-
Querverweis auf verwandte Anmeldung
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0127577 , eingereicht am 12. November 2012, deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mitaufgenommen ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgassystem für ein Fahrzeug (z. B. Kraftfahzeug), und insbesondere ein Abgasreinigungssystem, welches geeignet ist, um Schadstoffe im Abgas zu reduzieren.
-
Beschreibung der bezogenen Technik
-
Im Allgemeinen weist ein Abgassystem eines Motors (z. B. eines Verbrennungsmotors) eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung auf, wie zum Beispiel einen DOC (engl.: DOC, diesel Oxidation catalyst; dt.: Diesel-Oxidationskatalysator), einen DPF (engl.: DPF, diesel particulate matter filter; dt.: Dieselpartikelfilter), eine SCR (engl.: selektive catalyst reduction; dt.: selektive katalytische Reduktion), eine LNT (engl.: lean NOx trap, dt.: Mager-NOx-Falle) und dergleichen, um Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC), Partikel (bspw. Feststoffpartikel wie Ruß), Stickoxid (NOx) und dergleichen zu verringern, welche im Abgas enthaltene Schadstoffe sind.
-
Der DOC kann alle Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas oxidieren und kann Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid oxidieren. Der DPF kann Partikel im Abgas einfangen und kann die Partikel durch einen chemischen Umwandlungsprozess reinigen/entfernen.
-
Weiter wandelt die SCR ein Reduktionsmittel (Harnstoff), welches mittels eines Injektors in Strömungsrichtung des Abgases injiziert wird, unter Nutzung der Abgaswärme in Ammoniak (NH3) um, und reduziert Stickoxid zu Stickstoff-Gas (N2) und Wasser (H2O), mittels einer katalytischen Reaktion zwischen dem Stickoxid im Abgas und dem Ammoniak, in dem SCR-Katalysator.
-
Als ein Beispiel eines Abgasreinigungssystems der bezogenen Technik, welches die oben beschriebenen DOC, DPF und SCR übernimmt, sind der DOC 2 und der DPF 3 auf dem Pfad der Abgasleitung 1 in einer Strömungsrichtung des Abgases montiert, und der SCR-Katalysator 4 ist an einem hinteren Ende des DPF 3 montiert, wie in 1 dargestellt.
-
Hier ist ein Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator 5 an einem hinteren Ende des SCR-Katalysators 4 installiert, um einen Reduktionsmittel-Schlupf, welcher am SCR-Katalysator auftritt, zu entfernen. Zusätzlich ist ein Mischbereich, in welchem ein Reduktionsmittel und das Abgas gemischt werden, zwischen einem hinteren Ende des DPF 3 und einem vorderen Ende des SCR-Katalysators 4 bereitgestellt, und ein Injektor 7, welcher das Reduktionsmittel in die Abgasleitung 1 hinein injiziert, ist im Mischbereich montiert.
-
Im vorhergehend genannten Abgasreinigungssystem, weil der SCR-Katalysator 4 ein verhältnismäßig großes Volumen hat, um eine ausreichende Stickoxid-Reinigungseffizienz im Abgas zu erreichen, ist der SCR-Katalysator 4 an einem Unterboden eines Fahrzeugs montiert.
-
Demzufolge, da in der bezogenen Technik der SCR-Katalysator 4 an einem Unterboden eines Fahrzeugs vorliegt („Unterflur-Katalysator”), kann eine Stickoxid-Reinigungsleistung des SCR-Katalysators schlechter werden, weil eine Temperatur des Abgases abgesenkt wird/ist, und eine Kraftstoffeffizienz kann schlechter werden, weil ein Gewicht des Fahrzeugs zusätzlich gesteigert wird.
-
Darüber hinaus können in der bezogenen Technik, da der SCR-Katalysator 4, welcher ein verhältnismäßig großes Volumen hat, bereitgestellt ist und der Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator 5 am hinteren Ende des SCR-Katalysators 4 installiert ist, Herstellungskosten zum Herstellen eines jeweils separaten Trägers und Gehäuses, welche zum SCR-Katalysator 4 und zum Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator 5 korrespondieren, gesteigert sein.
-
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung” offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bekannt ist.
-
Kurze Erläuterung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Bestreben getätigt, um ein Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches geeignet ist, eine Abgas-Reinigungsleistung weiter zu verbessern und die Herstellungskosten mittels einer einfachen Konfiguration zu reduzieren.
