[发明专利]用于内燃机的排气线路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的排气线路。本发明还涉及一种包括所述排气线路的发动机组。本发明最后涉及一种配有该发动机组的车辆。

背景技术

由内燃机排放的排放气体含有污染元素，希望减少该排放气体在大气中的排放。“污染元素”更具体地指的是：氮氧化物NO_X（N₂O、NO和NO₂），一氧化碳（CO），未燃烧的碳氢化合物（HC），以及烟灰颗粒。为了限制污染元素的排放，已知实现对穿过内燃机的排气线路的气体进行后处理。通常地，该内燃机的排气线路包括：

-接收发动机排放气体的管路，

-颗粒过滤器，其允许保留和燃烧该气体中所含有的烟灰颗粒，

-氧化催化剂，其用于将一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）转化成二氧化碳（CO₂）和水（H₂O），以及

-还原催化剂，其用于将氮氧化物（NO_X）转化成氮气（N₂）和水（H₂O）。

为了使排气线路的体积最小化，已经由申请人提出，在颗粒过滤器内部集成氧化催化剂和还原催化剂，以便构成所谓的“双催化”（bi-catalys é）颗粒过滤器。

双催化颗粒过滤器通常包括蜂窝状结构。该过滤器包括输入表面，其允许排放气体输入过滤器内部，以及排放表面，该表面允许将排放气体排出过滤器外。该过滤器包括在输入表面和排放表面之间的一组轴线相互平行的邻近渠道或管道，它们被多孔过滤壁分隔。该管道端部中的一个或另一个被封闭，以限界仅通向输入表面的输入管道和仅通向排放表面的排放管道。该管道按顺序交替地被封闭，使得在穿过过滤器的过程中，排放气体被强制穿过进口管道的侧壁才能重返出口管道。以这种方式，烟灰颗粒在过滤器的多孔壁上沉淀和堆积。这些颗粒过滤器的内壁填充有催化涂布剂，以便形成还原催化剂和氧化催化剂。

通常地，该颗粒过滤器由碳化硅制成。

这样类型的双催化颗粒过滤器的第一个缺点是，为了保证排放气体合乎规定的脱污染，在壁上所填充的催化涂布剂的量必须要大于最小临界值。

如果在壁上所填充的催化涂布剂的量太大，过滤器的多孔壁的孔被堵塞。在这种情况下，在发动机的运转期间，排放气体更难穿过该过滤器。因此，在颗粒过滤器进口，在管路中的排放气体压力增大。间接地，孔的堵塞导致该发动机燃料消耗的增加。

一种已知的解决方案是增加颗粒过滤器的体积，使得能够存放更多的催化涂布剂而不堵塞过滤器的孔。然而，由于其增加排气线路的体积，这种解决方案应被避免。

第二个缺点是，氮氧化物（NO_X）的还原必须要排放气体的温度高于临界温度以便进行还原。排放气体的温度越低，被还原的氮氧化物的量就越小。该颗粒过滤器由碳化硅制成，该化合物使穿过该过滤器的排放气体的热量流失，因此减少被还原的氮氧化物的量。在这些条件下，已知增加在颗粒过滤器中催化剂的量以便在低温下保持令人满意的被还原的氮氧化物的量。然而，这种催化剂（通常是贵重材料）的量往往是不可忽略的。这种催化剂的添加对过滤器制造商而言会增加成本。

最后，第三个缺点是，为了允许还原氮氧化物（NO_X），一种还原剂，通常是尿素，被注入处于过滤器上游的管路中。在申请人的已知排气线路中，必须在颗粒过滤器上游远处注入该还原剂，以便留出时间使尿素在排放气体的热量作用下分解成氨（NH₃）。这样对于管路短小的小型车辆是有问题的。

发明内容

本发明的目的是解决这些缺点中的一个或多个。

本发明涉及一种用于内燃机的排气线路，所述排气线路包括：

-接收排放气体的管路，以及

-被安置在所述管路内部的颗粒过滤器，该过滤器填充有：

·形成用于氮氧化物（NO_X）的第一还原催化剂的第一催化涂布剂，以及

·形成用于一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的氧化催化剂的第二催化涂布剂，

-被安置在颗粒过滤器上游的管路中的附加过滤器，所述附加过滤器填充有形成用于氮氧化物（NO_X）的第二还原催化剂的催化涂布剂，并且

-附加过滤器包括内部结构，使得所述附加过滤器产生的压降小于由填充有相同量的同一催化涂布剂的相同体积的颗粒过滤器所产生的压降。