用于废气后处理系统的再生方法与流程

本发明涉及用于再生废气后处理系统的方法，所述废气后处理系统能够储存稀燃废气中的氮氧化物并且将氮氧化物还原成富燃废气中的氮。本发明用于废气后处理系统，所述废气后处理系统由布置在发动机附近的至少一种NOx储存催化剂和位于车辆底部中的至少一种NOx储存催化剂组成，并且旨在净化主要依靠稀燃混合物运行的火花点火发动机的废气。

机动车辆中内燃机的废气通常含有有害气体一氧化碳(CO)和烃类(HC)、氮氧化物(NO_x)和可能的硫氧化物(SO_x)以及颗粒物，所述颗粒物主要由烟尘残留物和可能附着的有机附聚物组成。这些物质被指定为是主要排放物。CO、HC和颗粒物是发动机燃烧室内的燃料不完全燃烧的产物。当燃烧温度在局部超过1400℃时，进气中的氮气和氧气会在气缸内形成氮氧化物。非合成燃料中总是存在少量的有机硫化合物，而有机硫化合物的燃烧会生成硫氧化物。为了去除机动车辆废气中这些对健康和环境有害的排放物，已经开发了多种用于净化废气的催化技术，其基本原理通常基于引导需要净化的废气通过由流通式或壁流式蜂窝状体和涂覆于其上的催化活性涂层组成的催化剂。这种催化剂促进不同废气组分的化学反应，同时形成无害产物，如二氧化碳和水。

在一定程度上，根据催化剂处要净化的废气组成和预期废气温度水平，所使用的操作方式和催化剂组成显著不同。许多用作催化剂中催化活性涂层的组合物含有这样的组分，其中，在一定的操作条件下，一种或多种废气组分可以被暂时束缚，而当操作条件发生适当改变时，该组分可被重新有意地释放。具有这种能力的组分在下文通常被称为储存材料。

例如，三元催化剂中的储氧材料用于去除火花点火发动机废气中的CO、HC和NO_x，所述发动机主要通过平均化学计量的空气/燃料混合物来操作。众所周知的储氧材料是铈和锆的混合氧化物，其中可能掺杂有另外的氧化物，特别是掺杂有稀土金属氧化物，如氧化镧、氧化镨、氧化钕或氧化钇(Autoabgaskatalysatoren,Grundlagen–Herstellung–Entwicklung–Recycling-[Exhaust Gas Catalytic Converters for Vehicles,Foundations-Manufacture-Development-Recycling-Ecology]Christian Hagelüken,2nd Edition,2005,p.49(用于车辆的废气催化转换器，建立-制造-发展-回收-生态学)，Christian Hagelüken，第二版，2005年，第49页)；Catalytic Air Pollution Control,Commercial Technology,R.Heck et al.,1995,p.73-112(催化空气污染控制，《商业技术》，R.Heck等人，1995年，第73-112页))。

氮氧化物储存催化剂用于去除被称为稀燃混合物发动机(柴油机、Lean-GDI)的稀燃废气中所含的氮氧化物。其中的净化效果基于以下事实：在发动机的稀燃操作阶段(储存阶段，稀燃操作)，氮氧化物由储存催化剂的储存材料以硝酸盐的形式储存。在随后发动机的富燃操作阶段(再生阶段，富燃操作，DeNOx阶段)，先前形成的硝酸盐被分解，并且在富燃操作过程中，伴随着废气富燃组分的还原，再次释放的氮氧化物在储存催化剂处被转化为氮气、二氧化碳和水。除了别的以外，烃类、一氧化碳、氨气和氢气被指定为废气的富燃组分。

在SAE文献SAE 950809中详细描述了氮氧化物储存催化剂的操作原理。氮氧化物储存催化剂的组成是本领域技术人员非常熟悉的。氮氧化物储存材料通常是碱金属或碱土金属的碱性化合物，例如钡和锶的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，其以精细分布的形式沉积在合适的基底材料上。此外，氮氧化物储存催化剂还具有催化活性的铂族贵金属，以及储氧材料。这种组成在化学计量操作条件下赋予了氮氧化物储存催化剂三元催化剂的功效(DE102009039249A以及其中引用的文献)。

