DE60111828T2 - Katalysatoren für dieselmotoren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Dieselkatalysatoren und insbesondere Katalysatoren für Leichtlast- oder leichte Dieselanwendungen.
• Um die bestehende und zukünftige Emissionsgesetzgebung für Stickoxide (NO_x), Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (KW) und Feststoffe oder Feinstaub oder Schwebstoffen zu erfüllen, schließen Abgassysteme für Fahrzeugverbrennungsmotoren typischerweise ein oder mehr Katalysatoren ein zur Umwandlung von ein oder mehr dieser Abgasbestandteile in weniger umweltschädliche Spezies.
• Drei-Weg-Katalysatoren (TWC) werden in Abgassystemen für Benzinmotoren verwendet, die im Wesentlichen bei einem stöchiometrischen Luft zu Brennstoff Verhältnis (etwa 14,7 zu 1) laufen. Die TWC schließen in der Regel einen Oxidationskatalysator, wie Platin und/oder Palladium, ein, um CO in CO₂ und KW in CO₂ und H₂O zu oxidieren; und einen Reduktionskatalysator, vornehmlich Rhodium, um die Reduktion von NO_x in N₂ zu katalysieren.
• In jüngster Zeit wurden Kraftstoff sparendere Benzindirekteinspritz (gasoline direct injection (GDI)) Motoren entwickelt. Diese Motoren laufen auf einem magereren Luft zu Treibstoff Verhältnis von bis zu etwa 30 zu 1. Die TWC sind ungeeignet in GDI Anwendungen, da die Abgaszusammensetzung einen Überschuss von Sauerstoff und oxidierenden Spezies einschließt. Die Reduktion von NO_x zu N₂ ist schwierig in einer solchen Umgebung. Das bevorzugte Verfahren zur Behandlung von GDI Abgasen ist es, einen TWC nahe an den Motorabgaskrümmer oder Abgasverteiler (die sogenannte nah gekoppelte (close-coupled) Position) zu positionieren oder anzuordnen, und einen NO_x Absorber/Katalysator oder eine NO_x-Falle oder einen NO_x-Abscheider zu verwenden. Die NO_x-Falle schließt typischerweise drei Bestandteile ein: einen Oxidationskatalysator, wie Platin, zur Oxidation von NO zu NO₂; einen NO_x Speicherbestandteil, z.B. eine auf Barium basierende Verbindung, die in ihrem nicht umgesetzten oder nicht reagierten Zustand, in Abhängigkeit von der Umgebung, als das Oxid, Carbonat oder Hydroxid vorliegt, um mit dem NO₂ zu reagieren, um das Nitrat zu bilden und dadurch das NO_x zu "speichern"; und einen Reduktionskatalysator, wie Rhodium, zur Katalyse der Reduktion von NO₂ zu N₂.
• Die GDI Motormanagementeinheit ist programmiert, um den Motor periodisch stöchiometrisch oder leicht fett während seines normalen Magerverbrennungsbetriebs laufen zu lassen. Wenn die Abgaszusammensetzung mager ist, werden CO und KW über den TWC oxidiert, und NO_x wird über dem Oxidationskatalysator in der NO_x-Falle oxidiert, und das erhaltene NO₂ wird als das Nitrat an oder auf der NO_x Speicherkomponente oder dem NO_x Speicherbestandteil gespeichert. Die Fähigkeit des NO_x Speicherbestandteils, NO_x zu speichern, wird bald erschöpft sein. Das Nitrat aus dem NO_x Speicherbestandteil ist jedoch weniger stabil in einer stöchiometrischen oder leicht reduzierenden Abgasatmosphäre, und so ermöglicht die periodische Anreicherung des Luft zu Treibstoff Verhältnisses, dass NO_x freigesetzt wird, um auf diese Weise das NO_x Speicherungsvermögen der NO_x-Falle zu regenerieren. Das freigesetzte NO_x wird in der stöchiometrischen oder leicht fetten Umgebung über den Reduktionskatalysator reduziert.
