改进催化剂性能的校准策略
阅读：774发布：2021-06-13
专利汇可以提供改进催化剂性能的校准策略专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种用于控制 内燃机 和监测催化剂性能的 修改 的校准策略。使用 发动机 (502)和测试单元/催化剂室(510)设置来实施修改的校准策略，其中发动机是Euro V 1.2L 涡轮 汽油 直喷发动机，且测试单元/催化剂室实施为在催化剂构造内包含化学计量 尖晶石 结构的基本不含铂族金属(PGM)的催化剂，本文称为ZPGM催化剂，以及协同PGM(SPGM)催化剂。开放式ECU的使用使能够对发动机对外排放目标AFR进行修改的校准。传统的ECU AFR控制策略没有被修改为使ECU AFR控制策略继续正常运行，并且通过应用偏移的AFR值仅修改了最终的发动机对外排放目标AFR值。修改的校准策略提高了发动机操作和催化剂转化率。，下面是改进催化剂性能的校准策略专利的具体信息内容。
1.一种用于使用瞬态驾驶循环测试协议来优化发动机的空燃比(AFR)的方法，所述方法包括：
从燃式发动机提供暴露于催化剂的排气流；
使用包括具有至少两个空转阶段的多个城市驾驶循环(UDC)阶段的瞬态驾驶循环测试协议模型来测试排气流；
在每个UDC阶段期间提供至少一个目标(AFR)值；
在每个UDC阶段期间确定至少一个修改的(AFR)值，其中，所述至少一个修改的AFR值从所述至少一个目标AFR变化；以及
在所述至少两个空转阶段中的至少一个空转阶段期间，调整所述至少一个目标AFR值中的一些以对应于所述至少一个修改的AFR值中的一些；
其中，所述至少一个修改的AFR值指示更贫油状态或更富油状态中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在从约零秒至约300秒的约-0.02的R值下确定所述更贫油状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在从约300秒至约1,180秒的约+0.02的R值下确定所述更富油状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在至少两个空转阶段中的至少一个空转阶段期间，调节所述至少一个目标AFR值中的一些以对应于所述至少一个修改的AFR值中的至少一些，来提高所述排气流中存在的NOX的转化率。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述NOX的转化率提高了至少30％。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述NOX的转化率提高了至少90％。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述瞬态驾驶循环测试协议选自包括新欧洲驾驶循环测试协议、世界统一的瞬态循环协议、EPA联邦测试程序和日本JC08循环协议的组。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述瞬态驾驶循环测试协议包括至少四个UDC阶段。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述瞬态驾驶循环测试协议包括至少一个市郊驾驶循环。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个UDC阶段的持续时间基本相等。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个UDC阶段中的至少一个具有大于200秒的持续时间。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个UDC阶段具有小于900秒的总持续时间。
改进催化剂性能的校准策略
技术领域
背景技术
[0002] 不需要额外设备的校准策略，例如火花控制和空燃比(AFR)控制等，对于改进催化剂性能是理想的。为了满足气体排放水平、燃料消耗水平和排气设备尺寸的要求，改进催化剂起燃要求对内燃机进行适当的校准。在内燃机内，燃烧过程中的污染排放物的产生和催化转化器对这些排放物的转化都需要非常精确调整的空燃比以及能够提供高水平转化率的催化材料组合物。
[0003] 汽车行业已经制定了校准策略，以改进催化剂在有效去除废气污染物方面的性能。这些策略旨在满足(a)符合标准排放需要，(b)最小化燃料消耗，和(c)最小化系统成本(包括催化剂尺寸和加载量等)等的组合要求。
[0004] 因此，对于污染物排放的更严格的法规要求开发催化剂，包括具有低铂族金属加载量的材料组合物，其能够实现性能协同作用，以在内燃机运行期间将污染物排放降低到尽可能低的水平。此外，新催化剂材料的使用以及改进的校准策略可以在一氧化氮、未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳排放物的减少方面实现改进的性能水平。发明内容
[0005] 本公开描述了包括尖晶石结构的完全或基本上不含铂族金属(PGM)的催化剂(在本文中称为零PGM(ZPGM)催化剂)和协同PGM(SPGM)催化剂，以实现与常规三元催化剂(TWC)系统中低水平的PGM材料组合物的性能协同。此外，除了常规的标准校准策略之外，本公开还描述了作为修改的校准策略应用的改进的校准策略。该修改的校准策略提供了与ZPGM和SPGM催化剂相关的校准灵活性，以改进总碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOX)的性能水平和转化效率。
[0006] 在一些实施例中，根据包括合适的基材、活化涂层(washcoat，WC)层和外涂层(OC)的催化剂构造生产ZPGM催化剂。在其它实施例中，根据包括合适的基材、WC层、OC层和浸渍(IMP)层的催化剂构造生产ZPGM催化剂。用于ZPGM催化剂的这些催化剂构造内的这些层可以使用常规合成方法来生产。
[0007] 在一些实施例中，制造ZPGM催化剂(本文称为ZPGM催化剂A型)，其包括直径(D)和长度(L)的圆柱形陶瓷基材，例如1.0L的具有4.16英寸D和4.50英寸L的400cpsi/3.5mil壁陶瓷基材。在这些实施例中，使用多种载体氧化物来制造WC层。合适的载体氧化物的实例是MgAl2O4、Al2O3-BaO、Al2O3-La2O3、ZrO2-CeO2-Nd2O3-Y2O3、CeO2-ZrO2、CeO2、SiO2、硅酸铝、ZrO2-Y2O3-SiO2、Al2O3-CeO2、Al2O3-SrO、TiO2-10％ZrO2、TiO2-10％Nb2O5、SnO2-TiO2、ZrO2-SnO2-TiO2、BaZrO3、BaTiO3、BaCeO3、ZrO2-Pr6O11、ZrO2-Y2O3、ZrO2-Nb2O5、Al-Zr-Nb和Al-Zr-La等等。在一个实例中，WC层被实施为氧化铝(Al2O3)载体氧化物。