氮氧化物的储存阶段(稀燃操作)通常持续100至2000秒，并且取决于催化剂的储存容量和废气中氮氧化物的浓度。对于储存容量降低的老化催化剂来说，储存阶段的持续时间也可降至50秒或更少。相比之下，再生阶段(富燃操作)通常明显更短，仅持续几秒钟(5秒至20秒)。再生过程中从氮氧化物储存催化剂逸出的废气基本上不再包含任何有害物质，并且大致按化学计量构成。在此期间，所述废气的空气比λ(λ：是指废气中的燃料与空气的比率，参见下文)几乎等于1。再生阶段结束时，所释放的氮氧化物和结合至催化剂的储氧组分的氧不再足以氧化所有的富燃废气组分。因而导致这些组分穿透催化剂，并且空气比降至低于1的值。穿透的废气可能包括大量的氨气(NH₃)，这些氨气是过度还原氮氧化物而形成的。发生这种穿透意味着再生过程结束，并且这种穿透可借助于储存催化剂之后的所谓的λ探针(所谓的传感器控制系统)检测到。

除了减少这些主要排放物之外，管理废气排放的最新法规(具体为美国GHG排放标准，SULEV)规定，不仅要大幅度减少主要排放物，而且还要最大程度遏制废气组分本身所产生的二次排放物形成，诸如甲烷(CH₄)和强效温室气体一氧化二氮(N₂O)(Federal Register；Vol.75,No.88,2010/Rules and Regulations,Page 25399(《联邦公报》，第75卷，第88期，2010年，“规章制度”，第25399页)；Federal Register；Vol.77,No.199,2012/Rules and Regulations,Page 62799(《联邦公报》，第77卷，第199期，2012年，“规章制度”，第62799页)；http://epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases/n2o.html)。欧盟目前也正在讨论有关二次排放物NH₃、CH₄和N₂O的排放指南，相关指南可能纳入2014年生效的EU6中，但最终将纳入随后的法规中。

如上所述，一氧化二氮是强效温室气体。在美国，已讨论决定N₂O排放极限值为0.01克/英里。利用NOx储存催化剂并以之前的废气后处理概念难以实现该值(SAE,2013Umicore,2013-01-1300N₂O Emissions of Low Emission Vehicles(SAE，2013年，优美科公司，2013-01-1300，低排放车辆的N₂O排放))。

在主要为稀燃操作的内燃机中，用于防止产生有害废气的现代系统通常利用至少两种氮氧化物催化剂工作，其中一种位于发动机附近用于更快加热，而另一种安装在更冷的底部区域(WO06069652A1、WO10034452A1、JP2009150282A2)。例如，如果是这种布置，氮氧化物储存催化剂的活性窗口可覆盖更大的温度范围。

已知的是，如果氮氧化物储存催化剂充满富燃废气混合物，则会产生NH₃(SAE 2005-01-3876、DE102013218234)。在包括发动机(cc)附近的氮氧化物储存催化剂(NSC、LNT、NSR)和位于底部(uf)的氮氧化物储存催化剂的系统中，这种危险是由于在发动机附近发生NH₃氧化而导致uf-NSC产生N₂O的结果，因为cc-NSC的再生必须在富燃空气/燃料混合物范围内实现。直接将燃料注入火花点火发动机的燃烧室，并且在出口阀下游依次布置涡轮增压器，可使废气温度恒定降低。尤其是在城市驾驶和长距离旅行中，这种低温不再足够以充足的转化效率(具体为N₂O转化效率)操作底部催化剂。相比之下，已知的是，在主要为稀燃操作的内燃机中，在限定温度区间和给定的限定λ值下，在氮氧化物储存催化剂处N₂O的形成特别密集(DE102013218234及其中引用的文献)。布置在底部区域中的氮氧化物储存催化剂处的更低的废气温度因此导致由NH₃形成的温室气体N₂O增加，所述NH₃是在位于发动机附近的氮氧化物储存催化剂处进行的再生过程中形成的。在该过程中，这种底部催化剂的床层度通常在220℃至400℃的最佳一氧化二氮形成窗口中连续移动。

