(57)【要約】  本発明は、ハニカム体構造の支持体を有する、自動車排ガス浄化装置（４）の触媒コンバータ部品（１）に関するものであり、この支持体のチャンネル壁には触媒作用するコーティングが連続して付与されており、このコーティングは白金族の少なくとも１つの元素によって決定される貴金属含有量（ＰＧＭ）を有し、第１のコーティングゾーンが設けられており、この第１のコーティングゾーンは、長手方向に、流入側端部（２）から第１のコーティング境界（Ｇ１）まで延在し、かつ第１の貴金属含有量を有し、さらに第２のコーティングゾーンが設けられており、この第２のコーティングゾーンは、長手方向に、第１のコーティング境界（Ｇ１）から、第１のコーティング境界（Ｇ１）の下流に配置された第２のコーティング境界（Ｇ２）まで延在し、かつ第１の貴金属含有量に比べて低い第２の貴金属含有量を有し、さらに第３のコーティングゾーンが設けられており、この第３のコーティングゾーンは第２のコーティング境界（Ｇ２）から流出側端部（３）まで延在し、かつ第２の貴金属含有量に比べて低い第３の貴金属含有量を有する。このコーティングは、本発明に従って、一貫して酸化触媒作用を有するコーティングとして構成されており、かつロジウムを含まない。この触媒コンバータ部品（１）に対して、排ガス浄化装置（４）内に配置された粒子フィルタ（６）と、この粒子フィルタ（６）の下流に接続されたＳＣＲ触媒コンバータ（７、８）との直列構成体の上流で、排ガスを炭化水素の酸化によって加熱するための、自動車の排ガス浄化装置（４）における使用が意図される。
2015516534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム体構造の支持体を有する、自動車排ガス浄化装置（４）の触媒コンバータ部品（１）であり、前記支持体は、長手方向に延在しているチャンネルを備え、該チャンネルをガスは前記触媒コンバータ部品（１）の流入側端部（２）から前記触媒コンバータ部品（１）の流出側端部（３）まで自由に通流することができ、触媒作用を有するコーティングがチャンネル壁に連続して付与されており、前記コーティングは白金族の少なくとも１つの元素によって決定される貴金属含有量（ＰＧＭ）を有し、
第１のコーティングゾーンが設けられており、該第１のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ前記流入側端部（２）から、該流入側端部（２）と前記流出側端部（３）との間の領域に配置された第１のコーティング境界（Ｇ１）まで延在し、かつ第１の貴金属含有量を有し、
第２のコーティングゾーンが設けられており、該第２のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ前記第１のコーティング境界（Ｇ１）から、前記流入側端部（２）と前記流出側端部（３）との間の領域において前記第１のコーティング境界（Ｇ１）の下流に配置された第２のコーティング境界（Ｇ２）まで延在し、かつ前記第１の貴金属含有量に比べて低い第２の貴金属含有量を有し、
第３のコーティングゾーンが設けられており、該第３のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ前記第２のコーティング境界（Ｇ２）から前記流出側端部（３）まで延在し、かつ前記第２の貴金属含有量に比べて低い第３の貴金属含有量を有する、触媒コンバータ部品であって、
前記コーティングは、
酸化触媒作用を有するコーティングとして連続して構成されており、
ロジウムを含まない、
ことを特徴とする触媒コンバータ部品。
【請求項２】
前記第１と第２のコーティングゾーンの長手方向の範囲は、前記触媒コンバータ部品（１）の長手方向の範囲全体のそれぞれ１０％から４０％であることを特徴とする、請求項１に記載の触媒コンバータ部品。
【請求項３】
前記コーティングの前記貴金属含有量（ＰＧＭ）が、プラチナおよびパラジウムの元素によって決定され、前記貴金属含有量は、前記触媒コンバータ部品（１）の全体積に対して１２ｇ／ｆｔ３から１００ｇ／ｆｔ３であることを特徴とする、請求項１または２に記載の触媒コンバータ部品。
【請求項４】
前記貴金属のプラチナおよびパラジウムは、１：５から５：１の質量比で前記コーティングに設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の触媒コンバータ部品。
