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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Technologie einer Abgasreinigungsvorrichtung,
die Komponenten in Abgas oxidiert.
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Eine
Abgasreinigungsvorrichtung, d. h. eine Abgas säubernde
Einrichtung, ist in einem Abgaskanal vorgesehen, der mit einem Dieselmotor
verbunden ist und aus dem Dieselmotor ausgestoßenes Abgas
aus einem Kraftfahrzeug nach außen leitet. Eine Abgasreinigungsvorrichtung
besitzt einen Stickoxid-(NOx-)Speicherkatalysator und ein Partikelfilter. Ein
NOx-Speicherkatalysator kann stromaufwärts von einem Filter
bzw. ihm vorgelagert vorgesehen sein. Im folgenden wird ein Partikelfilter
als Filter bezeichnet.
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Ein
NOx-Speicherkatalysator speichert Stickoxid (NOx) in Abgas, das
in einem Abgaskanal strömt, wenn eine Temperatur auf einer
vorbestimmten Höhe gehalten wird und das Abgas viel Sauerstoff
aufweist, d. h. in einer Atmosphäre mit magerem Luft/Kraftstoff-Verhältnis;
und stößt das gespeicherte Stickoxid aus und reduziert
und reinigt das Abgas durch ein Reduktionsmittel, z. B. Kohlenmonoxid (CO)
und Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas, wenn eine Temperatur auf einer
vorbestimmten Höhe gehalten wird und das Abgas wenig Sauerstoff
aufweist, d. h. in einer Atmosphäre mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis.
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Ferner
speichert der NOx-Speicherkatalysator bei Oxidation einer Schwefelkomponente
im Kraftstoff oder Motoröl durch Verbrennung in einem Verbrennungsmotor
erzeugtes Schwefeloxid (SOx) auf der Grundlage desselben Prinzips.
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Da
aber Schwefeloxid (SOx) im Laufe der Zeit stabileres Sulfat im NOx-Speicherkatalysator
bildet, ist der Ausstoß von Schwefeloxid schwieriger als der
Ausstoß von Stickoxid, und Schwefeloxid verbleibt in der
Tendenz als Sulfat im NOx-Speicherkatalysator. Mit zunehmender Restsulfatmenge
nimmt eine zum Speichern von Stickoxid fähige Fläche
ab, und es ist schwierig, das Stickoxid in Abgas ausreichend zu
speichern, zu reduzieren und zu reinigen. Daher muß der
NOx-Speicherkatalysator das gespeicherte Schwefeloxid zwangsweise
ausstoßen, um das Stickoxid in Abgas langfristig stabil
zu reinigen. Dabei ist es notwendig, die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators
auf einen Wert, der Schwefeloxid ausstoßen kann, zur zwangsweisen Austreibung
von Schwefeloxid aus dem NOx-Speicherkatalysator zu erhöhen.
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Das
Filter hat eine Funktion zum Abfangen von Partikeln in Abgas. Nach
dem Abfangen von Partikeln ist die Abfangleistung des Filters gesenkt.
Daher muß das Filter die abgefangenen Partikel verbrennen.
Zum Verbrennen der abgefangenen Partikel ist es notwendig, das Filter
auf eine Temperatur zu erwärmen, die die Partikel verbrennen
kann.
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Als
Einrichtung zur Erhöhung der Filtertemperatur ist z. B.
eine Oxidationskatalysatoreinheit stromaufwärts von einem
NOx-Speicherkatalysator und einem Filter in einer Abgasanlage vorgesehen. Die
Oxidationskatalysatoreinheit besitzt einen Oxidationskatalysator,
in dem ein Stoff mit katalytischer Aktivität bzw. katalytischer
Aktivitätsstoff, z. B. ein Edelmetall, beispielsweise auf
einem Wabenträger aufgebracht ist. Durchströmt
Abgas einen Oxidationskatalysator, wird Oxidation, d. h. Verbrennung
reduzierender Komponenten, z. B. Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid
(CO), im Abgas beschleunigt, die Abgastemperatur wird erhöht,
und die Temperatur des Filters und des NOx-Speicherkatalysators,
die stromabwärts von der Oxidationskatalysatoreinheit liegen
bzw. ihr nachgelagert sind kann nach Bedarf erhöht werden.
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Allerdings
sinkt die durch Durchströmen der Oxidationskatalysatoreinheit
erhöhte Temperatur des Abgases, bevor es das Filter und
den NOx-Speicherkatalysator erreicht, die dem Oxidationskatalysator nachgelagert
sind. Daher ist es notwendig, die Menge reduzierender Komponenten
im Abgas auf einen vorbestimmten Wert zu steuern, um die Temperaturen
des Filters und NOx-Speicherkatalysators auf vorbestimmte Werte
zu erhöhen. Dazu wurde vorgeschlagen, einen Aufbau vorzusehen,
der die Menge reduzierender Komponenten im Abgas stromaufwärts
von der Oxidationskatalysatoreinheit steuert.
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Als
Beispiel für diesen Aufbau ist ein Ventil, d. h. ein Reduktionsmittel-Zugabeventil,
zum Zugeben eines Reduktionsmittels stromaufwärts von einer Oxidationskatalysatoreinheit
vorgesehen. Wenn ein Reduktionsmittel-Zugabeventil ein Reduktionsmittel ausstößt,
steigt die Reduktionsmittelmenge in Abgas, und die Temperatur des
Abgases wird durch Oxidationsreaktion eines Oxidationskatalysators
erhöht.
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Bekannt
ist, daß eine Oxidationskatalysatoreinheit zwei Oxidationskatalysatoren
besitzt, um ein Reduktionsmittel effizient und sicher zu oxidieren.
In einer solchen bekannten Oxidationskatalysatoreinheit wird durch
einen vorgelagerten Oxidationskatalysator erwärmtes Abgas
zu einem nachgelagerten Oxidationskatalysator geführt,
was die Aktivität des nachgelagerten Oxidationskatalysators
beschleunigt und reduzierende Komponenten oxidiert. Vorgeschlagen
wird auch eine andere Art von Oxidationskatalysatoreinheit. In einer
solchen Oxidationskatalysatoreinheit liegt einer von zwei Oxidationskatalysatoren
mit einem Metall mit niedrigem Oxidationsvermögen stromaufwärts,
und der andere Katalysator mit einem Metall mit hohem Oxidationsvermögen liegt
stromabwärts vom Katalysator mit einem Metall mit niedrigem
Oxidationsvermögen (siehe dazu die
JP-A-2001-9275 ).