[0008] 进一步对于这些实施例，OC层被制造成包括二元或三元尖晶石组合物。这些尖晶石结构可以包括的合适材料的实例是铝、镁、锰、镓、镍、铜、银、钴、铁、铬、钛、锡或其混合物。在另一个实例中，OC层被实施为负载在掺杂的氧化锆载体氧化物上的铜(Cu)和锰(Mn)的二元尖晶石结构。在该实例中，Cu-Mn尖晶石结构可以使用通用配方CuxMn3-xO4尖晶石制备，其中X是不同摩尔比的变量。进一步对于这个实例，对于CuMn2O4化学计量尖晶石结构，X是1.0。进一步对于这个实例，Cu-Mn尖晶石被负载在Nb掺杂的氧化锆(75％ZrO2-25％Nb2O5)载体氧化物上。
[0009] 在其它实施例中，生产ZPGM催化剂(本文称为ZPGM催化剂B型)，其包括直径(D)和长度(L)的圆柱形陶瓷基材，例如1.0L的具有4.16英寸D和4.50英寸长度的400cpsi/3.5mil壁陶瓷基材。在这些实施例中，WC层被实施为氧化铝。进一步对于这些实施例，使用多种载体氧化物来制造OC层。合适的载体氧化物的实例是MgAl2O4、Al2O3-BaO、Al2O3-La2O3、ZrO2-CeO2-Nd2O3-Y2O3、CeO2-ZrO2、CeO2、SiO2、硅酸铝、ZrO2-Y2O3-SiO2、Al2O3-CeO2、Al2O3-SrO、TiO2-10％ZrO2、TiO2-10％Nb2O5、SnO2-TiO2、ZrO2-SnO2-TiO2、BaZrO3、BaTiO3、BaCeO3、ZrO2-Pr6O11、ZrO2-Y2O3、ZrO2-Nb2O5、Al-Zr-Nb和Al-Zr-La等等。在一个实例中，OC层被实施为Pr掺杂的氧化锆载体氧化物，优选90％ZrO2-10％Pr6O11。
[0010] 在这些实施例中，ZPGM催化剂B型包括浸渍在OC层上的IMP层。进一步对于这些实施例，可以生产包括二元或三元尖晶石组合物的IMP层。这些尖晶石结构可以包括的合适材料的实例是铝、镁、锰、镓、镍、铜、银、钴、铁、铬、钛、锡或其混合物。在另一个实例中，IMP层被实施为铜(Cu)和锰(Mn)的二元尖晶石结构。在该实例中，Cu-Mn尖晶石结构可以使用通用配方CuxMn3-xO4尖晶石制备，其中X是不同摩尔比的变量。进一步对于这个实例，对于CuMn2O4化学计量尖晶石结构，X是1.0。
[0011] 在一些实施例中，通过将PGM材料组合物的第二OC层添加至用于生产ZPGM催化剂的催化剂构造来生产SPGM催化剂。在这些实施例中，可以生产SPGM催化剂内的第二OC层，该第二OC层包括负载在氧化铝上的不同的PGM催化剂材料。第二OC层内合适的PGM材料组合物的实例可以包括各自单独的铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铱(Ir)和铑(Rh)或者其不同加载量的组合。进一步对于这些实施例，PGM加载量的范围可以在约1g/ft3至约10g/ft3之间变化。
[0012] 在一些实施例中，本文称为SPGM催化剂A型的SPGM催化剂是通过添加Pt和Rh的PGM材料组合物的第二OC层而产生的。在这些实施例中，第二OC层被实施为负载在氧化铝载体氧化物上的约5g/ft3Pt和约5g/ft3 Rh。进一步对于这些实施方式，氧化铝的载体氧化物用PGM组合物金属化以产生OC层。
[0013] 在其它实施例中，本文称为SPGM催化剂B型的SPGM催化剂是通过添加Pd的PGM材料组合物的第二OC层而产生的。在这些实施例中，第二OC层被实施为负载在氧化铝载体氧化3
物上的约6g/ftPd。进一步对于这些实施方式，氧化铝的载体氧化物用PGM组合物金属化以产生OC层。
物上的约6g/ftPd。进一步对于这些实施方式，氧化铝的载体氧化物用PGM组合物金属化以产生OC层。
[0014] 在进一步的实施例中，使用常规合成方法生产PGM参考催化剂。在这些实施例中，对于具有传统的基于二氧化铈的储氧材料的商用紧耦合TWC，PGM参考催化剂仅以Pd实施，3
具有约20g/ft的加载量。
具有约20g/ft的加载量。
[0015] 在一些实施例中，使用配备有开放式发动机控制单元(ECU)的Euro V 1.2L涡轮汽油直喷(TGDI)发动机来进行发动机测试。在这些实施例中，发动机配备有快速冷却能力以使得能够进行一系列测试，并且将所使用的所有催化剂样品放置在紧耦合位置中。进一步对于这些实施例，在获得测试测量结果之前，通过根据瞬态驾驶循环测试协议(例如新欧洲驾驶循环(NEDC)测试协议、世界统一的瞬态循环(WHTC)、通常称为FTP-75的EPA联邦测试程序、日本JC08循环等)执行预处理来使发动机对外排放状态稳定。
[0016] 进一步对于这些实施例，发动机和测试单元/催化剂室配备有自动化和数据采集软件，例如可从法国Trappes的D2T-IFP Group Powertrain Technologies商购获得的MORPHEE、以及使用可从德国斯图加特ETAS集团获得的INCA软件产品进行校准修改的OpenECU。在这些实施例中，在测试数据分析和校准数据管理的发动机测试的所有阶段期间部署OpenECU开发软件。
[0017] 在一些实施例中，提供了用于控制内燃机的修改的校准策略，其中由于校准策略具体针对发动机空燃比(AFR)，因此不需要催化剂入口温度的直接修改。在这些实施例中，在NEDC测试协议的城市驾驶循环(UDC1)的第一阶段期间，在发动机的冷启动开环阶段期间不执行对AFR控制的修改。进一步对于这些实施例，开放式ECU的利用使得能够进行发动机对外排放目标AFR的修改的校准。在这些实施例中，常规ECU AFR控制策略不被修改为使ECU AFR控制策略继续正常运行。再进一步对于这些实施例，通过应用偏移AFR仅修改最终的发动机对外排放目标AFR值。再进一步对于这些实施例，修改的校准策略使得能够在实施NEDC测试协议期间的空转时段期间修改AFR设置。
[0018] 在一些实施例中，当模拟车辆速度为零km/h并且发动机空转时，在所有空转阶段期间修改发动机对外排放目标AFR。在这些实施例中，在NEDC测试协议的初始部分处，例如在约零秒到约300秒的约-0.02的R值处，确定接近化学计量的空转贫油状态值。在其它实施例中，在NEDC测试协议的剩余驾驶阶段期间，例如，在从约300秒到约1,180秒的约+0.02的R值处，将发动机对外排放目标AFR修改为相对于化学计量稍微富含状态的值。
[0019] 在一些实施例中，比较从在NEDC测试协议期间进行的校准变化测量的结果，以验证修改的校准策略提供改进的性能水平。在这些实施例中，当发动机状态在约300秒后正稍微富油运转时，分析修改的校准策略对NOX转化的影响，并验证转化效率的改进。进一步对于这些实施例，通过对PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型比较在尾管下游测量的NOX转化的累积克数来确定所公开的修改的校准策略对NOX的影响。
[0020] 在其它实施例中，对于PGM参考催化剂和SPGM催化剂，在修改的校准策略实施之前和之后，比较在城市驾驶循环的第四阶段(UDC4)期间测量的NOX、CO和THC转化率的结果。在进一步的实施例中，在修改的校准策略实施之前和之后，对于PGM参考催化剂、ZPGM催化剂和SPGM催化剂，比较NOX，CO和THC的NEDC效率转化率。在这些实施例中，在完整的NEDC测试协议结束时评估结果。进一步对于这些实施方式，对于由于应用所公开的修改的校准策略而导致的表现出改进的性能的催化剂，验证了催化性能。