【請求項５】
前記第１のコーティングゾーンにおける前記貴金属含有量が６０ｇ／ｆｔ３から１５０ｇ／ｆｔ３であり、前記第２のコーティングゾーンにおいては２０ｇ／ｆｔ３から６０ｇ／ｆｔ３であり、前記第３のコーティングゾーンにおいては５ｇ／ｆｔ３から１５ｇ／ｆｔ３であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の触媒コンバータ部品。
【請求項６】
排ガス浄化装置（４）内に配置された粒子フィルタ（６）と、該粒子フィルタ（６）の下流に接続されたＳＣＲ触媒コンバータ（７、８）との直列構成体の上流で、排ガスを炭化水素の酸化によって加熱するための、自動車の排ガス浄化装置（４）における請求項１〜５のいずれか一項に記載の触媒コンバータ部品（１）の使用。
【請求項７】
少なくとも主としてディーゼル燃料として存在する炭化水素が酸化されることを特徴とする、請求項６に記載の触媒コンバータ部品の使用。
【請求項８】
前記粒子フィルタ（６）の下流に、２分割されたＳＣＲ触媒コンバータ（７、８）が前記排ガス浄化装置（４）内に設けられており、前記ＳＣＲ触媒コンバータは、排ガス通流方向（１１）で見て、鉄を含有するゼオライトを備える第１の部分（７）と、その下流の銅を含有するゼオライトを備える第２の部分（８）とを有することを特徴とする、請求項６または７に記載の触媒コンバータ部品の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分の特徴を備える自動車排ガス浄化装置の触媒コンバータ部品、および排ガスを加熱するための、自動車の排ガス浄化装置内のそのような触媒コンバータ部品の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、窒素酸化物トラップとして構成された触媒コンバータ部品が公知であり、この触媒コンバータ部品は、排ガス通流方向に順次並んで配置されている、白金族の金属の含有量が減少された３つのコーティングゾーンを有する。これにより高い窒素酸化物転換性能が広い温度範囲で達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許公開公報第０１／７４４７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、全体として貴金属の含有量が小さく、それでもなお高い酸化触媒作用を、とりわけ比較的低温においても備える自動車排ガス浄化装置用の安価な触媒コンバータ部品を提供することである。本発明のさらなる課題は、とりわけ低温からでも自動車の排ガスを加熱する効率的な可能性を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの課題は、請求項１の特徴を備える触媒コンバータ部品、並びに請求項６の特徴によるこのような触媒コンバータ部品の使用によって解決される。
【０００６】
本発明による触媒コンバータ部品は、ハニカム体構造の支持体を有し、この支持体は、長手方向に延在しているチャンネルを備え、これらのチャンネルを、ガスは触媒コンバータ部品の流入側端部から触媒コンバータ部品の流出側端部まで自由に通流することができる。チャンネル壁には触媒作用するコーティングが連続して付与されており、このコーティングは白金族の少なくとも１つの元素によって決定される貴金属含有量を有する。ここでは、第１のコーティングゾーンが設けられており、この第１のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ流入側端部からこの流入側端部と流出側端部との間の領域に配置された第１のコーティング境界まで延在する。さらに第２のコーティングゾーンが設けられて、この第２のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ第１のコーティングゾーンから流入側端部と流出側端部との間の領域において第１のコーティング境界の下流に配置された第２のコーティング境界まで延在する。そしてさらに第３のコーティングゾーンが設けられており、この第３のコーティングゾーンは、長手方向に、ほぼ第２のコーティング境界から流出側端部まで延在する。第３のコーティングゾーンのコーティングは、第２のコーティングゾーンのコーティングよりも白金族の貴金属の含有量が少なく、前記第２のコーティングゾーンのコーティングはさらに前記第１のコーティングゾーンのコーティングよりも白金族の貴金属の含有量が少ない。