ES2280779T3

ES2280779T3 - Motor de encendido por compresion, y sistema de escape para este.

Info

Publication number: ES2280779T3
Application number: ES03750930T
Authority: ES
Inventors: Paul Richard Phillips; Martyn Vincent Twigg
Original assignee: Johnson Matthey PLC
Current assignee: Johnson Matthey PLC
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2003-09-15
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2023-09-15
Also published as: WO2004025096A8; WO2004025093A1; KR101133009B1; JP6377357B2; EP1537309B1; US7485270B2; CZ2005148A3; EP1537304A1; US8006485B2; KR20110136900A; JP2005538301A; CN102797539B; JP2014128797A; DE60312175D1; CN1682018A; CN102797539A; CN1682020A; JP5843817B2; AU2003269152A8; DK1537304T3

Abstract

Un aparato que comprende un motor de encendido por compresión, operativo en un primer modo de marcha normal, y en un segundo modo que produce de gases de escape que comprenden un nivel de monóxido de carbono (CO) incrementado, en relación con el primer modo, comprende medios para, estando en uso, conmutar el funcionamiento del motor entre los dos modos, y comprende un sistema de escape, en el que el único componente catalizado presente en el sistema de escape está seleccionado entre el grupo que consiste en: (i) un catalizador de oxidación; (ii) un filtro de hollín catalizado; (iii) una trampa de NOx; (iv) un catalizador de cuatro vías; y (v) un catalizador de oxidación de NO, en combinación con un filtro no catalizado localizado corriente abajo respecto de aquel, donde el componente catalizado comprende un sustrato monolito que comprende un catalizador de paladio (Pd) soportado sobre un primer material de soporte asociado con al menos un promotor de metal básico, y un catalizador de platino (Pt) asociado con el catalizador de Pd soportado.

Description

Motor de encendido por compresión, y sistema de escape para este.

La presente invención se refiere a un motor de encendido por compresión, tal como un motor diesel, y un sistema de escape para este.

Los motores convencionales de encendido por compresión, como son los motores diesel, producen menos hidrocarburo (HC) y monóxido de carbono (CO) en los motores de gasolina, y es posible satisfacer los actuales límites legislados para estos componentes, utilizando un catalizador de oxidación diesel (diesel oxidation catalyst, DOC) basado en platino (Pt), dispuesto sobre un monolito alveolar de flujo continuo. Las emisiones de óxido de nitrógeno (NO_{x}) en diesel, actualmente son controladas mediante la gestión del motor, tal como mediante un reciclaje del gas de escape (exhaust gas recirculation, EGR). Sin embargo, una consecuencia es que se incrementa las emisiones de materia en partículas (PM) que incluye en fracciones orgánicas volátiles y solubles (VOF y SOF respectivamente) de hidrocarburos (HC) no quemados. El DOC se utiliza para tratar VOF y SOF, al efecto de satisfacer los límites para PM legislados actualmente.

Sin embargo, dado que los estándares de emisión se endurecen para los próximos años, el reto para los ingenieros cualificados es como cumplirlos.

Los dispositivos para tratar gases de escape procedentes de motores de encendido por compresión tales como motores diesel, al efecto satisfacer los estándares presentes y futuros sobre emisiones, incluyen el DOC, el CRT®, filtros de hollín catalizados (CSF), y trampas de NO_{x}.

Una composición de DOC, ilustrativa para tratar CO, HC y un componente VOF de partículas en un escape de diesel, se revela en la publicación WO 94/22 564, cuyo catalizador comprende óxido de cerio y zeolita, y opcionalmente alúmina, que lleva un componente opcional de metal dispersado de Pt o paladio (Pd). Alternativa o adicionalmente, la zeolita se dopa opcionalmente, por ejemplo por intercambio de iones, entre otros con Pt y/o Pd.

En nuestra publicación EP 0 341 832, revelamos un proceso para quemar partículas en diesel, depositadas sobre un filtro en dióxido de nitrógeno (NO_{2}), a hasta 400ºC, NO_{2} que se obtiene oxidando monóxido de nitrógeno (NO) en los gases de escape, sobre un catalizador adecuado dispuesto corriente arriba respecto del filtro. El catalizador de oxidación NO puede comprender un metal del grupo del platino (PGM, platinum group metal) tal como Pt, Pd, rutenio (Ru), rodio (Rh) o combinaciones de estos, especialmente Pt. El filtro puede revestirse con un material que facilita la combustión a temperatura superior, tal como un catalizador de metal básico, por ejemplo óxido de vanadio, La/Cs/V_{2}O_{5} o un catalizador de metal precioso. Tal sistema está comercializado por Jonhson Matthey, como CRT®.

La publicación WO 00/29 726 revela un aparato para tratar un flujo de gases de escape, incluyendo escape de motor diesel, aparato que comprende un CSF que consta de un primer catalizador y un segundo catalizador en comunicación con el primer catalizador. El primer catalizador puede comprender al menos un primer PGM, incluyendo mezclas de componentes PGM; un primer componente de cerio; y preferentemente un componente de circonio. El segundo catalizador puede comprender un segundo componente de cerio, y opcionalmente al menos un segundo PGM. El segundo catalizador puede ser un elemento catalítico separado, o formar parte del filtro, y preferentemente está diseñado para reducir la emisión de partículas de escape del diesel, mediante la oxidación de las VOF de este. Ninguno de los ejemplos describe un primer ni un segundo catalizador que comprenda Pd.

En la publicación EP 0 560 991 se revela un método para absorber NO_{x} de un gas pobre del escape de un motor de combustión interna, sobre un absorbente de NO_{x}, y reducir intermitentemente la concentración de oxígeno en el gas de escape, para liberar el absorbente de NO_{x} para la reducción sobre un catalizador adecuado con un reductor, generando de ese modo el absorbente de NO_{x}.

Un problema con tales dispositivos, es que cuando la temperatura de los gases de escape es demasiado baja, por ejemplo durante períodos extensivos de ralentí o condiciones de conducción lenta, los catalizadores en los dispositivos están por debajo de las condiciones activas óptimas. Por consiguiente, se incrementa las emisiones de contaminantes regulados tales como CO, HC y NO_{x} y los filtros se cargan con PM. Por ejemplo en el caso de las trampas de NO_{x}, el catalizador de oxidación NO tiene que estar lo suficientemente caliente como para poder oxidar NO a NO_{2}, de forma que el NO_{2} pueda ser absorbido sobre un adsorbente NO_{x} adecuado. En el uso de un CSF, el filtro puede ser regenerado activamente mediante quemar sobre este HC inyectado, para elevar la temperatura del filtro hasta unos 600ºC. Sin embargo, salvo que el filtro esté por encima de unos 250-300ºC antes de la inyección de HC, el HC no puede quemarse sobre el filtro o bien la combustión puede ser incompleta, conduciendo así a emisiones incrementadas de HC y CO.

