CN102808677A - 用于汽油发动机的排气后处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于排气后处理装置的实施例。在一个示例中，用于汽油发动机的排气后处理装置包含具有多孔过滤器壁的过滤器主体，排气流经该多孔过滤器壁以去除碳烟。所述多孔过滤器壁包含第一催化剂材料，并且在所述过滤器壁的部分区域上具有第二催化剂材料涂层。通过这种方式，可在普通后处理装置中提供颗粒过滤器和催化剂。

Description

用于汽油发动机的排气后处理装置和方法

相关申请

本申请要求2011年6月1日提交的申请号为102011050788.4的德国专利申请的优先权，其全部内容包含在此以供参考。

技术领域

本公开涉及用于汽油发动机的排气后处理装置，以及用于汽油发动机的排气后处理方法。

背景技术

内燃机在燃烧过程期间产生碳烟。柴油发动机以此著称，并导致发展用于柴油发动机的相应碳烟过滤器和排气后处理系统。然而，火花点火的内燃机，特别是直接注油的汽油发动机，在运行期间产生碳烟颗粒，其可与排气一起进入周围空气。即使汽油发动机中产生的碳烟颗粒量通常少于柴油发动机，但是期望防止或至少降低碳烟颗粒的排放，并且防止或至少降低因此产生的大气污染。

能够通过颗粒过滤器从排气中清除碳烟颗粒。该颗粒过滤器可为额外组件部分，其具有相应的空间需求和额外成本。因此，有利的是，将颗粒过滤器的功能和用于排气后处理的其他组件结合。

从EP 1 055 805B1已知，在柴油发动机的情况下，为了在多个连续方法阶段，在碳烟过滤元件中分离碳烟，过滤元件具有用于将排气中所含的一氧化氮氧化为二氧化氮的催化剂涂层。根据EP 2273079A1，排气后处理装置装备有插入件，其在流入侧部分中作为氧化催化剂，以及在流出侧部分中作为颗粒过滤器形成。在WO 2008/107423A1中，公开了具有由陶瓷材料形成的过滤器主体的柴油颗粒过滤器，其在过滤器部分用于使排气流经的平面和多孔过滤器壁，并且除了过滤器部分之外，其还包含催化剂部分，后者具有氧化催化剂涂层或NO_x存储涂层。

在汽油发动机中，已知结合相应的颗粒过滤器（汽油颗粒过滤器GPF）的功能和通常在汽油发动机中任何情况下都在排气系统中提供的三元催化剂（TWC）的功能。然而，通过将三元催化剂的催化活性物质应用于颗粒过滤器的排气管路的过滤器壁，颗粒过滤器对排气通流造成的阻力以及因而排气反压力将会显著上升。与传统的三元催化剂形成对比，因此将催化活性物质引入颗粒过滤器的多孔过滤器壁，因而降低压力损失，并且因此降低排气反压力。

然而，本文的发明人已意识到上述方法的一些问题。例如，已发现，与传统的三元催化剂（TWC）相比，颗粒过滤器（GPF）的过滤器壁中的催化涂层的插入件导致开始行为减弱。特别地，需要较长的时间，直到实现排气污染物转换的充分催化效果，因此，具有该过滤器的汽车排放的污染物，特别是碳氢化合物，大体上会增加。可能通过加热排气后处理装置提高开始行为，例如通过增加排气焓或通过电加热，然而，结果是燃料消耗也将增加。通过增加催化器物质的贵金属含量可能改善开始行为，但这将增加成本。

发明内容

因此，提供实施例以至少部分地解决上述问题。在一个实例中，用于汽油发动机的排气后处理装置包含具有多孔过滤器壁的过滤器主体，排气通过多孔过滤器壁流动从而清除碳烟，多孔过滤器壁包含第一催化剂材料，并且在过滤器壁的部分区域具有第二催化剂材料涂层。

通过该方式，可以通过多孔过滤器壁从排气中清除颗粒物质。进一步，包含在过滤器壁中的催化剂材料以及涂层该壁可以起到转换排气中的排放物的作用。通过结合颗粒过滤器和催化剂材料，可以提供单排气后处理装置而非单独的催化剂和颗粒过滤器，降低发动机包装空间。通过仅涂层滤器壁的部分区域，可实现快速催化起燃，而不过度提高排气回压，因而避免燃料经济性的不利影响。

