DE102015222361A1 - Katalysator für fahrzeug - Google Patents

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Jin Ha Lee
Ki Hyung Joo
Won Soon Park
Young Su Kim
Jin Woo Park
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Abstract

Ein Katalysator für ein Fahrzeug beinhaltet einen LNT-Wandler, in den von einer Seite Abgas fließt, welches von einer Maschine ausgegeben wurde, und von welcher das Abgas auf der gegenüberliegenden Seite ausgegeben wird. Der LNT-Wandler fängt Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, unter einer mageren Umgebung, desorbiert die gefangenen Stickoxide unter einer reichen Umgebung, und reduziert die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, oder die desorbierten Stickoxide. Ein Verbindungsgehäuse wechselt eine Richtung eines Pfades des Abgases in eine Vertikalrichtung, und ermöglicht einem Reduktionsmittel, um zu dem Abgas injiziert zu werden. Ein SDPF-Wandler ändert eine Richtung eines Pfades des Abgases in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, fängt Feinstaub ein, welches in dem Abgas enthalten ist, und reduziert Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, unter Verwendung des indizierten Reduktionsmittels.

Description

  • TECHNSICHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Katalysator für ein Fahrzeug, und insbesondere einen Katalysator für ein Fahrzeug, welcher in der Lage ist, einen Abstand zwischen einem Mager-NOx-Fallen(LNT)-Wandler, und einem Dieselpartikelfilter mit einem selektiven katalytischen Reduktionsbeschichtungswandler (SDPF) zu minimieren.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen wird Abgas ausgegeben von einer Maschine durch einen Abgasverteiler. Bevor das Abgas ausgegeben wird in die Atmosphäre durch ein Endrohr wird es durch einen Katalysator gereinigt, welcher in einer Abgasleitung installiert ist, und läuft dann durch einen Schalldämpfer, um Geräusche zu dämpfen. Der Katalysator entfernt Schadstoffe, welche in dem Abgas enthalten sind. Ferner ist ein Partikelfilter in der Abgasleitung gelagert, um Partikel zu fangen (PM), welche in dem Abgas enthalten sind.
  • Ein Denitrifikationskatalysator (DeNOx-Katalysator) ist eine Art von Katalysator, welcher Stickoxide (NOx) entfernt, welche in dem Abgas enthalten sind. Wenn ein Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Harnstoff, Ammoniak, Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff (HC) in dem Abgas ist, werden die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, in dem Denitrifikationskatalysator durch eine Oxidationsreduktionsreaktion mit dem Reduktionsmittel reduziert.
  • Zurzeit wird eine Mager-NOx-Falle (LNT) als der Denitrifikationskatalysator verwendet. Wenn der LNT unter einer mageren Umgebung betrieben wird, in welcher ein Luft/Brennstoffgemisch für die Maschine gering ist, adsorbiert der LNT die Stickstoffoxide, welche in dem Abgas enthalten sind. Wenn der LNT unter einer reichen Umgebung betrieben wird, in welcher das Luft/Brennstoff-Gemisch für die Maschine hoch ist, desorbiert der LNT die adsorbierten Stickstoffoxide und reduziert die desorbierten Stickstoffoxide und die Stickstoffoxide, welche in dem Abgas enthalten sind.
  • Jedoch kann der LNT Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, nicht entfernen, wenn eine Temperatur des Abgases hoch ist (zum Beispiel eine Temperatur des Abgases ist höher als 400°). Insbesondere, wenn der Partikelfilter zum Fangen der Partikel (PM), welche in dem Abgas enthalten sind, regeneriert wird, oder Schwefel, welches durch den LNT deaktiviert wurde, entfernt wurde, wird die Temperatur des Abgases sehr hoch. Daher können die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, zu der Außenseite des Fahrzeuges ausgegeben werden.
  • Kürzlich, da die Emissionsvorschriften strenger wurden, wird ein separater DeNOx-Katalysator (zum Beispiel eine Komposit-Katalysatoreinheit (Dieselpartikelfilter mit selektiver katalytischer Reduktionsbeschichtung (SDPF)) zusammen mit dem LNT verwendet.
  • In der verwandten Technik wird der SDPF an einem hinteren Ende des LNT installiert, und als ein Resultat muss eine vorherbestimmte Distanz zwischen dem LNT und dem SDPF aufrechterhalten werden, um gleichmäßig Harnstoff zu dem SRC einzugeben.