-
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeugs bereit, aufweisend:
- (i) eine Diesel-Oxidationskatalysator(DOC)-Einheit, welche an einer Abgasleitung (z. B. einem Abgasrohr) installiert ist, und
- (ii) eine Verbund-Katalysator-Einheit, welche an der Abgasleitung hinter der DOC-Einheit installiert ist und welche einen selektive-katalytische-Reduktions(SCR)-Katalysator und eine Oxidationskatalysator aufweist, welche an einem Dieselpartikelfilter (DPF) geformt sind. Zusätzlich kann das Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug weiter einen Injektor aufweisen, welcher zwischen der DOC-Einheu und der Verbund-Katalysator-Einheit bereitgestellt ist und konfiguriert ist, um ein Reduktionsmittel in die Abgasleitung hinein einzuspeisen.
-
In dem Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann der SCR-Katalysator an einer Abgas-Einlassseite des DPF geformt sein und der Oxidationskatalysator kann an einer Abgas-Auslassseite des DPF geformt sein. Ein Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich, z. B. ein katalysatorbeschichtungsfreier Abschnitt/Bereich, kann zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des DPF vorhanden sein (bzw. zwischen dem SCR-Beschichtungsbereich und dem Oxidationskatalysatorbeschichtungsbereich, insbesondere in Längsrichtung/Strömungsrichtung zwischen diesen). Der SCR-Katalysator kann einen Stoff bzw. ein Material aufweisen, welcher bzw. welches von Cu- oder Fe-basiertem Zeolith und/oder Vanadium-basierten Stoffen ausgewählt ist. Der Oxidationskatalysator kann einen Edelmetall-Katalysator aufweisen, welcher aus einer aus Pt, Pd und Rh bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Verbund-Katalysator-Einheit kann einen SCR auf DPF (SDPF) aufweisen.
-
Verschiedene andere Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Abgasreinigungssystem bereit, aufweisend: (i) eine DOC-Einheit, welche an einer Abgasleitung installiert ist, und (ii) eine Verbund-Katalysator-Einheit, welche an der Abgasleitung hinter der DOC-Einheit installiert ist und welche einen SCR-Katalysator und einen Oxidationskatalysator aufweist, welche an einem DPF geformt sind, in welcher die Verbund-Katalysator-Einheit einen Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich zwischen einem Beschichtungsbereich des SCR-Katalysators und einem Beschichtungsbereich des Oxidationskatalysators aufweisen kann.
-
Zusätzlich kann im Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung der DPF einen Durchgangspfad bzw. Strömungspfad aufweisen, welcher z. B. eine Zickzack-Form hat. Der SCR-Katalysator kann an einer Abgas-Einlassseite aufgebracht sein und der Oxidationskatalysator kann an einer Abgas-Auslassseite aufgebracht sein.
-
Im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, weil die Verbund-Katalysator-Einheit bereitgestellt ist, in welcher der SCR-Katalysator an der Einlassseite des Durchgangspfads (der Zellen-Passage) des DPF geformt ist und der Oxidationskatalysator an der Auslassseite des Durchgangspfads (der Zellen-Passage) geformt ist, kann ein SCR-Katalysator, welcher in der bezogenen Technik ein großes Volumen hat, entfernt oder weglassen werden.
-
Zusätzlich, im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, weil der Oxidationskatalysator an der Auslassseite des Durchgangspfads (der Zellen-Passage) im DPF der Verbund-Katalysator-Einheit geformt ist, kann eine Schlupfmenge des Reduktionsmittels, welches ohne am SCR-Katalysator reagiert zu haben ausgestoßen wird, reduziert werden, und CO, HC oder dergleichen, welche durch eine Verbrennung von Ruß erzeugt werden, wenn der DPF regeneriert wird, können gereinigt werden, weil/indem sie oxidiert werden.
-
Zusätzlich, im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, weil ein Schlupf des Reduktionsmittels, welches nicht am SCR-Katalysator reagiert hat, mittels des Oxidationskatalysators der Verbund-Katalysator-Einheit entfernt werden kann, kann ein Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator der bezogenen Technik entfernt oder weggelassen werden.
-
Dementsprechend können im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung die Kosten zur Herstellung eines SCR-Katalysators und eines Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysators reduziert werden, da ein SCR-Katalysator und ein Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator der bezogenen Technik entfernt werden können, und eine Kraftstoffeffizienz kann verbessert werden, da ein Gewicht eines Fahrzeugs verringert wird.