附图说明
[0022] 参考以下附图可以更好地理解本公开。附图中的组件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本公开的原理上。在附图中，附图标记表示所有不同的视图中相应的部分。
[0023] 图1是图解说明根据一个实施例的用于零铂族金属(ZPGM)催化剂(在本文中称为ZPGM催化剂A型)的催化剂构造的图示，所述ZPGM催化剂A型包括涂敷覆盖在合适基材上的活化涂层(WC)层和覆盖WC层的外涂(OC)层。
[0024] 图2是图解说明根据一个实施例的用于ZPGM催化剂(在本文中称为ZPGM催化剂B型)的催化剂构造的图示，所述ZPGM催化剂B型包括涂敷覆盖在合适基材上的WC层、覆盖WC层的OC层和浸渍到OC层上的浸渍(IMP)层。
[0025] 图3是图解说明根据一个实施例的用于协同的铂族金属(SPGM)催化剂(在本文中称为SPGM催化剂A型)的催化剂构造的图示，所述SPGM催化剂A型包括涂敷覆盖在合适基材上的WC层、覆盖WC层的第一OC层和覆盖第一OC层的第二OC层。
[0026] 图4是图解说明用于根据一个实施例的SPGM催化剂(在本文中称为SPGM催化剂B型)的催化剂构造的图示，所述SPGM催化剂B型包括涂敷覆盖在合适基材上的WC层、覆盖WC层的第一OC层、浸渍到第一OC层上的IMP层以及覆盖IMP层的第二OC层。
[0027] 图5是图解说明根据一个实施例用于在使用新欧洲驾驶循环(NEDC)协议的修改的校准策略下测试发动机和多个催化剂测试单元/催化剂室(在图1-4中描述)的系统的图示。
[0028] 图6是图解说明根据一个实施例用于测量、校准和诊断图5的发动机系统的操作和性能的NEDC测试协议的驾驶阶段的图示。
[0029] 图7是图解说明根据一个实施例来自使用图5所示的发动机和测试单元/催化剂室设置实施的修改的校准策略改变，并且在图6所示NEDC测试协议的第一和第二城市驾驶阶段期间的空燃比(AFR)变化的测量结果的图示。
[0030] 图8是图解说明根据一个实施例来自使用图5所示的发动机和测试单元/催化剂室设置实施的修改的校准策略改变，并且在图6所示NEDC测试协议的剩余三个城市驾驶阶段和市郊驾驶阶段期间的AFR变化的测量结果的图示。
[0031] 图9是图解说明根据一个实施例在结合图1-4所述的每个催化剂样品实施富油系列校准和修改的校准策略并且使用图6所示NEDC测试协议的驾驶阶段期间获得的累积NOX测量值的图示。
[0032] 图10是图解说明根据一个实施例在图6所示NEDC测试的第四驾驶阶段期间，在实施修改的校准策略之前和之后，对于PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型，THC、CO和NOX的NEDC转化率的比较的图示。
[0033] 图11是图解说明根据一个实施例在实施THC、CO和NOX的修改的校准策略之前和之后PGM参考催化剂、ZPGM催化剂和SPGM催化剂的NEDC转化率的比较的图示。
具体实施方式
[0034] 在此参考在附图中示出的实施例来详细描述本公开，附图形成了本文的一部分。在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以使用其它实施例和/或可以做出其它修改。具体实施方式中描述的说明性实施例并不意味着限制所呈现的主题。
[0035] 定义
[0036] 如此处所用，以下术语具有以下定义：
[0037] “空燃比或A/F比或AFR”是指在燃烧过程中存在的空气与燃料的质量比。
[0039] “校准策略”是指使用操作参数图来控制内燃机并监测催化转化器的性能的程序。
[0040] “催化剂”是指可以用于一种或多种其它材料的转化中的一种或多种材料。
[0041] “催化活性”是指在催化转化器中感兴趣的污染物的转化率。
[0042] “催化转化器”是指通过催化氧化还原反应(氧化或还原)将废气中的有毒污染物转化为毒性较小的污染物的车辆排放控制装置。
[0043] “催化剂体系”是指包括催化剂的任何体系，例如包含基材、修补基面涂料和/或外涂层的至少两个层的PGM催化剂或ZPGM催化剂。
[0045] “转化”是指将至少一种材料化学改变成一种或多种其它材料。
[0047] “浸渍”是指用液体化合物填充或浸透固体层或使某些元素通过介质或物质扩散的过程。
[0048] “贫油状态”是指R值小于1的排气状态。
[0049] “金属化”是指在金属或非金属物体的表面上涂覆金属的过程。
[0051] “外涂层”是指可以沉积到至少一个活化涂层或浸渍层上的至少一个涂层的催化剂层。
[0052] “铂族金属(PGM)”是指铂、钯、钌、铱、锇和铑。
[0053] “R值”是指通过在一个时间点将化学计量AFR除以发动机对外排放AFR而获得的值。
[0054] “富油状态”是指R值大于1的排气状态。
[0055] “尖晶石”是指通用配方AB2O4中的任何矿物，其中A离子和B离子各自选自矿物氧化物，例如镁、铁、锌、锰、铝、铬或铜等。
[0056] “基材”是指任何形状或构造的任何材料，其产生用于沉积活化涂层和/或外涂层的足够的表面积。
[0058] “协同PGM(SPGM)催化剂”是指在不同构造下通过ZPGM化合物协同作用的PGM催化剂体系。
[0059] “合成方法”是指发生化学反应从不同前体材料形成催化剂的过程。
[0060] “三元催化剂”是指能够同时完成氮氧化物还原成氮和氧、将一氧化碳氧化成二氧化碳和将未燃烧的碳氢化合物氧化成二氧化碳和水的三个任务的催化剂。
[0061] “活化涂层”是指至少一种涂层的催化剂层，其包括至少一种可沉积在基材上的氧化物固体。
[0062] “零PGM(ZPGM)催化剂”是指完全或基本不含铂族金属的催化剂。
[0063] 对附图的说明
[0064] 本公开涉及修改的校准策略以提高完全或基本上不含铂族金属(PGM)的催化剂的催化转化。这些催化剂被称为零PGM(ZPGM)催化剂和协同PGM(SPGM)催化剂，其根据催化剂构造生产并且包括混合金属氧化物的尖晶石结构。
[0065] ZPGM催化剂构造、材料组成和生产
[0066] 在一些实施例中，根据包括合适的基材、活化涂层(WC)和外涂层(OC)的催化剂构造生产ZPGM催化剂。在其它实施例中，根据包括合适的基材、WC层、OC层和浸渍(IMP)层的催化剂构造生产ZPGM催化剂。用于ZPGM催化剂的这些催化剂构造中的层可以使用常规合成方法来生产。
[0067] 图1是图解说明根据一个实施例的用于零铂族金属(ZPGM)催化剂(在本文中称为ZPGM催化剂A型)的催化剂构造的图示。在图1中，催化剂构造100包括OC层102、WC层104和基材106。
[0068] 在一些实施例中，WC层104被涂覆到基材106上，并且OC层102被涂覆到WC层104上。在这些实施例中，WC层104被实施为载体氧化物，OC层102被实施为载体氧化物上的尖晶石组合物，并且基材106被实施为直径(D)和长度(L)的圆柱形陶瓷基材，例如1.0L的具有4.16英寸D和4.50英寸L的400cpsi/3.5mil壁陶瓷基材。