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Allerdings
wird in einem Aufbau mit zwei Oxidationskatalysatoren eine leicht
zu oxidierende, d. h. leicht zu verbrennende reduzierende Komponente unter
reduzierenden Komponenten in Abgas in einem vorgelagerten Oxidationskatalysa tor
oxidiert (verbrannt), wogegen eine schwer zu verbrennende reduzierende
Komponente in einem nachgelagerten Oxidationskatalysator schwer
zu oxidieren (verbrennen) ist. Daher ist es schwierig, eine Abgastemperatur
in einem nachgelagerten Oxidationskatalysator zu erhöhen.
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Als
Ergebnis ist eine Temperatur von Abgas, das eine Oxidationskatalysatoreinheit
durchströmt, unmittelbar nach Durchströmen eines
vorgelagerten Oxidationskatalysators maximal erhöht und
sinkt danach in der Tendenz. Anders gesagt ist eine Temperatur von
Abgas, das einen nachgelagerten Oxidationskatalysator durchströmt,
von einem Maximalwert verringert.
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Wie
zuvor beschrieben, ist erwünscht, daß eine Temperatur
von Abgas, das eine Oxidationskatalysatoreinheit durchströmt,
ausreichend hoch ist, um die Temperaturen eines Filters und eines NOx-Speicherkatalysators
zu erhöhen, die stromabwärts liegen.
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Daher
ist es notwendig, eine Abgastemperatur in einem vorgelagerten Oxidationskatalysator ausreichend
zu steigern. Berechnet wird ein Temperaturanstieg im vorgelagerten
Oxidationskatalysator unter Annahme eines Temperaturrückgangs
in einem Filter und einem NOx-Speicherkatalysator. Somit ist es
notwendig, ein Gesamtoxidationsvermögen eines vorgelagerten
Oxidationskatalysators größer als das eines nachgelagerten
Oxidationskatalysators festzulegen.
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Allerdings
muß eine Temperatur eines Oxidationskatalysators übermäßig
stärker erhöht werden, nimmt man einen Temperaturrückgang
stromabwärts an. Somit müssen die Temperaturen
vor- und nachgelagerter Oxidationskatalysatoren über wärmebeständige
Temperaturen hinaus erhöht werden. Wird ein Oxidationskatalysator über
eine wärmebeständige Temperatur erwärmt,
ist die Leistung beeinträchtigt, und ein Oxidations-(Verbrennungs-)Vermögen
ist verringert.
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Notwendig
ist, die Menge reduzierender Komponenten in abgegebenem Gas übermäßig
stärker zu erhöhen, um eine Abgas temperatur auf
einen gewünschten Wert zu steigern, auch wenn ein Oxidations-(Verbrennungs-)Vermögen
eines Oxidationskatalysators verringert ist. Besonders bei Verwendung eines
Kohlenwasserstoffs (HC) als reduzierende Komponente ist der sparsame
Kraftstoffverbrauch beeinträchtigt. Zudem besteht ein Problem
darin, daß die Menge nicht oxidierter reduzierender Komponenten
in einem Oxidationskatalysator steigt und die Menge nicht oxidierter
reduzierender Komponenten zunimmt, die aus einem Kraftfahrzeug nach
außen abgegeben werden.
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Auch
bei dem in der
JP-A-2001-9275 offenbarten
Aufbau hat ein vorgelagerter Katalysator eine große Kapazität,
und ein nachgelagerter Katalysator hat eine kleine Kapazität.
Die Beziehung zwischen einem vorgelagerten Katalysator mit einem
Metall mit niedrigem Oxidationsvermögen und einem nachgelagerten
Katalysator mit einem Metall mit hohem Oxidationsvermögen
ist unbestimmt. Daher ist das o. g. Problem ungelöst.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Folglich
liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung
bereitzustellen, die die Temperatur des Abgases auf der Austrittseite
einer Katalysatoreinheit mit Oxidationsvermögen wirksam
erhöhen kann, die Katalysatoreinheit an Beeinträchtigung
hindert und daher die o. g. Probleme lösen kann.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist eine Abgasreinigungsvorrichtung, die
im Weg eines Abgaskanals vorgesehen ist, um Abgas aus einem Motor
zu leiten, auf: einen vorgelagerten Katalysator, der stromaufwärts
von Abgas liegt, Oxidationsvermögen hat und Komponenten
in Abgas oxidiert; und einen nachgelagerten Katalysator, der stromabwärts vom
vorgelagerten Katalysator liegt, stärkeres Oxidationsvermögen
als das Gesamtoxidationsvermögen des vorgelagerten Katalysators
hat und Komponenten in Abgas oxidiert.
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Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der nachgelagerte Katalysator
mindestens Rhodium als katalytischen Aktivitätsstoff auf.
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Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung weist der vorgelagerte Katalysator
mindestens Palladium als katalytischen Aktivitätsstoff
auf. Der nachgelagerte Katalysator weist Platin, Palladium und Rhodium
als katalytische Aktivitätsstoffe auf.
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Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung ist der Gehalt an katalytischem
Aktivitätsstoff im nachgelagerten Katalysator größer
als im vorgelagerten Katalysator.
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Gemäß einem
bevorzugten Aspekt der Erfindung ist eine Kontaktfläche
des nachgelagerten Katalysators mit Abgas größer
als die des vorgelagerten Katalysators.
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Unter
Berücksichtigung der o. g. Umstände ist das Gesamtoxidationsvermögen
des vorgelagerten Katalysators kleiner als das des nachgelagerten Katalysators.
Daher kann die Abgasreinigungsvorrichtung die Temperatur des Abgases
auf der Austrittseite der Katalysatoreinheit mit Oxidationsvermögen wirksam
auf eine vorbestimmte Temperatur erhöhen und hindert die
Katalysatoreinheit an Beeinträchtigung.