特徴的には触媒コンバータ部品のコーティングは、酸化触媒作用を有するコーティングとして連続して形成されており、ロジウムを含まない。好ましくは第１のコーティングは、第２のコーティングゾーンのコーティングよりも少なくとも２倍高い貴金属含有量を有し、さらに第２のコーティングゾーンのコーティングは、第３のコーティングゾーンに対して設けられた第３のコーティングよりも少なくとも２倍高い貴金属含有量を有する。特に有利には、第１および第２のコーティングゾーンの一方における貴金属含有量は、直後に続くコーティングゾーンよりも２．５倍超高く選択される。これに関連して係数３．５も同様に有利であると見なされる。
【０００７】
貴金属含有量の減少するゾーンを本発明によりゾーン化することにより、比較的少ない貴金属総含有量を達成することができ、入口側に存在する貴金属含有量が最大量であることに基づき、非常に良好なライトオフ性能、すなわち、とくに炭化水素の酸化に関連して、低いライトオフ温度を達成することができる。さらに本発明によるゾーン化は、貴金属の含有量が一貫して高いことによって低いライトオフ温度を達成している実施形態に対して、一酸化窒素と二酸化硫黄を酸化する傾向が緩和されるという利点を有する。ロジウムを含まない触媒コンバータ部品としての本発明の実施形態によって、触媒コンバータ部品をとりわけ安価に製造することができる。したがってコーティングは酸化触媒作用のあるコーティングとしても形成されており、このコーティングは、主にロジウムによって作用する公知の３元触媒作用を好ましくは殆ど有しないか、または少なくとも大幅に緩和された程度でしか有していない。好ましくは、窒素酸化物および／または酸素に対して蓄積作用を有するコーティング構成要素も欠けているか、または非常に僅かな量が副次的構成要素として存在するだけである。すなわち、場合により僅かな割合の金属化合物、とりわけアルカリ族およびアルカリ土類の酸化物、水酸化物または炭化塩が存在する。存在する白金族の貴金属は、好ましくは主に、またはもっぱらプラチナおよび／またはパラジウムにより代表され、これらの貴金属は、いわゆるウォッシュコート上にまたはウォッシュコート内に微細に分散されて含まれており、このウォッシュコートは、好ましくは、主に酸化アルミニウムおよび／または酸化ジルコニウムという構成成分から形成されている。好ましくは、酸化セリウムを含まない、または場合により僅かな量の酸化セリウムを含むウォッシュコートが設けられている。コーティングは、ハニカム体の外表面を除いて全てのチャンネル壁に存在する。チャンネル壁は、有利には、ガス不透過性に、または場合により僅かにガス透過性に形成されている。いずれにしろフィルタ作用は、好ましくは大くても無視できる程度でしか存在しない。
【０００８】
ここで、ほぼ流入側端部から第１のコーティング境界まで延在するコーティングとは、第１のコーティングゾーンが、場合によっては製造技術に起因して生じる公差は別にして、流入側端部で直接始まり、第１のコーティング境界で終端することを意味するものである。これに相応して第２のコーティングゾーンが、製造技術的な僅かな公差を別にして、第１と第２のコーティング境界の間に延在している。第３のコーティングゾーンは、製造技術的な僅かな公差を別にして、第２のコーティングゾーンで始まり、直接流出端部まで延在している。したがってコーティングのない領域は存在しないか、または少なくとも言うに値するコーティングのない領域は存在しない。また個々のコーティングゾーンのコーティングの重なり合いは存在しないか、またはせいぜい無視できる程度の重なり合いしか存在しない。したがって、ほぼ重なり合いのない、連続した、触媒コンバータ部品のコーティングであると言うことができる。
【０００９】
支持体は、好ましくは、押出成形されたワンピースのセラミック支持体として形成されている。しかし波状の金属シートから形成された金属支持体を設けることもできる。とりわけセラミック支持体の場合、チャンネルは矩形の、そして長手方向で見て少なくとも近似的に一定の断面を有する。しかし六角形または八角形の断面形状を設けることもできる。通常、ｃｐｓｉ（１平方インチ当たりのセル数）で表されるセル密度は、好ましくは、１００から６００の範囲である。特に有利には、セル密度は、２００ｃｐｓｉから４００ｃｐｓｉの間である。
【００１０】
