[发明专利]具有HC吸附器功能的废气后处理部件以及具有这种部件的废气设备

说明书

技术领域

本发明涉及一个具有HC吸附器功能的废气后处理部件、一个具有这种废气净化设备的废气设备以及一个汽车，它具有这种废气设备。

背景技术

目前在内燃发动机的废气设备中使用催化器是自然而然的。例如尤其在柴油发动机中使用氧化催化器，它们置换未燃烧的碳氢化合物以及一氧化碳（CO），并且在柴油和汽油发动机中使用还原催化器，它们转换氮氧化物（NOx）。此外已知三元催化器，它们组合氧化和还原催化器的功能并因此催化地转换所有三个组分，并且主要在汽油发动机中使用。原则上所有催化器都需要特有的最低温度，用于带来足够的置换效率。引用所谓的Light-off或开始工作温度作为其尺度，以该温度催化器置换50%有限的废气组分。在发动机冷启动以后一般还未达到这个温度，因此如果不采取其它措施，称为启动排放的排放物未置换地离开废气设备。

按照进一步减少排放的愿望以及变得越来越低的废气极限值也要求减少启动排放，并因此更快地达到催化器系统的运行温度。因此目前和肯定将来的废气法律规定要求，也测量启动排放，用于确定汽车在标准的行驶循环中的总排放。

一种用于减少启动排放的推广措施是靠近发动机布置相对小体积的预催化器，它们也称为启动催化器。

由于其微小的体积和其靠近发动机定位，预催化器相对快速地达到其开始工作温度，然后承担置换大部分排放物的任务，直到后置的主催化器也达到其运行温度。

由DE 102 01 042 A1已知一种废气催化器，具有整体的陶瓷支架体，它具有内部部位和外部部位，其中内部部位具有比外部部位更高的微孔密度。轴向穿过支架体的内部部位和外部部位的流体通道具有催化层（涂层）。通过内部部位的较高微孔密度使这个部位比外部部位具有更高的催化作用。在催化器支架上游设置旋流发生器，它在废气低流速时、即在低发动机负荷时使废气流基本偏转到内部部位并且在较高流速时、即较高负荷时偏转到外部部位。通过这个布置在冷启动后，首先使废气流在内部部位中催化地处理，其中通过放热的热量释放使内部部位相对快速地加热并由此也加热周围的外部部位。

US 2002/0132726 A1描述了一种废气设备，它具有主催化器以及在主催化器下游的两个并联的废气管道，它们可以利用翻转阀有选择地关闭或打开。两个并联的废气管道具有同心的布置，具有内置的主管道和同心地包围主管道的副管道，在其中设置环形的HC吸附器。从HC吸附器上游的副管道分支出回输管道，它输送未燃烧的且由吸附器解吸的碳氢化合物到内燃发动机。在冷启动以后内置的主管道关闭并且废气流通过HC吸附器导引，它吸收和/或化学吸收未燃烧的和没有被还未运行的主催化器转换的碳氢化合物HC。一旦主催化器达到其运行温度并由此保证足够的HC置换，废气流就偏转到主管道。由于现在产生热量由HC吸附器解吸碳氢化合物并且通过回输管道输送到发动机燃烧。

还已知类似的方案，它同样使用由外置的HC吸附器和内置的主管道组成的同心结构，但是在这个方案中主催化器不是前置，而是后置于HC吸附器。在这个结构中省去在US 2002/0132726 A1中所述的回输管道。而是由后置的主催化器转换解吸的碳氢化合物。

在上述的HC吸附器方案中值得期望的是，使它们配有附加的颗粒过滤器功能。但是过滤功能只能通过使用陶瓷载体（整体）实现。但是如果这种整体配有中心孔，用于实现包围HC吸附器的旁路功能，由此降低支架体的机械稳定性并由此降低其使用寿命。由于这个原因并且也由于加工环形陶瓷支架体的困难性，在已知的解决方案中使用金属支架体。与陶瓷支架体一样，金属支架体也具有许多纵向延伸的流体通道，但是它们通过波状部位和平面部位和其螺旋形卷绕的组合制成。通过金属支架体不能实现以部分封闭的流体通道为基础的颗粒过滤器功能。

发明内容

本发明的目的是，在使用陶瓷支架体的条件下提供一个具有中心旁路功能的环形的HC吸附器，而不会对其稳定性产生不利影响。

这个目的通过具有独立权利要求特征的废气后处理部件、包括这种废气后处理部件的废气设备以及相应的汽车得以实现。

按照本发明的废气后处理部件包括一陶瓷支架体（整体），具有许多轴向（即沿着废气流动方向延伸的）流体通道。在此所述支架体具有一内部部位和一包围内部部位的外部部位，其中所述支架体在内部部位中的微孔密度小于在外部部位中的微孔密度。至少所述支架体的外部部位、即其流体通道具有一覆层，其中所述外部部位的覆层具有HC吸附器功能，用于可逆地吸收未燃烧的碳氢化合物。