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung dargelegt und gehen teilweise aus der Beschreibung hervor
oder können durch praktische Umsetzung der Erfindung erfaßt
werden. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung lassen sich mit
den Mitteln und Kombinationen lösen und realisieren, auf
die im folgenden speziell verwiesen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung aufgenommen
sind und einen Bestandteil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der
Erfindung und dienen gemeinsam mit der vorstehenden allgemeinen
Beschreibung und der nachstehenden näheren Beschreibung
der Ausführungsformen zur Erläuterung der Erfindungsgrundsätze.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Abgasanlage mit einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht der Abgasreinigungsvorrichtung
gemäß 1;
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3 eine
Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts eines vorgelagerten
Oxidationskatalysators an der Linie F3-F3 in 2;
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4 eine
Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine
Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts eines vorgelagerten
Oxidationskatalysators an der Linie F5-F5 in 4; und
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6 eine
Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts eines nachgelagerten
Oxidationskatalysators an der Linie F6-F6 in 4.
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NÄHERE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Im
folgenden wird eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung anhand von 1 bis 3 beschrieben. Die
Ausführungsform verwendet als Beispiel einen Oxidationskatalysator
mit Oxidationsvermögen. Möglich ist, jeden Katalysator
zu verwenden, der Komponenten oxidieren kann. Ein Komponentenbeispiel
ist unverbrannter Kohlenwasserstoff (HC), d. h. unverbrannter Kraftstoff
in der Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform ist eine Abgasreinigungsvorrichtung 60 in
einer Abgasanlage 30 eingebaut, die mit einem Dieselmotor 10 eines
nicht gezeigten Kraftfahrzeugs verbunden ist.
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1 ist
eine schematische Darstellung einer mit einem Dieselmotor 10 verbundenen
Abgasanlage 30, und einer mit dem Dieselmotor 10 verbundenen
Ansauganlage 20.
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Der
Dieselmotor 10 hat einen Zylinderblock 11, einen
Zylinderkopf 12 usw. Der Zylinderblock 11 weist
Zylinder 13 auf. Jeder Zylinder 13 weist einen im
Zylinder 13 verschiebbaren Kolben 14 auf. Der Kolben 14 ist über
ein Pleuel 16 mit einer Kurbelwelle 15 verbunden.
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Der
Zylinderkopf 12 ist an der Oberseite des Zylinderblocks 11 befestigt.
Ein zum Zylinder 13 weisender Teil des Zylinderkopfs 12 hat
einen Hohlraum, der in der gegenüber dem Zylinder 13 liegenden
Seite ausgespart ist. Ein durch den Hohlraum, Zylinder 13 und
Kolben 14 abgegrenzter Raum bildet einen Brennraum 17.
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Der
Zylinderkopf 12 hat einen Einlaßkanal 18 und
einen Auslaßkanal 19, die zum Brennraum 17 öffnen.
Der Zylinderkopf 12 ist mit einem Einspritzventil 5 versehen,
um Kraftstoff in den Brennraum 17 einzuspritzen.
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Die
Ansauganlage 20 führt Luft zum Brennraum 17.
Die Ansauganlage 20 ist mit einem Ansaugschlauch und einem
Luftfilter versehen, die mit dem Einlaßkanal 18 verbunden
sind.
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Die
Abgasanlage 30 führt Abgas, das aus dem Dieselmotor 10 ausgestoßen
wird, aus einem Fahrzeug nach außen. Die Abgasanlage 30 besitzt einen
NOx-Speicherkatalysator 40, ein Filter 50, eine Abgasreinigungsvorrichtung 60,
eine Turbolader-Abgasturbine 70 usw. In der Erfindung sind ”stromaufwärts” bzw. ”vorgelagert” und ”stromabwärts” bzw. ”nachgelagert” in
Abgasströmungsrichtung festgelegt, die in den Zeichnungen
durch einen Pfeil G angegeben ist.
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Die
Turbolader-Abgasturbine 70 liegt stromabwärts
vom Auslaßkanal 19. Die Abgasreinigungsvorrichtung 60 liegt
stromabwärts von der Abgasturbine 70. Die Abgasturbine 70 und
die Abgasreinigungsvorrichtung 60 sind über ein
erstes Rohrteil 31 verbunden und kommunizieren darüber.
Später wird die Abgasreinigungsvorrichtung 60 näher
erläutert.
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Das
erste Rohrteil 31 ist mit einem ersten Abgastemperatursensor 32,
einem ersten Sauerstoffdichtesensor 33 und ei nem Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 versehen.
Insbesondere liegen der erste Abgastemperatursensor 32 und
erste Sauerstoffdichtesensor 33 unmittelbar vor der Abgasreinigungsvorrichtung 60 und
detektieren die Temperatur bzw. Sauerstoffdichte im Abgas, unmittelbar
bevor es in die Abgasreinigungsvorrichtung 60 strömt.
Das Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 kann der Abgasreinigungsvorrichtung 60 Kraftstoff
zugeben.
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Der
NOx-Speicherkatalysator 40 liegt stromabwärts
von der Abgasreinigungsvorrichtung 60. Die Abgasreinigungsvorrichtung 60 und
der NOx-Speicherkatalysator 40 sind über ein zweites
Rohrteil 35 verbunden und kommunizieren darüber.
Der NOx-Speicherkatalysator 40 hat eine Funktion zur Reinigung
von Stickoxid (NOx) in Abgas durch Reduktionsreaktion. Ein Merkmal
des NOx-Speicherkatalysators 40 ist, daß er Schwefeloxid
(SOx) in Abgas speichert. Der NOx-Speicherkatalysator 40 stößt
gespeichertes SOx aus, wenn er eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
Die hier erwähnte vorbestimmte Temperatur ist eine Temperatur,
bei der der NOx-Speicherkatalysator 40 mit dem Ausstoß von SOx
beginnt.
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Das
zweite Rohrteil 35 ist mit einem zweiten Abgastemperatursensor 36 versehen.
Der zweite Abgastemperatursensor 36 liegt unmittelbar vor
dem NOx-Speicherkatalysator 40 und detektiert eine Temperatur
von Abgas, unmittelbar bevor es in den NOx-Speicherkatalysator 40 strömt.
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Das
Filter 50 liegt stromabwärts vom NOx-Speicherkatalysator 40.
