本发明专利技术涉及一种燃烧式发动机(1)的排放气体的后处理装置，其从上游至下游包括：氧化催化器部件DOC(3)；用于氮氧化物的选择性催化还原SCR的还原剂或还原剂前体的输入装置(4)的喷口(41)；氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化器部件(6)以及微粒过滤器(7)，其配备有氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化剂覆盖层SCRF。所述部件和喷口集中在唯一的壳体(2)中。所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件(6)的长度(L1)比所述微粒过滤器(7)的长度(L2)至少小两倍。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃烧式发动机的排放气体的污染物的处理装置。
技术介绍
配备于机动车辆的燃烧式发动机的污染物排出由标准规定。根据所考虑的燃烧式发动机技术，受规定的污染物是一氧化碳(CO)、未燃尽的碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx，即NO和NO2)以及微粒(PM)，它们在碳氢燃料的燃烧时在燃烧室内形成随后被排放。已知在燃烧式发动机的排气管路中使用一定数量的除污装置以限制规定污染物的排出。氧化催化剂允许处理一氧化碳、未燃尽的碳氢化合物以及在特定条件下允许处理氮氧化物；微粒过滤器可以用于处理烟灰的微粒。将该类型的装置用术语通常表示为排放气体的“后处理”装置。为了满足关于氮氧化物(NOX)的排放的防污标准，可将后处理的特定系统引入车辆的排气管路中，尤其引入配备有狄塞尔(Disel)发动机的车辆的排气管路中。为了处理氮氧化物(NOX)，已知选择性催化还原技术，或英语简称为“SCR”的“SelectiveCatalyticReduction”，其在于通过在排气管路中还原剂(或这种还原剂的前体)的输入通过催化反应使NOX还原。例如其涉及尿素溶液，其分解将允许获得充当还原剂，还充当气态还原剂或这种还原剂前体的氨。在本文件的后文中通常用“还原剂(réducteur)”这个词来表示还原剂(agentréducteur)或还原剂前体。产生的催化剂允许通过在SCR催化器中，即具有能够通过还原剂促进NOX还原的催化浸渍的基底中的反应来还原氮氧化物。尤其是欧洲标准倾向于变得越来越严格。并且鉴于预料到2016年以后标准的变化，为了遵守当前标准而用于减少离开排气管路的污染物的排出的解决方案表现出不足。实际上，标准的第一步，Euro6b(于2014年九月生效)已经引导机动车制造商在不同的选项间选择以更特定地减少NOX的排出：-“在源头”，在发动机本身的运转处，通过发动机中的排放气体的再循环类型技术还原NOX，再循环根据英语术语的简写也称为EGR，其对应于例如高压和低压“排气再循环”；-在排气管路处通过称为“NOX收集器”的顺序催化处理技术还原NOX；-还在排气管路处还原NOX，通过例如在上文中简要描述的称为“选择性催化还原”(SCR)的连续处理技术；甚至兼用这些解决方案中的多个。如果这些解决方案允许满足标准(Euro6b)的变化中的该第一步，其不必然能够满足表明还更严格的第二步(Euro6c，预计于2017年九月生效)，其具有在称为“WLTC”(英语为“WorldwideHarmoizedLightvehiclesTestCycle(全球轻型汽车测试循环)”，即法语中“cycledetestharmonisépourvéhiculeslégers”(轻型汽车协调测试循环)的简称)的新运行循环上的污染物测量，新运行循环包括比当前的许可循环(称为“MVEG”，英语为“MotorvehicleEmissionsGroup”(发动机车辆排放小组)，即法语中的“grouped’émissionspourvéhiculesmotorisés”(发动机车辆排放小组)的简称)更多的过渡阶段，但也应建立循环外的测量(替代实际行驶排放或行驶的真实状况下的排放出，称为“RDE”)。特别是为了应对循环外NOX过高排放的风险，可以预期不同的技术解决方案和构造。它们具有其优点及其缺点。但是效率最高的氮氧化物的处理技术是选择性催化还原(SCR)，因为其在比作为后处理的其它解决方案的NOX收集器的温度和气体流量的范围更广泛的温度和气体流量的范围中是高效的。此外，增加后处理装置的实施限制。实际上，通常，所使用的催化器系统因为穿过的排放气体的温度较高(直到某一点)且稳定而更高效。于是其在发动机的起动后排放气体的温度逐渐升高时更快地触发(s’amorcer)。因此，关注于将后处理装置实施在发动机罩下的最靠近发动机处，即最靠近排放气体的集气管处，甚至该环境通常是非常拥挤的。后处理装置因此应该尽量紧凑而不损害其性能。在本文本的全文中，术语“上游”和“下游”根据集成了后处理部件的排气管路中的排放气体流动的通常的方向理解，从发动机直到排气管路的端部的套管。例如，由专利申请WO2011/089330已知一种在同一壳体中集中由排放气体依次穿过的多个部件的后处理装置。其尤其提出一系列的部件，从上游至下游包括：-氧化催化器，-尿素类型的还原剂的喷射器，-混合器，其作用是及时混合喷射入气体所穿过的壳体中的尿素滴，以便在壳体的整个直截面上尽可能均匀地分解为氨，-SCR部件，-微粒过滤器(以后称为FAP)。还提出一种替代办法，其在于通过浸渍还原NOX的催化剂并且因此同时执行烟灰过滤和NOX还原作用的FAP(以后称为SCRF)替换SCR部件和FAP。然而，如在该文件中所描述的SCR专用部件会由于不利的热的原因而不能足够早地热触发，尤其是期间在排气管路中的温度相当低的城市中运行的条件下。不过，这恰好在该类型的城市中运行期间，(尤其是)欧洲标准的变化在NOX排出的减少方面将变为强制性的。并且由于微粒过滤器的特定基底较大的热惰性，在微粒过滤器中集成了SCR催化剂(SCRF)的变型例在城市中运行的条件下性能不再那么好，即使其很靠近发动机放置。实际上，保证微粒过滤并浸渍催化剂覆盖层(浸渍的覆盖层英语称为“washcoat(载体涂料)”)的基底是多孔陶瓷，其消耗很多热量以提升温度。SCR阶段的触发因此只能在某一时间之后才发生，这不许允许该解决方案遵守未来的标准变化。