当单独地或结合附图时，根据下面的详细说明将更容易地理解本发明的以上优点和其他优点和特征。

应理解，提供以上摘要是为了以简化的形式引入将在详细说明书中进一步描述的概念选择。无意识别所要求的主旨的关键或实质特征，本发明的保护范围是由详细说明书后的权利要求唯一限定的。此外，要求的主旨并不限于解决以上提出的任何缺点和本公开的任何部分中的实施。

附图说明

图1A-1D示出根据现有技术的催化剂和颗粒过滤器的不同实施例（图1A-1C）和根据本公开的排气后处理装置过滤器主体的实施例（图1D）的比较，每种情况下都为示意性横截面图的形式。

图2示出根据本公开的排气后处理装置的过滤器主体的进一步实施例的部分切除透视图。

图3示出多汽缸发动机的单汽缸的示意图。

图4示出根据本公开实施例，用于操作具有排气装置的发动机的方法的流程图。

具体实施方式

本公开的后处理装置包括过滤器主体，其例如可由陶瓷材料、衬底组成，并且其例如包含彼此平行延伸的排气管路。邻近的排气管路之间的隔断壁以多孔过滤器壁形成，用于保存排气中所含的碳烟，并且被排气穿过。为了该目的，排气管路例如在其流出侧或流入侧末端交替闭合，以便从过滤器主体的流入侧末端部分流至流出侧末端部分的排气流经过滤器壁。过滤器主体因而作为颗粒过滤器形成，用于从汽油发动机的排气流清除碳烟。

根据本公开，多孔过滤器壁包含三元催化剂的催化剂材料，换句话说为获得三元催化剂效果的催化剂材料。催化剂材料可以本身已知的方式包含贵金属，诸如铂、钯和/或铑。除了过滤器壁内所含的催化剂材料之外，将可具有和以上催化剂材料相同组分的三元催化剂的第二催化剂材料应用于过滤器壁的部分区域，特别是过滤器壁上的涂层。该涂层可以本身已知的方式在三元催化剂中形成。也可使用催化剂材料的不同分布，例如，进口区域可包含更多钯，而在过滤器壁中可提高铑的含量。

催化剂材料插入过滤器壁不引起颗粒过滤器流阻的显著提高。由于将三元催化剂的催化剂材料另外施加至过滤器壁，所以实现了排气后处理装置的更高开始行为，并且特别是甚至在排气后处理装置已达到其完全运行温度之前，就已建立更高的催化效果。因为仅过滤器壁的部分区域并且因而不是过滤器的全部表面都具有或涂有催化剂材料，所以流阻仅稍微提高，并且因此仅排气反压力提高，其仍适用于汽油发动机的运行。由于本公开，因而以改进方式彼此组合颗粒过滤器和三元催化剂的效果。

根据本公开的示例，将额外的催化剂材料施加到至少在限定于排气流动方向的过滤器主体的一部分中的过滤器壁，特别施加至彼此平行延伸的排气管路的所有过滤器壁的相应部分。因而可能简化生产，并且实现排气净化的特别高的功效水平。

将另外施加的催化剂材料有利地施加至过滤器主体的至少一部分中的两侧上的过滤器壁。因而进一步提高了作为三元催化剂的另外催化剂材料的功效。

该部分，其中三元催化剂的催化剂材料被另外施加至过滤器主体的排气管路的隔离壁，换句话说，施加至过滤器壁，可例如作为流入侧或流出侧末端部分，或作为在过滤器主体的排气流动方向观察的中心部分形成。可在多个该部分中施加另外的催化剂材料，然而，其中至少一部分仍无另外的催化剂材料。

根据本公开的示例，另外施加的催化剂材料被在流入侧上施加至过滤器主体的末端部分中的过滤器壁。因而实现特别良好的开始行为以及特别高水平的排气净化功效。该布置的进一步优点在于防止催化剂的可能磷中毒，这可由排气中的磷化合物引起，并且其降低排气后处理装置的功效和服务寿命。

根据本公开的进一步示例，另外施加的催化剂材料被在流出侧上施加至过滤器主体的末端部分中的过滤器壁。如果另外的催化剂材料被在流入侧和流出侧上都被施加至过滤器主体的末端部分中的过滤器壁，将特别优选。因而实现了特别高的催化剂净化效果以及特别良好的开始行为。