Das Filter 50 und der NOx-Speicherkatalysator 40 sind über
ein drittes Rohrteil 37 verbunden und kommunizieren darüber. Das
Filter 50 hat eine Funktion zum Abfangen von Partikeln
im Abgas. Nach Abfangen einer bestimmten Partikelmenge muß das
Filter 50 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt
werden, um die abgefangenen Partikel zu verbrennen. Die hier erwähnte vorbestimmte
Temperatur ist eine ausreichend hohe Temperatur, um Partikel im
Filter 50 zu verbrennen.
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Das
dritte Rohrteil 37 ist mit einem dritten Abgastemperatursensor 38 und
einem zweiten Sauerstoffdichtesensor 39 versehen. Der dritte
Abgastemperatursensor 38 detektiert eine Temperatur von
Abgas, das in das Filter 50 strömt. Der zweite
Sauerstoffdichtesensor 39 detektiert die Sauerstoffdichte
in Abgas, das in das Filter 50 strömt.
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Ein
vierter Abgastemperatursensor 6 ist stromabwärts
vom Filter 50 vorgesehen. Insbesondere liegt der vierte
Abgastemperatursensor 6 unmittelbar nach dem Filter 50 und
detektiert eine Temperatur von Abgas unmittelbar nach Durchlaufen
des Filters 50.
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Der
erste bis vierte Abgastemperatursensor 32, 36, 38 und 6,
der erste und zweite Sauerstoffdichtesensor 33 und 39 sowie
das Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 sind mit einem Steuergerät 80 verbunden.
Das Steuergerät 80 detektiert die Abgasbedingung
im Abgaskanal auf der Grundlage der Detektionsergebnisse des ersten
bis vierten Abgastemperatursensors 32, 36, 38 und 6 sowie
des ersten und zweiten Sauerstoffdichtesensors 33 und 39 und
steuert den Betrieb des Kraftstoffzugabeeinspritzventils 34 auf
der Grundlage der Detektionsergebnisse. Das Steuergerät 80 berechnet
die Abgasbedingung in jedem Teil auf der Grundlage der Detektionsergebnisse
des ersten und zweiten Sauerstoffdichtesensors 33 und 39.
Die hier erwähnte Berechnung der Abgasbedingung dient zur
Bestimmung eines mageren Zustands oder eines fetten Zustands.
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In 1 ist
eine Linie zur Anzeige der Verbindung des Steuergeräts 80 mit
dem ersten bis vierten Abgastemperatursensor 32, 36, 38 und 6,
dem ersten und zweiten Sauerstoffdichtesensor 33 und 39 sowie
dem Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 teilweise weggelassen.
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Bei
dem in der Erfindung erwähnten Abgaskanal handelt es sich
um einen Weg, um aus dem Auslaßkanal 19 ausgestoßenes
Abgas aus einem Fahrzeug nach außen zu führen,
und das Abgas D strömt im Inneren. In dieser Ausführungsform
weist der Ab gaskanal das erste bis dritte Rohrteil, den NOx-Speicherkatalysator 40,
die Abgasreinigungsvorrichtung 60 und das Filter 50 auf.
Anders gesagt ist die Abgasreinigungsvorrichtung 60 im
Weg des Abgaskanals vorgesehen.
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Als
nächstes wird die Abgasreinigungsvorrichtung 60 erläutert. 2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht der Abgasreinigungsvorrichtung 60 gemäß 1.
Wie in 2 gezeigt, weist die Abgasreinigungsvorrichtung 60 ein
Gehäuse 61, einen vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 und
einen nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 auf. Das
Gehäuse 61 ist zylindrisch, und sein Stromaufwärtsende
ist mit dem ersten Rohrteil 31 verbunden und kommuniziert
damit. Das Stromabwärtsende des Gehäuses 61 ist
mit dem zweiten Rohrteil 35 verbunden und kommuniziert
damit.
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Der
vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 ist im Gehäuse 61 untergebracht
und befestigt. Der nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 ist
im Gehäuse 61 untergebracht und befestigt und
liegt stromabwärts vom vorgelagerten Oxidationskatalysator 62.
Der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerte
Oxidationskatalysator 63 besitzen Oxidationsvermögen,
d. h. eine Funktion zur Beschleunigung von Oxidation (Verbrennung)
von Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas, das in das Gehäuse 61 strömt.
Kohlenwasserstoff ist ein Beispiel für Komponenten, die
in der Erfindung erwähnt sind. Bei den in der Erfindung
erwähnten Komponenten handelt es sich um Komponenten, deren
Oxidation durch einen Oxidationskatalysator beschleunigt wird.
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3 ist
eine Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts des vorgelagerten
Oxidationskatalysators 62 an der Linie F3-F3 in 2. 3 zeigt einen
Teil eines Querschnitts des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 in
Querrichtung zur Abgasströmung, d. h. einen Teil des vorgelagerten
Katalysators 62 im Schnitt in Querrichtung zur Stromaufwärts-Stromabwärts-Richtung.
Gemäß 3 weist der vorgela gerte Oxidationskatalysator 62 z.
B. einen aus Keramik oder Metall hergestellten Wabenträger 64 und
einen katalytischen Aktivitätsstoff 65 auf. In der
Erfindung versteht man unter katalytischem Aktivitätsstoff
einen Stoff, der Oxidation der Komponenten im Abgas aktivieren kann.
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Der
Träger 64 hat identisch geformte Zellen 66.
Die Zellen 66 sind am Träger 64 in regelmäßigen Abständen
gleichmäßig angeordnet. Gemäß 2 erstrecken
sich die Zellen 66 geradlinig vom oberen Ende 62a zum
unteren Ende 62b des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62,
wobei sie den Träger 64 durchdringen.
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Gemäß 3 weist
der katalytische Aktivitätsstoff 65 mindestens
Palladium auf. In dieser Ausführungsform ist erwünscht,
daß der katalytische Aktivitätsstoff 65 kein
Rhodium aufweist. Der katalytische Aktivitätsstoff 65 weist
vorteilhaft andere Elemente der Platingruppe als Rhodium auf. Insbesondere
sind in dieser Ausführungsform die katalytischen Metalle
im katalytischen Aktivitätsstoff 65 z. B. Platin
und Palladium.