EP1536111B1描述了用于减少二次排放物的方法，所述二次排放物诸如装配有NOx储存催化剂的内燃机的废气中的甲烷或N₂O。为了能够在再生NOx储存催化剂的富燃操作期间减少后来形成的二次排放物，建议在NOx储存催化剂下游布置额外的催化剂。该催化剂能够氧化甲烷和N₂O，并且由两种不同的催化活性材料组成。建议将含钯的催化剂用于氧化甲烷，并且建议将铁沸石催化剂用于还原N₂O。已知甲烷或N₂O可在稀燃气氛中被含钯催化剂或铁沸石催化剂有效转化。然而，N₂O在稀燃气氛中被Pd催化剂的转化非常小，并且被铁沸石催化剂的转化仅仅在超过大约400℃的更高的温度下发生。为了确保用于N₂O还原的催化剂的作用明显地变弱(这种情况对于转化甲烷必然可行)，EP1536111B1另外建议在位于下游的催化剂上游注入二次空气。然而，如一开始所述，这在低温下不会导致期望的N₂O还原。

DE102010014468A1涉及用于后处理基本稀燃内燃机的废气的方法，以及适当有利的废气后处理系统。具体地讲，本发明涉及减少相应燃烧系统的全部废气中的温室气体N₂O的比例，所述燃烧系统具有NOx储存催化剂作为废气净化元件。本发明的目的是一旦由NOx储存催化剂形成的N₂O到达N₂O还原催化剂，就在λ≤1条件下使布置在NOx储存催化剂下游的N₂O还原催化剂发挥作用。

本发明的目的是实现关于废气后处理系统中N₂O二次排放物的平衡改善，所述废气后处理系统由发动机附近的氮氧化物储存催化剂和布置在距其限定距离处的氮氧化物储存催化剂组成。这应该在其他有害废气组分或燃料消耗不受过度负面影响的前体下发生。

该目的通过根据权利要求1的方法实现。根据本发明的方法的优选实施例是从属于权利要求1的从属权利要求中讨论的主题。

由于(就主要为稀燃操作的汽油内燃机的废气后处理系统(具有设置在发动机附近的一种或多种氮氧化物储存催化剂和位于车辆底部的一种或多种氮氧化物储存催化剂)的再生而言)在布置在发动机附近的氮氧化物储存催化剂的再生期间，完全耗尽这些氮氧化物储存催化剂不受影响，因此如果位于底部的氮氧化物储存催化剂在氨气被氧化形成一氧化二氮的温度范围内，则所提出的目的出人意料地完全实现而且同样有利。这种类型的温度控制调控策略允许汽车在大约减少40％的一氧化二氮排放(在FTP或NEDC循环中测量)的情况下操作。虽然NOx排放增加了将近10％，但其可比刚才提到的一氧化二氮排放更好地通过发动机处的措施(例如，相应的AGR调控)来控制。从而在总体图中产生显著改善的排放曲线，这使得能够符合严格的美国废气标准和未来更严格的欧盟废气标准。

因此可将本发明的氮氧化物储存催化剂的再生程序有利地用于具有发动机附近的至少一种氮氧化物储存催化剂和车辆底部区域中至少一种另外的氮氧化物储存催化剂的系统中。如果不使用相应的氮氧化物储存催化剂，也可使用多个块。这些块可彼此隔开，或可优选地以边对边的方式容纳在壳体中。可共同容纳氮氧化物储存催化剂与相应的探针，用于测量废气条件，所述探针选自NOx传感器、λ传感器和温度传感器。在一个优选的实施例中，废气后处理系统还具有一个或多个三元催化剂，所述三元催化剂位于布置在发动机附近的氮氧化物储存催化剂和发动机之间(图1)。本领域的技术人员知道如何最佳地设计这种完整系统，以便该系统可在车辆中与位于其中的ECU有利地相互作用，并且可成功地实施相应的OBD措施。例如，在该完整的系统中，任选的三元催化剂的作用与具有低起燃温度的氧化催化剂一样，是在稀燃操作中氧化NO、HC和CO。如果λ＝1，则该三元催化剂根据正常的三元催化剂发挥作用并使HC/CO/NOx相互转化。在富燃废气混合物中，所述三元催化剂还充当HC-DeNOx催化剂，其利用过量的富燃废气组分(例如，HC、CO等)还原NOx。