• Im Gegensatz zu Benzinmotoren sind Dieselmotoren viel wirksamer, indem sie bei einem Luft zu Treibstoff Verhältnis von zwischen etwa 30 und 50 zu 1 laufen. Sie erzeugen weniger CO, KW und NO_x (etwa 500 bis 600 ppm NO_x verglichen mit bis zu 4000 ppm) als Benzinmotoren, aber eine größere Menge an Feststoffen oder Feinstaub oder Schwebstoffen. Der typische Dieseloxidationskatalysator umfasst Platin auf einem Träger, wie Aluminiumoxid und/oder Zeolith. Kein NO_x Speicher- oder Reduktionskatalysatorbestandteil liegt in einer Dieseloxidationskatalysatorformulierung vor.
• Eines der größten Probleme bei der Behandlung von Abgasen aus Dieselmotoren, und insbesondere Dieselmotoren für leichte Fahrzeuge oder leichte Einsatzbedingungen (light duty diesel (LDD)) (LDD Motoren sind solche, die in Personenkraftfahrzeugen von bis zu etwa 3,5 t Gewicht verwendet werden in Europa, wie definiert in 1992/21 EC und 1995/48 EC, oder von etwa 8500 Pfund (3,86 t) Gewicht in den amerikanischen Staaten außer Kalifornien), ist, dass die Abgastemperatur unterhalb von der Anspringtemperatur für CO und/oder KW während eines Fahrens im Stadtverkehr fallen kann, d.h. nachdem ein Anspringen erreicht wurde in der Folge auf einen Kaltstart, und dies kann dazu führen, dass ein Fahrzeug die relevanten Emissionstestzyklusgrenzen für CO und/oder KW nicht schafft. (Die "Anspring"-Temperatur, ist die Temperatur, bei der ein Katalysator zu 50% wirksam ist, eine Reaktion zu katalysieren). Dieses Problem wird in der europäischen Fahrzeugabgastestzyklusgesetzgebung anerkannt, die einen kühleren ECE Teil einschließt bei dem Zyklus, der die Bedingungen des Fahrens im Stadtverkehr nachahmt, um unter anderem den Betriebsausfall zu testen bei CO und/oder KW Emissionen.
• Im Gegensatz dazu existiert dieses Problem nicht bei Benzinmotoren, da die Abgastemperatur unwahrscheinlich unterhalb der Anspringtemperatur für einen Katalysator fällt, nachdem er das Anspringen erreicht hat nach einem Kaltstart.
• Das Problem des Temperaturverlusts bei Dieselabgassystemen ist besonders akut bei zwei Situationen. Erstens als Treibstoffeinsparmaßnahme ist es eine übliche Praxis, Dieselmotormanagementeinheiten zu programmieren, um das Abschalten der Versorgung von Treibstoff, z.B. der Treibstoffeinspritzung, nach dem Betätigen des Gaspedals zu programmieren. Während dem Abschalten des Treibstoffs fließt nur Luft durch das Abgassystem, und diese kann einen Dieselkatalysator unterhalb seiner Anspringtemperatur kühlen. Zweitens sind Turbos weit verbreitet bei Dieselfahrzeugen, da sie die Ansprechempfindlichkeit verbessern bei einem moderaten Treibstoffnachteil und einer Erhöhung bei NO_x, um das zu erreichen, was mit Benzinmotoren erreicht wird. Ein Turbo entfernt jedoch Wärme aus dem Abgas, und dies kann zu einem Absinken der Katalysatortemperatur unterhalb der Anspringtemperatur führen. In der Praxis, wo ein Turbo vorhanden ist, wird der Dieseloxidationskatalysator so nah wie möglich an den Turbo positioniert, um Gebrauch zu machen von jeder restlichen Wärme in der Gegend, die die Turboturbine umgibt. Es ist nicht möglich, den Katalysator stromaufwärts oder vorgeschaltet zu dem Turbe zu positionieren aus Sicherheits- und technischen Gründen: wenn ein Teil des Katalysatorträgers abbrechen würde und in die Turboturbine fallen würde, würde diese außerordentlich gefährlich sein; und das Vorhandensein von einem Turbo in einem Dieselabgassystem erhöht den Gegendruck, gekoppelt mit einem Verlust an Treibstoffeinsparung. Wenn ein Katalysatorsubstrat stromaufwärts oder vorgeschaltet von einer Turboturbine positioniert würde, würde dies den Gegendruck noch weiter erhöhen und könnte möglicherweise zu einer suboptimalen Turboleistung führen.