  • Aus diesem Grund tritt ein Wärmeverlust auf, und eine NOx-Entfernungsrate des SCR verschlechtert sich während das Abgas, welches von dem LNT ausgegeben wurde, den SDPF erreicht. Ein Verfahren zur Steigerung einer Temperatur des Abgases unter Verwendung einer Postinjektion wird manchmal verwendet, um das obige Problem zu lösen, jedoch verschlechtert sich in diesem Fall die Brennstoffeffizienz des Fahrzeuges.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrundabschnitt offenbart sind, sind nur zur Steigerung des Verständnisses des Hintergrundes der Erfindung, und können daher Information beinhalten, welche nicht Stand der Technik bilden, welcher einem Fachmann in diesem Land schon bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht in einem Bestreben, einen Katalysator für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welcher eine neue Struktur aufweist, welche zum Minimieren einer Distanz zwischen einem LNT und einem SDPF fähig ist, um die Effizienz des SDPF zum Entfernen von NOx zu maximieren.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes beinhaltet ein Katalysator für ein Fahrzeug einen Mager-NOx-Fallen(LNT)-Katalysator an einer Seite, in welcher Abgas, welches von einer Maschine ausgegeben wurde, fließt und durch das gegenüberliegende Ende, aus welchem das Abgas austritt, wobei Stickoxide gefangen werden, welche in dem Abgas enthalten sind, unter einer mageren Umgebung, in welcher ein Luft/Brennstoff-Verhältnis geringer als ein Referenzverhältnis ist, wobei die gefangenen Stickoxide unter einer reichen Umgebung desorbiert werden, in welcher das Luft/Brennstoff-Verhältnis dasselbe oder höher als das Referenzverhältnis ist, und wobei Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, oder die desorbierten Stickoxide reduziert werden. Ein Verbindungsgehäuse ändert eine Richtung eines Pfades des Abgases, welches von dem LNT-Wandler ausgegeben wird, in eine vertikale Richtung, und ermöglicht einem Reduktionsmittel, um in das Abgas injiziert zu werden. Ein Dieselpartikelfilter mit selektiver katalytischer Reduktionsbeschichtung (SDPF) ändert eine Richtung eines Pfades des Abgases, welches von dem Verbindungsgehäuse fließt, in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung, in welcher das Abgas von dem LNT-Wandler abgegeben wird, wobei Feinstaub gefangen wird, welcher in dem Abgas enthalten ist, und reduziert Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, unter Verwendung des injizierten Reduktionsmittels.
  • Der LNT-Wandler kann enthalten: einen LNT-Körper, in welchem ein LNT-Katalysator angeordnet ist; einen LNT-Einlass, welcher in dem LNT-Körper ausgebildet ist, und in welchen das Abgas, welches von der Maschine ausgegeben wurde, fließt; und einen LNT-Auslass, welcher in dem LNT-Körper an einer gegenüberliegenden Seite des LNT-Einlasses ausgebildet ist, und von welchem das Abgas, welches durch den LNT-Katalysator läuft, ausgegeben wird.
  • Der Katalysator kann ferner einen LNT-Thermoisolator beinhalten, welcher zwischen dem LNT-Körper und dem LNT-Katalysator angeordnet ist.
  • Der LNT-Einlass kann in einem LNT-konischen Abschnitt ausgebildet sein, welcher einen Querschnitt aufweist, welcher schrittweise entlang eines Bewegungspfades des Abgases größer wird. Der LNT-konische Abschnitt kann eine Vorder-Ende-Temperatur-Sensor-Klammer, auf welchem ein Vorder-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Ende-Lambdasensor-Klammer, auf welcher ein Vorder-Ende-Lambdasensor installiert ist, aufweisen.
  • Der SDPF-Wandler kann beinhalten: einen SDPF-Körper, in welchem ein SDPF-Katalysator angeordnet ist; einen SDPF-Einlass, welcher an einer Seite des SDPF-Körpers ausgebildet ist, und in welchen das Abgas, welches von dem Verbindungsgehäuse ausgegeben wurde, fließt; und einen SDPF-Auslass, welcher an einer anderen Seite des SDPF-Körpers ausgebildet ist, gegenüberliegend zu dem SDPF-Einlass, und von welchem das Abgas, welches durch den SDPF-Katalysator läuft, ausgegeben wird.
  • Der Katalysator kann ferner einen SDPF-Thermoisolator aufweisen, welcher zwischen dem SDPF-Körper und dem SDPF-Katalysator angeordnet ist.
  • Eine Hinter-Ende-Stickstoffoxidsensor-Klammer, auf welchem in Hinter-Ende-Stickoxidsensor installiert ist, und eine Hinter-Ende-Drucksensor-Klammer, auf welchen ein Differenzdrucksensor installiert ist, können an einer Seite des SDPF-Auslasses ausgebildet sein.
  • Das Verbindungsgehäuse kann beinhalten: eine untere Abdeckung, welche einen Abschnitt des LNT-Auslasses und einen Abschnitt des SDPF-Einlasses verbindet; und eine obere Abdeckung, welche an einer oberen Seite der unteren Abdeckung angeordnet ist, und den LNT-Auslass und den SDPF-Einlass abdeckt, und ein Verbindungsflusspfad, entlang welchem sich das Abgas von dem LNT-Auslass zu dem SDPF-Einlass bewegt, kann zwischen der unteren Abdeckung und der oberen Abdeckung ausgebildet sein.