根据本发明，在布置在发动机附近的氮氧化物储存催化剂的再生过程中，要求这些催化剂在限定温度区间中不完全再生，此时在位于底部的氮氧化物储存催化剂处是具有优势的。有证据表明，如果氮氧化物储存催化剂完全再生，除了发生富燃穿透(通常表明再生循环结束)(所谓的传感器控制方法)之外，大量的氨气也离开氮氧化物储存催化剂。在限定的废气温度下，在位于下游的氮氧化物储存催化剂中，所述氨气优选地被氧化形成一氧化二氮，然后顺畅地排放到环境中。因此，优选的是发动机附近的氮氧化物储存催化剂的再生以仅在环境条件下存在的储存能力容量的90％、更优选80％和特别优选仅70％的比例进行。这意味着再生后相应比例的氮氧化物被保留在氮氧化物储存催化剂中(所谓的基于模型的方法)。其结果是发生富燃穿透，从而可几乎完全遏制氨气的再生(图3)。遏制氨气再生继而可确保不再被位于底部的氮氧化物储存催化剂在底部中形成氮氧化物。应当注意，这种措施会引发以下情况：较不富燃废气达到位于底部中的氮氧化物储存催化剂。这可导致NOx排放物略微增加。还应当考虑到，这种类型的再生策略需要发动机附近的氮氧化物储存催化剂必须更频繁地再生，因为每次再生仅使位于其中的特定比例的氮氧化物再生。然而，这至多导致燃料消耗略微增加，因为一般说来，每次再生所使用的燃料并非明显增加。然而，调控成本似乎略微增加。

如以上已进一步表明的那样，如果位于底部的氮氧化物储存催化剂在限定的温度窗口内，则本文设想的调控策略特别优选地发生。所述温度窗口促进由氨气形成一氧化二氮。因此优选的是根据本发明的调控策略仅在车辆[sic]底部中的氮氧化物储存催化剂的温度在220℃至400℃、优选225℃至380℃、特别优选230℃至350℃的范围内时进行。通过这种措施就可防止位于底部的氮氧化物储存催化剂处的一氧化二氮形成的最大遏制现象(图4)。

关于储存的氮氧化物在cc-氮氧化物储存催化剂的再生期间的温度可由本领域技术人员根据本发明来选择。优选的是在设置在发动机附近的氮氧化物储存催化剂在介于150℃和500℃之间、特别优选介于200℃和450℃之间的温度区间内时，进行根据本发明的再生策略。在该实施例中，再生策略最适合遏制一氧化二氮形成，并因此最大程度遏制一氧化二氮向环境中排放。

将燃烧空气比设定为燃烧实际可获得的空气质量(air mass)m_L,tats相对于完全燃烧所需的最小所需化学计量空气质量m_L,st：

λ＝m_L,tats/m_L,st

如果λ＝1，则该比率适用作化学计量燃烧空气比，其中m_L,tats＝m_L,st；这种情况是，在没有缺氧的情况下或在没有未燃烧的氧气被遗留的情况下，所有燃料分子可在理论上与大气氧气完全反应。

以下适用于内燃机：

λ<1(例如，为0.9)是指“空气缺乏”：富燃废气混合物

λ<1(例如，为1.1)是指“空气过剩”：稀燃废气混合物

说明：λ＝1.1是指相比于化学计量反应所需量多10％的空气存在。这同时被指定为空气过剩。然而，在再生期间，优选地维持对应于0.8至1的λ值的空气-燃料混合物。该值特别优选地介于0.85和0.99之间，尤其优选地介于0.95和0.99之间。

就本文中讨论的底部(uf)而言，与本发明有关的是，所述底部涉及车辆中的某一区域，在该区域中，催化剂安装在发动机附近的第一催化剂末端后0.2m至2.5m、更优选0.5m至2m、特别优选0.7m至1.5m的距离处，优选地安装在驾驶室下方。

在本发明范围内被指定为在发动机附近(cc)是指催化剂被布置在距发动机气缸的废气出口小于70cm、优选小于50cm、特别优选小于30cm的距离处。发动机附近的催化剂优选地直接布置在废气歧管与废气管线的交汇处之后。

可根据本领域技术人员已知的措施对本文所述的方法进行控整。如上所述，在任何时间测量废气具体组分的状态并将这些值传输到发动机控制单元(ECU)的各种传感器可用于支持调控和调节废气系统。然而，出于成本考虑，其中部分或完全由储存在ECU中的数据值(所谓的图)来调控和调节废气系统的实施例似乎是特别优选的。本文要考虑的传感器是已在上文进一步提及的那些。