En el documento EP 0 758 713 se revela medidas para incrementar la temperatura en un sistema que comprende un CRT® y una trampa NO_{x}.

Un problema con las medidas del arte previo, para incrementar la temperatura en sistemas que comprenden DOC, CRT®, CSF o trampas NO_{x}, es que generalmente tienen como resultado un incremento en el consumo de combustible.

Dos formas de reducir las emisiones diesel, que pueden utilizarse adicionalmente al tratamiento posterior de gases del escape, son la gestión del motor y el diseño del motor. Más recientemente, se ha desarrollado una nueva generación de motores de compresión, que utilizan una serie de técnicas de gestión del motor para reducir la temperatura de combustión. Brevemente, esta nueva generación de motores puede definirse como "un motor con encendido por compresión, en el que sustancialmente la totalidad del combustible para combustión, es inyectado en una cámara de combustión antes del inicio de la combustión". Un sistema de escape para tratar gases de escape procedentes de tales motores, es el objeto de la publicación WO-A-2 004/025 096. Para evitar dudas, la presente invención no abarca la nueva generación de motores de encendido por compresión como el definido más arriba.

Nuestro documento EP 0 602 865 revela un catalizador para oxidar CO a CO_{2} en los gases de escape de un motor de combustión interna, catalizador que está compuesto de partículas de óxido metálico, entre las cuales hay partículas de metal noble incorporadas uniformemente, que pueden obtenerse por ejemplo mediante co-precipitación. Las partículas de óxido metálico pueden ser CeO_{2}, y el metal noble puede ser uno o más entre Pt, Pd, Rh y oro (Au).

Nuestro documento WO 96/39 576 revela un motor de combustión interna, tal como un motor diesel, que comprende de un sistema de escape que comprende, entre otras cosas, el catalizador de oxidación de CO revelado en el documento EP 0 602 865, para generar una reacción exotérmica a partir de la oxidación de CO, al efecto de activar un catalizador de oxidación de HC, tras un arranque en frío. El motor está configurado para producir niveles incrementados de CO en los gases de escape, tras el arranque en frío, y el sistema de escape incluye preferentemente una, o más, de las siguientes características para disminuir la temperatura de combustión del CO: una trampa HC y/o una trampa de agua, corriente arriba respecto del catalizador de oxidación de CO; una trampa de agua, corriente abajo respecto del catalizador de oxidación CO; y un medio de secado del catalizador CO; así como una bomba para pasar aire ambiente, seco, sobre el catalizador de oxidación CO antes del arranque.

La publicación DE 4 117 364 describe un catalizador que presenta un catalizador auxiliar, corriente arriba respecto de un catalizador principal, para activar el catalizador principal a continuación del arranque en frío. El catalizador principal es un catalizador de tres vías 5Pt/1Rh para tratar gas de escape de gasolina estequiométrica. El catalizador auxiliar es preferentemente Pt "que es excepcional para la oxidación de CO", pero también puede ser el más costoso catalizador 5Pt/1Rh o Pd, pero "ciertamente el Pd es menos activo que el Pt".

El documento JP 5-59 937 revela un sistema para tratar gases de escape en el arranque, procedentes de un motor de gasolina, que incluye una trampa de HC corriente arriba respecto de un catalizador para oxidar CO, al efecto de calentar un catalizador de purificación del escape corriente abajo, en una estrategia para el arranque. El catalizador de oxidación CO puede ser 0,5%/Pd/Al_{2}O_{3}, que puede coexistir con el catalizador de purificación del escape, revestido sobre un lado corriente arriba de una pastilla, que tiene el catalizador de purificación del escape sobre el extremo corriente abajo, o en capas con el catalizador de purificación del escape. La gestión del motor proporciona un máximo de CO del 6% en el arranque en frío, que cae hasta el 1% de CO después de 20 segundos, pero opcionalmente puede mantenerse al 3% de CO hasta que el catalizador de purificación del escape se a calentado, si es necesario.

La publicación US 2 002/0 053 202 A1 revela un sistema de escape para un motor diesel, con una supuesta actividad catalizadora de cinco vías. En una realización, se revela un catalizador de suministro de H_{2}, que contiene al menos un metal noble incluyendo platino, paladio y/o rodio y cerio, localizado corriente arriba respecto de un catalizador monolítico de flujo continuo y un catalizador de filtro, que contienen cada uno platino, cerio, lantano, circonio, hierro, magnesio y/o potasio.

Por "metal", entendemos aquí el compuesto oxídico que existe en presencia de los constituyentes de los gases de escape, aunque en uso pueden estar presentes como nitrato, carbonato o hidróxido.

Hemos investigado catalizadores de Pd para la oxidación de CO, y hemos encontrado que los catalizadores de Pd son al menos de cinética de orden cero para CO para la reacción, es decir la tasa de la reacción permanece idéntica independientemente de la concentración de CO. También hemos encontrado que, para ciertos catalizadores de Pd promovido y soportado, la velocidad de reacción es de primer orden para CO, es decir con más CO la reacción es más rápida. Por contraste, un PGM ampliamente utilizado en DOCs, platino (Pt), puede ser de orden negativo en CO, es decir cuánto más CO menor es la velocidad de reacción.

Además, hemos hecho pruebas en las que hemos encontrado que nuestros catalizadores de Pd promovido y soportado, pueden ser mejores que el Pt para catalizar la oxidación de ciertos HCs saturados.

Hemos encontrado una forma de utilizar nuestras observaciones en un sistema de escape del motor de encendido por compresión, tal como un motor diesel, para reducir suplementariamente las emisiones globales.

De acuerdo con un aspecto, la invención proporciona un aparato que comprende un motor de encendido por compresión, operativo en un primer modo de funcionamiento normal y en un segundo modo de producción de gases de escape, que comprende un nivel de monóxido de carbono (CO) incrementado en relación con el primer modo, medios, en uso, para conmutar el funcionamiento del motor entre los dos modos, y un sistema de escape, en el que el único componente catalizado presente en el sistema de escape está seleccionado entre el grupo que consiste en:

(i): un catalizador de oxidación;

(ii): un filtro de hollín catalizado;

(iii): una trampa de NO_{x};

(iv): un catalizador de cuatro vías; y

(v): un catalizador de oxidación NO, en combinación con un filtro no catalizado localizado corriente abajo respecto de aquel,

donde el componente catalizado comprende un sustrato monolito que comprende un catalizador de paladio (Pd) soportado sobre un primer material de soporte asociado con, al menos, un promotor de metal básico, y un catalizador de platino (Pt) asociado con el catalizador de Pd soportado.