本発明の実施形態では、第１と第２のコーティングゾーンの長手方向の範囲は、触媒コンバータ部品の長手方向の範囲全体のそれぞれ１０％から４０％である。好ましくは、第１と第２のコーティングゾーンの長手方向の範囲は、触媒コンバータ部品の長手方向の範囲全体のそれぞれ約２５％である。これにより貴金属総含有量を小さく抑えることができる。なぜなら貴金属含有量が最小である第３のコーティングゾーンが、有利には全長の少なくとも５０％を形成するからである。
【００１１】
本発明のさらなる実施形態では、コーティングの貴金属含有量が、プラチナおよびパラジウムの元素によって決定され、貴金属含有量は、触媒コンバータ部品の全体積に対して１２ｇ／ｆｔ３から１００ｇ／ｆｔ３である。好ましくは、平均貴金属含有量は１５ｇ／ｆｔ３から５０ｇ／ｆｔ３である。特に有利には、平均貴金属含有量は２５ｇ／ｆｔ３から４０ｇ／ｆｔ３の範囲であり、これにより、この触媒コンバータ部品は特に安価である。
【００１２】
本発明のさらなる実施形態では、貴金属のプラチナおよびパラジウムが、１：５から５：１の質量比でコーティングに設けられている。好ましくは、質量比は１：２から２：１である。特に有利には、質量比は１：１．５から１．５：１の範囲にある。これは、とりわけ炭化水素に関連して高い酸化触媒作用を生じる。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態では、第１のコーティングゾーンにおける貴金属含有量が６０ｇ／ｆｔ３から１５０ｇ／ｆｔ３であり、第２のコーティングゾーンにおいては２０ｇ／ｆｔ３から６０ｇ／ｆｔ３であり、第３のコーティングゾーンにおいては５ｇ／ｆｔ３から１５ｇ／ｆｔ３である。特に有利な実施形態では、第１のコーティングゾーンにおいて貴金属含有量が約８０ｇ／ｆｔ３であり、第２のコーティングゾーンにおいては約３０ｇ／ｆｔ３であり、および／または第３のコーティングゾーンにおいては約１０ｇ／ｆｔ３である。入口側にだけ比較的高い貴金属含有量が存在する結果、高いコスト削減を達成することができる。貴金属含有量は、それぞれのコーティングゾーンにおいて、それらの長手方向の範囲に関し、有利には均一に配分されている。すなわち、それぞれのコーティングゾーンには勾配が存在しないか、または存在しても僅かな勾配しか存在しない。
【００１４】
自動車の排ガス浄化装置内の触媒コンバータ部品の本発明による使用法では、排ガス浄化装置内に配置された粒子フィルタと、この粒子フィルタの下流に接続されたＳＣＲ触媒コンバータとの直列構成体の上流で、排ガスを炭化水素の酸化によって加熱する。実験により確認できたように、確実な加熱が、とりわけ低い排ガス温度から出発して、非常に長い使用時間に亘って可能である。このことにより、この触媒コンバータ部品は、とりわけ商用車の排ガス浄化装置で使用するのに適しており、それは、商用車が一般的には長い走行距離に亘って使用されるからである。この場合、一般的に走行距離が数１０万キロメートルもある可及的に長い使用期間に亘り、熱による煤燃焼によって確実な粒子フィルタ再生を実行できることが必要となる。ここでは、一般的に、煤燃焼に必要な温度にまで強制的な排ガス加熱を実行しなければならず、そのために触媒コンバータ部品が用いられる。
【００１５】
さらに可及的に長い使用期間に亘り、排ガス中に含まれる一酸化窒素の酸化の結果として、触媒コンバータ部品に生じる、ＳＣＲ触媒コンバータの作用に影響を与える二酸化窒素生成に関して、安定した特性を達成することが望まれる。このことも同様に、本発明による触媒コンバータ部品によって可能となる。ここでは、この触媒コンバータ部品が長期間優れた安定性を有しているという理由から、これに関連する当初からの高い酸化力を意図的に省略することができ、この酸化力は、劣化による窒素酸化物酸化作用の低下を補正するために、プラチナの含有量を高くすることにより、酸化触媒コンバータに対して設けられていることが多い。
【００１６】