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Der
katalytische Aktivitätsstoff 65 ist auf der gesamten
Innenfläche jeder Zelle 66 im wesentlichen gleichmäßig
vorgesehen. Katalytische Metalle im katalytischen Aktivitätsstoff 65,
der auf dem vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 aufgebracht
ist, sind nicht auf Platin und Palladium beschränkt. Der
katalytische Aktivitätsstoff 65 kann mindestens
Palladium und vorteilhaft ein Edelmetall aufweisen, das kein Rhodium
enthält. Die Zellen gemäß 3 sind
vergrößert und in Wirklichkeit kleiner. Das Abgas
G strömt beim Durchlaufen der Abgasreinigungsvorrichtung 60 in
jeder Zelle 66. Dabei kontaktiert das Abgas G den katalytischen
Aktivitätsstoff 65, und der unverbrannte Kohlenwasserstoff
(HC) im Abgas G wird oxidiert. Der unverbrannte Kohlenwasserstoff
ist eine der in der Erfindung erwähnten Komponenten.
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Der
Aufbau des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist
im wesentlichen der gleiche wie beim vorgelagerten Oxidationskatalysator 62.
Daher wird 3 zur Erläuterung des
Aufbaus des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 gemeinsam
verwendet. In 3 sind die den nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 erläuternden Bezugszahlen
in Klammern gesetzt.
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Der
nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 weist einen Träger 67 und
einen katalytischen Aktivitätsstoff 68 auf. Die
Länge des Trägers 67 unterscheidet sich
vom Träger 64 des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62.
Gemäß 2 beträgt die Länge
des Trägers 64 des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 L1,
und die Länge des Trägers 67 des nachgelagerten
Oxidationskatalysators 63 beträgt L2. L2 ist größer
als L1.
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Die
Querschnittform des Trägers 67 des nachgelagerten
Oxidationskatalysators 63 ist mit der des vorgelagerten
Oxidationskatalysators 62 gemäß 3 identisch.
Daher ist die Querschnittfläche der am Träger 67 des
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 gebildeten Zelle 69 die
gleiche wie beim vorgelagerten Oxidationskatalysator 62,
und die Dichte von Zellen 69 je Flächeneinheit
ist die gleiche wie beim vorgelagerten Oxidationskatalysator 62. Daher
ist die Kapazität des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 größer
als die des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62.
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Der
katalytische Aktivitätsstoff 68 des nachgelagerten
Oxidationskatalysators 63 kann mindestens Rhodium als katalytisches
Metall aufweisen. In dieser Ausführungsform weist der katalytische
Aktivitätsstoff 68 ein Element der Platingruppe,
darunter Rhodium, als Beispiel für ein katalytisches Metall
auf. Insbesondere sind katalytische Metalle im katalytischen Aktivitätsstoff 68 z.
B. Platin, Palladium und Rhodium. Der katalytische Aktivitätsstoff 68 ist
auf der gesamten Innenfläche jeder Zelle 69 im
wesentlichen gleichmäßig vorgesehen. Die Menge
von katalytischem Aktivitätsstoff 68 je Volumenein heit
des Trägers 67 des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist
größer als die Menge von katalytischem Aktivitätsstoff 65 je
Flächeneinheit des Trägers 64 des vorgelagerten
Oxidationskatalysators 62. Durchströmt das Abgas
G die Abgasreinigungsvorrichtung 60, so durchläuft
das Abgas G die Zellen 69. Dabei kontaktiert das Abgas
G den katalytischen Aktivitätsstoff 65, und der
unverbrannte Kohlenwasserstoff im Abgas G wird oxidiert. Das Abgas
G kontaktiert im wesentlichen die gesamte Innenfläche der
Zellen 66 und 69.
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Da
wie zuvor beschrieben die Querschnittformen des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 und
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 gleich sind und
die Länge L2 des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 größer
als die Länge L1 des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 ist,
ist die gesamte Innenfläche der Zellen 69 größer
als die jeder Zelle 66. Daher ist die Kontaktfläche
zwischen dem Abgas G und dem katalytischen Aktivitätsstoff 68 im nachgelagerten
Oxidationskatalysator größer als die Kontaktfläche
zwischen dem Abgas G und dem katalytischen Aktivitätsstoff 65 im
vorgelagerten Oxidationskatalysator. In dieser Ausführungsform
bilden die Oberflächen der katalytischen Aktivitätsstoffe 65 und 68 eine
Kontaktfläche. Unter der hier erwähnten Oberfläche
versteht man eine Fläche eines nach außen freiliegenden
Teils.
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Die
Menge von katalytischem Aktivitätsstoff 68, die
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 enthalten ist,
ist größer als die Menge von katalytischem Aktivitätsstoff 65,
die im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 enthalten
ist.
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Im
o. g. Aufbau ist das Oxidationsvermögen des nachgelagerten
Oxidationskatalysators 63 größer als
das des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62. Als das
in der Erfindung genannte Oxidationsvermögen gilt die Fähigkeit
zur Beschleunigung von Oxidation (Verbrennung) von Komponenten.
Da in dieser Ausführungsform unverbrannter Kohlenwasserstoff
als Beispiel für Komponenten verwendet wird, ist das in
dieser Ausführungsform erwähnte Oxidationsvermögen
die Fähigkeit zur Beschleunigung von Oxidation von unverbranntem
Kohlenwasserstoff.
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Wie
zuvor beschrieben, richtet sich Oxidationsvermögen nach
den Arten von katalytischem Aktivitätsstoff, der Menge
von katalytischem Aktivitätsstoff und der Kontaktfläche
zwischen Abgas und katalytischem Aktivitätsstoff in einem
Katalysator. Mit zunehmendem Oxidationsvermögen beschleunigt sich
die Oxidation von Komponenten, und eine Abgastemperatur ist erhöht.
Unter der Menge von katalytischem Aktivitätsstoff versteht
man in der Erfindung den Gehalt an katalytischem Aktivitätsstoff.
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Da
Rhodium als katalytischer Aktivitätsstoff vorgesehen ist,
ist ein Oxidationsvermögen größer als
das eines Katalysators, der kein Rhodium enthält. Da der
Gehalt von katalytischem Aktivitätsstoff erhöht
ist, ist ein Oxidationsvermögen verstärkt. Da eine
Kontaktfläche zwischen Abgas und katalytischem Aktivitätsstoff
in einem Katalysator vergrößert ist, ist ein Oxidationsvermögen
verstärkt.
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In
dieser Ausführungsform sind die o. g. drei Faktoren zur
Oxidationsvermögensbestimmung im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 größer
als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 festgelegt,
und das Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist
größer als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62.
