[发明专利]包含分区氧化催化剂的排气系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于稀燃内燃发动机(1ean-burn internal combustion engine)，适合的为的小型柴油发动机，的排气系统，包括用于氧化一氧化碳(CO)和烃(HC)，比如柴油机废气中颗粒物质的可溶性有机馏份(SOF)，的催化剂。

背景技术

US6827909B1(其整个文献在此引用作为参考)公开了用于清洁来自柴油机的废气的催化转换器，其包括：至少一个蜂巢体，该蜂窝体上涂敷有催化活性材料并具有可供废气流过的通道；将通道彼此隔离的壁；沿流动方向接连设置的第一和第二区域。第一区域的蜂巢体的单位容积的热容量比第二区域的低。在一个实施方案中，第一区域和第二区域通过具有不同厚度的涂层而构成。第一区域在高废气温度下迅速达到其二工作温度，而第二区域存储热量用于包括低废气温度的操作条件。

WO01/74476(其整个文献在此引用作为参考)公开了多区域NO_x吸收器，其包括第一区域、第二区域和任选的一个或多个置于第一和第二区域之间的中间区域。在第一区域中，催化捕集材料包括耐火金属氧化物载体，该载体上分散有约30至约300g/ft^-3数量的钯催化组分、0至约100g/ft^-3数量的铂催化组分、0至约10g/ft^-3数量的铑催化组分；和NO_x吸附剂，其包括一种或多种碱土金属的一种或多种碱性氧化的化合物和任选的一种或多种碱金属的一种或多种碱性氧化化合物。在第二区域中，催化捕集材料包括耐火金属氧化物载体，该载体上分散有0至约50g/ft^-3数量的钯催化组分、约10至约100g/ft^-3数量的铂催化组分、约5至约20g/ft^-3数量的铑催化组分；和NO_x吸附剂，其包括一种或多种选自由碱金属和碱土金属构成的组的金属的一种或多种碱性氧化化合物。在所述任选的区域(一个或多个)中，催化捕集材料包括耐火金属氧化物载体，该载体上分散有约25至约75g/ft^-3数量的钯催化组分、约5至约30g/ft^-3数量的铂催化组分、0至约10g/ft^-3数量的铑催化组分；和NO_x吸附剂，其包括一种或多种选自由碱金属和碱土金属构成的组的金属的一种或多种碱性氧化化合物。因而，该公开文献暗示第一区域，紧接第一区域的中间区域，最后紧随的第二区域，各自能够具有最大总铂族金属加载量为410、115和170gft^-3。

New European Driving Cyclw(NEDC)已用于欧洲的小型柴油机车辆的排放合格认证。NEDC由四个不间断重复的ECE段组成，其后紧随着一个EuropeanUrban Driving Cyvle(EUDC)段。在第一ECE段开始前，不存在怠速期。ECE循环为城市驾驶循环，也称作UDC，被设计用于描述城市驾驶条件，比如巴黎或罗马。其特征在于低车速、低发动机负荷和低排气温度。EUDC段考虑了更积极的驾驶模式和高速驾驶模式。NEDC也称作MVEG-A循环。在美国与NEDC等效的测试循环为FTP-75，其补充了US06段来反应主动的高速驾驶，以及补充了SC03段来测试在空调工作期间排放标准的遵循。其他国家也采用了他们自己的等效测试循环。

典型地，用于至少氧化稀燃发动机尾气中的一氧化碳(CO)和烃(HC)的催化剂包括一种或多种贵重的铂族金属(PGM)，比如铂、钯和/或铑。相对于标准的氧化催化剂，如果催化剂生产商会开发新的能在整个立法的排放测试循环中获得较好的CO和HC转化效果，而不增加PGM总量，或者甚至在该新氧化催化剂中使用更少的PGM，他就会有竞争优势。对本公开来说，“标准”氧化催化剂具有沿其整个长度的均匀的活化涂层(washcoat)加载量以及均匀的PGM加载量。

在追寻开发新的氧化催化剂过程中，我们发现，在一些车辆中，通过在催化剂衬底入口端的区域中放置较高加载量的铂，在ECE循环的加速阶段，CO和HC的转化效果得到改善，原因是这种布置促进了催化剂的更快点燃(light-off)。然而，在ECE循环的冷却阶段，比如在减速期间，我们发现催化剂的该前端(front)“熄火(lit-out)”