本発明の特に有利な実施形態では、少なくとも主としてディーゼル燃料として存在する炭化水素を酸化するために触媒コンバータ部品が使用される。このディーゼル燃料は、この場合、触媒コンバータ部品の上流で蒸発および／または噴霧によって排ガスに添加され、触媒コンバータ部品により発熱反応で酸化され、これにより排ガスが加熱される。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態は、排ガス浄化装置における触媒コンバータ部品の使用を意図しており、粒子フィルタの下流に、２分割されたＳＣＲ触媒コンバータを排ガス浄化装置内に有し、このＳＣＲ触媒コンバータは、排ガス通流方向で見て、鉄を含有するゼオライトを備える第１の部分と、その下流に配置された銅を含有するゼオライトを備える第２の部分とを有する。実験により確認できたように、２分割されたＳＣＲ触媒コンバータと関連して触媒コンバータ部品のＮＯ２形成能力を制限した結果、高い酸化窒素転化が、同時に二酸化窒素（ＮＯ２）の僅かなスリップで可能となる。この２つの触媒部分は、有利には別個のハニカム体によって形成されている。しかし対応するゼオライトコーティングは、１つの同じハニカム体上に互いに隣接するように設けることができる。
【００１８】
本発明の有利な実施形態が図面に示されており、以下に説明する。この場合、すでに言及した特徴および後でさらに説明する特徴は、それぞれ記載の特徴の組合せだけではなく、本発明の範囲を逸脱することなく他の組合せでもまたは単独でも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の触媒コンバータ部品の概略図である。
【図２】本発明の触媒コンバータ部品の貴金属コーティングを説明するための概略図である。
【図３】本発明の触媒コンバータ部品が使用される自動車排ガス浄化装置の有利な実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、本発明の触媒コンバータ部品１の概略図が示されており、この触媒コンバータ部品は、図示されていない自動車内燃機関の排ガス浄化装置で使用するために設けられている。触媒コンバータ部品１は、この場合、排ガス流入に関して流入側端部２と、流出側端部３とを備えるハニカム体として形成されており、排ガス通流方向で見て長さＬの長手方向の範囲を有する。ここでハニカム体の断面は楕円形であるが、円形の断面を設けることもできる。ハニカム体は一貫して開放されたチャンネルを有し、これらのチャンネルの壁には酸化触媒作用を有するコーティングが設けられている。コーティングは、白金族の貴金属に関して、有利にはプラチナとパラジウムだけを含有し、いずれの場合でもロジウムは含まない。好ましくはプラチナとパラジウム以外の貴金属は設けられていない。
【００２１】
本発明の触媒コンバータ部品１は、長手方向の範囲の方向で見て、順次連続する全部で３つのコーティングゾーンを有し、これら３つのコーティングゾーンのプラチナとパラジウムの貴金属含有量は異なる。第１のコーティングゾーンは長さＬ１を有し、流入側端部２から第１のコーティング境界Ｇ１まで延在している。第２のコーティングゾーンは長手方向にコーティング境界Ｇ１からコーティング境界Ｇ２まで延在し、長さＬ２を有する。第２のコーティングゾーンには第３のコーティングゾーンが直接続いており、この第３のコーティングゾーンは長さＬ３を有し、触媒コンバータ部品１の流出側端部３まで延在している。特に有利な実施形態では、第１と第２のコーティングゾーンの長さＬ１とＬ２は全長Ｌのそれぞれ約２５％である。しかし第１と第２のコーティングゾーンＬ１とＬ２に対して、全長Ｌのそれぞれ１０％から４０％の長さ領域を設けることもできる。プラチナとパラジウムの含有量は触媒コンバータ部品１の全体積に対して約１２ｇ／ｆｔ３から約１００ｇ／ｆｔ３の範囲にあり、３つのコーティングゾーンに異なって分散されている。これについては以下、図２に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図２には、触媒コンバータ部品１のコーティングの貴金属含有量ＰＧＭ（白金族金属）が、通常使用される表示ｇ／ｆｔ３で示されており、軸方向に伸びる触媒コンバータ部品１の横軸ｘに応じてグラフの形で図示されている。それぞれのコーティングゾーン内でコーティングの貴金属含有量ＰＧＭは、それぞれの長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３に亘り少なくとも近似的に一定である。
【００２３】