-
Zusätzlich, im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, da der SCR-Katalysator installiert ist, um näher an einem Motor zu sein, im Vergleich mit einem Fall, in welchem ein SCR-Katalysator an einem hinteren Ende bzw. stromabwärts des DPF installiert ist, das heißt, am Unterboden eines Fahrzeugs, ist eine Abgastemperatur höher als die der bezogenen Technik, und als Ergebnis davon kann eine NOx-Reinigungseffizienz verbessert werden.
-
Darüber hinaus, im Abgasreinigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, weil der Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich geformt ist, um zu verhindern, dass den SCR-Katalysator und der Oxidationskatalysator am DPF der Verbund-Katalysator-Einheit sich überlappen (insbesondere in Längsrichtung/Strömungsrichtung), kann der SCR-Katalysator seine ursprüngliche Funktion ohne Verschlechterung der Stickoxid-Reinigungseffizienz ausführen, und eine Stickoxid-Reinigungsleistung kann verbessert werden (z. B. auf ein Niveau welches gleich oder höher als ein Ausgangsniveau bzw. „gleiches Niveau” ist).
-
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch ein Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß der bezogenen Technik zeigt.
-
2 ist ein Blockdiagramm, welches schematisch ein beispielhaftes Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
3 ist eine Schnittansicht, welche schematisch eine beispielhafte Verbund-Katalysator-Einheit zeigt, welche bei einem Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
-
4 ist ein Diagramm zum Erklären eines betriebsbedingten Effekts eines beispielhaften Abgasreinigungssystems für ein Fahrzeuggemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
-
Um die vorliegende Erfindung klar zu beschreiben, werden Teile vernachlässigt, die für die Beschreibung irrelevant sind. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen durchgehend durch die Beschreibung gleiche oder ähnliche Elemente. Die Größe und die Dicke einer jeden in den Zeichnungen gezeigten Komponente sind zum besseren Verständnis und zur einfacheren Beschreibung in den Zeichnungen gezeigt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Zeichnung beschränkt. In den Zeichnungen sind die Dicken von verschieden Abschnitten und Bereichen zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt.
-
Weiter, in der folgenden detaillieren Beschreibung, werden Namen von einzelnen Elementen, welche in derselben Beziehung sind, in „das erste”, „das zweite” und dergleichen aufgeteilt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Reihenfolge in der folgenden Beschreibung beschränkt. Falls nicht explizit das Gegenteil beschrieben ist, sind das Wort „aufweisen” und Abwandlungen davon wie „aufweist” oder „aufweisend” so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von angegebenen Elementen, aber nicht die Ausschließung von irgendeinem anderen Element bedeuten. Zusätzlich beziehen sich die Ausdrucksweisen wie „... Einheit”, „... Mittel”, „... Teil” oder „... Element”, welche in der Beschreibung offenbart werden, auf eine Einheit eines inbegriffenen Bestandteils, welche zumindest eine der Funktionen oder Operationen ausführt.
-
Die 2 ist eine Darstellung, welche schematisch ein Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezug nehmend auf die 2, kann ein Abgasreinigungssystem 100 eines Fahrzeugs auf ein Abgasnachbearbeitungssystem angewandt werden, welches an einem Abgassystem eines kommerziellen Dieselfahrzeugs bereitgestellt ist, um von einem Motor (z. B. einen Verbrennungsmotor) ausgestoßenes Abgas zu reinigen.
-
Zum Beispiel kann das Abgasreinigungssystem 100 alle Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas oxidieren, und kann Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid oxidieren. Das Abgasreinigungssystem 100 kann im Abgas enthaltene Partikel (z. B. Ruß) einfangen, und kann die Partikel durch einen chemischen Umwandlungsprozess reinigen bzw. umwandeln. Weiter kann das Abgasreinigungssystem 100 Stickoxid im Abgas zu Stickstoffgas reduzieren, unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wie zum Beispiel einer wässrigen Harnstofflösung.
-
Das Abgasreinigungssystem 100 eines Fahrzeugs gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann einen SCR-Katalysator und einen Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator der bezogenen Technik entfernen bzw. weglassen, und hat eine Struktur bzw. einen Aufbau, welche bzw. welcher die Abgas-Reinigungsleistung weiter verbessern kann.
-
Zu diesem Zweck weist ein Abgasreinigungssystem 100 eines Fahrzeugs gemäß verschiedener Ausführungsforen der vorliegenden Erfindung eine DOC-Katalysatoreinheit 20 und eine Verbund-Katalysator-Einheit 50 auf.