多孔过滤器壁中所含的，也就是说过滤器主体的排气管路之间的隔离壁中的催化剂材料可被有利地作为涂层，布置在位于过滤器壁内的多孔壁中。因而在三元催化剂条件下实现特别高水平的催化排气净化功效，而不降低作为碳烟过滤器的效果，或产生可观的排气反压力。

在根据本公开的用于汽油发动机排气后处理的方法中，测量排气中的氧含量，并且调整汽油发动机的燃料和/或空气进给，以实现至少适当的化学计量排气组分。例如可使用布置在排气流中的拉姆达探针测量排气的氧含量。可通过本身已知的方式调整汽油发动机的燃料和/或空气进给，例如通过调节喷射的燃料量，以便排气具有近似化学计量组分，其允许通过三元催化剂几乎完全氧化CO和碳氢化合物，以及几乎完全还原NO。氧含量测量和为了实现化学计量排气组分的调整相应于本身已知的三元催化剂的拉姆达（lambda）调整。

此外，在根据本公开的方法中，排气流经如上所述设计的排气后处理装置。碳烟颗粒被过滤器主体从排气中清除，过滤器主体包含彼此平行延伸的排气管路，排气通过过滤器壁流动。由于布置在多孔过滤器壁内的催化剂材料，以三元催化剂的方式对排气的进一步污染物净化。作为被施加至过滤器壁部分的另外催化剂材料的结果，在过滤器壁内的催化剂材料已达到完全运行温度之前，已可获得用于排气净化的催化剂效果。

根据图1A，从现有技术已知的三元催化剂过滤器主体1包含多个排气管路2，其彼此平行延伸，并且其经布置，以便将被净化的排气从流入侧3流至流出侧4。将催化剂材料布置在陶瓷衬底形成的壁5上的排气管路2中，所述催化剂材料例如被施加至水洗涂层6，其例如可由多孔铝氧化物和铈（IV）氧化物组成，其中包含催化活性贵金属。当将被净化的排气从流入侧3流至流出侧4时，其接触水洗涂层6中的催化剂材料。由于其中所含的贵金属，特别是铂、钯和/或铑的催化效果，排气中所含的一氧化碳和碳氢化合物例如借助于氧而氧化，以形成二氧化碳和水，并且排气中所含的一氧化氮被一氧化碳还原，形成氮气。通过可借助拉姆达调整实现的排气的相应化学计量组分，能够将上述污染物实质上完全从排气中清除。为了清楚，图1A中不是所有的元件都以其各自标识号表示，其他图也是如此。

图1B示出从现有技术已知的颗粒过滤器，并且具有过滤器主体7，其包含多个第一排气管路8，后者彼此平行延伸，朝流入侧3开启，并且朝流出侧4闭合。过滤器主体7也包含多个第二排气管路9，其彼此平行延伸并且延伸至第一排气管路8，朝流出侧4开启，并且朝流入侧3闭合。过滤器主体7的陶瓷衬底在第一和第二排气管路8、9之间形成多孔隔断壁24，该隔断壁起过滤器壁的作用。在其从过滤器主体7的流入侧3至流出侧4的路径上，排气流经第一排气管路8，流经多孔隔断壁24，其中，保留排气中所含的碳烟颗粒，并继续流经第二排气管路9。特别地，图1B示出用于汽油发动机（GPF）的颗粒过滤器。

如图1C中象征性示出，在用于汽油发动机（GPF）的进一步碳烟颗粒过滤器中，在隔断壁11中包含起三元催化剂催化意义的材料，起过滤器壁的作用。另外类似于图1B中所示的颗粒过滤器的过滤器主体7设计图1C中示出的过滤器主体。当排气从流入侧3通过过滤器主体25流至流出侧4时，所述排气流经如图1B所示的过滤器主体7中的第一排气管路8、多孔隔断壁11以及第二排气管路9。当排气流经多孔隔断壁11时，不仅将排气中所含的碳烟颗粒滤出，而且如果相应设定排气组分，也在图1A中所示的三元催化剂中，将排气中的进一步污染物经化学转化而净化。

在图1D中，示出根据本公开的排气后处理装置，其包含过滤器主体13。将其设计地类似于图1C中所示的过滤器主体25，但是隔离壁11在流入侧3和流出侧4上，在其各个末端部分都另外载有催化剂材料。所述催化剂材料可具有与包含在隔离壁11的催化剂材料相同的组分，并且也被用于三元催化剂中的催化转化。可将另外的催化剂材料包含在例如被施加至两侧上的隔离壁11的水洗涂层14、15中。隔离壁11可包括未施加水洗涂层的干涉区域26，因而在该干涉区域中，过滤器壁不被涂以催化剂材料。

