤其在25％附近，并且-对于第二催化剂，按体积计在85％和65％之间，尤其在75％附近。事实上，可以精确地定量每种催化剂的分摊的部分，以便整体在启动之后然后在持续时间里尽可能快地起作用。可以简单地调整(jouersur)每种基底和/或这些基底的尺寸测量的通常以体积的形式量化的催化剂浸透率。在此，例如在催化物质的等浓度下，可以认为约为四分之一(金属基底)/四分之三(陶瓷基底)的体积比带来好的结果，具有在启动后从20秒起的催化效果。在金属基底上的催化剂在发动机启动之后非常快速地起效，因为催化剂温度升高快并且在开始时只有较小流量的待处理的排放气体，那么金属基底相对于陶瓷基底的“微小”尺寸无害，因为比在稳定的行驶转速下有较少的气体待处理，为此陶瓷基底上的催化剂“接续”，例如从100秒后起。作为说明，于是可以为2.5升的陶瓷基底设置0.7升的金属基底。在整个本文中，准确地说，催化剂包括一个或多个具有光催化性质的化合物或者元素的配方，催化剂由基底(例如以已知的方式通过浸透)支承。涉及催化剂的尺寸，因此可以无差别地提及催化剂或者基底，其从广义上说是装置的一部分。本专利技术的排气管线是安置有这种三效催化剂的排气管线。本专利技术的内燃发动机是配备有这种排气管线的内燃发动机。本专利技术的机动车辆是配备有这种内燃发动机的机动车辆。机动车辆例如配备有附属驱动装置。机动车辆例如配备有停止-启动系统。附图说明通过阅读与附图关联的作为实施例的描述使本专利技术的其他的特征和优点得以显现，在附图中：图1至图3是安置有本专利技术的三效催化剂的各自的排气管线的示意图。具体实施方式在图上，混合型机动车辆配备有内燃发动机1以使其能够移动。内燃发动机1优选地是可控点火式汽油发动机。内燃发动机1产生污染物，其中有氮氧化物、一氧化碳和未完全燃烧的碳氢化合物。混合型机动车辆配备有未示出的附属驱动装置，如电力发动机或者类似的发动机。内燃发动机1产生排放气体2，其通过排气管线4向内燃发动机1外面的外部环境3排放。排放气体2包括氮氧化物、一氧化碳和未完全燃烧的碳氢化合物，应当在向外部环境3排放它们前预先最小化它们的含量。因此，排气管线4安置排放气体2的后处理系统5。后处理系统5包括允许实现三个不同的反应的三效催化剂8，其中反应有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应。三效催化剂8包括圆柱形或者卵球形的基底，基底由作为覆盖层的通常称为“washcoat(涂层)”的化合物浸透。化合物包含贵金属，其允许催化一氧化碳和未完全燃烧的碳氢化合物的氧化反应以及氮氧化物的还原反应。为了起效，三效催化剂8需要被提高至临界温度。在300°和350°周围之间三效催化剂8达到50％的效率并且从600°起达到其完全的效率。为了优化三效催化剂8温度的升高，该三效催化剂8被直接地放置于在内燃发动机1出口的排气管线4的内部。根据所使用的基底和该基底的惰性，在穿过三效催化剂8的排放气体2的作用下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三效催化剂(8)，其能够实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，并且所述三效催化剂用于装配机动车辆的内燃发动机(1)所设有的排气管线(4)，其特征在于，所述三效催化剂(8)包括包含金属基底的第一基础三效催化剂(8a)和包含陶瓷基底的第二基础三效催化剂(8b)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.04 FR 14517281.一种三效催化剂(8)，其能够实现三个不同的反应，其中有氮氧化物还原生成氮气和二氧化碳的反应、一氧化碳生成二氧化碳的氧化反应和未完全燃烧的碳氢化合物生成二氧化碳和水的氧化反应，并且所述三效催化剂用于装配机动车辆的内燃发动机(1)所设有的排气管线(4)，其特征在于，所述三效催化剂(8)包括包含金属基底的第一基础三效催化剂(8a)和包含陶瓷基底的第二基础三效催化剂(8b)。2.根据前项权利要求所述的三效催化剂(8)，其特征在于，所述第一基础三效催化剂(8a)和所述第二基础三效催化剂(8b)安置在各自的外壳(11a，11b)的内部。3.根据权利要求1所述的三效催化剂(8)，其特征在于，所述第一基础三效催化剂(8a)和所述第二基础三效催化剂(8b)安置在共同的壳体(12)的内部。4.根据权利要求1所述的三效催化剂(8)，其特征在于，所述第一基础三效催化剂(8a)没有外壳。5.根据前项权利要求所述的三效...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯卡·克里茂德，文森特·苏雄，于连·兰卡斯特，亚历杭德罗·雅尔赛，
申请(专利权)人：标致雪铁龙集团，
类型：发明
国别省市：法国;FR