• Wir fanden nun, dass durch Anordnung des Dieselkatalysators zwischen einem vorgeschalteten oder stromaufwärts Katalysatorteil und einem nachgeschalteten oder stromabwärts Katalysatorteil mit höherer Wärmekapazität als bei dem vorgeschalteten oder stromaufwärts Teils, der Katalysator eine Anspringtemperatur schneller erreichen kann und eine Temperatur oberhalb der Anspringtemperatur, in wirksamerer Weise als eine herkömmliche Dieselkatalysatoranwendung beibehalten kann, während z.B. eines Fahrens im Stadtverkehr.
• Eine herkömmliche Dieselkatalysatoranordnung ist z.B. ein "einzelklötziger" oder "einzelsteiniger" oder "monolithischer" keramischer Monolith, der beschichtet ist mit einem Träger, wie Aluminiumoxid, wobei der Träger ein auf Platin basierendes wirksames oder aktives Material trägt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Oxidationskatalysator bereitgestellt für ein leichtes Dieselfahrzeug, umfassend einen ersten vorgeschalteten oder stromaufwärts Teil und einen zweiten nachgeschalteten oder stromabwärts Teil mit hoher Wärmekapazität bezogen auf den ersten Teil, wobei jeder Teil ein Substrat und einen Katalysatorträger, der darauf beschichtet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Substrat des nachgeschalteten Katalysatorteils aus keramischem Material ist, und die offene Querschnittsfläche des zweiten Teils größer ist als die offene Querschnittsfläche des ersten Teils, wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, dass das Abgas eine längere Verweilzeit in dem zweiten Teil aufweist als in dem ersten Teil.
• Wichtige Wege zur Einstellung der Wärmekapazität der Katalysatorteile sind, die Länge des Katalysatorsubstrats, die Substratzelldichte, die Substratzellenwanddicke und/oder die Menge an wirksamem Katalysatorträger, der auf den Träger aufgebracht wird, auszuwählen.
• Das US Patent mit der Nummer US 5 108 716 beschreibt einen TWC, der einen ersten vorgeschalteten oder stromaufwärts TWC und einen zweiten nachgeschalteten oder stromabwärts TWC, der eine größere Wärmekapazität als der vorgeschaltete TWC aufweist, besitzt. Der vorgeschaltete TWC ist so konfiguriert, dass er geeignet ist bei niedrigen Temperaturen, um dadurch seine Aktivierungssteigerung oder Aufwärmeigenschaften zu erhöhen, während der nachgeschaltete Katalysator so konfiguriert ist, dass er geeignet ist bei hohen Temperaturen, um dadurch eine hohe Abgasreinigungsleistung bei hohen Temperaturen beizubehalten. Bei hohen Temperaturen wird die Verteilung von katalytischen Metallen an dem vorgeschalteten Katalysator abgebaut und seine Leistung wird verringert. Das Dokument offenbart nicht die Verwendung der beschriebenen Konfiguration für Dieselanwendungen, noch schlägt es den Vorteil der Beibehaltung der Temperatur in dem Katalysatorsystem vor. Dies ist nicht überraschend, da es nur eine Benzinausführungsform beschreibt, die nicht unter den niedrigen Abgastemperaturproblemen, die oben diskutiert sind, leidet.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die Erfindung einen herkömmlichen Durchström- oder Durchflussmonolith oder "Einzelklotz" oder "Einzelstein" oder "Monolith", der beschichtet ist von einem Ende mit einem Träger (der einen ersten Katalysatorteil definiert) und an dem anderen Ende beschichtet ist mit einem Träger mit hoher Wärmekapazität bezogen auf den ersten Träger. Bei dieser Ausführungsform kann die Wärmekapazität jedes Trägers eingestellt werden durch Verwendung verschiedener Beladungen des gleichen Trägermaterials oder verschiedener Trägermaterialien für jede Beschichtung. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfassen die ersten und zweiten Teile des Katalysators physikalisch getrennte Substrate.