[0069] 进一步对于这些实施例，使用多种载体氧化物来制造WC层。合适的载体氧化物的实例是MgAl2O4、Al2O3-BaO、Al2O3-La2O3、ZrO2-CeO2-Nd2O3-Y2O3、CeO2-ZrO2、CeO2、SiO2、硅酸铝、ZrO2-Y2O3-SiO2、Al2O3-CeO2、Al2O3-SrO、TiO2-10％ZrO2、TiO2-10％Nb2O5、SnO2-TiO2、ZrO2-SnO2-TiO2、BaZrO3、BaTiO3、BaCeO3、ZrO2-Pr6O11、ZrO2-Y2O3、ZrO2-Nb2O5、Al-Zr-Nb和Al-Zr-La等等。在一个实例中，WC层104被实施为氧化铝(Al2O3)载体氧化物。
[0070] 进一步对于这些实施例，生产包括二元或三元尖晶石组合物的OC层。这些尖晶石结构可以包括的合适材料的实例是铝、镁、锰、镓、镍、铜、银、钴、铁、铬、钛、锡或其混合物。在另一个实例中，OC层102被实施为负载在掺杂的氧化锆载体氧化物上的铜(Cu)和锰(Mn)的二元尖晶石结构，优选负载在Nb掺杂的氧化锆(75％ZrO2-25％Nb2O5)载体氧化物上的CuMn2O4化学计量尖晶石结构。
[0071] 在这些实施例中，ZPGM催化剂A型的生产始于将Al2O3与水混合，随后研磨该混合物以产生含水浆料。进一步对于这些实施例，氧化铝浆料以约120g/L的加载量被涂布到基材106上，并进一步干燥并在约550℃下焙烧约4小时以形成WC层104。
[0072] 再进一步对于这些实施例，OC层102是通过将Nb掺杂的氧化锆载体氧化物与水一起研磨以产生Nb掺杂的氧化锆的含水浆料来单独制备的。在这些实施例中，根据配方CuMn2O4，通过将适量的硝酸锰溶液、硝酸铜溶液和水以适当的摩尔比混合成CuXMn3-XO4化学计量的尖晶石组合物来制备Cu-Mn尖晶石结构，其中X是1.0。进一步对于这些实施方式，化学计量的Cu-Mn尖晶石组合物然后与Nb掺杂的氧化锆的含水浆料混合约2小时至约4小时的时间段，并且用碱溶液沉淀。再进一步对于这些实施例，用于沉淀Cu-Mn尖晶石组合物和Nb掺杂的氧化锆浆料的合适碱溶液的实例是适量的如下一种或多种：氢氧化钠(NaOH)溶液；碳酸钠(Na2CO3)溶液；氢氧化铵(NH4OH)溶液；四乙基氢氧化铵(TEAH)溶液和其它合适的碱溶液。
[0073] 在这些实施例中，将Cu-Mn尖晶石组合物与Nb掺杂的氧化锆载体氧化物的沉淀混合物浆料老化一段时间，例如约12小时至约24小时，在室温继续搅拌。进一步对于这些实施例，将Cu-Mn尖晶石组合物和Nb掺杂的氧化锆的老化混合物浆料以约120g/L的加载量涂覆到WC层104上，并进一步在约600℃下焙烧约5小时以形成OC层102。
[0074] 图2是图解说明根据一个实施例的用于ZPGM催化剂(在本文中称为ZPGM催化剂B型)的催化剂构造的图示。在图2中，催化剂构造200包括浸渍(IMP)层202、OC层204、WC层104和基材106。在图2中，具有与之前的图相同的元件编号的元件以基本类似的方式执行。
[0075] 在一些实施例中，WC层104被涂覆到基材106上，OC层204被涂覆到WC层104上，IMP层202被浸渍到OC层204上。在这些实施例中，WC层104被实施为氧化铝载体氧化物，OC层204被实施为载体氧化物，IMP层202被实施为尖晶石组合物，并且基材106被实施为直径(D)和长度(L)的圆柱形陶瓷基材，例如1.0L的具有4.16英寸D和4.50英寸长度的400cpsi/3.5mil的陶瓷基材。
[0076] 进一步对于这些实施例，如针对图1中所示的WC层所描述的，使用载体氧化物来制造OC层。在一个实例中，OC层204被实施为Pr掺杂的氧化锆((90％ZrO2-10％Pr6O11)。
[0077] 进一步对这些实施例，如对于图1所示的OC层所描述的那样，产生包括二元或三元尖晶石组合物的OC层。在另一个实例中，OC层204被实施为铜(Cu)和锰(Mn)的二元尖晶石结构，优选为CuMn2O4化学计量尖晶石结构。
[0078] 在这些实施例中，ZPGM催化剂B型的制备始于将Al2O3与水混合，随后研磨该混合物以产生含水浆料。进一步对于这些实施例，将氧化铝浆料以约120g/L的加载量涂布到基材106上，进一步干燥并在约550℃下焙烧约4小时以形成WC层104。
[0079] 再进一步对于这些实施例，OC层204是通过将Pr掺杂的氧化锆载体氧化物与水一起研磨以产生Pr掺杂的氧化锆的含水浆料而单独制备的。在这些实施例中，将Pr掺杂的氧化锆的含水浆料以约120g/L的加载量涂覆到WC层104上，并进一步在约550℃下焙烧约4小时以形成OC层204。
[0080] 进一步对于这些实施例，根据通用配方CuXMn3-XO4，通过将适量的硝酸锰溶液、硝酸铜溶液和水以适当的摩尔比混合成CuMn2O4化学计量的尖晶石结构来制备IMP层202，其中X是1.0。在这些实施例中，将Cu-Mn溶液浸渍到OC层204上，并进一步在约600℃的温度下焙烧约5小时。
[0081] SPGM催化剂构造、材料组成和生产
[0082] 在其它实施例中，通过向用于生产ZPGM催化剂A型和B型的催化剂构造添加第二PGM材料组合物的OC层来生产SPGM催化剂。在这些实施例中，可以生产SPGM催化剂中的第二OC层，其包括负载在氧化铝上的不同PGM催化剂材料。第二OC层中合适的PGM材料组合物的实例可以包括铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铱(Ir)和铑(Rh)。进一步对于这些实施例，PGM加载量的范围可以在约1g/ft3至约10g/ft3之间变化。
[0083] 图3是图解说明根据一个实施例的用于SPGM催化剂(在本文中称为SPGM催化剂A型)的催化剂构造的图示。在图3中，催化剂构造300包括OC层102、WC层104和基材106以及涂覆在OC层102上的第二OC层302。在图3中，具有与之前的图相同的元件编号的元件以基本相似的方式执行。
[0084] 在一些实施例中，OC层302被实施为沉积在载体氧化物上的Pt和Rh的PGM材料组合物。在这些实施例中，OC层302优选实施为负载在氧化铝载体氧化物上的约5g/ft3Pt和约5g/ft3Rh。
[0085] 进一步对于这些实施方式，SPGM催化剂A型的制备始于制备包含硝酸铂溶液和硝酸铑溶液的溶液。再进一步对于这些实施例，将氧化铝分开地与水混合，随后研磨混合物以制备氧化铝含水浆料。
[0086] 在这些实施例中，通过向Pt-Rh溶液和氧化铝浆料的混合物中加入适当的碱溶液，用Pt-Rh溶液对氧化铝含水浆料进行金属化。合适的碱溶液的实例是适量的如下一种或多种：氢氧化钠(NaOH)溶液；碳酸钠(Na2CO3)溶液；氢氧化铵(NH4OH)溶液；四乙基氢氧化铵(TEAH)溶液和其它合适的碱溶液。进一步对于这些实施例，然后将Pt-Rh/氧化铝浆料涂覆到ZPGM催化剂A型的OC层102上，并进一步在约550℃下焙烧约4小时以形成OC层302，总加载量为约100g/L.
