[发明专利]用于车辆的微粒过滤器和使用该微粒过滤器的排气系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年5月18日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2011-0046889的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容合并于此通过引用而用作所有目的。

技术领域

本发明涉及用于车辆的微粒过滤器(particular filter)和包括该微粒过滤器的排气系统。更特别地，本发明涉及有效燃烧落入微粒过滤器的微粒或积炭的用于车辆的微粒过滤器和包括该微粒过滤器的排气系统。

背景技术

通常，从发动机沿排气歧管流出的废气被驱入安装在排气管上的催化转化器并在该催化转化器内净化。之后，在通过消音器时减少废气的噪音，之后将该废气通过尾管排入空气。

柴油氧化催化剂(DOC)为此类催化转化器的一种类型。该柴油氧化催化剂氧化废气中所含的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)。

此外，微粒过滤器被安装在排气管上，该微粒过滤器捕获废气中所含的微粒物质(PM)(或积炭)。但是，如果该微粒过滤器捕获了过量积炭，则废气难以通过该微粒过滤器并由此废气压变高。废气的高压恶化了发动机的性能并损坏该微粒过滤器。因此，如果捕获在该微粒过滤器的积炭量大于预定量，则废气的温度升高并且使捕获在该微粒过滤器的积炭燃烧。此方法被称为微粒过滤器的再生。

通常，该微粒过滤器的再生通过将燃料后喷射(post-injecting)进发动机的燃烧室进行。即，该后喷射的燃料在安装于排气管上的柴油氧化催化剂中氧化，并且通过氧化中产生的氧化热升高废气的温度以燃烧捕获在微粒过滤器的积炭。

为了再生该微粒过滤器，废气的温度为高于或等于600℃(在本说明书中，再生微粒过滤器所需的废气温度被称为“再生温度”)。但是，可能很难将废气的温度升高至高于在特定条件下运行的车辆的再生温度。例如，在车辆以怠速状态或以低速/低负载状态运行的情况下，由于废气的温度过低，因此能够通过后喷射而升高的废气最高温度约为450℃-500℃。在此情况下，不能再生该微粒过滤器并因此需要另外用于将该废气温度升高至高于再生温度的方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各方面致力于提供微粒过滤器和使用该微粒过滤器的排气系统，其具有将废气温度升高至高于再生温度的温度而不恶化在以怠速状态或低速/低负载状态运行的车辆中燃料消耗的优点。

本发明示例性微粒过滤器的特征可以包括：第一层和第二层，该第一层由在低温下吸收废气中所含烃的第一烃捕集器组成，该第二层由氧化废气中所含烃的第一氧化催化剂组成，其中在高温下释放第一层吸收的烃，并在第二层氧化所释放的烃以升高废气的温度。

所述第一烃捕集器可以为β沸石。该β沸石可以包括二氧化硅和氧化铝，该二氧化硅与氧化铝的重量之比可以约为24-38％。此外，β沸石的量可以约为涂层量的30-50％。

该微粒过滤器还可以包括：至少一个入口通道、至少一个出口通道和壁，该入口通道具有一个开口端和一个闭合端，废气通过该开口端流进；该出口通道具有一个闭合端和一个开口端，废气通过该开口端流出，该壁界定了毗邻的至少一个入口通道和至少一个出口通道之间边界，并构造成允许该废气从至少一个入口通道流向至少一个出口通道。所述的第一层和第二层分别布置在至少一个入口通道的内圆周和至少一个出口通道的内圆周的至少之一上。

所述的第一层和第二层可以布置在至少一个入口通道的内圆周，其中该第一层布置在壁上，而该第二层布置在第一层上。该第一层也可以布置在至少一个入口通道的内圆周而该第二层布置在至少一个出口通道的内圆周。可选择地，该第一层和该第二层可以布置在至少一个入口通道的内圆周，其中该第二层布置在壁上，而该第一层布置在第二层上。

所述壁可以由多孔材料制成以使废气能通过该壁但废气中所含的微粒物质不能通过该壁。所述壁可以具有约50％或以上的孔隙率。

根据本发明的具有示例性微粒过滤器的示例性排气系统可以包括氧化废气中所含材料的氧化催化剂，微粒过滤器布置在氧化催化剂的下游并且捕获废气中所含的积炭，其中该微粒过滤器为根据本发明的微粒过滤器。该氧化催化剂可以为柴油氧化催化剂。

所述柴油氧化催化剂可以包括第三层和第四层，该第三层由在低温下吸收废气中所含烃的第二烃捕集器组成，该第四层由氧化废气中所含烃的第二氧化催化剂组成。在高温下释放在第三层吸收的烃并且在第四层或第二层氧化所释放的烃以升高废气的温度。