  • Die obere Abdeckung kann beinhalten: eine innere Abdeckung; eine äußere Abdeckung, welche auf der Außenseite der inneren Abdeckung angeordnet ist, und in einer Form ausgebildet ist, welche der inneren Abdeckung entspricht; und einen Verbindungsthermoisolator, welcher zwischen der inneren Abdeckung und der äußeren Abdeckung angeordnet ist.
  • Eine Injektionsmodulklammer, auf welchem ein Injektionsmodul zum Injizieren eines Reduktionsmittel in das Abgas installiert ist, kann auf der oberen Abdeckung ausgebildet sein, und das Injektionsmodul kann das Reduktionsmittel in eine Richtung des Verbindungsflusspfades injizieren, welcher in dem Verbindungsgehäuse ausgebildet ist.
  • Ein Mischer, welcher einheitlich das Reduktionsmittel, welches von dem Injektionsmodul injiziert wurde, mit dem Abgas mischt, kann zwischen der oberen Abdeckung und der unteren Abdeckung angeordnet sein.
  • Die obere Abdeckung kann eine Sensorklammer, auf welcher ein Vorder-Ende-Stickoxidsensor und ein Hinter-Ende-Lambdasensor installiert sind, eine Hinter-Ende-Temperatursensorklammer, auf welcher ein Hinter-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Ende-Drucksensorklammer, auf welcher ein Differenzdrucksensor installiert ist, aufweisen.
  • Der Katalysator kann ferner zumindest eine LNT-Klammer zum Fixieren des LNT-Wandlers auf der Maschine beinhalten.
  • Der Katalysator kann zumindest eine Verbindungsklammer zum Fixieren des Verbindungsgehäuses mit der Maschine beinhalten.
  • Der Katalysator kann zumindest eine SDPF-Klammer zum Fixieren des SDPF-Wandlers mit der Maschine beinhalten.
  • Gemäß dem Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Pfad, entlang welchem das Abgas, welches von der Maschine ausgegeben wird, und dann durch den LNT-Wandler fließt, und in den SDPF-Wandler fließt, zu minimieren, da der LNT-Wandler und der SDPF-Wandler durch ein Verbindungsgehäuse verbunden sind.
  • Da ein Pfad, entlang welchem das Abgas von dem LNT-Wandler ausgegeben wird, und dann in den SDPF-Wandler fließt, minimiert wird, ist es möglich, einen Abfall in der Temperatur des Abgases zu minimieren, wodurch eine NOx-Entfernungsrate des SCR verbessert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER RFIGUREN
  • Die Figuren sind dazu gedacht, um als Referenz zum Beschreiben der beispielhaften Ausführungsformen verwendet zu werden, und die beigefügten Figuren sollten nicht als beschränkend für den technischen Geist der vorliegenden Offenbarung angesehen werden.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Katalysators für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Katalysator gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 3 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den Katalysator gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche den Katalysator gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen LNT-Wandler gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 6 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den LNT-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht des LNTS-Wandlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Verbindungsgehäuse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 9 ist eine weitere perspektivische Ansicht des Verbindungsgehäuses gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen SDPF-Wandler gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 11 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den SDPF-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche den SDPF-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • 13 ist eine schematische Ansicht zum Erklären eines Flusses von Abgas in dem Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Offenbarung wird hiernach vollständiger mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in welchen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Fachmänner werden bemerken, dass die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden können ohne von dem Geist und Bereich der vorliegenden Offenbarung wegzutreten.
  • Ein Teil, welches nicht relevant für die Beschreibung ist, wird ausgelassen, um deutlich die vorliegende Offenbarung zu beschreiben, und gleiche oder ähnliche Elemente werden mit denselben Bezugszeichen durch die Spezifikation bezeichnet.
  • Die Größe und Dicke jedes der in den Zeichnungen dargestellten Komponenten sind willkürlich gezeigt zum Verständnis und der leichteren Beschreibung, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Dicke von einigen Abschnitten und Bereichen ist vergrößert zur Deutlichkeit.
  • Hiernach wird ein Katalysator für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes in Genauigkeit mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausgestaltung eines Katalysators für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 3 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche den Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • Wie in den 1 bis 4 dargestellt, beinhaltet ein Katalysator für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes einen Mager-NOx-Fallen-(LNT)-Wandler 100, einen Dieselpartikelfilter mit selektiver katalytischer Reduktionsbeschichtung (SDPF) 300, und ein Verbindungsgehäuse 200, welches den LNT-Wandler 100 und den SDPF-Wandler 300 verbindet.
  • Abgas, welches ein- und austritt von dem LNT-Wandler 100, fließt von links nach rechts basierend auf den Zeichnungen.