Una ventaja de la presente invención es que hemos encontrado que un sistema de escape que comprenda tanto Pt como Pd, es más eficaz en el tratamiento de HCs saturados e insaturados durante condiciones de funcionamiento normal, es decir a temperaturas de gases de escape en las que los catalizadores de Pt y/o Pd están por encima de la temperatura de activación para la oxidación de HC. Además, cuando la temperatura del catalizador de Pt está por debajo de la temperatura de activación para catalizar la oxidación de HC, por ejemplo por debajo de unos 250ºC, puede incrementarse la concentración de CO en los gases de escape, mediante conmutar al segundo modo de funcionamiento, de forma que una reacción exotérmica desarrollada sobre el catalizador de Pd puede calentar el catalizador de Pt, hasta por encima de su temperatura de activación de HC. Desde luego, esperamos que nuestros resultados muestren que existe una relación de sinergia en el uso combinado de catalizadores de Pd y Pt para tratar los gases de escape del encendido por compresión, de acuerdo con la presente invención.

De acuerdo con una realización, el motor está configurado para producir más de 2000 ppm de CO, así como más de 2500-10000 ppm de CO, por ejemplo más de 3000 ppm de CO, más de 4000 ppm de CO, más de 5000 ppm de CO, más de 6000 ppm de CO, más de 7000 ppm de CO, más de 8000 ppm de CO, o más de 9000 ppm de CO, funcionando en el segundo modo.

El funcionamiento en el segundo modo, puede realizarse en motores diesel de inyección directa convencional, mediante ajustar la sincronización del encendido de, al menos, un cilindro del motor; y/o ajustar la proporción de aire frente a combustible, del motor, en al menos un cilindro del motor. Se conoce tales técnicas para controlar de forma intermitente la composición de los gases de escape del motor, en el lado lambda < 1, para regenerar absorbentes de NO_{x} durante un funcionamiento normal de marcha con mezcla pobre. Adicionalmente al incremento del CO de los gases de escape mediante quemar HC adicional, el contenido en los gases de escape de HC no quemado puede también incrementarse. Sin embargo, entendemos que las técnicas de gestión del motor permiten a los ingenieros cualificados incrementar el CO en los gases de escape, sin incrementar sustancialmente la cantidad de HC no quemado en los gases de escape. El contenido de CO de los gases de escape, en la condición del segundo modo, puede modularse de acuerdo con requisitos exotérmicos, mediante un control adecuado del motor que utilice métodos conocidos en el arte, adecuadamente programado en un procesador, por ejemplo en una unidad de procesamiento central (CPU), y que forma parte de la unidad de control del motor (ECU).

En una realización, los medios para conmutar entre los dos modos, conmutan entre el primer modo y el segundo modo, cuando el catalizador de Pt es menor de 250ºC, por ejemplo menor de 200ºC o menor de 150ºC.

Conmutar al funcionamiento en segundo modo puede realizarse intermitentemente, para proporcionar una concentración de CO a "impulsos". En ciertas realizaciones, por ejemplo realizaciones que comprenden un filtro, puede ser deseable conmutar al funcionamiento en segundo modo "un poco y con frecuencia", para asegurar la regeneración del filtro. Una estrategia semejante puede comprender conmutar al funcionamiento del segundo modo durante entre 10 segundos y 10 minutos, período que comprende una serie de impulsos de CO incrementado en los gases de escape, de entre 250 milisegundos y 5 segundos de duración. Semejante estrategia impide, o reduce, los problemas relativos a facilidad de la conducción.

El medio de conmutación puede estar controlado en respuesta a la temperatura de los gases de escape o de la capa catalizadora. Alternativa o adicionalmente, puede controlarse en función de, al menos, un parámetro medible indicativo de las condiciones del motor, tal como: el flujo de masa de los gases de escape en el sistema; el vacío del colector; la sincronización del encendido; la velocidad del motor; la posición del estrangulador (posición del acelerador); el valor lambda de los gases de escape; la cantidad de combustible inyectado en el motor; la posición de la válvula de reciclaje de los gases de escape (EGR), y por lo tanto la cantidad de EGR; la sobrepresión; y la temperatura del refrigerante del motor. Las personas cualificadas en el arte conocen sensores para medir todos estos parámetros.

Es sabido que los motores diesel actuales pueden producir gases del escape que comprenden más de 2000 ppm de CO, bajo ciertas condiciones operativas, por ejemplo en el arranque en frío como parte de una estrategia de calentamiento, o después de una fuerte aceleración. Para evitar dudas, el segundo modo de la presente invención no abarca un modo del motor que sea parte de una estrategia de inicio, o de incrementos accidentales, es decir no intencionados, en la concentración de CO de los gases de escape, provocado por ejemplo por una aceleración fuerte.

\newpage

Además, el rango de más de 2000 ppm de CO no se escoge arbitrariamente, si no debido a que hemos encontrado que, en los gases del escape procedentes de motores de encendido por compresión, tales como motores diesel, este rango aproxima un interfaz entre la velocidad de oxidación de CO sobre los catalizadores de Pd promovido y soportado, de la presente invención, y los catalizadores de Pt convencionales.

En una realización, el sistema de escape comprende un conversor catalítico que comprende un primer sustrato, primer sustrato que comprende el Pd soportado y al menos un promotor de metal básico. En una realización que comprende un primer sustrato, el Pd soportado y el, al menos un, promotor de metal básico están dispuestos en una parte corriente arriba respecto del sustrato, y el catalizador de Pt sobre una parte corriente abajo respecto de aquel. En otra realización, el primer sustrato comprende una primera capa que consta del catalizador de Pt, y una segunda capa superpuesta a la primera capa, segunda capa que comprende el Pd soportado y el, al menos un, promotor de metal básico asociado. De acuerdo con otra realización, el primer sustrato está recubierto con una sola capa de imprimación, capa que comprende el Pd soportado, el asociado, al menos un, promotor de metal básico, y el catalizador de Pt, donde el catalizador de Pd y el catalizador de Pt están soportados, cada uno, sobre un material de soporte de partículas separado y diferente. Alternativamente, el catalizador de Pd y el catalizador de Pt pueden disponerse sobre el mismo soporte.

El conversor catalítico puede comprender un sustrato convencional, tal como una cerámica, por ejemplo cordierita, un metal, por ejemplo Fecralloy®, alveolar, de flujo continuo. Alternativamente, el primer sustrato donde esté presente, el segundo sustrato, o los sustratos primero y segundo, comprenden un filtro en partículas en el que, cuando son diferentes los sustratos primero y segundo, el sustrato no-filtro puede ser por ejemplo un sustrato alveolar de flujo continuo. El catalizador puede ser revestido sobre un extremo corriente abajo de un filtro, si se desea.