[0087] 图4是图解说明根据一个实施例的用于SPGM催化剂(在本文中称为SPGM催化剂B型)的催化剂构造的图示。在图4中，催化剂构造400包括IMP层202、OC层204、WC层104和基材106、以及涂覆在OC层204上的第二OC层402。在图4中，具有与之前的图相同的元件编号的元件以基本类似的方式执行。
[0088] 在一些实施例中，OC层402被实施为沉积在载体氧化物上的Pd的PGM材料组合物。在这些实施例中，OC层402优选地实施为负载在氧化铝载体氧化物上的约6g/ft3Pd。
[0089] 进一步对于这些实施例，SPGM催化剂B型的制备始于制备包含硝酸钯溶液的溶液。再进一步对于这些实施例，将氧化铝分开地与水混合，随后研磨混合物以制备氧化铝含水浆料。
[0090] 在这些实施例中，通过向Pd溶液和氧化铝浆料的混合物中加入适当的碱溶液，用Pd溶液对氧化铝含水浆料进行金属化。合适的碱溶液的实例是适量的如下一种或多种：氢氧化钠(NaOH)溶液；碳酸钠(Na2CO3)溶液；氢氧化铵(NH4OH)溶液；四乙基氢氧化铵(TEAH)溶液和其它合适的碱溶液。进一步对于这些实施方式，然后将Pd/氧化铝浆料涂覆到ZPGM催化剂B型的IMP层202上，并进一步在约550℃下焙烧约4小时以形成OC层402，总加载量为约100g/L。
[0091] PGM参考催化剂
[0092] 在其它实施例中，使用常规合成方法生产PGM参考催化剂。在这些实施例中，对于包括常规基于二氧化铈的储氧材料的商用紧耦合TWC，PGM参考催化剂具体实施为Pd，加载量为约20g/ft3。
[0093] 校准策略的开发和气体动力学
[0094] 在一些实施例中，使用气体动力学模拟的发动机的开发和校准通过执行稳态和瞬态校准程序评估催化转化率的改进来进行。这些改进是所公开的适用于上述ZPGM和SPGM催化剂的修改的校准策略的结果。此外，将来自所公开的修改的校准策略的稳态和瞬态校准结果与来自PGM参考催化剂的稳态和瞬态校准结果进行比较。稳态和瞬态校准结果是在修改的校准策略实施之前和之后建立的发动机状态下实现的。
[0095] 图5是图解说明根据一个实施例的用于在使用新欧洲驾驶循环(NEDC)协议的修改的校准策略下测试发动机和多个催化剂测试单元/催化剂室(在图1至4中描述)的系统的图示。在图5中，发动机系统500包括内燃机502、发动机排气管504、温度传感器506、上游氧气传感器508、催化剂室510、烟度计512、下游氧气传感器514、傅里叶变换紫外线(FTUV)台架分析器516、气体分析器518、排气尾管520、背压阀522以及气体传输管线524和526。
[0096] 在图5中，内燃机502与发动机排气管504机械连接并流体连通。发动机排气管504与催化剂室510以及气体传输管线524和526机械连接并流体连通，并且发动机排气管504另外机械连接到温度传感器506和上游氧气传感器508。催化剂室510机械连接到排气尾管520并且与排气尾管520流体连通。排气尾管520与背压阀522以及气体传输管线524和526及下游氧气传感器514机械连接并流体连通，并且排气尾管520另外地机械连接到烟度计512。气体传输管线524机械连接到FTUV台架分析仪516并且与FTUV台架分析仪流体连通。气体传输管线526与气体分析器518机械连接并流体连通。
[0097] 在一些实施例中，发动机502被实施为配备有图5中未示出的开放式发动机控制单元(ECU)的包括4个气缸和16个气门的欧式V1.2L涡轮汽油直喷(TGDI)发动机。与发动机502相关联的属性在下面的表1中示出。
[0098] 表1.测试发动机属性。
[0100] 在这些实施例中，发动机502配备有快速冷却能力(在图5中未示出)，以使得能够对插入到催化剂室510中的样品(例如公开的包括化学计量尖晶石结构的ZPGM和SPGM催化剂以及PGM参考催化剂)。进一步对于这些实施例，催化剂室510被实施为紧耦合的催化剂室。在这些实施例中，在获得测试测量之前，通过根据NEDC测试协议执行预处理来稳定发动机对外排放状态。在其它实施例中，改变一个或多个部件、布置和/或参数以符合不同于NEDC测试协议的瞬态驾驶循环测试协议，例如世界统一的瞬态循环(WHTC)、EPA联邦测试程序(俗称FTP-75)、日本JC08循环等。
[0101] 在一些实施例中，发动机和测试单元/催化剂室配备有自动化和数据采集软件，例如可从法国Trappes的D2T-IFP Group Powertrain Technologies商购获得的MORPHEE、以及使用可从德国斯图加特的ETAS集团获得的INCA软件产品进行校准修改的OpenECU。自动化和数据采集软件以及使用INCA软件进行校准的OpenECU未在图5中示出。在这些实施例中，在用于测量数据分析和校准数据管理的发动机测试的所有阶段期间部署OpenECU开发软件。
[0102] 进一步对于这些实施例，图5中未示出的用于自动化和测量获取以及发动机控制的附加测试台设备还包括：多个测量通道，例如用于测量压力的8个通道、用于铂电阻温度计PT100的8个通道和用于热电偶的32个通道；温度和湿度控制进气设备；冷却液温度控制；油温控制；空气温度控制下游中冷器；燃料温度控制；用于测量油耗的艾默生流量计；以及以10,000rpm的最大速度、300KW的最大功率和900Nm的最大扭矩指定的加载机器(例如，可以从D2T-IFP Group Powertrain Technologies商购获得的DE300EC测力计)。
[0103] 在一些实施例中，排气管504将催化剂室510(包括如之前在图1-4中描述的ZPGM催化剂或SPGM催化剂、或PGM参考催化剂)连接到发动机502的排气流。在这些实施方式中，经由上游氧气传感器508和下游氧气传感器514监测催化剂室510，上游氧气传感器508和下游氧气传感器514与OpenECU软件通信，并提供上游和下游排气中是否存在氧气的指示。进一步对于这些实施例，OpenECU软件分别接收来自上游和下游氧传感器508和514的信号，这些信号反映发动机502和催化剂室510的当前操作状态。
[0104] 更进一步对于这些实施例，两个气体氧传感器被实施为通用排气氧传感器(UEGO)，其可以测量宽范围的空气/燃料混合物。在这些实施例中，温度传感器506被实施为监测来自发动机502的上游排气的温度的发动机λ涡轮输出温度传感器。
[0105] 在一些实施例中，各种其它传感器与OpenECU通信以与软件通信，以便于开发所公开的修改的校准策略所需的控制和监测功能，并进一步监测催化剂室510的性能。在这些实施例中，烟度计512被实施为作为一种过滤式烟度计的AVL415S，其可从奥地利格拉茨AVL Digital公司购买，采用滤纸法测量过滤烟雾值(FSN)。FSN是GDI发动机排气的烟尘浓度的确定值。
