4]如果所述涂层被补充以能够储存氮氧化合物的氧化钡(BaO)，其那么该过滤器可变为四效催化转化器。第四作用机制被称为NSCR(非选择性催化还原)。在这个过程中，废气中所含的一氧化氮(N0)被存在于氧化铝载体中的铂(Pt)微粒氧化至二氧化氮(N02)，其与氧化钡反应以产生硝酸钡(Ba(N03) 2)，其以几分钟的时间间隔与瞬时的过量燃料被还原回氧化钡。同时，以硝酸盐储存的氮氧化合物使(N)分解成氮气(N2)和氧气(02)。废气的富集通过瞬时地延迟燃料喷射实现。因此，没有时间使所有喷射的燃料在缸中燃烧，而是其继续在排气管中燃烧。
[0045]当燃料的喷射被延迟时，废气的温度提升至点燃在过滤器上被捕获的微粒。由于氮氧化合物储存能力小，所述再生必须相对频繁地进行。这从氧化所述微粒的角度来说是有利的，因为避免了大量微粒氧化所牵涉的过热风险。因此，优选所述微粒过滤器具有结合在其中的四重作用。
[0046]由于过滤器结构构成回热式热交换器，那么在渗透多孔活性化的壁时，所述一氧化碳和碳氢化合物的氧化提升了废气温度。热量进入出口侧通道，其在那里使通道的壁变暖，从那里所述热量继续使进入的气体变暖。反应热量至过滤器壁的有效传递加强了存在于进气中的一氧化氮(N0)至二氧化氮(N02)的氧化，所述二氧化氮是有效氧化剂因为存在于其中的第二个氧原子是以弱键结合的。如上所述，所述二氧化氮促进了所储存的氮氧化合物的还原和微粒的氧化。
[0047]由气体可渗透材料制成的活性化蜂窝结构氧化一氧化碳和碳氢化合物，并且收集柴油或其它直喷式汽油发动机中30% -60%的微粒，并且使其点火温度降低100-150°C。
[0048]在过滤器上所积累的烟灰微粒的点火温度可通过催化表面的成分并且通过氧化某些包含在气体中的一氧化氮(N0)至二氧化氮(N02)降低了 100-150°C，在所述二氧化氮中第二个氧以弱键结合因此其被用作有效氧化剂。这可通过位于所述过滤器上游的独立氧化催化剂实现，或直到在活性化过滤器涂层中再实现。在柴油发动机中的另一要求是基于延迟燃料喷射时间的再生温度的增加。
[0049]除了柴油发动机，所述微粒过滤器甚至可更好地适用于直喷式汽油发动机以洁净其废气。在这种情况下，所采用的涂层可与三效催化转化器中的涂层相似，所述三效催化转化器用于氧化一氧化碳和碳氢化合物以及减少氮氧化合物。由直喷式发动机生成的非常细的分裂微粒可在过滤器的微孔中被收集并且关于其中的烟灰和碳氢化合物可被氧化。汽油汽车中废气的更高的温度通常能够处理微粒的再生。即使在这种情况下，微粒过滤器可被称作四效催化转化器，虽然其运行与之前关于稀薄混合气发动机所述的稍有不同。
[0050]所述微粒的氧化是与粉尘爆炸没有什么不同的高速反应，其迅速提升过滤器中的温度。从金属过滤器的角度来看，由于两个原因，将再生与频繁发生的氮氧化物储存还原相联系会是有利的。所述过滤器尺寸会保持为小的且少量微粒的氧化不会使温度升高至过高的高度。因此，金属丝网可通过使用经济的标准材料构造而成。
[0051]上述金属丝网构造的过滤器可应用于直喷式汽油发动机，这甚至比应用于柴油发动机更好，这生成数量多但质量小的微粒，且其废气的温度高于柴油的。单独的催化的过滤器将足够处理这种汽车的所有废气排放。
[0052]在再生过程中，所述过滤器总是留有灰和燃料为基质的杂质和润滑剂为基质的杂质，例如硫、钙和磷。表面过滤器的寿命可通过转动对称过滤器180度来延长。在重装之前，可取的是用压缩空气从过滤器吹走松脱的颗粒。