如果排气从流入侧流经过滤器主体13至流出侧，所述排气就因而流进第一排气管路8，后者通往流入侧，并且穿过水洗涂层14，后者包含布置在流入侧上的隔离壁11上的另外的催化剂材料。然后，排气穿透多孔隔离壁11，后者起过滤器壁的作用，用于清除排气中所含的碳烟颗粒。最后，排气流经第二排气管路9，后者通往流出侧，并且穿过水洗涂层15，后者同样地包含被施加至流出侧上的隔离壁11的另外的催化剂材料。通过相应设定的排气组分，随着排气流经隔离壁11，由于其中所含的催化剂材料进行化学反应的结果，排气被净化进一步污染物，这是图1C中所示的过滤器主体25中的情况。另外，当穿过具有另外的催化剂材料的水洗涂层14、15时，催化净化在流入和流出侧上的末端部分发生；即使已达到布置在隔离壁11中的催化剂材料的运行温度之前，该净化也特别有效。

因而，在一个实施例中，催化剂材料可在三个区域存在于后处理装置中。第一区域包括流入部分中的过滤器壁上的催化剂材料涂层。第二区域包括过滤器壁内所含的催化剂材料。第三区域包括流出部分中的过滤器壁上的催化剂材料涂层。对过滤器壁涂层可产生降级燃料经济性的另外的排气回压。因而，仅在第一和第三区域中提供涂层。在图1D中以第一区域27和第三区域28描述第一和第三区域。第一区域27被完全涂以催化剂材料。第三区域28也可被完全涂以催化剂材料。干涉区域26可不被涂以任何催化剂材料。

第一区域27可包含后处理装置的25%或更短长度。换句话说，对于每个给定的过滤器壁，流入侧上（流入侧3）上的25%的过滤器壁都被完全涂以催化剂材料。然而，其他百分比也处于本公开的保护范围之内，诸如15%、10%等等。类似地，第三区域可包含后处理装置的25%或更短长度，因为对于每个过滤器壁，流出侧上的25%或更少的过滤器壁都可被完全涂以催化剂材料。干涉区域26可包含后处理装置的50%或更多长度。通过该方式，在过滤器壁的外部，后处理装置的每个过滤器壁的至少一半长度不被涂以催化剂材料（但是可仍包括集成在壁内的催化剂材料）。在一些实施例中，75%的长度不涂以催化剂。在其他实施例中，80%的长度不涂以催化剂。此外，第一区域27紧密邻近干涉区域26，后者紧密邻近第三区域28，而第一区域27、干涉区域26和第三区域28之间无干涉区域。另外，在一些实施例中，后处理装置的每个末端面都不被涂以催化剂材料。

因而，在一个示例中，后处理装置可包括限定流入管路和流出管路的多个过滤器壁。每个过滤器壁的外部的第一10%被在流入侧完全涂以催化剂材料。每个过滤器壁的外部的随后80%可不被涂以催化剂材料。每个过滤器壁的外部的最后10%被在流出侧完全涂以催化剂材料。后处理装置的每个末端面都可不被涂以催化剂材料。此外，过滤器壁可包括集成在壁内的催化剂材料。可将集成在壁内的催化剂材料集成在每个壁的整体内，以便后处理装置的所有壁的所有部分都包括其中的催化剂。然而，在其他实施例中，仅壁的部分的子集可具有其中集成的催化剂。例如，每个壁的仅50%可包括集成的催化剂材料。在另外的示例中，不是每个壁都可包括集成的催化剂材料，而是仅有过滤器壁的子集可包括集成的催化剂材料。

在图2中示出根据本公开的排气后处理装置的过滤器主体16的进一步实施例。如图所示，在示出的透视图和放大细节图中所示的流入侧上的末端面17上，过滤器主体16的衬底形成以格子状或蜂窝结构形式布置的管道或管路18、19，其中每个第二管路18都朝向流入侧开口。中间管路19朝向流入侧闭合，并且朝向流出侧开口，而管路18朝向流入侧开口，并且朝向处理侧（未示出）闭合。隔离壁20多孔，并且包含具有三元催化剂效果的催化剂材料，或者例如起O₂或NO_x储存作用的材料。催化剂材料被另外作为涂层22施加至隔离壁20，换句话说，被施加至流入侧上的末端部分21中的管路18、19的管壁。如图2中的部分切除视图所示，未在过滤器主体16的中心部分23中提供该涂层。可类似于流入侧（未示出）上的末端部分21设计流出侧上的过滤器主体16的末端部分。