由柴油发动机或尤其是稀燃火花点火发动机操作的车辆产生同样由相应法律监管的烟尘颗粒。例如鉴于市中心的微粒负载，烟尘颗粒的排放尤其受到限制。鉴于此，有利的是在由此类发动机操作的车辆的废气系统中使用微粒过滤器。本领域技术人员知道如何将此类微粒过滤器安置在相应的废气系统中。例如，在废气系统的前向区域(其天然经受比车辆底部中的废气系统可获得的热量更多的热量)中引入柴油微粒过滤器适于产生相对较冷的废气的柴油车辆。这种高热对于柴油微粒过滤器的充分再生特别有利。相比之下，采用稀燃火花点火发动机的车辆产生相对较热的废气。这里，同样可以设想的是优选地将微粒过滤器设置在车辆的底部中。在这种情况下，微粒过滤器可有利地安装在uf-氮氧化物储存催化剂的上游或下游。然而，在本发明一个特别优选的实施例中，将微粒过滤器与氮氧化物储存催化剂组合，使得氮氧化物储存催化剂作为涂层而提供于微粒过滤器上。该实施例对于采用稀燃火花点火发动机的车辆是最优选的。

NOx储存催化剂

NOx储存催化剂由这样的材料构成，所述材料可在稀燃操作废气条件下从废气流中去除氮氧化物，并且可在λ＝1或富燃废气条件下释放并转化氮氧化物。

本文要使用的氮氧化物储存催化剂对本领域技术人员来说是非常熟悉的(EP0982066A2、EP1317953A1、WO2005/092481A1)。此外，参考EP1911506A1和EP1101528A2中的陈述以及其中引用的文献中有关氮氧化物储存催化剂(NSC)的设计和组成。根据本领域技术人员已知的方法，以整料惰性体上的涂层形式联合或彼此单独地应用所使用的催化剂材料，所述整料惰性体由陶瓷(例如堇青石)或者具有4或6面蜂窝的金属制成。所述蜂窝体具有流动通道，所述流动通道以狭窄栅格形式布置在所述蜂窝体的横截面中，并且平行于所述蜂窝体的纵轴，用于待净化的废气。所述催化活性涂层设置在限制流动通道的分隔壁的壁表面上或壁表面中，浓度为每升蜂窝体体积含50克至450克(g/L)，优选地为200g/L至400g/L，特别优选地为250g/L至350g/L。所述催化剂材料包含氮氧化物储存材料和催化活性组分。氮氧化物储存材料相应地由以高度分散形式沉积在基底体材料上的实际氮氧化物储存组分组成。碱金属、碱土金属的碱性氧化物(具体为氧化钡)以及稀土金属(具体为氧化铈)主要用作储存组分，其与二氧化氮反应形成相应的硝酸盐。优选的储存材料是含有Mg、Ba、Sr、La、Ce、Mn和K的化合物。通常与储存组分一起沉积在基底体材料上的铂系贵金属(例如，Pt、Pd、Rh)一般用作催化活性组分。在大部分情况下，将具有较大表面积的活性氧化铝用作载体材料。

TWC：

三元催化剂(TWC)能够同时从化学计量的废气混合物中去除三种污染物组分HC、CO和NOx(条件是λ＝1)。三元催化剂还可在富燃废气条件下转化氮氧化物。三元催化剂在大部分情况下包含铂系金属(诸如Pt、Pd和Rh，其中Pd和Rh是特别优选的)作为催化活性组分。催化活性金属通常以高分散形式沉积在铝、锆和钛的氧化物或它们的混合物上，所述氧化物具有较大表面积并且可通过另外的过渡元素(诸如La、Y、Pr等)稳定。三元催化剂还包含储氧材料(例如Ce/Zr混合氧化物；参见下文)。例如，合适的三元催化涂层由申请人在EP181970B1、WO2008-113445A1、WO2008-000449A2中描述，这些文献在本文中被引用。

氧储存：

储氧材料具有氧化还原性质，并且能在氧化气氛中与氧化组分(诸如氧或氮氧化物)反应，或在还原气氛中与还原组分(诸如氢或一氧化碳)反应。基本上在化学计量范围中操作的内燃机的废气后处理的实施例在EP1911506A1中有所描述。在这种情况下，使用拥有储氧材料的微粒过滤器。有利的是，此类储氧材料由铈/锆混合氧化物组成。尤其可含有稀土金属的另外氧化物。因此，根据本发明的微粒过滤器的优选实施例还包含氧化镧或氧化钕。最常用的是以Ce₂O₃以及CeO₂存在的铈氧化物。就这一点而言，还参考了US6605264和US6468941的公开内容。