  • Das Verbindungsgehäuse 200 ändert einen Pfad des Abgases, so dass das Abgas, welches von dem LNT-Wandler 100 ausgegeben wird, abwärts in einer Vertikalrichtung fließt. Das heißt, das Abgas fließt von einer oberen Seite zu einer unteren Seite in dem Verbindungsgehäuse 200. In diesem Fall wird ein Reduktionsmittel in das Abgas durch ein Injektionsmodul (nicht dargestellt) injiziert.
  • Ferner fließt das Abgas, welches in den SDPF-Wandler 300 von dem Verbindungsgehäuse 200 fließt, in dem LNT-Wandler 100 von rechts nach links. Das heißt, eine Richtung, in welcher das Abgas in den LNT-Wandler 100 fließt, ist entgegengesetzt zu einer Richtung, in welcher das Abgas in den SDPF-Wandler 300 fließt.
  • Da die Richtung, in welcher das Abgas in dem LNT-Wandler 100 fließt, entgegengesetzt ist zu der im SDPF-Wandler 300, wird eine direkte Verbindung zwischen dem LNT-Wandler 100 und dem SDPF-Wandler 300 hergestellt, und daher ist es möglich, den Wärmeverlust des Abgases zu minimieren.
  • Hiernach werden speziell der LNT-Wandler 100, das Verbindungsgehäuse 200, und der SDPF-Wandler 300 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
  • Als Erstes wird der LNT-Wandler in Genauigkeit mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, welche den LNT-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 6 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den LNT-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht des LNT-Wandlers gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes.
  • Mit Bezug auf die 5 bis 7 weist der LNT-Wandler 100 einen LNT-Einlass 114 und einen LNT-Auslass 115 auf, so dass das Abgas, welches von der Maschine ausgegeben wurde, in den LNT-Wandler 100 fließt, und dann durch die gegenüberliegende Seite austritt.
  • Der LNT-Wandler 100 beinhaltet einen LNT-Körper 110, in welchem ein LNT-Katalysator 140 bereitgestellt ist, und den LNT-Einlass 114, welcher in dem LNT-Körper 110 ausgebildet ist, und in welchen das Abgas, welches von der Maschine abgegeben wurde, fließt. Der LNT-Auslass 115 ist in dem LNT-Körper 110 an einer gegenüberliegenden Seite des LNT-Einlasses 114 ausgebildet, und das Abgas, welches durch den LNT-Katalysator 140 läuft, wird durch den LNT-Auslass 115 ausgegeben.
  • Der LNT-Einlass 114 und der LNT-Auslass 115 können koaxial zueinander sein. Da der LNT-Einlass 114, und der LNT-Auslass 115 koaxial zueinander sind, fließt das Abgas in den LNT-Einlass 114, läuft durch den LNT-Katalysator 140, und tritt durch den LNT-Auslass 115 in einer Horizontalrichtung aus (von links nach rechts).
  • Der LNT-Körper 110 weist eine zylindrische Form auf. Ein LNT-konischer Abschnitt 112, der einen Querschnitt aufweist, welcher sich schrittweise entlang eines Bewegungspfades des Abgases vergrößert, ist auf einer Seite des LNT-Körpers 110 ausgebildet, und der LNT-Einlass 114 ist in dem LNT-konischen Abschnitt 112 ausgebildet.
  • Hier kann eine Länge des LNT-Wandlers 100 0,5 bis 1 Mal der Länge der Maschine sein.
  • Zusätzlich weist der LNT-konische Abschnitt 112 eine Vorder-Ende-Temperatursensor-Klammer 118 auf, auf welcher ein Vorder-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Ende-Lambdasensor-Klammer 116, auf welcher ein Vorder-Ende-Lambdasensor installiert ist. Der Vorder-Ende-Temperatursensor erfasst eine Temperatur des Abgases, welches in den LNT-Wandler 100 fließt, und der Vorder-Ende-Lambdasensor erfasst eine Konzentration von Sauerstoff, welcher in dem Abgas enthalten ist, welches in den LNT-Wandler 100 fließt.
  • Der LNT-Katalysator 140 ist in dem LNT-Körper 110 bereitgestellt. Ein LNT-Thermoisolator 130 kann zwischen dem LNT-Körper 110 und dem LNT-Katalysator 140 bereitgestellt sein. Da der LNT-Thermoisolator 130 zwischen dem LNT-Körper 110 und dem LNT-Katalysator 140 angeordnet ist, ist es möglich, einen Wärmeverlust des Abgases, welches in den LNT-Wandler 100 fließt, zu verhindern.