[0053]通过这种蜂窝结构和与其相结合的催化氧化所获得的优势是在氧化中产生的热能传递至薄壁的另一侧以加热进气，即该蜂窝结构作用为热交换器。该蜂窝结构的这个特征可被用在氧化废气和挥发性有机化合物中，借此可将进入的冷气体加热至氧化温度。
[0054]接下来介绍一种实际上可能的情况，示出闭合通道催化转化器如何作为热交换器运行。所述汽车已静止不动一个或两个小时。处于绝热空间中的催化转化器保持其温度在300°C。起动后废气温度是150°C而存在于其中的一氧化碳和碳氢化合物排放可将所述废气温度提升150°C。所述气体混合物具有250°C的点火温度。
[0055]在到达闭合通道催化转化器时，所述废气被迫经过催化活性化的大热壁，借此使所述排放物氧化且在出口通道中的废气温度上升至约400 V。同时在进口通道中，逐渐减少的混合气流变热至250°C并且氧化。用于使所述气体变热的能量由该蜂窝结构的壁发出，SP这些壁是被所述气体冷却的。在出口通道中，所述气体温度比催化剂蜂窝结构的温度高约100°C，即其使催化转化器的壁变热，由此所述气体继续使入口通道气流变热。可以通过将催化转化器作用为回热式热交换器来开始运行。
[0056]接下来介绍的是在直通道式金属或陶瓷蜂窝结构中的相同情况。在这种情况下，气流是层状的并且具有呈抛物线形的速率分布。紧挨着所有所述壁的是薄的非流动的边界层，其阻碍热量从壁传递至气体以及阻碍一氧化碳和碳氢化合物分子进入涂层的微孔。因此，所述气体缓慢地变热，其未达到点火温度，而是不完全燃烧条件下进行。所述反应不能开始，直至所述废气温度升至250°C。
[0057]箔材料构成的蜂窝结构通常用氧化、三效或选择性催化还原(SCR)涂料进行涂覆。所述氧化催化剂能够根据应用场合使用碱金属氧化物、贵金属或混合的氧化物作为催化活性物质。所述三效催化转化器通常需要贵金属，例如铂、钯和铑。所述SCR涂层一般包含钒、钨和钛氧化物，但由于钒的毒性，这些正处于尤其被铜离子交换型沸石涂层替代的过程中。两种涂层均很好地适用于这种蜂窝结构。
[0058]用在该蜂窝结构中的材料必须是耐热的且是抗氧化环境的。很好地适用于金属箔的是铁素体材料ΕΝ 1.4767，其包含约20%铬、约5.5%铝、和约0.3%某些稀有土族元素例如铈或钇。在小于D 300_的蜂窝结构中所述箔厚度是0.05_，而在大于该值的蜂窝结构中是0.08mm。尤其在压力的和热环境下，有可能使用例如奥氏体材料EN2.4633或所谓的超级合金。
[0059]由可渗透材料例如钢丝网制成的蜂窝结构，涉及使用奥氏体材料，例如EN
1.4401，其包含约8%镍和约18%铬。在更热的实施场合中，有可能使用材料ΕΝ 1.4828或ΕΝ 1.4893，其包含约10%镍和20%铬。所述网具有0.10-0.20mm的线规和0.02-0.08mm2的空白孔尺寸。
[0060]EN 1.4767和ΕΝ 1.4401对高于1000°C的温度具有短期耐受性，而上述所列的其它耐热特殊材料对于比所述温度高约200°C的温度具有短期耐受性。这些温度低于那些通常用在陶瓷蜂窝结构中的堇青石和碳化硅所允许的温度，但在高温时，钢的热导率与陶瓷相比大约是20倍。这说明，与陶瓷蜂窝结构相比，在金属蜂窝结构中没有热冲击的危险。卓越结构的热导率使金属蜂窝结构能构成一种高度适合于氧化微粒的材料。
【附图说明】
[0061]本实用新型的基本原理和几