-
Die DOC-Katalysatoreinheit 20 kann an/in einer Abgasleitung 10 installiert sein, welche eine/n Strömung/Fluss des Abgases formt, welches von einem Motor eines Fahrzeugs ausgestoßen wird. Die DOC-Katalysatoreinheit 20 hat einen Träger, welcher in einem vorbestimmten Gehäuse bereitgestellt ist, und ein Diesel-Oxidationskatalysator kann auf dem Träger in Form von einer Beschichtung vorgesehen/aufgebracht sein. Die DOC-Katalysatoreinheit 20 dient dazu, um alle Kohienwasserstoffe und Kohlenmonoxid im Abgas durch den Diesel-Oxidationskatalysator zu oxidieren, und um Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid zu oxidieren. Da die DOC-Katalysatoreinheit 20 als eine DOC-Katalysatorvorrichtung bereitgestellt ist, welche im Stand der Technik bekannt ist, wird in der vorliegenden Beschreibung eine detaillierte Beschreibung eines Aufbaus davon ausgelassen.
-
Die 3 ist eine Schnittansicht, welche schematisch die Verbund-Katalysator-Einheit zeigt, welche bei einem/auf ein Abgasreinigungssystem für ein Fahrzeug gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung angewendet ist. Bezug nehmend auf die 2 und 3 dient die Verbund-Katalysator-Einheit 50 dazu, um im Abgas enthaltene Partikel einzufangen und die Partikel durch einen chemischen Umwandlungsprozess zu reinigen bzw. umzuwandeln.
-
Weiter dient die Verbund-Katalysator-Einheit 50 dazu, um Stickoxid im Abgas zu Stickstoffgas zu reduzieren, unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wie zum Beispiel einer wässrigen Harnstofflösung. Zusätzlich dient die Verbund-Katalysator-Einheit 50 dazu, um Schlupf des Reduktionsmittels zu entfernen, welches nicht reagiert ist/hat, und CO, HC oder dergleichen, welche bei der Verbrennung von Ruß entstanden sind, zu oxidieren und zu reinigen.
-
Im Besonderen ist die Verbund-Katalysator-Einheit 50 an der Abgasleitung 10 hinter der DOC-Katalysatoreinheit 20 installiert. Die Verbund-Katalysator-Einheit 50 basiert auf einem DPF 61, und ein SCR-Katalysator 71 und ein Oxidationskatalysator 81 sind auf/an dem DPF 61 geformt. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil der SCR-Katalysator 71 auf/an dem DPF 61 geformt ist, kann die Verbund-Katalysator-Einheit 50 als eine SDPF-Einheit (SCR auf DPF) definiert werden.
-
Hier ist der DPF 61 bereitgestellt, um im Abgas enthaltene Partikel einzufangen und um die Partikel durch einen chemischen Umwandlungsprozess zu reinigen, und kann hier ein Dieselpartikelfilter des Stands der Technik sein. Der DPF 61 formt oder beinhaltet einen Durchgangspfad 61, welcher z. B. eine Zickzack-Form hat, und hat eine Porosität, welche gleich zu oder größer als etwa 55% ist, wobei eine Porengröße groß ist.
-
Der SCR-Katalysator 71 kann auf/an einer Abgas-Einlassseite des DPF 61 aufgebracht sein, und der Oxidationskatalysator 81 kann auf einer Abgas-Auslassseite des DPF 61 aufgebracht sein. Das heißt, der SCR-Katalysator 71 kann an/auf einem Teilbereich ausgehend von einem Ende der Einlassseite des Durchgangspfads 63 des DPF 61 aufgebracht sein, und der Oxidationskatalysator 81 kann an/auf einem Teilbereich ausgehend von einem Ende der Auslassseite des Durchgangspfads 63 aufgebracht sein. Zum Beispiel kann der DPF 61 eine Wandstruktur haben, in/von der Eingangskanäle, welche zu einer ersten Seite hin offen hin sind, und Ausgangskanäle, welche zu einer zweiten Seite hin offen sind, ausgebildet sind. Die Wandstruktur kann zum Beispiel eine Zickzack- oder Mäanderform haben. Die Eingangskanäle und Ausgangskanäle können zum Beispiel über poröse Trennwände der Wandstruktur voneinander getrennt sein. Zum Beispiel ist der SCR-Katalysator an einem vorderen/stromaufwärtigen Abschnitt der Eingangskanäle (bzw. an der Umfangswandung derselben) ausgebildet, wohingegen der Oxidationskatalysator an einem hinteren/stromabwärtigen Abschnitt der Ausgangskanäle (bzw. an der Umfangswandung derselben) ausgebildet ist. In Längsrichtung/Erstreckungsrichtung der zueinander im Wesentlichen parallel angeordneten Eingangs- und Ausgangskanäle ist zwischen der SCR-Katalysator-Beschichtung und der Oxidationskatalysator-Beschichtung ein beschichtungsfreier DPF-Abschnitt vorgesehen. Zum Beispiel kann sich ein Strömungspfad oder Durchgangspfad durch einen Eingangskanal, eine poröse Trennwand und einen Ausgangskanal hindurch erstrecken.