Realizaciones que comprenden filtros comprenden el CRT®, CSF y el catalizador de cuatro vías (FWC) (véase más abajo).

A temperaturas por encima de 250ºC, el NO es oxidado a NO_{2}, y el PM se quema en el NO_{2}, a temperaturas de hasta unos 400ºC. Este proceso se describe en nuestra publicación EP 0 341 832. Sin embargo, a bajas temperaturas el Pt puede estar por debajo de su temperatura de activación para la oxidación de NO, y por tanto el rendimiento del proceso revelado en el documento EP 0 341 832 puede ser menor del deseado, debido a que hay insuficiente NO_{2} en los gases de escape que entran en el filtro. Cuando la temperatura de los gases de escape está por debajo de la temperatura en que el NO es oxidado a NO_{2} eficazmente para regenerar el filtro, puede generarse una reacción exotérmica mediante quemar el CO producido durante el funcionamiento en segundo modo sobre el catalizador de Pd, calentando así un catalizador de Pt asociado, hasta más allá de la temperatura de activación del NO, y promoviendo la combustión de hollín en el filtro, en NO_{2}. Hemos encontrado que para retener una capacidad de oxidación de NO óptima, debe impedirse la formación de aleaciones de Pt/Pd. Por consiguiente, se prefiere colocar el Pt y el Pd en soportes diferentes.

En una realización que comprende un CSF, los catalizadores de Pd y de Pt están sobre el filtro, opcionalmente con el Pd dispuesto sobre el extremo de entrada de este. La conmutación intermitente al funcionamiento en segundo modo, puede proporcionar una reacción exotérmica de fácil disposición, para regenerar el filtro.

De acuerdo con una realización suplementaria, el primer sustrato comprende un absorbente de NO_{x} para absorber NO_{x} en gases de escape de lambda > 1. Generalmente tal dispositivo se utiliza en combinación con el enriquecimiento periódico de la proporción de aire-combustible, durante condiciones normales de funcionamiento en combustión pobre, al efecto de regenerar intermitentemente el absorbente de NO_{x} y reducir el NO_{x} a N_{2}. Los absorbentes de NO_{x} para uso en tales aplicaciones, generalmente comprenden al menos un metal alcalino, al menos un metal alcalinotérreo, al menos un metal de tierras raras o cualesquiera dos o más de los anteriores, donde el, al menos, un metal alcalinotérreo puede seleccionarse entre calcio, bario o estroncio; y el, al menos un, metal de tierras raras puede ser lantano o itrio, como se describe en el documento EP 0 560 991.

Para absorber eficazmente NO_{x} de los gases de escape, al absorbente de NO_{x}, generalmente se entiende que el NO en los gases de escape debe primero ser oxidado a NO_{2}. Tal oxidación puede llevarse a cabo mediante los catalizadores de Pt y Pd. En la presente realización, el catalizador de Pd está sobre un sustrato de flujo continuo, que generalmente comprende el absorbente de NO_{x}. El catalizador de Pt puede estar con el catalizador de Pd y/o corriente abajo respecto de este. Sin embargo, por razones similares a las mencionadas arriba, al efecto de impedir cualquier reducción en la actividad de oxidación de NO, se prefiere soportar los catalizadores de Pd y Pt sobre soportes separados. En una realización concreta, el absorbente de NO_{x} incluye tanto Pt como Rh, el último para catalizar la reducción de NO_{x} a N_{2}, aunque puede disponerse el Rh corriente abajo respecto del absorbente de NO_{x}.

Para regenerar un absorbente de NO_{x}, típicamente la composición en O_{2} de los gases de escape es aproximadamente del 3%. La regeneración del absorbente de NO_{x} está limitada a temperaturas de capa de sobre unos 200ºC, debido a que la combustión del HC está limitada en concentración baja de O_{2}. Mediante conmutar al funcionamiento en segundo modo, es posible incrementar la temperatura de capa en el absorbente de NO_{x}, para permitir que este sea regenerado normalmente.

Se apreciará que los metales alcalinotérreos y los metales de tierras raras (tal como un soporte impregnado con Ce) en ocasiones son utilizados en la tecnología de los absorbentes de NO, como un absorbente de NO_{x}, mientras que en la presente invención se utilizan como promotor para el catalizador de Pd. Para evitar dudas, en las realizaciones que utilizan absorbentes de NO_{x} no reivindicamos metales alcalinotérreos, praseodimio, lantano o cerio impregnado, como promotor con el que este asociado el Pd, por ejemplo con el mismo monolito de flujo continuo que el absorbente de NO_{x}.

En una realización suplementaria conocida como FWC, el sistema de escape comprende un filtro para PM que comprende un absorbente de NO_{x}, para absorber NO_{x} en gases de escape de lambda > 1, y el catalizador de Pt y también un catalizador de Pd. En una realización concreta, el absorbente de NO_{x} incluye tanto Pt como Rh, el último para catalizar la reducción de NO_{x} a N_{2}.

La reacción exotérmica generada sobre el catalizador de Pd, puede utilizarse también para des-sulfatar los componentes del tratamiento de gases de escape, en un sistema de escape tal como un catalizador de oxidación diesel, o un absorbente de NO_{x}. Usos alternativos son para des-coquizar componentes del sistema de escape, tales como una válvula de reciclaje de gases de escape.

Si el motor acorde con la invención incluye una válvula de reciclaje de gases de escape, y un circuito para reciclar una parte seleccionada de los gases de escape, a la admisión de aire del motor, es deseable que los gases de escape se enfríen antes de mezclarse con el aire de admisión del motor.

El, al menos un, promotor de metal básico para el componente catalítico Pd, puede ser un óxido reducible o un metal básico, o cualquier mezcla de cualesquiera dos o más de estos. Ejemplos ilustrativos de óxidos reducibles son, al menos uno entre manganeso, hierro, estaño, cobre, cobalto y cerio, así como al menos uno entre MNO_{2}, MN_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, SNO_{2}, CuO, CoO y CeO_{2}. El óxido reducible puede ser dispersado sobre un soporte adecuado, y/o el propio soporte puede comprender óxido reducible en tamaño de partículas. Una ventaja del CeO_{2} consiste en que es relativamente estable térmicamente, pero es susceptible de empobrecerse con sulfuro. Los óxidos de manganeso no son igual de estables térmicamente, pero son más resistentes al empobrecimiento con sulfuro. La estabilidad térmica del óxido de manganeso puede mejorarse mediante combinarlo en un óxido compuesto o un óxido mezclado con un estabilizador, tal como circonio. En cierta medida, el óxido de cerio puede ser más tolerante al sulfuro mediante la formación de un óxido compuesto o un óxido mezclado con un estabilizador adecuado, tal como circonio.