[0106] 进一步对于这些实施例，FTUV台架分析器516被构造为测量氨气(NH3)、一氧化氮(NO)和NO2，并且气体分析器518被构造为测量CO、CO2、O2、THC和NOX的干燥值。再进一步对于这些实施例，气体分析器518包括五个气体分析器(图5中未示出)，其中一个分析器用于稳态测试，两个分析器用于在NEDC测试协议下的瞬态测试。在这些实施例中，背压阀522用于防止气体沿着从催化剂室510到尾管520的流动的相反方向回流。
[0107] 在其它实施例中，通过采用模拟乘客车辆的各种负载的NEDC测试协议操作发动机502来进行校准策略的开发。在这些实施例中，使用例如EURO V排放标准规范来对发动机硬件进行预校准。进一步对于这些实施例，通过在NEDC协议测试循环之前执行预处理步骤来稳定进行测量测试之前的发动机对外排放状态。
[0108] 图6是图解说明根据一个实施例用于测量、校准和诊断图5的发动机系统的操作和性能的NEDC测试协议的驾驶阶段的图示。在图6中，NEDC测试图600包括城市驾驶循环(UDC)阶段610和市郊驾驶循环(EUDC)阶段620。在一些实施例中，UDC阶段610包括驾驶阶段UDC1 612、UDC2 614、UDC3 616和UDC4 618。在这些实施例中，UDC阶段610和EUDC阶段620的总测试时间达到约1,180秒，平均速度约为33.6km/h。
[0109] 进一步对于这些实施例，如下执行发动机502的NEDC测试协议加载：在发动机启动(UDC1 612)之后，发动机空转约11秒，然后在约4秒内缓慢加速到约15km/h。在这段时间之后，发动机速度保持恒定约8秒，随后在约5秒内完全停止发动机。然后，发动机空转约21秒。此外，在下次空转运转约49秒之后，发动机在约12秒内加速到约32km/h，并保持约24秒的恒定速度，然后在约11秒内完全停止并且接下来空转约21秒。更进一步对于这些实施例，在约
117秒处，发动机在约26秒内加速到约50km/h，然后保持在约50km/h的恒定速度约12秒，然后在约8秒内减速到35km/h，保持约35km/h的恒定速度约13秒。随后，发动机在约12秒内完全停止，然后是约7秒的空转时间。UDC1 612阶段在约994.03米的理论行驶距离之后约195秒处结束。
117秒处，发动机在约26秒内加速到约50km/h，然后保持在约50km/h的恒定速度约12秒，然后在约8秒内减速到35km/h，保持约35km/h的恒定速度约13秒。随后，发动机在约12秒内完全停止，然后是约7秒的空转时间。UDC1 612阶段在约994.03米的理论行驶距离之后约195秒处结束。
[0110] 在这些实施例中，UDC2 614、UDC3 616和UDC4 618是NEDC测试协议加载阶段，其跟随针对UDC1 612所述的加载循环。进一步对于这些实施例，UDC阶段610以约18.35km/h的平均时速在约3,976.1米的理论驾驶距离上的总持续时间是780秒。
[0111] 在其它实施例中，使用在从约90km/h到约150km/h的最大速度范围内的高速驾驶模式来实现EUDC阶段620。在这些实施例中，EUDC阶段620在UDC阶段610之后开始，并且在UDC4 618的末端的约20秒的空转时间段之后开始。进一步对于这些实施例，在空转时段之后，发动机在约41内加速到约70km/h，并保持约70km/h的速度约50秒，接着在约8秒内减速至约50km/h。接下来，发动机以约50km/h的恒定速度保持约69秒，然后在约13秒内将发动机缓慢加速至约70km/h。进一步对于这些实施例，在上述201秒之后，发动机速度在约70km/h保持约50秒，然后在约35秒之内缓慢加速到约100km/h。然后发动机保持约100km/h的恒定速度约30秒。随后，在约316秒标记处，发动机在约20秒内缓慢加速到约150km/h，并且以150km/h的恒定速度保持约10秒，随后在约34秒内发动机完全停止。在发动机停止后，发动机空转约20秒。再进一步对于这些实施例，EUDC阶段620以约62.6km/h的平均速度在约6,
956米的理论行驶距离上的总持续时间是约400秒。
956米的理论行驶距离上的总持续时间是约400秒。
[0112] 在一些实施例中，提供了用于控制内燃机的修改的校准策略，其中，不需要催化剂入口温度的直接修改，因为校准策略特别针对作为发动机502的主要校准参数的发动机空燃比(AFR)。在这些实施例中，在NEDC测试协议的城市驾驶循环(UDC1)的第一阶段期间不执行发动机的开环阶段的修改。进一步对于这些实施例，OpenECU软件的使用使得发动机对外排放的修改的校准能够满足目标AFR。在其它实施例中，本文提供的校准策略被应用于与NEDC测试协议不同的瞬态驾驶循环测试协议，例如世界统一的瞬态循环(WHTC)、EPA联邦测试程序(通常称为FTP-75)、日本JC08循环等。
[0113] 在这些实施例中，不修改传统的OpenECU AFR控制策略以允许OpenECU AFR控制策略继续正常运行。进一步对于这些实施例，通过应用偏移AFR仅修改最终的发动机对外排放目标AFR值。再进一步对于这些实施例，修改的校准策略能够通过在整个NEDC测试协议的空转时段期间应用偏移AFR来修改AFR设置。
[0114] 在一些实施例中，当模拟车辆速度为约零km/h并且发动机空转运行时，在每个空转阶段期间，通过应用偏移AFR来修改发动机对外排放目标AFR。在这些实施例中，在NEDC测试协议的初始部分期间，例如，在从约零秒到约300秒的约-0.02的R值下确定接近化学计量的空转贫油状态值。在其它实施例中，在NEDC测试协议的剩余驾驶阶段期间，例如在从约300秒至约1,180秒的约+0.02的R值下，通过应用偏移AFR将发动机对外排放目标AFR修改到相对于化学计量略微富含状态的值。
[0115] 图7是图解说明根据一个实施例来自使用图5所示的发动机和测试单元/催化剂室设置实施的修改的校准策略改变，并且在图6所示的NEDC测试协议的第一(UDC1)和第二(UDC2)城市驾驶阶段期间的AFR变化的测量结果的图示。在图7中，校准变化图700包括分别从实施富油系列校准(richness serial calibration)和富油修改校准获取的测量结果的AFR变化曲线702和AFR变化曲线704。参考上面图6，在从约零秒到约300秒的时间范围内在UDC1 612期间和UDC2 614的一部分期间实现校准变化图700。
[0116] 在一些实施例中，在富油系列校准之后，在NEDC测试协议的初始部分确定接近化学计量的空转贫油状态值。在其它实施例中，在与NEDC测试协议不同的瞬态驾驶循环测试协议的初始部分处确定接近化学计量的空转贫油状态值，该瞬态驾驶循环测试协议为例如世界统一的瞬态循环(WHTC)、EPA联邦测试程序(通常称为FTP-75)、日本JC08循环等。在一个实例中，在NEDC测试协议的初始部分处，例如，在从约零秒到约300秒的约-0.02的R值下，确定接近化学计量的空转贫油状态值。在这些实施例中，在空转阶段期间，AFR变化曲线702在化学计量点附近表现出基本类似的行为，因为贫油和富油状态表现出接近于化学计量，而AFR变化曲线704在空转期间从接近化学计量的贫油状态到富油状态变化并增大。这种AFR的变化证实了富油修改校准提供了改进冷启动时的发动机性能的AFR值。