  • Eine LNT-Klammer 119 zum Fixieren des LNT-Wandlers 100 zu der Maschine ist an einer äußeren Peripherie des LNT-Körpers 110 zur Verfügung gestellt. Als Nächstes wird der SDPF-Wandler in Genauigkeit mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. 10 ist eine perspektivische Ansicht, welche den SDPF-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 11 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche den SDPF-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 12 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche den SDPF-Wandler gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • Mit Bezug auf 10 bis 11 beinhaltet der SDPF-Wandler 300 einen SDPF-Körper 310, in welchem ein SDPF-Katalysator 340 zur Verfügung gestellt ist, und einen SDPF-Einlass 311, welcher an einer Seite des SDPF-Körpers 310 ausgebildet ist, und in welchen das Abgas, welches von dem Verbindungsgehäuse 200 ausgegeben wurde, fließt. Ein SDPF-Auslass 312 ist an der anderen Seite des SDPF-Körpers 310 an der gegenüberliegenden Seite des SDPF-Einlasses 311 ausgebildet, und das Abgas, welches durch den SDPF-Katalysator 340 läuft, wird von dem SDPF-Auslass 312 ausgegeben.
  • In diesem Fall kann eine Länge des SDPF-Wandlers 300 1 bis 2 Mal der Maschine sein.
  • Das Abgas, welches durch den SDPF-Auslass 312 ausgegeben wird, läuft durch einen Dämpfer (nicht dargestellt), um Geräusche zu unterdrücken, und wird dann in die Atmosphäre durch ein Endrohr (nicht dargestellt) ausgegeben.
  • Der SDPF-Katalysator 340 ist in dem SDPF-Körper 310 zur Verfügung gestellt. Der SDPF-Katalysator 340 ist durch eine Beschichtung einer porösen Trennwand, welche einen Kanal einer DPF beinhaltet, mit einem SCR-Katalysator ausgebildet.
  • Während das Abgas durch den SDPF-Katalysator 340 läuft, wird der Feinstaub, welcher in dem Abgas enthalten ist, gefangen. Zusätzlich reduziert der SCR-Katalysator, welcher auf dem SDPF-Katalysator 340 beschichtet ist, Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind unter Verwendung des Reduktionsmittels, welches durch das Injektionsmodul eingespritzt wird. Ein SDPF-Thermoisolator 330 kann zwischen dem SDPF-Körper 310 und dem SDPF-Katalysator 340 bereitgestellt sein, und daher ist es möglich, einen Wärmeverlust des Abgases, welches durch den SDPF-Wandler 300 fließt, zu verhindern.
  • Zusätzlich ist an einer Seite des SDPF-Auslasses 310 eine Hinter-Ende-Stickoxid-Sensorklammer 315 ausgebildet, auf welcher ein Hinter-Ende-Stickoxid-Sensor installiert ist, und eine Hinter-Ende-Drucksensor-Klammer 314 ist ausgebildet, auf welcher ein Differenzdrucksensor installiert ist. Der Differenzdrucksensor ist zwischen der Hinter-Ende-Drucksensor-Klammer 314 und der Vorder-Ende-Drucksensor-Klammer 214 installiert. Der Differenzdrucksensor erfasst eine Differenz im Druck des Abgases zwischen vor und nachdem das Abgas durch den SDPF-Katalysator 340 läuft.
  • Zumindest eine SDPF-Klammer 318 oder 319 zum Fixieren des SDPF-Wandlers 300 auf der Maschine ist auf dem SDPF-Körper 310 zur Verfügung gestellt.
  • Als Nächstes wird das Verbindungsgehäuse 200 in Genauigkeit mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein Verbindungsgehäuse gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt. 9 ist eine weitere perspektivische Ansicht, welche das Verbindungsgehäuse gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes darstellt.
  • Mit Bezug auf 4, 8 und 9 beinhaltet das Verbindungsgehäuse 200 eine untere Abdeckung 240, welche einen Abschnitt des LNT-Auslasses 115 und einen Abschnitt des SDPF-Einlasses 311 verbindet. Eine obere Abdeckung 210 ist an einer Oberseite der unteren Abdeckung 240 zur Verfügung gestellt, und deckt den LNT-Auslass 115 und den SDPF-Einlass 311 ab.
  • Ein Verbindungsflusspfad 216, entlang welchem sich das Abgas von dem LNT-Auslass 115 zu dem SDPF-Einlass 311 bewegt, ist zwischen der unteren Abdeckung 240 und der oberen Abdeckung 201 ausgebildet. In diesem Fall fließt das Abgas, welches in der Horizontalrichtung in dem LNT-Wandler 100 durch den Verbindungsflusspfad 216 fließt, vertikal abwärts (von einer Oberseite zu einer Unterseite).
  • Die obere Abdeckung 201 beinhaltet eine innere Abdeckung 210, und eine äußere Abdeckung 230, welche an der Außenseite der inneren Abdeckung 210 zur Verfügung gestellt ist, und eine Form aufweist, welche der inneren Abdeckung 210 entspricht. Ein Verbindungsthermoisolator 220 ist zwischen der inneren Abdeckung 210 und der äußeren Abdeckung 230 zur Verfügung gestellt. Da der Verbindungsthermoisolator 220 zwischen der inneren Abdeckung 210 und der äußeren Abdeckung 230 zur Verfügung gestellt ist, ist es möglich, einen Wärmeverlust des Abgases zu verhindern, welches durch den Verbindungsflusspfad 216 läuft, welcher zwischen der inneren Abdeckung 210 und der unteren Abdeckung 240 ausgebildet ist.