Mediante "óxido reducible", queremos referirnos aquí a que hay un óxido presente in situ, en el que el metal tiene más de un estado de oxidación. En la fabricación, el metal puede ser introducido como un compuesto no-óxido y oxidado al óxido reducible, mediante calcinaciones.

El metal básico puede ser un metal alcalino, por ejemplo potasio, sodio o cesio, un metal alcalinotérreo tal como bario, magnesio, calcio o estroncio, o un metal lantánido, por ejemplo cerio, praseodimio o lantano, o cualquier mezcla, óxido compuesto u óxido mezclado de cualesquiera dos o más de los anteriores. En sistemas que comprenden dos o más promotores de metal básico, es deseable impedir la interacción entre los metales básicos. Por consiguiente, se prefiere que no más del 3% en peso del catalizador de Pd comprenda promotor de metal básico.

En una realización, el metal básico es óxido de cerio, y el Pd está soportado sobre óxido de cerio en partículas, es decir el óxido de cerio en partículas sirve como soporte y promotor del Pd.

Alternativamente el soporte para el PGM, o para cada uno de estos, puede ser un soporte convencional conocido en el arte, tal como alúmina, magnesio, sílice-alúmina, dióxido de titanio, dióxido de circonio, una zeolita o una mezcla, óxido compuesto u óxido mezclado de cualesquiera dos o más de los anteriores, y puede estar dopado según es convencional en la tecnología, con un metal básico. Ejemplos no limitativos de dopantes de metal básico son circonio, lantano, alúmina, itrio, praseodimio, cerio, bario y neodimio. El soporte puede ser, por ejemplo alúmina estabilizada con lantano, o un óxido compuesto o un óxido mezclado que comprenda óxido de cerio y dióxido de circonio, opcionalmente en una proporción de peso de aproximadamente 5:95 a 95:5.

"Óxido compuesto" tal como se define aquí, significa un material óxido amorfo en gran medida, que comprende óxidos de al menos dos elementos que no son verdaderos óxidos mezclados, consistentes en al menos dos ele-
mentos.

Los óxidos mezclados y óxidos compuestos adecuados para la presente invención, pueden ser preparados por medios convencionales, a saber mediante co-precipitación. Por ejemplo puede mezclarse soluciones de sales solubles de los metales, en las concentraciones y cantidades apropiadas, para producir el producto final deseado; después se provoca que precipiten simultáneamente, por ejemplo mediante añadir una base tal como hidróxido de amonio. Alternativamente se ha encontrado que son adecuadas otras rutas de preparación que utilizan generalmente tecnología conocida, tales como precipitación sol/gel o gel. Los óxidos precipitados como pastas acuosas pueden ser filtrados, lavados para retirar iones residuales, secados, y después horneados o calcinados a temperaturas elevadas (mayores de 450ºC) al aire.

Un material de óxido compuesto 85Mn:15Zr puede prepararse como sigue. Se disuelve nitrato de manganeso (121,76 g, 0,425 mol) y nitrato de aluminio (28,14 g, 0,075 mol) en agua desmineralizada, para proporcionar 400 ml de solución. Esta solución se añadió cuidadosamente durante dos minutos, a una solución de amoníaco con agitación aérea (150 ml, 2,25 mol diluidos en 500 ml). La pasta acuosa precipitada se mezcló durante cinco minutos y después se permitió que se "estabilizara" durante 13 minutos. El precipitado se recuperó por filtración, y se lavó hasta que la conductividad del filtrado era de 1500 \muScm^{-1}. El material se secó a 100ºC y después se horneo a 350ºC durante dos horas (bajando y subiendo 10ºC /min).

El catalizador puede contener desde el 0,1 hasta el 30% en peso de PGM, en función del peso total de catalizador. En una realización, el catalizador contiene una proporción en peso de entre 95:5 y 10:90 Pd:Pt. En una realización suplementaria, el catalizador contiene entre el 0,1 y el 10% de Pt en peso, en función del peso total del catalizador, y entre el 0,1 y el 20% en peso en función del peso total del catalizador. De acuerdo con una realización suplementaria, el sistema de escape comprende 30-300 g/ft^{3} de Pd y 30-300 g/ft^{3} de Pt.

De acuerdo con otro aspecto, la invención proporciona un vehículo que incluye un motor diesel acorde con la invención. El vehículo puede ser, por ejemplo, un vehículo diesel de carga ligera, como se define mediante la legislación pertinente.

De acuerdo con otro aspecto, la invención proporciona un proceso para hacer funcionar un aparato que comprende un motor de encendido por compresión, operativo en un primer modo de funcionamiento normal, y un segundo modo que produce gases de escape, que comprenden un nivel incrementado de monóxido de carbono (CO) en relación con el primer modo, comprende medios, en uso, para conmutar el funcionamiento del motor entre los dos modos, y comprende un sistema de escape, en el que el único componente catalizado presente en el sistema de escape está seleccionado entre el grupo que consiste en:

(i): un catalizador de oxidación;

(ii): un filtro de hollín catalizado;

(iii): una trampa de NO_{x};

(iv): un catalizador de cuatro vías; y

(v): un catalizador de oxidación de NO, en combinación con un filtro no catalizado localizado corriente abajo respecto de aquel,

donde el componente catalizado comprende un sustrato monolito que comprende un catalizador de paladio (Pd) soportado sobre un primer material de soporte asociado con al menos un promotor de metal básico, y un catalizador de platino (Pt) asociado con el catalizador de Pd soportado. Proceso que comprende hacer funcionar al motor en el primer modo de funcionamiento normal, y conmutar el motor al segundo modo de funcionamiento, cuando un valor de al menos un parámetro medible indicativo de una condición del motor, está fuera de un rango predetermi-
nado.

Para que la invención pueda comprenderse de forma más completa, se hace referencia a los siguientes ejemplos, solo a modo de ilustración. Todas las temperaturas dadas se refieren a temperaturas de gas de entrada.

Ejemplo 1

Se probó un catalizador del 2% en peso basado en Pt-alúmina (catalizador A), un catalizador del 2% en peso basado en Pd-alúmina (catalizador B), y un catalizador que contenía el 2% en peso de Pd-óxido de cerio (catalizador C), para la activación de HC y CO en un equipo de gas, para una prueba de actividad para catalizador simulada (SCAT, simulated catalyst activity test). Se probó una muestra de cada catalizador en las mezclas de gas fluyente enunciadas en la tabla 1. La temperatura de las mezclas de gas utilizadas, se incrementó durante cada prueba desde 100ºC hasta 500ºC.