• Die Wärmemenge des zweiten Teils ist vorzugsweise die zweifache oder größer als die zweifache des ersten Katalysatorteils, vorzugsweise die dreifache oder größer als die dreifache, besonders bevorzugt die vierfache oder größer als die vierfache.
• Vorzugsweise umfasst der erste Teil des Katalysators einen Durchströmkatalysatorträger, der eine relativ dünne Zellwanddicke aufweist. Es ist bekannt, dünne Wanddicken vorzusehen bei Katalysatoren mit hoher Zelldichte, aber man geht derzeit davon aus, dass eine moderat hohe oder mittelhohe Zelldichte geeignet ist für die erste Stufe, z.B. eine Zelldichte von 300 bis 900 Zellen pro Quadratinch (inch²) (cpsi) (46,5 bis 139,5 Zellen cm^–2), vorzugsweise 300 bis 600 cpsi (46,5 bis 93,0 Zellen cm^–2). Geeignete Wanddicken liegen unterhalb von 0,10 mm, vorzugsweise unterhalb von 0,05 mm.
• Der erste Teil des Katalysators kann entweder ein Metall- oder ein keramisches Substrat sein, das es mit niedriger Wärmekapazität bereitstellt, bezogen auf den zweiten Katalysatorteil. Geeignete Substrate können kommerziell erhalten werden, obwohl die Kombination von dünner Wanddicke bei solchen Zelldichten nicht üblich ist. Eine Folie mit 20 μm Dicke könnte z.B. verwendet werden mit einem Vorteil bei der Minimierung der Wärmemenge. Herkömmliche Metalle können verwendet werden, aber die niedrigeren Temperaturen von solchen Dieselabgasen können es erlauben, dass andere Metalle als solche, die üblicherweise für Katalysatorenträger bei Benzinmotoren verwendet werden, eingesetzt werden. Der gesamte erste Teil oder ein Teil des ersten Teils kann eine konische Form oder kegelstumpfförmig sein (obwohl die Zellen einen einheitlichen Querschnitt behalten können und parallel zueinander angeordnet sein können), anstatt dass sie die herkömmliche zylindrische Form aufweisen. Bei einer konischen oder kegelstumpfförmigen Ausführungsform ist das schmalere oder engere Ende des ersten Teils des Katalysators vorzugsweise stromaufwärts oder vorgeschaltet positioniert. Die Länge des ersten Katalysatorteils, insbesondere, wenn das Substrat ein Metall ist, ist ein wichtiger Parameter bei der Optimierung der Gesamtsystemleistung. Wenn sie zu lang ist, kann die Wärmeleitfähigkeit entlang des Katalysators ausreichend eine schnelle Temperaturerhöhung in dem vorderen Abschnitt des Katalysators verhindern.
• Der nachgeschaltete oder stromabwärts Teil hat eine größere Wärmekapazität (oder Wärmemenge) und herkömmliche keramische, in der Regel Kordierit, oder Metall-Katalysatorsubstrate, die relative dicke Zellwände aufweisen, verglichen zu den herkömmlichen Substraten sind geeignet. Die Wärmemenge kann jedoch auf anderem Wege bereitgestellt werden: Durch die Verwendung von mehr unüblichen Materialien für den zweiten Teil oder durch Einverleibung einer Menge von Material innerhalb des Katalysators der zweiten Stufe oder in der Umgebung des Katalysators der zweiten Stufe. Daher kann die Wärmemenge zugefügt werden durch Einverleibung einer relativ massiven Metallhülse um den Hauptteil des Substrats, oder Stangen oder Stäbe, Schichten oder Blätter, etc. innerhalb des Substrats, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Substrats ausreichend groß ist. Geeignete Zelldichten können von 100 bis 900 Zellen pro Quadratinch (inch²) (cpsi) (15,5 bis 139,5 Zellen cm^–2), vorzugsweise 200 bis 600 cpsi (31,0 bis 93,0 Zellen cm^–2), betragen. Geeigneten Wanddicken sind größer als 0,10 mm, vorzugsweise 0,15 mm, oder größer.