技术实现思路
本专利技术因此旨在设计一种弥补了前述缺点的排放气体的后处理。其尤其旨在改善现有的装置以允许在污染物的排放方面，且更具体地在涉及城市运行类型的不稳定运行条件下和/或在扩大的温度范围中的NOX的排放方面遵守更为严格的标准。有利地，其也旨在获得一种性能更好并且还保持紧凑的后处理装置。本专利技术首先涉及一种燃烧式发动机的排放气体的后处理装置，其从上游至下游包括：-氧化催化器部件DOC；-用于氮氧化物的选择性催化还原SCR的还原剂或还原剂前体的输入装置(可以是喷射器的装置)的喷口；-氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化器部件；-微粒过滤器，其配备有称为SCRF的氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化剂覆盖层；-所述部件和喷口集中在唯一的壳体中；-所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件的长度比微粒过滤器的长度小至少两倍，尤其小至少2.2倍或至少2.3倍或至少2.4或2.5倍直到3倍(至少)。后处理装置的这种构造在多个方面被证实是极为有利的。一方面，保留了整体的紧凑性，其容纳于唯一的壳体中，并且其因此可以有利地安置在排气管路上最靠近离开发动机的排放气体的集气管处。另一方面，其允许改善装置的性能，尤其是针对在最不利的条件下的，即如之前提到的在城市运行的条件(其中排放气体的温度保持小于道路或高速公路类型的运行)下的，甚至在称为强烈的，具有间歇地排放气体的大流量的驾驶类型的条件下的NOX还原。还补充证明了该构造允许最大化地限制排气管路的末端处的氨漏失(还用英语以术语“NH3slip”表示，氨漏失来自在SCR催化器的载体部件上游喷射但并未起作用的还原剂)。并且这些十分有利的结果已通过两个SCR部件的组合得到：一个专用于该功能，另一个集成在微粒过滤器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃烧式发动机(1)的排放气体的后处理装置，其特征在于，其从上游至下游包括：‑氧化催化器部件DOC(3)；‑用于氮氧化物的选择性催化还原SCR的还原剂或还原剂前体的输入装置(4)的喷口(41)；‑氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化器部件(6)；‑微粒过滤器(7)，其配备有氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化剂覆盖层SCRF；‑所述部件和喷口集中在唯一的壳体(1)中；‑所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件(6)的长度(L1)比所述微粒过滤器(7)的长度(L2)小至少两倍，尤其小至少2.2倍至3倍。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.27 FR 14547531.一种燃烧式发动机(1)的排放气体的后处理装置，其特征在于，其从上游至下游包括：-氧化催化器部件DOC(3)；-用于氮氧化物的选择性催化还原SCR的还原剂或还原剂前体的输入装置(4)的喷口(41)；-氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化器部件(6)；-微粒过滤器(7)，其配备有氮氧化物NOX的选择性催化还原的催化剂覆盖层SCRF；-所述部件和喷口集中在唯一的壳体(1)中；-所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件(6)的长度(L1)比所述微粒过滤器(7)的长度(L2)小至少两倍，尤其小至少2.2倍至3倍。2.根据前项权利要求所述的后处理装置，其特征在于，所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件(6)具有至多80mm，尤其至多76mm，优选地介于45mm和55mm之间的长度(L1)。3.根据前述权利要求中任一项所述的后处理装置，其特征在于，包括在所述氮氧化物的选择性催化还原的催化器部件(6)和所述微粒过滤器(7)之间的可能空间的总长度(L12)为至多200mm，尤其至多190mm，优选地介于170mm和180mm之间。4.根据前述权利要求中任一项所述的后处理装置，其特征在于，所述氧化催化器部件(3)的入口和所述微...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·马特斯，珍·弗洛朗·吉尼，蒂埃里·贝尔坦，托马斯·勒塔勒克，
申请(专利权)人：标致雪铁龙集团，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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