  • Das Injektionsmodul, welches das Reduktionsmittel zu dem Abgas injiziert, ist auf der oberen Abdeckung 201 zur Verfügung gestellt. Das Injektionsmodul injiziert das Reduktionsmittel in einer Richtung (der Vertikalrichtung) des Verbindungsflusspfades 216, welcher in dem Verbindungsgehäuse 200 ausgebildet ist.
  • In diesem Fall ist ein Mischer 250, welcher einheitlich das Reduktionsmittel, welches durch das Injektionsmodul injiziert wurde, mit dem Abgas mischt, zwischen der oberen Abdeckung 201 und der unteren Abdeckung 240 installiert. Der Mischer 250 weist einen plattenförmigen Mischkörper mit einer Vielzahl von Mischlöchern auf, so dass das Abgas einheitlich mit dem Reduktionsmittel gemischt werden kann, während es durch die Mischlöcher läuft.
  • Auf der oberen Abdeckung 201 ist eine Sensorkammer 262 ausgebildet, auf welcher ein Vorder-Ende-Stickoxidsensor und ein Hinter-Ende-Lambdasensor installiert sind. Eine Injektionsmodulklammer 260 ist ausgebildet, auf welcher das Injektionsmodul zum Injizieren des Reduktionsmittels installiert ist. Eine Hinter-Ende-Temperatursensor-Klammer 212 ist ausgebildet, auf welcher ein Hinter-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Ende-Drucksensorklammer 214 ist ausgebildet, auf welcher ein Drucksensor installiert ist.
  • Der Vorder-Ende-Stickoxidsensor erfasst den Betrag an Stickoxid, welcher in dem Abgas enthalten ist, welches durch den LNT-Katalysator 140 läuft. Der Hinter-Ende-Lambdasensor erfasst die Sauerstoffkonzentration, welche in dem Abgas enthalten ist, welches durch den LNT-Katalysator 140 läuft. Der Hinter-Ende-Temperatursensor erfasst eine Temperatur des Abgases, welches in den SDPF-Katalysator 340 fließt.
  • Zumindest eine Verbindungsklammer 238 oder 239 zum Fixieren des Verbindungsgehäuses 200 mit der Maschine ist auf der oberen Abdeckung 201 zur Verfügung gestellt.
  • Hiernach wird ein Fluss des Abgases, welches in den Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes fließt, in Genauigkeit mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 13 ist eine schematische Ansicht zur Erklärung eines Flusses des Abgases in dem Katalysator für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes.
  • Mit Bezug auf 13 fließt das Abgas, welches abgegeben wurde von der Maschine, in den LNT-Einlass 114, läuft dann durch den LNT-Katalysator 140, und tritt dann durch den LNT-Auslass 115 aus. In diesem Fall, da der LNT-Auslass 115 ausgebildet ist, um gegenüberliegend zu dem LNT-Einlass 114 zu sein, fließt das Abgas von links nach rechts.
  • Während das Abgas durch den LNT-Katalysator 140 läuft, fängt der LNT-Katalysator 140 Stickoxide (NOx), welche in dem Abgas enthalten sind, unter einer mageren Umgebung, in welcher ein Luft/Brennstoff-Gemisch gering ist, desorbiert die gefangenen Stickoxide unter einer reichen Umgebung, und reduziert die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind oder desorbiert die Stickoxide. Zusätzlich oxidiert der LNT-Katalysator 140 Kohlenmonoxide (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC), welche in dem Abgas enthalten sind.
  • Es sollte verstanden werden, dass sich Kohlenwasserstoffe auf eine Zusammensetzung beziehen, welche aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, welche im Abgas und im Brennstoff enthalten sind.
  • Das Abgas, welches durch den LNT-Wandler 100 läuft, fließt von der oberen Seite zu der unteren Seite in dem Verbindungsgehäuse 200. In diesem Fall wird das Reduktionsmittel (zum Beispiel Harnstoff) in das Abgas durch in das Injektionsmodul injiziert, welches auf der oberen Abdeckung 201 zur Verfügung gestellt. Ferner werden das Reduktionsmittel und das Abgas einheitlich durch den Mischer gemischt.