ここに図示されている特に有利な配分では、第１のコーティングゾーンに対して設けられた第１のコーティングが、約８０ｇ／ｆｔ３の貴金属含有量のＰＧＭ値を有する。しかし、約６０ｇ／ｆｔ３から１５０ｇ／ｆｔ３の範囲の貴金属含有量ＰＧＭを設けることもできる。第３のコーティングゾーン内の第３のコーティングの貴金属含有量ＰＧＭは、ここでは、約１０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ値を有する。しかし、約５ｇ／ｆｔ３から１５ｇ／ｆｔ３の範囲の貴金属含有量ＰＧＭを設けることもできる。上流側で第１のコーティングゾーンに、下流側で第３のコーティングゾーンに隣接する中央の第２のコーティングゾーンは、ここでは、約３０ｇ／ｆｔ３のＰＧＭ値の第２のコーティングを有する。しかし、約２０ｇ／ｆｔ３から６０ｇ／ｆｔ３の範囲の貴金属含有量ＰＧＭを設けることもできる。プラチナとパラジウムの質量比は、それぞれのコーティングゾーンのコーティングにおいて有利には同様に一定であり、１：５から５：１の範囲、とりわけ１：２から２：１の範囲、特に有利には１：１．５から１．５：１の間である。好ましくは全長Ｌに亘って、プラチナとパラジウムの少なくとも近似的に一定した比が選択される。
【００２４】
以下、図３を参照して本発明の触媒コンバータ部品１の有利な使用について述べる。
【００２５】
図３には、自動車排ガス浄化装置４の有利な実施形態が示されている。この排ガス浄化装置４は、好ましくは、図示されていない商用車ディーゼルエンジンの排ガスの浄化に用いられる。ここで、排ガス浄化装置４は排ガスライン５を有し、この排ガスライン５には、矢印１１により示した排ガス通流方向に順次連続して、上記で説明した、有利にはディーゼル酸化触媒コンバータとして形成された触媒コンバータ部品１、ディーゼル粒子フィルタ６、第１のＳＣＲ触媒コンバータ７および第２のＳＣＲ触媒コンバータ８が配置されている。ここでは、触媒コンバータ部品１とディーゼル粒子フィルタ６とが互いに短い間隔で、第１の共通のケーシング１２内に配置されている。第１のＳＣＲ触媒コンバータ７と第２のＳＣＲ触媒コンバータ８とは短い間隔で、同様に共通の第２のケーシング１３内に配置されている。言及した構成部品を、排ガス浄化装置と消音器とを組み合わせた１つの共通のボックスに配置することも同様に可能である。
【００２６】
触媒コンバータ部品１の上流には第１の還元剤添加ユニット９が設けられており、この還元剤添加ユニットを介して排ガスに、炭化水素含有燃料、とりわけディーゼル燃料を微細に分散して添加することができる。ディーゼル粒子フィルタ６と第１のＳＣＲ触媒コンバータ７との間には第２の還元剤添加ユニット１０が設けられており、この還元剤添加ユニットを介して排ガスに、アンモニアを自由な形または結合した形で有する還元剤、とりわけ水性尿素溶液を微細に分散して添加することができる。好ましくは、さらなる構成部品、たとえば酸素、窒素酸化物および／またはアンモニアに対する排ガスセンサも同様に設けられているが、これらは分かりやすくするため詳細に図示されていない。
【００２７】
粒子フィルタ６は、とりわけ煤の形態で存在する粒子を排ガスからフィルタリング除去するために用いられ、焼結金属形態で、またはハニカム体構造における壁通流性のフィルタユニットとして形成することができる。粒子フィルタ６に対しては、有利には熱による煤燃焼を促進する被覆材料を備える触媒被覆が設けられているのが好ましい。
【００２８】
第１のＳＣＲ触媒コンバータ７は、有利にはセラミックハニカム体の上に第１のＳＣＲコーティングを有し、この第１のＳＣＲコーティングは、ここでは鉄を含有するゼオライトを含んでいる。これにより、酸素過剰の場合に、選択的な触媒酸化窒素還元が可能になる。ここでは、第２の添加ユニット１０により排ガスに供給されるアンモニアが還元剤として用いられる。第１のＳＣＲコーティングは、有利には、良好な高温活性が可能になるように、すなわち比較的高い温度において特に高い酸化窒素転化が可能になるように設計されている。さらに鉄を含有する第１のゼオライトコーティングにより、流入する窒素酸化物の二酸化窒素の割合が５０％超と比較的高い場合であっても、一般的に高い触媒活性が可能である。
【００２９】