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Es
folgt eine Erläuterung der Betriebsabläufe zum
zwangsweisen Ausstoßen von Schwefeloxid (SOx), das durch
den NOx-Speicherkatalysator 40 gespeichert ist, und zum
Verbrennen der durch das Filter 50 abgefangenen Partikel
als Beispiele für Betriebsabläufe der Abgasanlage.
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Das
Steuergerät 80 berechnet die durch den NOx-Speicherkatalysator 40 gespeicherte
Menge von Schwefeloxid (SOx) und detektiert die durch das Filter 50 abgefangene
Partikelmenge z. B. in Abgängigkeit von den Betriebsbedingungen
des Diesel motors 10. Zu den hier erwähnten Betriebsbedingungen zählt
die Abgasbedingung.
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Bestimmt
das Steuergerät 80 die Notwendigkeit, Schwefeloxid
(SOx) aus dem NOx-Speicherkatalysator 40 zwangsweise auszustoßen
und die Partikel im Filter 50 zu verbrennen, steuert das
Steuergerät 80 das Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 an und
spritzt Kraftstoff ein. Damit steigt die Menge von unverbranntem
Kohlenwasserstoff im Abgas, das in die Abgasreinigungsvorrichtung 60 strömt.
Das Kraftstoffzugabeeinspritzventil 34 ansteuern und Kraftstoff einspritzen
kann das Steuergerät 80 auf der Grundlage von
nur einer der Beurteilungen, daß es notwendig ist, Schwefeloxid
(SOx) aus dem NOx-Speicherkatalysator 40 zwangsweise auszutreiben,
und daß es notwendig ist, die Partikel im Filter 50 zu
verbrennen. Oxidation eines leicht zu oxidierenden Teils im Kohlenwasserstoff
im Abgas, das in die Abgasreinigungsvorrichtung 60 strömt,
wird durch den vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 beschleunigt.
Damit erhöht sich die Temperatur des Abgases.
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Durch
den vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 nicht oxidierter
(unverbrannter) Kohlenwasserstoff bleibt im Abgas, das den vorgelagerten
Oxidationskatalysator 62 durchströmt. Das den
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 durchlaufende Abgas
strömt in den nachgelagerten Oxidationskatalysator 63.
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Da
das Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 größer
als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 ist,
wird der nicht oxidierte (unverbrannte) Kohlenwasserstoff, der im
Abgas verbleibt, das in den nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 strömt,
durch den nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 oxidiert.
Daher wird die Temperatur des Abgases, das den nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 durchströmt,
d. h. die Temperatur des die Abgasreinigungsvorrichtung 60 durchlaufenden
Abgases, weiter erhöht.
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Durch
den zuvor beschriebenen Betrieb der Abgasreinigungsvorrichtung 60 wird
die Temperatur des die Abgasreini gungsvorrichtung 60 durchströmenden
Abgases unmittelbar nach Durchlaufen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 maximal erhöht.
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Die
Temperaturen des NOx-Speicherkatalysators 40 und des Filters 50,
die stromabwärts liegen, werden durch das Abgas erhöht,
das durch die Abgasreinigungsvorrichtung 60 erwärmt
wird, und die Temperatur des NOx-Speicherkatalysators 40 erreicht
eine Temperatur, die das Schwefeloxid ausstoßen kann. Alternativ
erreicht die Temperatur des Filters 50 eine Temperatur,
bei der die Partikel verbrannt werden. Als Ergebnis wird das durch
den NOx-Speicherkatalysator 40 gespeicherte Schwefeloxid
(SOx) abgegeben, und die durch das Filter 50 abgefangenen
Partikel werden verbrannt.
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Der
Betrieb des Kraftstoffzugabeeinspritzventils 34, d. h.
die Kraftstoffeinspritzmenge und -zeit, wird eingestellt, um die
Abgasbedingungen zu erfüllen, die durch die Temperaturen,
die durch den ersten bis vierten Abgastemperatursensor 32, 36, 38 und 6 detektiert
werden, sowie die Sauerstoffdichten erhalten werden, die durch den
ersten und zweiten Sauerstoffdichtesensor 33 und 39 detektiert
werden.
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Da
in der wie zuvor konfigurierten Abgasreinigungsvorrichtung 60 das
Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 größer
als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 ist, wird
die Temperatur des die Abgasreinigungsvorrichtung 60 durchströmenden
Abgases unmittelbar nach Durchlaufen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 allmählich
auf ein Maximum erhöht.
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Als
Ergebnis kann ein übermäßiger Temperaturanstieg
im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 abgewendet werden, und der vorgelagerte
Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 sind
an Beeinträchtigung gehindert.
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Da
der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerte
Oxidationskatalysator 63 an Beeinträchtigung gehin dert
sind, läßt sich eine durch die Beeinträchtigung
verursachte Abnahme des Oxidationsvermögens abwenden, und übermäßige Kraftstoffeinspritzung
kann verhindert werden.
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Ferner
sind in dieser Ausführungsform drei Faktoren zur Oxidationsvermögensbestimmung,
d. h. die Art von katalytischem Aktivitätsstoff, eine Kontaktfläche
zwischen Abgas und katalytischem Aktivitätsstoff sowie
der Gehalt von katalytischem Aktivitätsstoff, im nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 größer als im
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 festgelegt. Insbesondere
weist der nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 mindestens
Rhodium als katalytischen Aktivitätsstoff auf, enthält
mehr katalytischen Aktivitätsstoff als im vorgelagerten
Oxidationskatalysator 62 und hat eine Oberfläche
des katalytischen Aktivitätsstoffs 68, d. h. eine
Fläche zum Kontaktieren des Abgases G, die größer
als eine Oberfläche des katalytischen Aktivitätsstoffs 65,
d. h. eine Fläche zum Kontaktieren des Abgases G, ist.
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Gleichwohl
ist die Erfindung nicht auf die vorstehende Darstellung beschränkt.