如果将汽油发动机的排气流通过流入侧上的末端面17引导经过过滤器主体16，排气就因而流经通往流入侧的管路18，穿透多孔隔离壁20，并且继续流经流出侧上的管路19。当排气流经起过滤器壁作用的隔离壁20时，就从中清除排气中所含的颗粒，尤其是碳烟，并且如果相应设定排气组分，就以三元催化剂的方式清除进一步污染物。另外，作为排气和催化剂涂层22接触的结果，将进一步污染物从排气清除。在过滤器壁或隔离壁20中所含的催化剂材料已达到所需的运行温度之前，另外起三元催化剂作用的涂层22已在汽油发动机或排气后处理装置的开始阶段有效。因而实现了具有过滤器主体16的排气后处理装置的更优开始行为，其中，仅在各部分上施加的涂层仅引起排气反压力的较小增加。

现在参考图3，其包括示出多汽缸内燃机10的一个汽缸的示意图。发动机10可部分由包括控制器12的控制系统，以及由车辆操作者通过输入装置130的输入控制。在该示例中，输入装置130包括油门踏板和踏板位置传感器134，用于产生成比例的踏板位置信号PP。

发动机10的燃烧汽缸30可包括燃烧汽缸壁32，其中定位有活塞36。活塞36可被耦合至机轴40，以便将活塞的往复运动转化为机轴的转动运动。可通过中间传动系统，将机轴40耦合至车辆的至少一个驱动轮。此外，可通过飞轮将起动马达耦合至机构40，从而能够进行发动机10的起动操作。

燃烧室30可通过进气通道42，从进气歧管44接收进气空气，并且可通过排气通道48排放燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能选择性地通过各个进气气门52和排气气门54而与燃烧汽缸30相通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多进气气门和/或两个或更多排气气门。

在该示例中，可通过各个凸轮致动系统51和53，通过凸轮致动而控制进气气门52和排气气门54。凸轮致动系统51和53可每个都包括一个或更多凸轮，并且可利用一个或更多凸轮轮廓变换（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统，其可由控制器12操作，从而改变气门运行。进气门52和排气门54的位置可分别由位置传感器55和57确定。在可替换实施例中，可由电动气门致动控制进气门52和/或排气门57。例如，汽缸30可替换地包括经电动气门致动控制的进气门，以及经包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

示出燃料喷射器66被直接耦合至燃烧汽缸30，用于在其中直接喷射燃料，其与经电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例。通过该方式，燃料喷射器66向燃烧汽缸30提供已知的直接燃料喷射。例如，可将燃料喷射器安装在燃烧汽缸侧面或安装在燃烧汽缸顶部。可通过燃料传送系统（未示出）将燃料传送至燃料喷射器66，该燃料系统包括燃料箱、燃料泵、以及燃料管。在一些实施例中，燃烧汽缸30可替换地或另外包括以下列方式被布置在进气通道42中的燃料喷射器，即其向燃烧汽缸30上游的进口端口提供已知的端口燃料喷射。

进气通道42可包括充量运动控制阀（CMCV）74和CMCV板72，并且也可包括节气门62，后者具有节气门板62。在该特殊示例中，可由控制器12通过被提供至电动马达或节气门52所包括的致动器改变节气门板64的位置，可将该构造称为电子节气门控制（ETC）。通过该方式，可操作节气门62，以改变向燃烧汽缸30以及其他发动机燃烧汽缸提供的进气空气。进气通道42可包括质量空气流传感器120以及歧管气压传感器122，用于向控制器12提供各个信号MAF和MAP。

点火系统88能够在选择运行模式下，响应来自控制器12的火花提前信号SA，通过火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然示出火花点火组件，但是在一些实施例中，可在压缩点火模式下，通过或不通过点火火花，运行燃烧室30或发动机10的一个或更多其他燃烧室。

示出排气传感器126被耦合至排气后处理装置70上游的排气通道48。传感器126可为任何适当的传感器，用于提供排气空气/燃料比的指示，诸如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧）、二相氧传感器或EGO、HEGO（加热EGO）、NO_x、HC或CO传感器。排气系统可包括起燃催化剂和底部催化剂，以及排气歧管、上游和/或下游空气-燃料比传感器。排气后处理装置70可为具有集成催化剂的汽油颗粒过滤器，诸如包括图1D的过滤器主体13或图2的过滤器主体16的后处理装置。在其他实施例中，排气后处理装置70可为三元催化剂（TWC）、NO_x阱、各种其他排放控制装置或其组合。