-
In diesem Fall kann der SCR-Katalysator 71 aus irgendeinem Stoff/Material hergestellt sein oder daraus bestehen, welcher/welches von/aus Cu- oder Fe-basiertem Zeolith und Vanadium basierten-Stoffen/Materialien ausgewählt ist, oder kann einen Stoff aufweisen, welcher aus Cu- oder Fe-basiertem Zeolith und Vanadium basierten-Stoffen ausgewählt ist. Der Oxidationskatalysator 81 kann aus irgendeinem Edelmetall-Katalysator hergestellt sein oder daraus bestehen, welcher von/aus einer aus Pt, Pd und Rh bestehenden Gruppe ausgewählt ist, oder einen Edelmetall-Katalysator aufweisen, welcher aus einer aus Pt, Pd und Rh bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
-
Der SCR-Katalysator 71 kann Stickoxid im Abgas zu Stickstoffgas reduzieren, unter Verwendung eines Reduktionsmittels, wie zum Beispiel einer wässrigen Harnstofflösung. Weiter kann der Oxidationskatalysator 81 Schlupf des Reduktionsmittels entfernen, welches nicht am SCR-Katalysator 71 reagiert ist/hat, und kann CO, HC oder dergleichen, welche bei einer Verbrennung von Ruß entstehen, wenn der DPF 61 regeneriert wird, oxidieren und reinigen.
-
In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, kann im DPF 61 ein Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich 65 zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Durchgangspfads 63 vorliegen. Der Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich 65 ist zwischen einem Beschichtungsbereich des SCR-Katalysators 71 und einem Beschichtungsbereich des Oxidationskatalysators 81 bereitgestellt.
-
Der Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich 65 ist am DPF 61 geformt, um zu verhindern, dass der SCR-Katalysator 71 und der Oxidationskatalysator 81 sich wegen der hohen Porosität und großen Poren des DPF 61 überlappen, insbesondere durch eine Wand des Durchgangspfads 63 hindurch. Das heißt, falls der SCR-Katalysator 71 und der Oxidationskatalysator 81 sich durch die (poröse) Wand des Durchgangspfads 63 hindurch überlappen, wie oben beschrieben, wird das Reduktionsmittel zum Reinigen von Stickoxid mittels des Oxidationskatalysators 81 oxidiert, welcher ein Edelmetall aufweist, und damit kann die Stickoxid-Reinigungseffizienz schlechter werden.
-
Zusätzlich, da der SCR-Katalysator 71, welcher aus Cu, Fe oder dergleichen geformt ist, ein Edelmetall und einen Washcoat im Oxidationskatalysator 81 vergiften kann, kann eine Oxidationstätigkeit/-funktion schlechter werden. Demzufolge, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil der Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich 65 am DPF 61 geformt ist, verursacht das Reduktionsmittel zum Reinigen von Stickoxid keine Oxidationstätigkeit an einem Edelmetall-Katalysator des Oxidationskatalysators 81 (bzw. wird dort nicht oxidiert) und kann einzig eine Reaktion am SCR-Katalysator 71 erzeugen (bzw. reagiert dort). Demzufolge kann verhindert werden, dass Cu, Fe oder dergleichen den Oxidationskatalysator 81 vergiften.
-
Das Abgasreinigungssystem 100 eines Fahrzeugs gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist weiter einen Injektor 90 (allgemein in diesem Gebiet auch „Dosiereinheit” genannt) auf, welcher das Reduktionsmittel hinter der Verbund-Katalysator-Einheit 50 in die Abgasleitung 10 hinein injiziert (bspw. spritzt). Der Injektor 90 kann an der Abgasleitung 10 zwischen der DOC-Katalysatoreinheit 20 und der Verbund-Katalysator-Einheit 50 installiert sein.