Keinerlei Problem besteht, solange das Oxidationsvermögen
des nachgelagerten Oxidationskatalysators größer
als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators ist. Auch wenn
z. B. der Gehalt an katalytischem Aktivitätsstoff im vorgelagerten
Oxidationskatalysator 62 größer als im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 ist, besteht keinerlei
Problem, solange das Oxidationsvermögen des nachgelagerten
Oxidationskatalysators so erhöht ist, daß es größer
als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators ist, indem Rhodium
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 vorgesehen und
eine Kontaktfläche zwischen dem Abgas G und dem katalytischen
Aktivitätsstoff im nachgelagerten Oxidationskatalysator
so festgelegt ist, daß sie größer als
im vorgelagerten Oxidationskatalysator ist.
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Auch
wenn ferner die Gehalte an katalytischem Aktivitätsstoff
im vorgelagerten Oxidationskatalysator und nachge lagerten Oxidationskatalysator gleich
sind, besteht keinerlei Problem, solange das Oxidationsvermögen
des nachgelagerten Oxidationskatalysators so erhöht ist,
daß es größer als das des vorgelagerten
Oxidationskatalysators ist, in dem z. B. der Gehalt an katalytischem
Aktivitätsstoff im nachgelagerten Oxidationskatalysator
größer als im vorgelagerten Oxidationskatalysator
festgelegt ist.
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Anders
gesagt existiert keinerlei Problem in Kombinationen, in denen das
Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators
größer als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators
ist.
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Im
folgenden wird eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung anhand von 4 bis 6 erläutert.
Die Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in der ersten Ausführungsform
tragen die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Erläuterung
wird verzichtet.
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Diese
Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform
in den relativen Zellendichten, d. h. der relativen Zellenanzahl
je Flächeneinheit, im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 und
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62. Die übrigen
Bedingungen können die gleichen wie in der ersten Ausführungsform
sein. Die sich unterscheidenden Bedingungen werden näher
erläutert.
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4 ist
eine Schnittansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung 60 dieser
Ausführungsform. 5 ist eine
Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts des vorgelagerten
Oxidationskatalysators 62 an der Linie F5-F5 in 4. 6 ist
eine Schnittansicht eines Teils eines Querschnitts des nachgelagerten
Oxidationskatalysators 63 an der Linie F6-F6 in 4.
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Gemäß 5 hat
der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 identisch geformte
Zellen 66, die in regelmäßigen Abständen
am Träger 64 gleichmäßig angeordnet
sind. Gemäß 6 hat der
nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 identisch ge formte
Zellen 69, die in regelmäßigen Abständen
am Träger 67 gleichmäßig angeordnet
sind. In dieser Ausführungsform ist die Zellendichte im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher
als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62. Beispielsweise
beträgt im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 die
Zellendichte 400 Zellen je Quadrat-Inch, und die Zellendichte
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 beträgt
600 Zellen je Quadrat-Inch. Die in den Zeichnungen gezeigten Zellen 66 und 69 sind
vergrößert und in Wirklichkeit kleiner. In den
Zeichnungen sind die katalytischen Aktivitätsstoffe 68 und 65 vereinfacht
dargestellt und in Wirklichkeit wie in 3 vorgesehen.
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In
dieser Ausführungsform ist eine Querschnittfläche
des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 mit der des
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 identisch. Die
hier erwähnte Querschnittfläche des vorgelagerten
Oxidationskatalysators 62 ist eine Fläche innerhalb
des Außenumfangs des Querschnitts und weist Raum zwischen
Zellen auf. Die Querschnittfläche des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist
eine Fläche innerhalb des Außenumfangs des Querschnitts
und weist Raum zwischen Zellen auf.
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Da
die Zellendichte im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher
als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 ist, ist
die Anzahl von Zellen 69, die im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 gebildet
sind, größer als die Anzahl von Zellen 66, und
eine Kontaktfläche zwischen dem Abgas G und dem katalytischen
Aktivitätsstoff 68 im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 ist
größer als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62.
Ferner können die katalytischen Aktivitätsstoffe 65 und 68 die
gleichen wie in der ersten Ausführungsform sein, und sie
sind auf der gesamten Innenfläche der Zellen 66 und 69 gleichmäßig
vorgesehen.
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Wie
zuvor beschrieben, ist in dieser Ausführungsform die Zellendichte
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher als
im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62. Als Ergebnis
kontaktiert das den nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 durchströmende
Abgas den katalytischen Aktivitätsstoff leichter. Anders
gesagt wird Oxidation von Kohlenwasserstoff im Abgas weiter beschleunigt.
Daher ist das Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 gegenüber
dem des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 weiter
erhöht.
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Weiterhin
ist die Zellendichte im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 niedriger
als im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63. Allgemein
verstopft ein Träger mit höherer Zellendichte
leichter mit Partikeln. Daher liegt der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 mit
niedrigerer Zellendichte als im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 stromaufwärts vom
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63, um eine bestimmte
Partikelmenge im Abgas G im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 zu
verbrennen.
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Als
Ergebnis ist die Menge von Partikeln im Abgas G, das in den nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 strömt, verringert, und
der nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 wird an Verstopfen
mit Partikeln gehindert. Damit ist das Problem gelöst,
daß das Abgas Schwierigkeiten beim Strömen stromabwärts
infolge von Verstopfen mit Partikeln hat.
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Zusätzlich
zu den Funktionen der ersten Ausführungsform ist die Zellendichte
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher
als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62, und der
nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 wird auf eine höhere Temperatur
als der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 erwärmt.
Auch wenn der nachgelagerte Oxidationskatalysator 63 mit
Partikeln verstopft ist, werden die Partikel daher durch den nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 verbrannt.
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Zusätzlich
zu den Effekten der ersten Ausführungsform wird Verstopfung
mit Partikeln verhindert, und Oxidation (Verbrennung) von Kohlenwasserstoff
kann in dieser Ausführungsform weiter beschleunigt werden.
Die Menge von katalyti schem Aktivitätsstoff je Volumeneinheit
im vorgelagerten Oxidationskatalysator 63 kann gegenüber
der im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 stärker
erhöht sein. Das Oxidationsvermögen des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist
weiter verstärkt.
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Im
folgenden wird eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Die Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in der ersten Ausführungsform tragen
die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Erläuterung wird
verzichtet. In dieser Ausführungsform unterscheiden sich
die katalytischen Aktivitätsstoffe, die im vorgelagerten
Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 aufgebracht
sind, von der ersten Ausführungsform. Die Längen
L1 und L2 des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 und
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 sind anders als
in der ersten Ausführungsform identisch. Die anderen Bedingungen
können die gleichen wie in der ersten Ausführungsform
sein. Nachstehend werden die sich unterscheidenden Bedingungen erläutert.