第２のＳＣＲ触媒コンバータ８は、有利にはセラミックハニカム体の上に第２のＳＣＲコーティングを有し、この第２のＳＣＲコーティングはここでは銅を含有するゼオライトを含んでいる。これにより同様に、酸素過剰の場合に、アンモニアによって選択的な触媒酸化窒素還元が可能になる。第２のＳＣＲコーティングは、有利には、特に良好な低温活性が可能になるように設計されている。さらに、銅を含有する第２のゼオライトコーティングにより、流入する窒素酸化物の二酸化窒素の割合が５０％未満と比較的低い場合であっても一般的に高い触媒活性が可能である。このことは、特に有利であることが判明しており、それは、第１のＳＣＲ触媒コンバータ７により生じるＮＯｘ転化の理由から、下流側に配置された第２のＳＣＲ触媒コンバータ８が、二酸化窒素の割合が緩和された排気ガスを受け取るからである。排ガス中の二酸化窒素の割合が緩和されているので、窒素酸化物を元素の窒素に還元することに関して、第２のＳＣＲ触媒コンバータの特に高い選択性も得られ、すなわち望ましくない笑気ガスの生成が特に小さい。
【００３０】
さらに、上流側に高温活性の第１の部分と下流側に低温活性の第２の部分とを備えるＳＣＲ触媒コンバータの実施形態により、組み合わされたＳＣＲ触媒コンバータの高い触媒効果が、広い温度領域に亘って可能になり、これによって、より厳しい排ガス制限値を順守することが可能になる。
【００３１】
ここでは第２のＳＣＲ触媒コンバータ８の流出側領域に酸化触媒コーティングを備えたコーティングゾーンが設けられており、このコーティングゾーンは、アンモニアスリップが発生する場合に、主にアンモニアの酸化に働く。このコーティングゾーンは、支持体の流出側部分に付与され、第２のＳＣＲ触媒コンバータ８の全長の約１０％から２０％である。ここで第２のＳＣＲ触媒コンバータ８は、少なくとも第１のＳＣＲ触媒コンバータ７の体積に該当する体積を有する。好ましくは、第２の触媒コンバータ８は、第１の触媒コンバータ７の約２倍から３倍の大きさである。第１のＳＣＲ触媒コンバータ７に対する第１のＳＣＲコーティングとして鉄を含有するゼオライトと、第２のＳＣＲ触媒コンバータ８に対する第２のＳＣＲコーティングとして銅を含有するゼオライトとを備える実施形態を有利である見なすことができるが、若干の適用に対しては、銅を含有するゼオライトを、鉄を含有するゼオライトの上流側に配置することもできる。
【００３２】
粒子フィルタ６に対しては反復的な再生過程が設けられており、この再生過程では収集された煤が、酸素により熱的に誘発された煤燃焼によって除去される。そのためには、煤燃焼に必要な一般的には５５０℃を超える温度まで粒子フィルタ６を加熱することが必要である。通常の走行状態ではこのような高い温度に達することは稀であるから、粒子フィルタ６の再生のためには、粒子フィルタ６に流入する排ガスの強制的な加熱が必要である。そのためには、主に触媒コンバータ部品１が使用される。触媒コンバータ部品１および後続の粒子フィルタ６において再生を実行するために排ガスを加熱するには、第１の還元剤添加ユニット９を作動する。還元剤添加ユニット９が作動されると、有利には温度制御されて、たとえばディーゼル燃料が排ガスに供給される。供給されたディーゼル燃料は主に触媒コンバータ部品１で酸化し、その際に、相応の熱エネルギーが放出され、これにより排ガスが加熱される。
【００３３】
上記で詳細に説明した触媒コンバータ部品１の本発明による実施形態により、ディーゼル燃料の酸化に必要な触媒活性は、約２５０℃の低温でもすでに存在している。第１のコーティングゾーンに存在する第１のコーティングは、ディーゼル燃料の酸化の早期の「作用開始」を可能にし、これにより第１のコーティングゾーンの領域における約２５０℃から出発して、急速に４００℃を超える温度に到達する。このことにより、続く第２のコーティングゾーンに存在する貴金属含有量の比較的少ない第２のコーティングにおいても、酸化触媒作用を発揮することが可能となる。これにより、このゾーン内の温度はさらに、一般的には約５００℃に上昇する。これにより、さらに、第３のコーティングゾーンに存在する僅かな貴金属含有量しかない第３のコーティングにおいても酸化触媒作用が展開され、このことから一般的には５５０℃以上のさらなる温度上昇が達成される。したがって、触媒コンバータ部品１のコーティングがゾーン化されていることで、この中で排ガスの加熱が段階的に進行し、低負荷領域での走行条件であっても確実な粒子フィルタ再生が可能になる。
【図１】
2015516534.tif 000003
【図２】
2015516534.tif 000004
【図３】
2015516534.tif 000005
【国際調査報告】
2015516534.tif 000006
2015516534.tif 000007
2015516534.tif 000008
2015516534.tif 000009