TABLA 1 Mezclas de gas utilizadas para pruebas de actividad, para catalizadores A, B, y C

1

Las mezclas de gas 1 y 2 tienen concentraciones de gas HC y CO como las típicas de los gases de escape procedentes de un motor diesel en funcionamiento convencional. La mezcla de gas 3 tiene concentraciones de HC y HC superiores que las mezclas de gas 1 y 2, y la mezcla de gas 4 tiene una concentración de oxígeno inferior a la utilizada en las mezclas de gas 1 a 3. Las tablas 2 y 3 muestra la temperatura a la que se consiguió el 80% de la conversión por oxidación del HC y CO, sobre cada catalizador.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 2 Temperatura para la conversión del 80% (T80 HC/CO) de los catalizadores A, B y C, en las mezclas de gas 1-3

3

El catalizador A mostró una actividad significativamente superior al catalizador B o al C, a temperaturas inferiores tanto para la oxidación HC como CO, utilizando las mezclas de gas 1 y 2, pero mostró una pérdida en la actividad de oxidación a baja temperatura en la mezcla de gas 3, con CO y HC elevados. En contraste con la pérdida de actividad en las entradas de gas de HC, CO elevados, para el catalizador A, el catalizador B mostró una pequeña mejora en la actividad de oxidación a baja temperatura, de la mezcla de gas 1 o 2 a la mezcla de gas 3. Sin embargo, independientemente de la actividad mejorada a baja temperatura, del catalizador B a las condiciones de entrada de gas de HC y CO superior, globalmente la actividad del catalizador B fue más pobre que la del catalizador A. Por contraste, el catalizador C mostró menor actividad bajo las mezclas en las 1 y 2 en relación con el catalizador A. Sin embargo, por contraste al catalizador A y al catalizador B, el catalizador C mostró la mayor actividad para oxidación HC y CO a bajas temperaturas, bajo la mezcla 3 de alta concentración de gas HC y CO.

La tabla 3 muestra que la actividad de CO a baja temperatura del catalizador A, disminuyó suplementariamente en la mezcla de gas 4, consistente en el 3% de oxígeno, en comparación con la actividad medida en la mezcla de gas 3, que incluía el 12% de oxígeno. Por contraste, la actividad del catalizador B se mejoró ligeramente en la mezcla de gas 4 en comparación con la mezcla de gas 3. La actividad de oxidación a baja temperatura del catalizador C permaneció muy elevada en ambas mezclas de gas 3 y 4. Los datos mostraron que Pd es más activo en la presencia de CO,
que Pt.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3 Temperatura para la conversión de 80% (T80-CO) de los catalizadores A, B y C, en las mezclas de gas 3 y 4

4

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2

En otra serie de pruebas de actividad se probó el catalizador D (basado en 1% en peso de Pt-alúmina) y el catalizador E (basado en 4% en peso de Pd-óxido de cerio), para el activación de HC y CO en un equipo de prueba de gas SCAT utilizando las mezclas de gases enunciadas en la tabla 4, y la temperatura del gas aplicada sobre cada muestra se incrementó durante cada prueba, desde 100ºC hasta 500ºC.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 4 Mezclas de gas utilizadas para pruebas de actividad de los Catalizadores D y E

5

Para cada mezcla de gas desde la 5 hasta la 9, la concentración de CO se incrementó progresivamente, y se mantuvo constantes los gases restantes con un equilibrio de nitrógeno. Tabla 5 muestra el efecto de la concentración de CO sobre la activación del HC y el CO de los catalizadores.

TABLA 5 Temperatura para la conversión del 80% (T80-HC/CO) de los catalizadores D y E en las mezclas de gas 5-9

6

El catalizador D mostró una pérdida en la actividad a baja temperatura, cuando se incrementó progresivamente la concentración de CO, mientras que el catalizador E mostró una actividad mejorada a baja temperatura, con suministros superiores de gas CO. Dedujimos que la pérdida en la actividad para el catalizador D se debe al auto-empobrecimiento de los puntos activos en el catalizador. Es bien conocido que la fuerte absorción de CO en los puntos de Pt activos puede bloquear la adsorción del oxígeno necesario para la reacción oxidativa para formar CO_{2}. El catalizador E no mostró este comportamiento de auto-empobrecimiento, y la actividad de este catalizador para oxidar CO en concentraciones de CO superiores, está mejorada significativamente frente a los catalizadores A y D.

Ejemplo 3

Se llevó a cabo pruebas en equipo sobre el catalizador D (basado en 1% en peso de Pt-alúmina) y el catalizador E (basado en el 4% en peso de Pd-óxido de cerio), utilizando las mezclas de gas con 25000 ppm de CO y dos concentraciones diferentes de HC (usando bien propeno o tolueno). Se colocó una muestra de cada catalizador en las mezclas de gas mostradas en la tabla 6, y se incrementó la temperatura del gas desde 100ºC hasta 500ºC. La concentración de HC (como C1) se incrementó desde 600 ppm hasta 3 000 ppm, utilizando bien propeno o tolueno como especies de HC. La actividad de los catalizadores probados se proporciona en la tabla 7.

TABLA 6 Mezclas de gas utilizadas para pruebas de actividad sobre el catalizador D y el catalizador E

7

TABLA 7 Temperatura para la conversión del 80% (T80-CO/HC) de los catalizadores D y E en las mezclas de gas 10-13

8

Para las mezclas de gas 10 y 12 (que contienen 25000 ppm de CO, 600 ppm de HC), el catalizador E mostró la mayor actividad para la activación de HC y CO. La actividad de activación del catalizador D se deterioro en las mezclas de gas 11 y 13 (que contienen 25000 ppm de CO, 3000 ppm de HC) en relación con la actividad encontrada para mezclas de gas 10 o 12. La actividad del catalizador E en todas las mezclas de gas utilizadas, permaneció por encima de la del catalizador D.

Ejemplo 4

Se llevó a cabo pruebas en un equipo, sobre el catalizador A, el catalizador B y el catalizador C, utilizando mezclas de gas con 10000 ppm de CO y cuatro concentraciones diferentes de HC (utilizando propeno). Se probó una muestra de cada catalizador en las mezclas de gas de la tabla 8, y la temperatura del gas se incrementó desde 100ºC hasta 500ºC. La concentración de HC (como C1) se incrementó desde 600 ppm hasta 4500 ppm (propeno). La actividad de los catalizadores se muestra en la tabla 9.

TABLA 8 Mezclas de gas utilizadas para pruebas de actividad de los catalizadores A, B y el catalizador C

9

TABLA 9 Temperatura para la conversión del 80% (T80-CO/HC) de los catalizadores A, B y C, en las mezclas de gas 14-17

11

\vskip1.000000\baselineskip

El catalizador C exhibe la actividad más alta para oxidación HC y CO en el suministro de gas que contenía 600 ppm de HC. El catalizador B tuvo la actividad más pobre. Niveles incrementados de HC provocaron una ligera caída en la actividad del catalizador, pero incluso los niveles de HC más elevados, el catalizador C tuvo actividad, a mucho menos temperatura para la activación de la oxidación, en comparación con los catalizadores A y B.