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In
dieser Ausführungsform ist der katalytische Aktivitätsstoff 65 im
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 von der gleichen
Art wie der katalytische Aktivitätsstoff 68 im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63. Die Menge von
katalytischem Aktivitätsstoff 68 im nachgelagerten
Oxidationskatalysator 63 ist größer als
die Menge von katalytischem Aktivitätsstoff 65 im
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62.
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Weisen
der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 und nachgelagerte
Oxidationskatalysator 63 die gleiche Art von Aktivierungskomponente
auf, kann der vorgelagerte Oxidationskatalysator 62 Rhodium
als katalytisches Metall aufweisen. Beispielsweise können
die katalytischen Aktivitätsstoffe 65 und 68 Platin,
Palladium und Rhodium wie in der Erläuterung der ersten
Ausführungsform aufweisen.
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Weist
ein Oxidationskatalysator zwei oder mehr katalytische Aktivitätsstoffe
auf, ist das Verhältnis der Komponenten, z. B. Platin,
Palladium und Rhodium als katalytische Edelmetalle, im katalytischen
Aktivitätsstoff 68 im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 das
gleiche wie das Verhältnis der Komponenten im katalytischen
Aktivitätsstoff 65 im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62.
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Ferner
sind in dieser Ausführungsform die Aufbauten des Trägers 64 des
vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 und des Trägers 67 des
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 identisch. Daher ist
der Unterschied zwischen dem vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 und
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 die Differenz zwischen
den Mengen der katalytischen Aktivitätsstoffe in diesen
Katalysatoren. Der hier erwähnte identische Aufbau bedeutet,
daß die Formen der Träger gleich sind, die Formen
der senkrechten Querschnitte durch die Zellen, z. B. in Verlaufsrichtung,
gleich sind und die Längen L1 und L2 der Zellenverlaufsrichtungen
gleich sind.
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In
dieser Ausführungsform ist die Menge von katalytischem
Aktivitätsstoff 68 im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 größer
als die Menge von katalytischem Aktivitätsstoff 65 im
vorgelagerten Oxidationskatalysator 62, und das Oxidationsvermögen des
nachgelagerten Oxidationskatalysators 63 ist größer
als das des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62. Daher
kann diese Ausführungsform die gleichen Funktionen und
Wirkungen wie die erste Ausführungsform vorsehen.
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In
der dritten Ausführungsform kann die Länge L2
des Trägers 67 größer als die
Länge L1 des Trägers 64 wie in der ersten
Ausführungsform sein, und die Kontaktfläche zwischen
dem Abgas G und dem katalytischen Aktivitätsstoff 68 im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 kann größer
als die Kontaktfläche zwischen dem Abgas G und dem katalytischen
Aktivitätsstoff 65 im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 sein.
Ferner kann wie in der zweiten Ausführungsform die Zellen dichte
im nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher
als im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 sein. Wie
in der ersten Ausführungsform kann die Kontaktfläche
zwischen dem Abgas G und dem katalytischen Aktivitätsstoff 68 im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 größer
als die Kontaktfläche zwischen dem Abgas G und dem katalytischen
Aktivitätsstoff 65 im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 sein.
Zudem kann wie in der zweiten Ausführungsform die Zellendichte im
nachgelagerten Oxidationskatalysator 63 höher als
im vorgelagerten Oxidationskatalysator 62 sein.
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Außerdem
sind in der ersten bis dritten Ausführungsform der vorgelagerte
und nachgelagerte Oxidationskatalysator 62 und 63 mit
den katalytischen Aktivitätsstoffen 65 und 68 auf
den gesamten Innenflächen der Zellen 66 und 69 der
Träger 64 und 67 gleichmäßig
versehen. Daher handelt es sich bei der in der Erfindung erwähnten
Kontaktfläche um Oberflächen der katalytischen
Aktivitätsstoffe 65 und 68, d. h. die
Fläche zum Kontaktieren von Abgas. Allerdings ist die Erfindung
nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können
die Träger 64 und 67 aus einem Stoff
mit Oxidationsvermögen hergestellt sein. In diesem Fall
handelt es sich bei der in der Erfindung erwähnten Kontaktfläche
um die Flächen der Träger 64 und 67 zum
Kontaktieren von Abgas.
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Kurz
gesagt ist die in der Erfindung erwähnte Kontaktfläche
eine Fläche eines Teils eines Oxidationskatalysators mit
Oxidationsvermögen und eines Teils zum Kontaktieren von
Abgas.
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Ist
daher in der ersten bis dritten Ausführungsform die Kontaktfläche
des nachgelagerten Oxidationskatalysators 63, d. h. die
in der Erfindung erwähnte Kontaktfläche, größer
als die Kontaktfläche des vorgelagerten Oxidationskatalysators 62 festgelegt,
kann die Fläche des Teils des nachgelagerten Oxidationskatalysators,
die Oxidationsvermögen hat und Abgas kontaktieren kann,
größer als die Fläche des Teils des vorge lagerten
Oxidationskatalysators festgelegt sein, die Oxidationsvermögen
hat und Abgas kontaktieren kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt. Durch Abwandlung der Bestandteile kann die
Erfindung ausgeführt sein, ohne von ihrem Grundgedanken
und ihren wesentlichen Kennwerten abzuweichen. Ferner kann die Erfindung
durch geeignetes Kombinieren der in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen offenbarten
Bestandteile in anderen spezifischen Formen ausgeführt
sein. Beispielsweise können einige der in den Ausführungsformen
offenbarten Bestandteile entfallen. Die Bestandteile unterschiedlicher
Ausführungsformen können geeignet kombiniert sein.
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Dem
Fachmann werden zusätzliche Vorteile und Abwandlungen problemlos
deutlich sein. Daher ist die Erfindung in ihren weiter gefaßten
Aspekten nicht auf die spezifischen Einzelheiten und repräsentativen
Ausführungsformen beschränkt, die hier dargestellt
und beschrieben sind. Folglich können verschiedene Abwandlungen
vorgenommen werden, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang des allgemeinen
Erfindungskonzepts wie in der Festlegung durch die beigefügten
Ansprüche und ihre Äquivalente abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-9275
A [0010, 0017]