• Der erste und zweite Teil des Katalysators brauchen nicht identisch sein in Form oder Größe, und dies kann dazu beitragen, die gewünschten Unterschiede in der Wärmekapazität zu erreichen. Zum Beispiel kann es erwünscht sein, einen kürzeren, ersten Teil mit geringerem Durchmesser zu verwenden als bei dem zweiten Teil.
• Im Allgemeinen ist es bevorzugt, den Katalysator und Rohre, die zu ihm hinführen, zu isolieren; es kann bei bestimmten Konstruktionen oder Designs bevorzugt sein, eine größere Isolierung zu verwenden, die den zweiten Teil umgibt.
• Obwohl es möglich ist, dass der Katalysator gemäß der Erfindung mehr als zwei Teile aufweist, werden Überlegungen in Bezug auf die Kosten bedeuten, dass nur zwei Teile verwendet werden.
• Die Zusammensetzung des Katalysators ist nicht kritisch oder entscheidend für die vorliegende Erfindung und kann ausgewählt werden durch herkömmliche Experimente gemäß den anderen Anforderungen an das System und die Motor- und Abgassystemdetails. Eine auf Platin basierende Katalysatorformulierung oder -formulierungen, die niedrige Anspringeigenschaften aufweisen, sind jedoch bevorzugt, und sollten ausgewählt werden für alle Katalysatorteile, um die Effekte der thermischen Optimierung oder Wärmeoptimierung zu steigern.
• Gemäß einem weitern Gesichtspunkt der Erfindung wird ein leichtes Dieselfahrzeug bereitgestellt, das ein Abgassystem gemäß der Erfindung einschließt.
• Unter einem weiteren Gesichtspunkt stellt die Erfindung die Verwendung bereit von einem Oxidationskatalysator gemäß der Erfindung in einem leichten Dieselfahrzeug, um ein schnelles CO- und/oder KW-Anspringen aus einem Kaltstart bezogen auf ein herkömmliches Katalysatorsubstrat und eine herkömmliche Trägerkombination und ein Beibehalten der Katalysatortemperatur im Wesentlichen oberhalb der CO- und/oder KW-Anspringtemperatur nach einem Aufwärmen während eines Fahrens im Stadtverkehr zu erreichen.
• Die Erfindung wird weiter durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• 1 eine schematische Zeichnung eines Katalysators gemäß der Erfindung zeigt;
• 2 eine Auftragung der Temperatur gegen die Zeit zeigt, erzeugt durch Computermodellierung (computer modelling) von einem System gemäß der Erfindung, verglichen mit anderen dualen Katalysatorsystemen; und
• 3 ein Balkendiagramm zeigt, das den gesamten Abgasendrohr-KW und -CO für einen LDD Personenfahrzeuglauf zeigt an dem MVEG 'A' Testzyklus für die Einhaltung der europäischen Stufe III zum Vergleich der Fähigkeiten von drei Katalysatoranordnungen über den Zyklus.
• Bezugnehmend auf 1 ist ein Katalysator für ein leichtes Dieselfahrzeug innerhalb eines isolierten Metallgehäuses 1 enthalten. Der Katalysator würde herkömmlicherweise ein "Einzelklotz"- oder "Einzelstein"- oder "Monolith" oder Substrat sein. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein erster Katalysatorteil 2 auf einem Metallträger mit geringer Wärmemenge von 400 cpsi (62,0 Zellen cm^–2) getragen, wobei der Träger eine Wanddicke von 0,05 mm aufweist. Ein zweiter Katalysatorteil 3 wird auf einem Kordieritträger mit einer höheren Wärmemenge und 300 cpsi (46,5 Zellen cm^–2) getragen, wobei der Träger eine Wanddicke von 0,15 mm aufweist.