[0117] 进一步对于这些实施例，在加速和减速的瞬态事件期间以及在发动机处于恒定速度期间，富油修改校准提供了改进的发动机性能。进一步对于这些实施例，如AFR变化曲线704所示的AFR变化表现出接近于化学计量的更稳定的富油状态时期，即使在循环期间，富油系列校准和富油修改校准的两个AFR值都达到基本上相等的值从而在整个瞬态事件中没有显著差异。
[0118] 在这些实施例中，在富油修改校准期间的AFR变化与NEDC驾驶循环开始时的更先进的喷射正时相关联。随着发动机升温，喷射逐渐减速以控制发动机NOX排放。
[0119] 图8是图解说明根据一个实施例来自使用图5所示的发动机和测试单元/催化剂室设置实施的修改的校准策略改变，并且在图6所示的NEDC测试协议的UDC2、UDC3、UDC4和EUDC阶段期间的AFR变化的测量结果的图示。在图8中，校准变化图800包括分别用于实施富油系列校准和富油修改校准的AFR变化曲线802和AFR变化曲线804。在UDC2 614、UDC3 616、UDC4 618和EUDC阶段620期间实施校准变化图800。在其它实施例中，在与NEDC测试协议不同的瞬态驾驶循环测试协议中在与UDC2 614、UDC3 616、UDC4 618和EUDC阶段620类似的阶段实施校准变化图800，瞬态驾驶循环测试协议为例如世界统一的瞬态循环(WHTC)、EPA联邦测试程序(通常称为FTP-75)、日本JC08循环等。
[0120] 在一些实施例中，在NEDC测试协议的剩余驾驶阶段期间，例如，在从约300秒到约1,180秒的范围内的约+0.02的R值下，通过应用偏移AFR将发动机对外排放目标AFR修改到稍微富含化学计量状态的值。在这些实施例中，分别如AFR变化曲线804和AFR变化曲线802所示，修改富油校准提供的AFR值在富油状态下表现出接近化学计量的AFR值，并且大于富油系列校准提供的AFR值。进一步对于这些实施例，来自修改富油校准的稍微修改的AFR值提供发动机性能以及包括化学计量尖晶石结构的ZPGM和SPGM材料组合物的催化剂样品的性能的显著改进。
[0121] 修改的校准策略对NOX转化率的影响
[0122] 图9是图解说明根据一个实施例在结合图1-4所述的每个催化剂样品实施富油系列校准和修改的校准策略并且使用图6所示NEDC测试协议的驾驶阶段期间获得的累积NOX测量结果的图示。在其它实施例中，所使用的驾驶阶段是从与NEDC测试协议不同的瞬态驾驶循环测试协议导出的，并且与图6中所述的阶段基本类似。在图9中，NOX转化率比较图900包括转化率曲线902、转化率曲线904、转化率曲线906和转化率曲线908。转化率曲线902和转化率曲线904分别显示在富油系列校准和修改的校准策略下PGM参考催化剂的NOX转化率。转化曲线906和转化曲线908分别显示在富油系列校准和修改的校准策略下所公开的SPGM催化剂的NOX转化率。
[0123] 在一些实施例中，比较从在NEDC测试协议期间进行的校准变化测量的结果，以验证修改的校准策略提供改进的性能水平。在这些实施例中，当发动机状态稍微富油且在约300秒之后，分析修改的校准策略对NOX的影响，以验证转化效率的提高。
[0124] 进一步对于这些实施例，通过将PGM参考催化剂的NOX的累积克数与SPGM催化剂B型的NOX的累积克数进行比较来验证所公开的修改的校准策略对NOX的影响，其中在尾管处记录这两个NOX测量结果。在这些实施例中，在城市驾驶阶段UDC1 612、UDC2 614、UDC3 616和UDC4 618以及城市郊区驾驶阶段EUDC阶段620期间测量累积NOX转化。
[0125] 进一步对于这些实施例，在富油系列校准期间，PGM参考催化剂(包括Pd的高PGM加载量)和SPGM催化剂B型(包括Pd的低PGM加载量)两者表现出小于约11.41克的NOX转化的累积克数水平。NEDC测试协议的上述特定阶段和相关催化剂的NOX累积克数的水平导致SPGM催化剂B型表现出的累积NOX大于由PGM参考催化剂实现的累积NOX。
[0126] 在其它实施例中，当如图9所示应用修改的校准策略时，在接近化学计量基线的约-0.02和+0.02的R值范围内的AFR偏移值的轻微变化产生了进行比较的催化剂样品转化的更大的累积NOX。在这些实施例中，对于PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型，在测试循环结束时转化的累积NOX分别总计约63.48克和约85.91克。
[0127] 进一步对于这些实施例，所公开的修改的校准策略能够实现累积NOX转化的稳定增加。NOX转化率的增加始于发动机冷起动时，在测试循环的初始阶段，在测试循环的其余阶段接近化学计量的富油状态期间，逐渐增加到在测试循环结束时的显著更高水平的NOX转化。
[0128] 进一步对于这些实施例，观察到所公开的修改的校准策略的实施导致催化剂性能的显著改进。在这些实施例中，两种催化剂表现出改进的性能。然而，SPGM催化剂B型(包括低PGM加载量和Cu-Mn化学计量尖晶石结构)在NEDC测试协议的所有阶段中表现出更高的性能。
[0129] 在一些实施例中，所公开的修改的校准策略和SPGM催化剂内的尖晶石结构提供了显著的协同作用。在这些实施例中，通过SPGM催化剂B型表现的约11.41克至约85.91克的累积NOX转化的增加证实了该协同作用。进一步对于这些实施例，尽管PGM参考催化剂表现出从约8.73克至约63.48克的增大的NOX转化，SPGM催化剂B型的NOX转化比PGM参考催化剂的NOX转化高约35.33％。
[0130] 图10是图解说明根据一个实施例在图6所示NEDC测试的第四驾驶阶段(UDC4)期间，在实施修改的校准策略之前和之后，对于PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型，THC、CO和NOX的NEDC转化率的比较的图示。根据一个实施例。在图10中，十二个特定的转化条详述如下：转化条1002、1004和1006分别示出了在实施所公开的修改的校准策略之前PGM参考催化剂的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1008、1010和1012分别示出了在实施所公开的修改的校准策略之后，PGM参考催化剂的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1014、1016和1018分别示出了在实施所公开的修改的校准策略之前，SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化；并且转化条1020、1022和1024分别示出了在实施所公开的修改的校准策略之后，SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化。