图3中示出控制器12为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值-在特殊示例中示出为只读存储器芯片106的电子存储媒体、随机存取存储器108、不失效存储器110以及总线。除了上述的那些信号，控制器12还可从被耦合至发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自质量空气流传感器120的引入质量空气流（MAF）测量值；来自被耦合至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；来自于被耦合至机轴40的霍尔效应传感器118（或其他类型）的表面点火感测信号（PIP）；来自节流阀位置传感器的节流阀位置（TP）；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。能够通过代表可由处理器102执行的指令的计算机可读数据，对存储媒体只读存储器106编程，用于执行下述方法，以及其变体。

图4示出方法200的流程图，其用于运行包括根据本公开的实施例的排气装置的发动机。方法200在202包含以化学计量燃烧运行发动机。可基于从一个或更多排气传感器的反馈而调整向发动机传送的燃料，以保持空气-燃料比靠近化学计量。化学计量燃烧可提供例如在下游后处理装置转化HC、CO、NO_x等等的最佳排气条件。

在204，排气被从发动机传送至后处理装置。发动机可被耦合至排气通道，后者包括一个或更多经配置以从排气清除排放物的后处理装置。后处理装置可包括多孔过滤器壁，其经布置以提供流入管路和流出管路，经配置以储存颗粒物质。此外，后处理装置可包括一个或更多催化剂区域，以转化排气中的排放物。因而，将排气传送至后处理装置可包括，在206，排气通过在第一催化剂区域中被涂以催化剂材料的一组流入管路而进入装置。如上关于图1D和图2所述，后处理装置可包括具有限定流入管路的多个多孔过滤器壁的过滤器主体。多孔过滤器壁可由储存排气中的颗粒物质的材料组成。此外，多孔过滤器壁可被在第一催化剂区域，诸如流入侧上的末端部分涂以催化剂材料，诸如铂、钯和/或铑。当排气穿过流入管路并且在第一催化剂区域上穿过时，催化剂可将排气中的排放物转化为二氧化碳、水、氮气等等。

将排气传送至后处理装置也可包括，在208，穿过在第二催化剂区域中包含催化剂材料的多孔过滤器壁排放。流入管路可在一端包括塞子，其防止排气离开管路。因而，排气可穿过多孔过滤器壁，后者可捕捉颗粒物质。此外，过滤器壁也可包括催化剂材料，其类似于流入管路中涂层过滤器壁的催化剂材料。过滤器壁可包括被涂以催化剂材料的内部过滤器壁。

在210，方法200包括将排气从后处理装置传送至大气。这可包括，在212，排气通过被在第三区域涂以催化剂材料的流出管路排出。第三区域可为流出管路的流出侧的多孔过滤器壁的末端部分。然后，方法200返回。

因而，图4的方法200提供通过后处理装置传送发动机排气。后处理装置可提供储存颗粒物质的多孔过滤器壁，以及可在用于转化排放物的装置的一个或更多区域包括催化剂材料。例如，过滤器壁可包含集成在壁内的催化剂材料。然而，过滤器壁中的催化剂可具有相对长的起燃时间。换句话说，过滤器壁内的催化剂可不能足够快地预热，以确保发动机冷起动后，排气中所有排放物的适当转化。因而，可在另外的区域将多孔过滤器壁涂以催化剂材料。在一个示例中，可在第一区域将过滤器壁涂以催化剂材料，排气首先在该处进入后处理装置。过滤器壁可替换地或另外被在第三区域涂以催化剂材料，其中排气排出后处理装置。通过该方式，第一和第三催化剂区域可实现比过滤器壁中的催化剂更快的起燃。然而，仅涂层第一和/或第三区域的过滤器壁，可避免降级燃料经济性的排气回压。过滤器壁可包括干涉区域，其中不是所有的过滤器壁都被涂以催化剂材料，以提供较低排气回压。

应明白，在此公开的构造和方法本质上为例示性的，并且不将这些特定实施例视为限制性意义，因为可能有许多变体。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本公开的主旨包括在此公开的各种系统和构造，以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非新颖组合和子组合。