Ejemplo 5

Se llevó a cabo una serie suplementaria de pruebas SCAT con el catalizador C (2% en peso de Pd-óxido de cerio), el catalizador F (2,5% en peso de Pt-basado en alúmina) y el catalizador G (1,25% en peso de Pt/1% en peso de Pd - que es una mezcla del catalizador C y el catalizador F), utilizando mezclas de gas con 1% de CO y tres especies diferentes de HC a una concentración de 1000 ppm (C3). El procedimiento de prueba fue como el descrito previamente, y las mezclas de gas se muestran en la tabla 10. La actividad de los catalizadores probado se proporcionan en la
tabla 11.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 10 Mezclas de gas utilizadas para pruebas de actividad sobre los catalizadores C, F y G

12

TABLA 11 Temperatura para la conversión del 80% y el 50% (CO/HC) de los catalizadores C, F y G en mezclas de gas 18, 19 y 20

13

\vskip1.000000\baselineskip

Mientras que el catalizador C permanece muy eficaz para oxidación CO a baja temperatura, el catalizador F permanece más eficaz para oxidación de HC de pequeña cadena, excepto para el propeno. El sistema mezclado del catalizador G mostró una buena actividad de CO, con actividad no diferente a la del catalizador C. El catalizador G mostró una activación de propeno equivalente al catalizador C, y una activación considerablemente inferior para etileno y etano, demostrando el fuerte efecto de sinergia conseguido mediante la combinación de ambas formulaciones de
catalizador.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 6

Se evaluó el efecto de otros soportes de metal, para su comparación con el catalizador A (2% en peso de Pd - Al_{2}
O_{3}) y el catalizador C (2% en peso de Pd-Ce), en la mezcla de gas 3 (elevadas concentraciones de CO y HC) y en la mezcla de gas 21 (bajas concentraciones de CO y HC). Catalizadores adicionales evaluados fueron el catalizador H (2% en peso de Pd-óxido de Mn), el catalizador I (2% en peso de Pd-Mn:Zr [85:15]) y el catalizador J (2% en peso de Pd - 20% de Ba/Al_{2}O_{3}). El procedimiento de prueba fue como el anterior, y las mezclas de gas se muestran en la tabla 12, con la actividad de catalizadores resumida en la tabla 13.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 12 Mezclas de gas utilizadas para las pruebas de actividad en el catalizador A, C, H, I y J

14

TABLA 13 Temperatura para la conversión del 80% y el 50% (CO/HC) de los catalizadores A, C, H, I y J en las mezclas de gas 3 y 21

15

Ambos catalizadores H e I con contenido en Mn, mostraron un rendimiento equivalente al catalizador C con elevadas concentraciones de HC no, pero también una activación inferior con bajas concentraciones de CO. La adición de Ba (catalizador J) mostró un rendimiento mejorado con CO, en comparación con baja concentración de CO, y tuvo una actividad superior en comparación con el catalizador A.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 7

Un vehículo diesel de 1,9 litros, conducto común, inyección directa, de motor sobrealimentado, certificado por los requisitos legislativos de la European Stage 3, y alimentado con combustible diesel con contenido en sulfuro menor de 10 ppm, se equipo con catalizadores soportados en cerámica de 4,66 pulgadas (118 mm de diámetro) y 6 pulgadas (152 mm) de longitud. El catalizador K fue revestido con catalizador de platino a 140 g ft ^{-3} (4,85 g litro^{-1}) y el catalizador L fue revestido con catalizador de platino a 70 g ft ^{-3} (2,43 g litro^{-1}), y el catalizador de paladio-óxido de cerio con una carga de paladio de 70 g ft ^{-3} (2,43 g litro^{-1}). Antes de las pruebas, los catalizadores fueron endurecidos durante 5 horas a 700ºC.

Las emisiones de escape del motor fueron modificadas para reproducir un rango de condiciones de gases de escape. Estas variaciones se consiguieron mediante permitir el cambio de uno o más de los siguientes parámetros: tasa de EGR, sincronización de inyección piloto y cantidad de combustible inyectado, sincronización de inyección principal, presión del combustible del conducto común y sobrepresión del turbocompresor. Con estos cambios de calibración, fue posible incrementar los niveles de HC y CO desde el motor.

Se evaluó ambos catalizadores en el ciclo europeo de tres pruebas, con la calibración de producción estándar (base). Fueron evaluados con una calibración que produjo emisiones de CO tres veces superior a la calibración base. La tabla 14 resume los resultados para ambos catalizadores, con ambas calibraciones.

TABLA 14 Resultados (g/km) con el catalizador A y el B, para ambas calibraciones

16

A partir de la tabla 14 puede verse que con la Calibración Base, los catalizadores tienen un rendimiento muy similar en relación con la retirada de CO. Con la calibración de CO elevado, el catalizador L tuvo emisiones de HC y CO en el tubo de escape, muy inferiores a las emisiones del catalizador K.

El método utilizado para incrementar las emisiones de CO desde el motor, tuvo también como resultado un destacable incremento en el NO_{x}. Este podría no producirse en el tipo de motor diseñado específicamente para funcionar bajo condiciones que tuvieran como resultado estas elevadas emisiones de CO. Sin embargo, los resultados muestran que el rendimiento de la oxidación de ambos catalizadores, es independiente de la concentración de NO. Por lo tanto, utilizar una concentración constante de 200 ppm de NO_{x} en la prueba de gas sintético, no tuvo influencia en los resultados obtenidos para la oxidación de HC y CO.

Claims

1. Un aparato que comprende un motor de encendido por compresión, operativo en un primer modo de marcha normal, y en un segundo modo que produce de gases de escape que comprenden un nivel de monóxido de carbono (CO) incrementado, en relación con el primer modo, comprende medios para, estando en uso, conmutar el funcionamiento del motor entre los dos modos, y comprende un sistema de escape, en el que el único componente catalizado presente en el sistema de escape está seleccionado entre el grupo que consiste en:

(i): un catalizador de oxidación;

(ii): un filtro de hollín catalizado;

(iii): una trampa de NO_{x};

(iv): un catalizador de cuatro vías; y

donde el componente catalizado comprende un sustrato monolito que comprende un catalizador de paladio (Pd) soportado sobre un primer material de soporte asociado con al menos un promotor de metal básico, y un catalizador de platino (Pt) asociado con el catalizador de Pd soportado.

2. Un aparato acorde con la reivindicación 1, en el que el catalizador de Pt está soportado sobre un segundo material de soporte.