• Die 2 ist eine Auftragung aus einer Computermodellierung eines zweiteiligen Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung mit verschiedenen Wärmekapazitäten (0,5, 1 und 2 willkürlichen Einheiten), über den ECE Testzyklus, wenn er an einen 2,5 Liter TDI Motor in einem Personenkraftwagen verbunden ist. Die Wichtigkeit oder Bedeutung einer relativ niedrigen Wärmekapazität eines stromaufwärts oder vorgeschalteten Katalysators kann leicht beobachtet werden. Eine relativ hohe Wärmekapazität eines rück- oder stromabwärts oder nachgeschalteten Katalysators ist viel langsamer aufzuwärmen aber stabiler in späteren Teilen des Zyklus.
• Die 3 zeigt ein Balkendiagramm des Gesamtauspuffendrohr-KW und -CO in g/km für drei durchschnittliche MVEG 'A' Tests für die Einhaltung Emissionen der europäischen Stufe III an einem 1,9 Liter TDI LDD Personenserienfahrzeug, das legalisiert oder von dem bestätigt ist, die europäische Stufe III zu erfüllen, das drei Dieseloxidationskatalysatoranordnungen einschließt, eine gemäß der vorliegenden Erfindung. Der schwarze Balken steht für die Ergebnisse, die erhalten werden für einen Katalysator mit einer relativ hohen Wärmemenge, der ein kommerziell erhältliches 6 inch (15,24 cm) langes, 400 cpsi (62,0 Zellen cm^–2) zylindrisches Kordierit-Durchflusssubstrat aufweist, mit einem Durchmesser an seinen Flächen von 4,66 inch (11,84 cm) und einer Zellwanddicke von 8 mm (Volumen 102 inch³ entsprechend 1,7 l). Die gesamte offene Frontfläche betrug 70,6%. Der weiße Balken steht für die Ergebnisse, die erhalten werden für einen Katalysator mit einer relativ niedrigen Wärmemenge, der die gleichen Ausmaße hat wie der Katalysator mit relativ hoher Wärmemenge, der ein kommerziell erhältliches 400 cpsi (62,0 Zellen cm^–2) Kordierit Durchflusssubstrat aufweist mit 4 mm Zellwanddicke und 84,6% offener Frontfläche. Der graue Balken steht für die Ergebnisse, die erhalten werden für eine Katalysatoranordnung gemäß der Erfindung, die einen vorgeschalteten ersten Teil umfasst, der 2 inch (5 cm) des oben beschriebenen Substrats mit relativ niedriger Wärmemenge einschließt und ein 4 inch (10,16 cm) langes Substrats, das oben beschrieben ist, mit relativ hoher Wärmemenge. In jedem Fall wurde das Substrat beschichtet mit einer gamma-Aluminiumoxidgrundierung (washcoat), die eine Beladung von 2,5 g in^–3 oder 255 g für das 1,7 l Gesamtvolumen einschließt. Die gleiche Beladung an Platinsalzen wurde auf jedes Substrat imprägniert unter Verwendung herkömmlicher Techniken, z.B. einleitende Befeuchtung, und die erhaltenen Substrate wurden kalziniert und gealtert, auch gemäß den bekannten Verfahren. Jeder Katalysator oder jede Katalysatorkombination wurde auf die gleiche Art und Weise gepackt; in einer einzelnen Hülle oder einem einzelnen Kanister oder einzelnen Dose oder einem einzelnen Topf isoliert, und der Topf wurde in einen Abschnitt des Abgassystems eingeführt von dem Personenserienfahrzeug im Austausch gegen den Topf/Katalysator, der mit dem Fahrzeug geliefert wird.
• Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass über den MVEG 'A' Zyklus die Katalysatoranordnung gemäß der Erfindung eine Reduktion bereitstellt von etwa 16% hinsichtlich KW und etwa 13% hinsichtlich CO. Dieses Ergebnis ist außerordentlich bedeutend angesichts des Bedarfs, künftige Emmisionsgesetzgebungserfordernisse, wie die europäische Stufe IV, zu erfüllen. Die Ergebnisse zeigten gute Reproduzierbarkeit über die drei Tests (nicht gezeigt), und insbesondere wurde eine Verbesserung bei der CO und KW Leistung beobachtet während des Kaltstarts (bis zu 400 s) und des kühleren ECE Stadtzyklusteils (400 bis 800s (Ergebnisse nicht gezeigt)).

Claims (11)

1. Oxidationskatalysator (1) für ein leichtes Dieselfahrzeug, umfassend einen ersten vorgeschalteten Teil (2) und einen zweiten nachgeschalteten Teil (3) mit hoher Wärmekapazität bezogen auf den ersten Teil (2), wobei jeder Teil ein Substrat und einen Katalysatorträger, der darauf beschichtet ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das Substrat des nachgeschalteten Katalysatorteils (3) aus keramischem Material ist, und die offene Querschnittsfläche des zweiten Teils größer ist als die offene Querschnittsfläche des ersten Teils, wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, dass das Abgas eine längere Verweilzeit in dem zweiten Teil aufweist als in dem ersten Teil.
2. Oxidationskatalysator gemäß Anspruch 1, wobei die Wärmekapazität des nachgeschalteten Teils (3) mindestens die zweifache, vorzugsweise dreifache und besonders bevorzugt vierfache, von der des vorgeschalteten Teils (2) ist.
3. Oxidationskatalysator gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Substratwanddicke des vorgeschalteten Katalysatorteils (2) ≤ 0,10 mm, vorzugsweise ≤ 0,05 mm, beträgt.
4. Oxidationskatalysator gemäß einem beliebigen vorstehenden Anspruch, wobei das Substrat des vorgeschalteten Katalysatorteils (2) Metall ist.
5. Oxidationskatalysator gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der vorgeschaltete Katalysatorteil (2) eine Metallfolie von ≤ 20 μm Dicke umfasst.
6. Oxidationskatalysator gemäß Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die Zelldichte des vorgeschalteten Katalysatorteilsubstrats (2) von 300 Zellen pro Quadratinch (cpsi) bis 900 cpsi (46,5 bis 139,5 Zellen cm^–2), vorzugsweise von 300 bis 600 cpsi (46,5 bis 93,0 Zellen cm^–2), beträgt.
7. Oxidationskatalysator gemäß einem beliebigen vorstehenden Anspruch, wobei das Substrat des vorgeschalteten Katalysatorteils (2) eine konische Form oder kegelstumpfförmig ist und mit dem kleineren Querschnitt stromaufwärts angeordnet ist.
8. Oxidationskatalysator gemäß einem beliebigen vorstehenden Anspruch, wobei die Substratwanddicke des nachgeschalteten Katalysatorteils (3) ≥ 0,10 mm, vorzugsweise ≥ 0,15 mm, beträgt.
9. Oxidationskatalysator gemäß einem beliebigen vorstehenden Anspruch, wobei die Zelldichte des nachgeschalteten Katalysatorteilsubstrats (3) von 100 bis 900 cpsi (15,5 bis 139,5 Zellen cm^–2), vorzugsweise von 200 bis 600 cpsi (31,0 bis 93,0 Zellen cm^–2), beträgt.
10. Leichtes Dieselfahrzeug, das ein Abgassystem einschließt, das einen Oxidationskatalysator (1) nach einem beliebigen vorstehenden Anspruch umfasst.
11. Verwendung von einem Oxidationskatalysator (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9 in einem leichten Dieselfahrzeug, um ein schnelles CO und/oder KW Anspringen aus einem Kaltstart bezogen auf ein herkömmliches Katalysatorsubstrat und eine herkömmliche Trägerkombination und ein Beibehalten der Katalysatortemperatur im Wesentlichen oberhalb der CO und/oder KW Anspringtemperatur nach dem Aufwärmen während eines Fahrens im Stadtverkehr zu erreichen.