此类储氧材料优选地用在所谓的三元催化剂中。三元催化剂包含储氧材料，所述储氧材料主要由铈氧化物组成并且可能与其他金属氧化物一起用作热稳定性混合相(例如Ce/Zr混合氧化物)。储氧材料的其他例子包括铈和镨或相应的混合氧化物，所述氧化物还可包含选自以下物质的组分：锆、钕、钇和镧。这些储氧材料常常掺杂有贵金属，诸如Pd、Rh和/或Pt，从而可改变储存容量和储存特性。如所述，这些物质能够从稀燃操作中的废气中去除氧并且在富燃废气条件下再将其释放。这可防止NOx被TWC转化而减少并且可防止在燃料-空气比率从λ＝1到稀燃操作的短期偏差过程中发生NOx穿透。此外，充满的氧储存可防止在废气短暂地进入富燃范围时发生HC和CO穿透，因为在富燃废气条件下，储存的氧在发生穿透之前首先与过量的HC和CO反应。在这种情况下，氧储存充当对抗λ＝1附近波动的缓冲物。半充满的氧储存在能够吸收从λ＝1的短期偏差方面具有最佳性能。使用λ传感器以便能够确定操作期间氧储存的填充水平。

储氧容量与整个三元催化剂的老化情况相关。作为OBD(车载诊断)的一部分，测定储存容量用于鉴定催化剂的当前活性，从而鉴定催化剂的老化情况。出版物中描述的储氧材料有利地是允许其氧化状态发生变化的那些。例如，其他此类储存材料和三元催化剂在WO05113126A1、US6387338BA、US7041622BB、EP2042225A1中有所描述。

基底：

氮氧化物储存催化剂可布置在整料通道流动支撑体(流通式)或壁流基底(壁流式)或微粒过滤器上。

在现有技术中，流通式整料是典型的催化剂基底，其可由金属或陶瓷材料组成，正如前述过滤器材料一样。优选地使用耐火陶瓷，诸如堇青石。由陶瓷制成的流通式整料主要具有由连续通道组成的蜂窝状结构，这是流通式整料也被称作通道流整料的原因。废气可以流经通道，并且在这种情况下与涂覆有催化活性物质和可能覆盖有储存材料的通道壁接触。单位面积的通道数量是通过孔密度来表征的，孔密度通常介于每平方厘米46.5至139.5个孔之间(每平方英寸300至900个孔(cpsi))。陶瓷中通道壁的壁厚介于0.5mm至0.05mm之间。

由现有技术中典型的金属和/或陶瓷材料制成的所有过滤体均可用作微粒过滤器。这些过滤体包括例如金属织物和针织过滤体、烧结金属体和由陶瓷材料制成的泡沫结构。优选地使用由堇青石、碳化硅或钛酸铝制成的多孔壁流式过滤器基底。这些壁流式过滤器基底具有入口通道和出口通道，其中入口通道的各下游端和出口通道的各上游端彼此错开，并由气密“塞”封闭。在这种情况下，迫使要净化的并流经过滤器基底的废气通过入口通道和出口通道之间的多孔壁，这会带来极佳的微粒过滤效果。微粒的过滤性能可借助于孔隙度、孔隙/半径分布和壁厚来设计。可以涂层的形式在入口通道和出口通道之间的多孔壁之中和/或之上提供催化剂材料。还可使用从相应的催化剂材料直接挤出或借助于粘合剂从相应的催化剂材料挤出的过滤器，意味着所述多孔壁直接由催化剂材料组成，例如基于钒的SCR催化剂就是这种情况。

