[发明专利]用于降低发动机背压的装置和方法

说明书

相关申请交叉参考

本申请声明2012年7月25日提交的美国临时专利申请序列号61/675,483、2012年7月19日提交的美国临时专利申请序列号61/673,394、以及2013年6月3日提交的美国临时专利申请序列号61/830,409、2013年6月25日提交的美国临时专利申请序列号61/839,083的优先权。

技术领域

本发明涉及催化转化器领域。

背景技术

催化转化器被广泛用于车辆排放系统以降低排放物毒性。在一般的催化转化器中，基底采用涂覆有催化材料的多孔结构的形式。多孔结构通常为通过模具挤压而成的陶瓷，从而形成大量平行的流动通道(单元)。尾气被发动机以一定速率排出并且通过排气管道被引导至催化转化器。催化转化器一般被安放于直径比排放管道大的的金属容器中，所述金属容器通过被称为入口和出口扩散器的喇叭形管道段连接至排放系统的剩余部分。

将催化转化器插入至排放系统内能够阻碍气体流动、产生能够显著地降低发动机功率并增加燃料消耗的背压。

发明内容

形成本发明一个方面的是一种改进的催化基底，所述催化基底与车辆排放系统中的容器一同使用，基底为布置于容器中使用的类型。根据本发明的该方面，所述改进包括：绝缘材料，所述绝缘材料将基底热隔离为中心区和围绕中心区的外部区，绝缘材料、中心区和外部区共同地限定改良的基底，绝缘材料适于使得在运行状态下，通过改良的基底的气体流动特征在于静压，

●所述静压在改良的基底的面向上游的表面上具有在大体居中

于改良的基底的面向上游的表面的位置处的峰值，

●当面向上游的表面远离所述位置径向地延伸至外围时，所述

静压在改良的基底的面向上游的表面上下降，除了以下情况外：在

面向上游的表面延伸越过绝缘材料之后，所述静压骤增；以及与容

器相关的边缘效应。

在本发明以及附属权利中，“大体居中”应当被理解为包括在外周的内部并且经常(但并不完全)与外周相比更接近中心的位置。

根据本发明的另一个方面，在所述运行状态下：当面向上游的表面远离所述位置朝向外围径向地延伸时，所述面向上游的表面上的气体静压能够首先相对缓慢地下降；当面向上游的表面进一步延伸以跨越绝缘材料时，在面向上游的表面横穿绝缘材料时所述面向上游的表面上的气体静压能够相对快速地下降；当面向上游的表面进一步延伸时，所述面向上游的表面上的气体静压能够随后经历所述骤增；并且当面向上游的表面进一步延伸时，所述面向上游的表面上的气体静压能够随后相对缓慢地下降，除了所述与容器相关的边缘效应之外。

根据本发明的另一个方面，绝缘材料和外部区中的每一个均能够为管状的。

根据本发明的另一个方面，中心区容积与外部区容积的比值能够落入60:40至40:60范围内。

根据本发明的另一个方面，绝缘材料能够适于使得在所述运行状态下，整个绝缘材料的温度差能够为至少25℃。

根据本发明的另一个方面，绝缘材料能够适于使得在所述运行状态下，整个绝缘材料的温度差能够在25℃至300℃之间。

根据本发明的另一个方面，在所述运行状态下，通过中心区的气体流动能够比如下情况下的气体流动更均匀地分布：即如果改良的基底的绝缘部分被催化材料替代的话将通过中心区的气体流动。

形成本发明的另一个方面的是一种改进的催化基底，所述催化基底与车辆排放系统中的容器一同使用，基底为布置于容器中使用的类型。

所述改进包括：绝缘材料，所述绝缘材料将基底热隔离为中心区和围绕中心区的管状的外部区，绝缘材料、中心区和外部区共同地限定改良的基底，绝缘材料适于使得在运行状态下，整个绝缘材料的温度差为至少25℃。

根据另一个方面，绝缘材料的厚度能够为基本上2或3个单元的宽度。

形成本发明的另一个方面的为一种用于提供处理来自内燃机的排放物的方法。所述方法包括如下步骤：提供催化转化器以接收来自内燃机的尾气。催化转化器具有中心区；围绕中心区的管状的外部区；以及布置于中心区和外部区中间的绝缘材料。绝缘材料适于使得在使用中，通过改良的基底的气体流动特征在于静压，

●所述静压在改良的基底的面向上游的表面上具有在大体居中于改良的基底的面向上游的表面的位置处的峰值；

●当面向上游的表面远离所述位置径向地延伸至外围时，所述静压在改良的基底的面向上游的表面上下降，除了以下情况外：

○在面向上游的表面延伸越过绝缘材料之后，所述静压骤增；以及