[发明专利]可电加热的催化器及其操作方法

说明书

公开了一种用于催化处理内燃发动机（12）的排气管道（16）中的排气（17）的可电加热的催化转化器（18）。所述催化转化器（18）包括：用于催化处理所述排气（17）的第一催化区域（22）；与所述第一催化区域（22）分开的用于催化处理所述排气（17）的第二催化区域（24），其中，所述第二催化区域（24）以与所述第一催化区域（22）的预定间隔布置在所述第一催化区域（22）的下游；以及电加热装置（28），所述排气（17）能够流过所述电加热装置，所述电加热装置布置在所述第一催化区域（22）的下游和所述第二催化区域（24）的上游，并且被设计成至少部分地加热所述第一催化区域（22）和所述第二催化区域（24）。

技术领域

本发明涉及一种可电加热的催化转化器以及一种用于操作所述类型的催化转化器的方法。

背景技术

催化转化器特别是设置在具有内燃发动机的车辆中，用于在内燃发动机的排气管道中进行排气后处理，以便由此降低内燃发动机的排气中的污染物排放。在此，在催化转化器中通过氧化或还原相应的污染物来进行燃烧污染物的催化处理或化学转化。为此，催化转化器通常具有催化区域，在该催化区域中发生化学转化-催化。

所需的操作温度通常位于从大约250℃的最小值开始的燃料依赖和涂层依赖范围内，因为在催化区域中执行的催化需要某个最小温度，也称为启动温度，以用于有效的排气后处理。

为了遵守越来越严格的排放法规，必须使催化转化器快速达到期望的操作温度。为此，一方面可以实施燃烧措施，也就是说可以实施这样的措施，利用该措施，操作内燃发动机，使得内燃发动机的废热可以用于加热催化转化器。然而，这导致更高的燃料消耗。

另一方面，也可以使用可电加热的催化转化器。这种催化转化器具有专用的电加热装置，该电加热装置电力地操作并且使催化转化器达到期望的操作温度。可电加热的催化转化器的优点在于，催化转化器即使在没有内燃发动机操作的情况下也能够在所谓的催化转化器冷阶段中达到操作温度。这节省了燃料。然而，这种催化转化器的缺点是，由于内燃发动机未处于操作中，在加热装置处局部产生的热量仅不充分地传输到催化转化器中，并且在催化转化器上，特别是在加热装置上出现明显的温度梯度。这可能导致加热装置和/或催化转化器的过热以及甚至损坏。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种可电加热的催化转化器，其可以特别有效地操作并且在加热催化转化器期间具有不太明显的温度梯度。本发明的另一个目的是提供一种用于操作所述类型的催化转化器的方法。

所述目的通过根据基本方案所述的可电加热的催化转化器和基本方案所述所述的方法来实现。

优选方案涉及有利的实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种可电加热的催化转化器，用于催化处理内燃发动机的排气管道中的排气。根据本发明的催化转化器包括用于对排气进行催化处理的第一催化区域和与第一催化区域分开的用于对排气进行催化处理的第二催化区域，其中第二催化区域以与第一催化区域的预定间隔布置在第一催化区域的下游，也就是说布置在排气的流动方向上的下游。第一催化区域和第二催化区域通常形成为蜂窝体，其由陶瓷或涂覆有所谓的载体涂层的金属构成，并且在所述蜂窝体上进行排气的催化处理或转化。

根据本发明的催化转化器还包括排气能够流过的电加热装置，该电加热装置布置在第一催化区域的下游和第二催化区域的上游，并且设计成至少部分地加热第一催化区域和第二催化区域。因此，电加热装置沿排气流动方向布置在第一催化区域的下游和第二催化区域的上游，或者换句话说，布置在第一催化区域和第二催化区域之间。由于电加热装置位于第一催化区域和第二催化区域之间，所以加热装置的热能可以均匀地传递到第一催化区域和第二催化区域，由此可以降低催化转化器上的温度梯度。