  • Das Abgas, welches mit dem Reduktionsmittel gemischt wurde, fließt in den SDPF-Wandler 300, und das Abgas fließt von rechts nach links in den SDPF-Wandler 300. Während das Abgas durch den SDPF-Katalysator 340 in den SDPF-Wandler 300 läuft, wird Feinstaub, welcher in dem Abgas enthalten ist, gefangen, und Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, werden durch den SCR-Katalysator reduziert.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzeptes ist die Richtung, in welcher das Abgas in dem LNT-Wandler 100 fließt, entgegengesetzt zu der Richtung, in welcher das Abgas in dem SDPF-Wandler 300 fließt, und das Verbindungsgehäuse 200 ist zur Verfügung gestellt, so dass das Abgas, welches von dem LNT-Wandler 100 abgegeben wird, vertikal abwärts fließt. Ferner ist das Injektionsmodul angeordnet, um das Reduktionsmittel in eine Richtung zu injizieren, in welcher das Abgas in das Verbindungsgehäuse 200 fließt.
  • Wie oben beschrieben, da die Richtung, in welcher das Abgas in dem LNT-Wandler 100 fließt, entgegengesetzt ist zu der Richtung, in welcher das Abgas in dem SDPF-Wandler 300 fließt, und das Verbindungsgehäuse 200 dem Abgas ermöglicht, welches von dem LNT-Wandler 100 ausgegeben wurde, um vertikal abwärts (in der Vertikalrichtung) in den SDPF-Einlass des SDPF-Wandlers zu fließen, können der LNT-Wandler 100 und der SDPF-Wandler am Nahesten zueinander angeordnet werden. Zusätzlich, da das Reduktionsmittel durch das Injektionsmodul in eine Richtung injiziert wird, in welcher das Abgas in das Verbindungsgehäuse 200 fließt, welches den LNT-Wandler 100 und den SDPF-Wandler 300 verbindet, ist es möglich, eine Distanz zwischen dem LNT-Wandler 100 und dem SDPF-Wandler 300 zu minimieren.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Wärmeverlust des Abgases zu minimieren, welches von dem LNT-Wandler 100 ausgegeben wird, und dann in den SDPF-Wandler 300 fließt.
  • Zusätzlich, da Thermoisolatoren in dem LNT-Wandler 100, dem Verbindungsgehäuse 200, und dem SDPF-Wandler 300 zur Verfügung gestellt sind, ist es möglich, einen Wärmeverlust des Abgases zu minimieren.
  • Da ein Wärmeverlust des Abgases, welches durch den LNT-Wandler 100 läuft, und dann in den SDPF-Wandler 300 fließt, minimiert wird, ist es möglich, eine Hochtemperatur des Abgases, welches in dem SDPF-Wandler 300 fließt, aufrecht zu erhalten, und daher eine Reinigungsrate des SCR-Katalysators zu verbessern.
  • Da der Katalysator stabil zu einem Maschinengehäuse (nicht dargestellt) oder einem Abgasverteiler (nicht dargestellt) durch die Mittel der LNT-Klammer 119, der Verbindungs-Klammern 238 und 239, und der SDPF-Klammer 319 fixiert werden kann, ist es möglich, die Gesamtfestigkeit des Katalysators zu steigern.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit dem, was derzeitig als die praktischen beispielhaften Ausführungsformen angesehen werden, beschrieben wurde, sollte es verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil dazu gedacht ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welche in dem Geist und Bereich der beigefügten Patentansprüche beinhaltet sind.

Claims (16)

  1. Katalysator für ein Fahrzeug, wobei der Katalysator aufweist: einen LNT-Wandler, in welchen von einer Seite Abgas fließt, welches von einer Maschine ausgegeben wurde, und von welchem von der gegenüberliegenden Seite das Abgas austritt, wobei Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, unter einer mageren Umgebung gefangen werden, in welcher ein Luft/Brennstoffverhältnis geringer als ein Referenzverhältnis ist, die gefangenen Stickoxide unter einer reichen Umgebung desorbiert werden, in welcher das Luft/Brennstoffverhältnis für die Maschine dasselbe oder höher als das Referenzverhältnis ist, und die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, oder die desorbierten Stickstoffoxide reduziert werden; ein Verbindungsgehäuse, welches einen Pfad des Abgases, welches von dem LNT-Wandler abgegeben wird, in eine vertikale Richtung ändert, und einem Reduktionsmittel ermöglicht, um in das Abgas injiziert zu werden; und einen Dieselpartikelfilter mit selektiver katalytischer Reduktionsbeschichtung (SDPF), welcher eine Richtung eines Pfades des Abgases, welches von dem Verbindungsgehäuse fließt, in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung ändert, in welcher das Abgas von dem LNT-Wandler ausgegeben wird, wobei Feinstaub gefangen wird, welcher in dem Abgas enthalten ist, und die Stickoxide, welche in dem Abgas enthalten sind, unter Verwendung des Reduktionsmittels reduziert werden.
  2. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der LNT-Wandler beinhaltet: einen LNT-Körper, in welchem ein LNT-Katalysator angeordnet ist; einen LNT-Einlass, welcher in dem LNT-Körper ausgebildet ist, und in welchen das Abgas fließt, welches von der Maschine ausgegeben wurde; und einen LNT-Auslass, welcher in dem LNT-Körper an einer gegenüberliegenden Seite des LNT-Einlasses ausgebildet ist, und von welchem das Gas, welches durch den LNT-Katalysator läuft, ausgegeben wird.