以下权利要求特别指出被视为新颖和非新颖的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。应将该权利要求理解为包括一个或更多该元件的结合，而不需要或排除两个或更多该元件。可通过本权利要求的更正或通过本或相关申请中的新权利要求的提出，而要求公开特征、功能、元件、和/或性质的其他组合和子组合。该权利要求，无论是比原始权利要求的保护范围相比，更宽、更窄、相等或不同，都应将其视为被包含在本公开的主旨之内。

Claims (20)

1.一种用于汽油发动机的排气后处理装置，包含：

过滤器主体，其具有多孔过滤器壁，排气流经所述过滤器壁以去除碳烟，所述多孔过滤器壁包含第一催化剂材料并且具有仅在所述过滤器壁的部分区域上的第二催化剂材料的涂层。

2.根据权利要求1所述的排气后处理装置，其中所述第二催化剂材料在由所述排气的流动方向限定的所述过滤器主体的至少一部分中涂层所述过滤器壁。

3.根据权利要求2所述的排气后处理装置，其中，所述第二催化剂材料在所述过滤器主体的所述至少一部分中的两侧上涂层所述过滤器壁。

4.根据权利要求2所述的排气后处理装置，其中，所述第二催化剂材料在流入侧的所述过滤器主体的末端部分涂层所述过滤器壁。

5.根据权利要求2所述的排气后处理装置，其中，所述第二催化剂材料在流出侧的所述过滤器主体的末端部分涂层所述过滤器壁。

6.根据权利要求1所述的排气后处理装置，其中，所述多孔过滤器壁包含在内部多孔壁上作为涂层的所述第一催化剂材料。

7.根据权利要求1所述的排气后处理装置，其中，所述第一催化剂材料和所述第二催化剂材料相同。

8.根据权利要求1所述的排气后处理装置，其中，所述第一催化剂材料由比所述第二催化剂材料比例更大的铑组成，并且其中所述第二催化剂由比所述第一催化剂材料比例更大的钯组成。

9.一种用于汽油发动机的排气后处理的方法，包含：

测量所述排气的氧含量；

调整所述汽油发动机的燃料和/或空气进给，以实现至少近似化学计量排气组分；以及

使所述排气通过根据权利要求1所述的排气后处理装置行进。

10.一种发动机方法，包含：

使排气通过一组流入管路行进到后处理装置中并且在第一催化剂区域、非催化剂干涉区域以及第三催化剂区域上行进；

引导所述排气通过包含第二催化剂区域的微粒过滤器；以及

使所述排气通过一组流出管路，在所述第一催化剂区域、所述非催化剂干涉区域以及所述第三催化剂区域上行进至大气。

11.根据权利要求10所述的发动机方法，其中，使排气在所述第一催化剂区域上行进还包含使所述排气在仅在所述流入和流出管路组的流入侧上的涂层上行进，所述涂层包括催化剂材料。

12.根据权利要求10所述的发动机方法，其中，使排气在所述第三催化剂区域上行进还包含使所述排气在仅在所述流入和流出管路组的流出侧上的涂层上行进，所述涂层包括催化剂材料。

13.根据权利要求10所述的发动机方法，其中，引导所述排气通过包含所述第二催化剂区域的所述颗粒过滤器还包含，引导所述排气通过包含催化剂材料的多个多孔过滤器壁。

14.一种系统，包含：

汽油发动机，其具有排气装置；以及

后处理装置，其被耦合至所述排气装置，并且包含多个多孔过滤器壁，以储存颗粒物质，所述多个多孔过滤器壁仅被在第一催化剂区域和第二催化剂区域涂以催化剂材料，所述第一和第二催化剂区域被无催化剂涂层的干涉区域分离。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第一催化剂区域处于所述多个过滤器壁的流入侧的末端部分，并且其中，所述第二催化剂区域处于所述多个过滤器壁的流出侧的末端部分。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述无催化剂涂层的干涉区域包含所述后处理装置的至少一半长度。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第一和第二催化剂区域每个都包含所述后处理装置的10%长度。

18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个多孔过滤器壁的每个多孔过滤器壁都包括被涂以所述催化剂材料的内部多孔壁。

19.根据权利要求14所述的系统，其中，所述催化剂材料包含铂、钯和铑其中之一或更多。

20.根据权利要求14所述的系统，其中，所述后处理装置还包含第一末端面和第二末端面，并且其中，每个末端面都不被涂以催化剂材料。

Images