[0131] 在一些实施例中，PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化在下面的表2中详细描述。
[0132] 表2.如图10所示，PGM参考催化剂和SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化。
[0133]样品类型 污染物 转化百分率 相关元件
校准策略之前的PGM参考催化剂 THC 95.7 1002
校准策略之后的PGM参考催化剂 THC 85.4 1008
校准策略之前的SPGM催化剂B型 THC 98.3 1014
校准策略之后的SPGM催化剂B型 THC 96.8 1020
校准策略之前的PGM参考催化剂 CO 100.0 1004
校准策略之后的PGM参考催化剂 CO 89.5 1010
校准策略之前的SPGM催化剂B型 CO 100.0 1016
校准策略之后的SPGM催化剂B型 CO 98.8 1022
校准策略之前的PGM参考催化剂 NOX 75.3 1006
校准策略之后的PGM参考催化剂 NOX 99.9 1012
校准策略之前的SPGM催化剂B型 NOX 60.8 1018
校准策略之后的SPGM催化剂B型 NOX 97.5 1024
校准策略之前的PGM参考催化剂 THC 95.7 1002
校准策略之后的PGM参考催化剂 THC 85.4 1008
校准策略之前的SPGM催化剂B型 THC 98.3 1014
校准策略之后的SPGM催化剂B型 THC 96.8 1020
校准策略之前的PGM参考催化剂 CO 100.0 1004
校准策略之后的PGM参考催化剂 CO 89.5 1010
校准策略之前的SPGM催化剂B型 CO 100.0 1016
校准策略之后的SPGM催化剂B型 CO 98.8 1022
校准策略之前的PGM参考催化剂 NOX 75.3 1006
校准策略之后的PGM参考催化剂 NOX 99.9 1012
校准策略之前的SPGM催化剂B型 NOX 60.8 1018
校准策略之后的SPGM催化剂B型 NOX 97.5 1024
[0134] 在这些实施例中，通过在NEDC测试协议的第四个驾驶阶段(UDC4)进行富油系列校准，PGM参考催化剂表现出比SPGM催化剂B型(98.3％THC、100.0％CO和60.8NOX转化)更高的性能(95.7％THC、100.0％CO和75.3％NOX转化)。
[0135] 在其它实施例中，使用修改的校准策略，SPGM催化剂B型表现出显著更高的TWC性能(96.8％THC、98.8％CO和97.5％NOX转化)并保持高％CO和％THC转化率，而PGM参考催化剂(85.4％THC、89.5％CO和99.9％NOX转化)表现出％CO和％THC转化率的降低。
[0136] 图11是图解说明根据一个实施例在实施THC、CO和NOX的修改的校准策略之前和之后，PGM参考催化剂、ZPGM催化剂B型和SPGM催化剂B型的NEDC转化率的比较的图示。在图11中，十八个特定的转化条详述如下：转化条1102、1104和1106分别示出了在NEDC测试协议结束时实施公开的修改的校准策略之前，PGM参考催化剂的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1108、1110和1112分别示出了在NEDC测试协议结束时实施所公开的修改的校准策略之后，PGM参考催化剂的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1114、1116和1118分别示出了在NEDC测试协议结束时实施所公开的修改的校准策略之前，ZPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1120、1122和1124分别示出了在NEDC测试协议结束时实施所公开的修改的校准策略之后，ZPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化；转化条1126、1128和1130分别示出了在NEDC测试协议结束时实施所公开的修改的校准策略之前，SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化；并且转化条1132、1134和1136分别示出了在NEDC测试协议结束时实施所公开的修改的校准策略之后，ZPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化。
[0137] 在一些实施例中，PGM参考催化剂、ZPGM催化剂B型和SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化在下面的表3中详细描述。
[0138] 表3.如图11所示，PGM参考催化剂、ZPGM催化剂B型和SPGM催化剂B型的％THC、％CO和％NOX转化。
[0139]
[0140]
[0141] 这些实施方式中，通过富油系列校准，在NEDC测试协议结束时，PGM参考催化剂表现出比ZPGM催化剂B型(76.1％THC、94.8％CO和7.5NOX转化)更好的性能(87.3％THC、94.6％CO和64.7％NOX转化)。进一步对于这些实施例，在NEDC测试协议结束时，PGM参考催化剂还表现出比SPGM催化剂B型(84.4％THC、94.1％CO和53.7NOX转化)更好的性能。
[0142] 在其它实施例中，使用修改的校准策略，SPGM催化剂B型表现出显著更高的TWC性能(81.5％THC、82.0％CO和93.4％NOX转化)并保持显著的CO和％THC转化，而PGM参考催化剂(78.7％THC、78.0％CO和95.0％NOX转化)在NEDC测试协议结束时表现出显著的％CO和％THC转化率的降低。
[0143] 在这些实施例中，ZPGM催化剂B型表现出改进的TWC性能(67.0％THC、82.9％CO和76.6％NOX转化)。虽然％NOX转化从7.5％显著增加到76.6％，但是与在富油系列校准期间获得的转化率相比，ZPGM型催化剂B型在NEDC测试协议结束时保持了显著的％CO和％THC转化。
[0144] 进一步对于这些实施例，观察到由于实施所公开的修改的校准策略的结果，包括尖晶石结构的ZPGM和SPGM催化剂B型两者都表现出改进的催化剂性能和转化率，这使得能够燃料消耗和多个TWC系统应用程序中获得潜在益处。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
修改热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