  3. Katalysator nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen LNT-Thermoisolator, welcher zwischen dem LNT-Körper und dem LNT-Katalysator angeordnet ist.
  4. Katalysator nach Anspruch 2, wobei der LNT-Einlass in einem LNT-konischen Abschnitt ausgebildet ist, der einen Querschnitt aufweist, welcher schrittweise entlang eines Bewegungspfades des Abgases ansteigt.
  5. Katalysator nach Anspruch 4, wobei der LNT-konische Abschnitt eine Vorder-Ende-Temperatursensor-Klammer, auf welcher ein Vorder-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Enden-Lambdasensor-Klammer, auf welcher ein Vorder-Ende-Lambdasensor installiert ist, aufweist.
  6. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der SDPF-Wandler beinhaltet: einen SDPF-Körper, in welchem ein SDPF-Katalysator angeordnet ist; einen SDPF-Einlass, welcher auf einer Seite des SDPF-Körpers ausgebildet ist, und in welchen das Abgas fließt, welches von dem Verbindungsgehäuse ausgegeben wurde; und einen SDPF-Auslass, welcher auf der anderen Seite des SPDF-Körpers gegenüberliegend zu dem SDPF-Einlass ausgebildet ist, und von welchem das Abgas, welches durch den SDPF-Katalysator läuft, ausgegeben wird.
  7. Katalysator nach Anspruch 6, ferner aufweisend: einen SDPF-Thermoisolator, welcher zwischen dem SDPF-Körper und dem SDPF-Katalysator angeordnet ist.
  8. Katalysator nach Anspruch 1, wobei der SDPF-Auslass eine Hinter-Ende-Stickoxidsensor-Klammer, auf welcher ein Hinter-Ende-Stickoxidsensor installiert ist, und eine Hinter-Ende-Drucksensorklammer, auf welcher ein Differenzdrucksensor installiert ist, beinhaltet.
  9. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsgehäuse beinhaltet: eine untere Abdeckung, welche einen Abschnitt des LNT-Auslasses und einen Abschnitt des SDPF-Einlasses verbindet; und eine obere Abdeckung, welche an einer oberen Seite der unteren Abdeckung angeordnet ist, und den LNT-Auslass und den SDPF-Einlass abdeckt, und einen Verbindungsflusspfad, welcher zwischen der unteren Abdeckung und der oberen Abdeckung ausgebildet ist, und entlang welchem sich das Abgas von dem LNT-Auslass zu dem SDPF-Einlass bewegt.
  10. Katalysator nach Anspruch 9, wobei die obere Abdeckung beinhaltet: eine innere Abdeckung; eine äußere Abdeckung, welche zu einer äußeren Seite der inneren Abdeckung befestigt ist, und eine Form aufweist, welche der Form der inneren Abdeckung entspricht; und einen Verbindungsthermoisolator, welcher zwischen der inneren Abdeckung und der äußeren Abdeckung angeordnet ist.
  11. Katalysator nach Anspruch 9, wobei eine Injektionsmodulklammer, auf welcher ein Injektionsmodul zum Injizieren eines Reduktionsmittels zu dem Abgas installiert ist, auf der oberen Abdeckung ausgebildet ist, und wobei das Injektionsmodul das Reduktionsmittel in eine Richtung des Verbindungsflusspfades injiziert, welcher in dem Verbindungsgehäuse ausgebildet ist.
  12. Katalysator nach Anspruch 11, wobei ein Mischer, welcher einheitlich das Reduktionsmittel, welches von dem Injektionsmodul injiziert wurde, mit dem Abgas mischt, zwischen der oberen Abdeckung und der unteren Abdeckung angeordnet ist.
  13. Katalysator nach Anspruch 9, wobei die obere Abdeckung eine Sensorklammer, auf welcher ein Vorder-Ende-Stickoxidsensor und ein Hinter-Ende-Lambdasensor installiert sind, eine Hinter-Ende-Temperatursensor-Klammer, auf welcher ein Hinter-Ende-Temperatursensor installiert ist, und eine Vorder-Ende-Drucksensorklammer, auf welcher ein Differenzdrucksensor installiert ist, aufweist.
  14. Katalysator nach Anspruch 1, ferner aufweisend: zumindest eine LNT-Klammer zum Fixieren des LNT-Wandlers zu der Maschine.
  15. Katalysator nach Anspruch 1, ferner aufweisend: zumindest eine Verbindungsklammer zum Fixieren des Verbindungsgehäuses zu der Maschine.
  16. Katalysator nach Anspruch 1, ferner aufweisend: zumindest eine SDPF-Klammer zum Fixieren des SDPF-Wandlers zu der Maschine.
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