优选使用的过滤器基底可从EP1309775A1、EP2042225A1或EP1663458A1中了解。

涂层

术语“涂层”是指较大的惰性支撑体上施加催化活性材料和/或储存组分，所述支撑体可被设计成如同前述的壁流式过滤器或流通式整料。涂层具有实际的催化功能并包含储存材料和/或催化活性金属，所述储存材料和/或催化活性金属在大部分情况下以高度分散形式沉积在具有较大表面积的温度稳定性金属氧化物上。在大部分情况下涂层经由向惰性支撑体壁上或其中施加储存材料和催化活性组分的水性悬浮液(也称为载体涂料)来实现。在施加悬浮液后，使基底干燥并且在适当的情况下高温煅烧。涂层可由一层组成或可多层组成，所述多层以依次在顶上(多层)和/或依次相对偏移(分区)的方式施加在支撑体上。

本文所描述的智能再生策略中，附近布置有氮氧化物储存催化剂的发动机所在的系统中，恰好包括这种涂层和位于底部的氮氧化物储存催化剂，使主要为稀燃操作的火花点火发动机的废气以相对简单但仍然有利的方式进一步减少。尤其是在污染性温室气体N₂O(一氧化二氮)方面，本发明提供了进一步减少一氧化二氮而不对其它废气排放物造成显著负面影响的可能性。鉴于已知的现有技术领域，这绝不是显而易见的。

附图说明：

图1-示出了根据本发明，优选地进行再生策略所使用的示意性废气系统。

图2-与λ、HC、NOx、NH₃形成的再生比较。

图3-发动机附近NH₃的遏制[NEDC行驶循环中尾管排放的描述—完全再生与90％再生的比较]

参考符号：

图1：

1 稀燃火花点火发动机

2 ECU

3 发动机附近的任选三元催化剂

4 λ探针

5 发动机(cc)附近的氮氧化物储存催化剂

6 NOx传感器或λ探针

7 位于底部(uf)中的氮氧化物储存催化剂

8 NOx传感器或λ探针

9-11 温度传感器

实例：

使用两次测试运行来进行减少二次排放物的系列测试：

在第一步中，创建测试运行，使得能够根据温度、λ以及富燃操作持续时间由cc-NSC对NH₃的形成情况进行建模。该测试运行在以下被称为建模。在第二步中，实施测试运行以验证用于减少二次排放物的基于模型的方法的有效性。该测试运行在以下被称为验证。

建模

原则上，该测试运行由不同温度水平的静止稀燃操作以及探针调控的富燃操作阶段组成。对应的分析使得能够在整个测试运行期间连续测量所有相关排放。

开始时，使发动机稀燃运行限定的持续时间(λ>1)。之后，启动具有确定的设定点λ值的富燃阶段，该阶段的持续时间由cc-NSC下游的离散水平传感器调控。一旦该探针检测到富燃穿透(通常电压值>650mV)，就切换回稀燃操作。该稀燃操作之后是具有经修改的设定点λ值的另外富燃阶段。再次由离散水平传感器检测到该富燃阶段的结束。重复该过程，直到测试完所有设定点λ值。在该过程中，为了实现统计学可靠性，重复测试每个设定点λ值。

在得出λ变化后，改变温度，再次测试所有设定点λ值。重复该过程，直到测试完所有限定的温度水平。

使用所有确定的测量数据创建模型，用以描述NH₃根据温度和λ的形成情况。在接下来的测试运行中，检查该模型在减少二次排放物方面的有效性。

验证

借助于该模型，在测试运行中相应地缩短富燃阶段(参见以上描述)(图2，基于模型的再生)。结果表明，二次排放物(N₂O、NH₃)显著减少(图2、图3)。就“新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle，NEDC)”的标准而言，本文也可确定显著减少了二次排放物，并且仅伴随少量的NOx尾管排放物增加。

发动机台架测试：

测试运行在具有喷雾引导分层燃烧过程的V6火花点火发动机上进行。具有氧化和NOx储存功能的市售废气催化剂(5)位于发动机附近，距发动机出口的距离为大约0.2m至1.0m。为了进行分析，从该催化剂的上游提取原始废气，并通过宽频λ探针(4)记录λ信号。同样，为了进行分析，从该催化剂的下游提取废气，借助于宽频和离散水平探针(6)记录λ信号，并通过NOx传感器(6)检查再生质量。本文还利用激光二极管检测器测量了氨气(NH₃)。另外的市售氮氧化物储存催化剂(7)位于距离发动机出口1.0m至2.0m处。为了进行分析，再次从该催化剂的下游提取废气，并借助于离散水平探针(8)记录λ信号。

图2描述了探针调控和模型调控的再生结果。图3汇总了根据本发明的再生策略的优点。