-
Wenn das Reduktionsmittel durch den Injektor 90 in die Abgasleitung 10 hinein injiziert wird, wird das Reduktionsmittel mittels der Abgaswärme in Ammoniak (NH3) umgewandelt, und ein Stickoxid kann mittels einer katalytischen Reaktion zwischen dem Stickoxid im Abgas und dem Ammoniak am SCR-Katalysator 71 der Verbund-Katalysator-Einheit 50 in Stickstoffgas (N2) und Wasser (H2O) umgewandelt werden. Weil der Injektor 90 als eine in der bezogenen Technik bekannte Dosiereinheit bereitgestellt ist, wird eine detaillierte Beschreibung eines Aufbaus davon in der vorliegenden Beschreibung ausgelassen.
-
Demzufolge, im Abgasreinigungssystem 100 eines Fahrzeugs gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil die Verbund-Katalysator-Einheit 50 bereitgestellt ist, in welcher der SCR-Katalysator 71 an der Einlassseite des Durchgangspfads 63 (der Zellen-Passage) des DPF 61 geformt ist und der Oxidationskatalysator 81 an der Auslassseite des Durchgangspfads 63 (der Zellen-Passage) geformt ist, kann ein SCR-Katalysator, welcher in der bezogenen Technik ein großes Volumen hat, weggelassen werden.
-
Zusätzlich, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil der Oxidationskatalysator 81 an der Auslassseite des Durchgangspfads 63 (der Zellen-Passage) im DPF 61 der Verbund-Katalysator-Einheit 50 geformt ist, kann eine Schlupfmenge des Reduktionsmittels, welches ohne am SCR-Katalysator 71 regiert zu haben ausgestoßen wird, verringert werden, und CO, HC oder dergleichen, welche durch eine Verbrennung von Ruß erzeugt werden, wenn der DPF regeneriert wird, können gereinigt werden, weil/indem sie oxidiert werden.
-
Das heißt, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil der Schlupf des Reduktionsmittels, welches nicht am SCR-Katalysator 71 reagiert, mittels des Oxidationskatalysators 81 der Verbund-Katalysator-Einheit 50 entfernt werden kann, kann ein Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator der bezogenen Technik weggelassen werden.
-
Dementsprechend, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, können Kosten zur Herstellung eines SCR-Katalysators und eines Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysators verringert werden, da ein SCR-Katalysator und ein Reduktionsmittel-Schlupf-Katalysator der bezogenen Technik weggelassen werden können, und eine Kraftstoffeffizienz kann verbessert werden, da ein Gewicht eines Fahrzeugs verringert wird.
-
Zusätzlich, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da der SCR-Katalysator 71 installiert ist, um näher an einem Motor zu sein, im Vergleich mit einem Fall, in welchem ein SCR-Katalysator hinter dem DPF installiert ist, das heißt, am Unterboden eines Fahrzeugs, ist eine Abgastemperatur höher als die der bezogenen Technik, und als Ergebnis davon kann eine NOx-Reinigungseffizienz verbessert werden.
-
Darüber hinaus, in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, weil der Katalysator-Nichtbeschichtungsbereich 65 geformt ist, um den SCR-Katalysator und den Oxidationskatalysator am DPF der Verbund-Katalysator-Einheit daran zu hindern, überlappt zu sein, kann der SCR-Katalysator seine ursprüngliche Funktion ohne Verschlechterung der Stickoxid-Reinigungseffizienz ausführen, und eine Stickoxid-Reinigungsleistung kann auf ein Niveau verbessert werden, welches gleich oder höher als das Ausgangsniveau ist.
-
Wie in der 4 dargestellt, wobei wenn die vorliegende Erfindung, in welcher der Oxidationskatalysator 81 an der Auslassseite des DPF 61 der Verbund-Katalysator-Einheit 50 geformt ist, mit einem Fall verglichen wird, in welchem nur der SCR-Katalysator 71 auf dem DPF 61 aufgebracht ist, wird in dem Fall, in welchem nur der SCR-Katalysator 71 auf dem DPF 61 aufgebracht ist (bezeichnet mit „A” in der Zeichnung), am hinteren Ende des DPF 61 schnell CO erzeugt, wenn der DPF 61 regeneriert wird. Jedoch, in einem Fall, in welchem der Oxidationskatalysator 81 an der Auslassseite des DPF 61 geformt ist, wie in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wird am hinteren Ende des DPF 61 CO fast überhaupt nicht erzeugt (bezeichnet mit „B” in der Zeichnung).
-
Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „vorn” oder „hinten”, etc. dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren jeweiligen Positionen, wie sie den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
-
Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist gewünscht, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2012-0127577 [0001]