3. Un aparato acorde con la reivindicación 1 o la 2, en el que el motor está configurado para producir gases de escape que comprenden más de 2000 ppm de CO, cuando funciona en el segundo modo.

4. Un aparato acorde con la reivindicación 1, o con la reivindicación 3 cuando depende de la reivindicación 1, en el que el sustrato monolito comprende una disposición de los componentes de catalizador de Pd y el catalizador de Pt, seleccionada de entre el grupo que consiste en:

(a): una primera capa que comprende el catalizador de Pt y una segunda capa que recubre la primera capa, segunda capa que comprende el catalizador de Pd soportado y el asociado, al menos un, promotor de metal básico; y

(b): un catalizador de Pt localizado corriente abajo respecto del catalizador de Pd soportado y el asociado, al menos un, promotor de metal básico.

5. Un aparato acorde con la reivindicación 2, o con la reivindicación 3 cuando depende de la reivindicación 2, en el que el sustrato monolito comprende una disposición de catalizadores soportados, seleccionados entre el grupo que consiste en:

(a): una primera capa que comprende el catalizador de Pt soportado, y una segunda capa que recubre la primera capa, con la segunda capa comprendiendo el catalizador de Pd soportado y el asociado, al menos un, promotor de metal básico;

(b): una sola capa de imprimación, capa que comprende el catalizador de Pd soportado, el asociado, al menos un, promotor de metal básico y el catalizador de Pt soportado, en la que el catalizador de Pd y el catalizador de Pt están, cada uno, soportados sobre un material separado y diferente, de soporte en partículas; y

(c): un catalizador de Pt soportado, localizado corriente abajo respecto del catalizador de Pd soportado y del, al menos un, promotor de metal básico.

6. Un aparato acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que el medio para conmutar entre los dos modos conmuta entre el primer modo y el segundo modo, cuando la temperatura del catalizador de Pt es menor de 250ºC.

7. Un aparato acorde con la reivindicación 2, en el que el catalizador de Pd y el catalizador de Pt están dispuestos ambos sobre el mismo material de soporte.

8. Un aparato acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que el, al menos un, promotor de metal básico está seleccionado entre el grupo que consiste en un óxido reducible, un metal básico, y mezclas de cualesquiera dos o más de estos.

\newpage

9. Un aparato acorde con la reivindicación 8 en el que el, al menos un, óxido reducible es un óxido de un metal seleccionado entre el grupo que consiste en manganeso, hierro, cobre, estaño, cobalto y cerio, seleccionado opcionalmente entre el grupo que consiste en MnO_{2}, Mn_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, SnO_{2}, CuO, CoO y CeO_{2}.

10. Un aparato acorde con la reivindicación 8 en el que el, al menos un, óxido reducible está disperso sobre el material de soporte del catalizador de Pd.

11. Un aparato acorde con la reivindicación 8, en el que el material de soporte del catalizador de Pd comprende por si mismo óxido reducible en partículas.

12. Un aparato acorde con la reivindicación 8 en el que el, al menos un, metal básico está seleccionado entre grupo que consiste en: un metal alcalino, seleccionado opcionalmente entre el grupo que consiste en sodio, potasio y cesio; un metal alcalinotérreo, opcionalmente seleccionado entre el grupo que consiste en barrio, magnesio, calcio y estroncio; un metal lantánido seleccionado opcionalmente entre el grupo que consiste en cerio, praseodimio y lantano; y mezclas, óxidos compuestos u óxidos mezclados de cualesquiera dos o más de los anteriores.

13. Un aparato acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que el, o cada, material de soporte está seleccionado entre el grupo que consiste en: alúmina; sílice-alúmina; óxido de cerio; magnesia; dióxido de titanio; dióxido de circonio; una zeolita; y mezclas, óxidos compuestos u óxidos mezclados de cualesquiera dos o más de los anteriores.

14. Un aparato acorde con la reivindicación 2, y con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 13 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que una parte de catalizador soportado del componente catalizado, contiene entre el 0,1 y el 30,0%, opcionalmente entre el 0,5 y el 15,0%, preferentemente entre el 1,0 y el 5,0% en peso combinado de Pt y Pd, en base al peso total combinado del catalizador de Pd soportado y el catalizador de Pt soportado.

15. Un aparato acorde con la reivindicación 2, y con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 14 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que una parte de catalizador soportado del componente catalizador, contiene una proporción en peso de entre 95:5 y 10:90 Pd:Pt.

16. Un aparato acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que el componente catalizado comprende entre 30 y 300 g/ft^{3} de Pd, y entre 30 y 300 g/ft^{3} de Pt.

17. Un aparato acorde con la reivindicación 2, y con cualquiera de reivindicaciones 3 a 16 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que los catalizadores soportados contienen entre el 0,1 y el 10,0% de Pt en peso, y entre el 0,1 y el 20,0% de Pd en peso, en base al peso total combinado de los catalizadores soportados.

18. Un aparato acorde con cualquier reivindicación precedente, en el que el motor es un motor diesel.

19. Un proceso para manejar un aparato que comprende un motor de encendido por compresión, operativo en un primer modo de funcionamiento normal, y en un segundo modo de producción de gases de escape que comprenden un nivel de monóxido de carbono (CO) incrementado, en relación con el primer modo, comprende medios para, estando en uso, conmutar el funcionamiento del motor entre los dos modos, y comprende un sistema de escape en el que el único componente catalizado presente en el sistema de escape, está seleccionado entre el grupo que consiste en:

(i): un catalizador de oxidación;

(ii): un filtro de hollín catalizado;

(iii): una trampa de NO_{x};

(iv): un catalizador de cuatro vías; y

en el que el componente catalizado comprende un sustrato monolito, que comprende un catalizador de paladio (Pd) soportado sobre un primer material de soporte asociado con el, al menos un, promotor de metal básico, y un catalizador de platino (Pt) asociado con el catalizador de Pd soportado, proceso que comprende hacer funcionar el motor en el primer modo de funcionamiento normal, y conmutar el motor al segundo modo de funcionamiento, cuando un valor de, al menos, un parámetro medible indicativo de una condición del motor, está fuera de un rango predeterminado.

20. Un proceso acorde con la reivindicación 19 en el que el, al menos un, parámetro medible está seleccionado entre el grupo que consiste en: la temperatura de gases de escape; la temperatura de la capa de catalizador; él flujo de masa de gases de escape en el sistema; el vacío de colector; la sincronización del encendido; la velocidad del motor; la posición del estrangulador (posición del acelerador); el valor lambda de los gases de escape; la cantidad de combustible inyectado en el motor; la posición de la válvula de reciclaje de los gases de escape (EGR), y por lo tanto la cantidad de EGR; la sobrepresión; y la temperatura del refrigerante del motor.