国六轻型车催化转化器应用现状的分析

采集2019年至2021年共计917辆申报轻型车第6阶段排放标准的新车催化转化器数据,分别从载体单元数量分布、封装形式、三元催化器(TWC)和颗粒捕集器(GPF)分布、催化剂涂层厂分布、贵金属含量及贵金属测试结果合格率进行统计分析。结果表明:采集数据车辆多选用两个催化转化器载体单元,且多为TWC+GPF前后分布模式,除了TWC含有贵金属,95%的GPF也含有贵金属;贵金属多选用二贵金属元素,其中钯(Pd)、铑(Rh)配方占比最多,单贵金属元素和三贵金属元素配方占比较少;贵金属含量分布范围大,GPF贵金属含量普遍低于TWC贵金属含量;催化剂涂层多选用进口涂层厂及少部分国内涂层厂,且贵金属测试结果合格率高,部分国内涂层厂贵金属含量测试结果合格率低。因此可结合排放数据综合分析原因,实现对车用尾气排放控制系统的有效监控,从源头预防角度为大气污染提供防治思路。

汽油车三元催化转化器失效研究进展

三元催化转化器作为汽油车排气系统常用的后处理装置之一,其失效对排气系统的污染物排放产生巨大影响。然而,相关研究进展的系统总结仍然缺乏。基于此,本文总结国内外三元催化转化器失效的研究进展,从壳体失效、催化剂失效等两个方面进行分析,及综述了催化剂失效的解决方法,为其后续的优化设计提供参考。

探讨更换三元催化转化器对汽车尾气排放的影响

汽车的普及和城市化进程导致了交通工具的数量持续增加,同时也带来了越来越严重的环境污染问题。汽车尾气排放中的有害物质对人体健康和环境的影响越来越大。为了减少汽车尾气排放对环境和人类健康的影响,各国政府和汽车制造商不断研发新的技术和设备。三元催化转化器是其中一种重要的设备,它可以将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质。但是,随着汽车使用时间的延长,三元催化转化器的老化和损坏也会导致其效果下降,甚至完全失效。因此,更换三元催化转化器对保护环境和人类健康至关重要。

车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的不确定度评定

根据《化学分析中不确定度评估指南》对催化转化器中铑的不确定度进行评定,分析全部测定过程中测量不确定度的来源,包括载体体积测量、试样称量、试液中Rh浓度、重复性等产生的不确定度。通过不确定度分析研究,建立了车用陶瓷催化转化器中Pt、Pd、Rh不确定度的分析评定方法,为车用催化转化器中Pt、Pd、Rh含量测定等工作提供指导借鉴,为合理评价检测结果提供了科学依据。

车用催化转化器的数值模拟与实验研究

采用数值模拟和实验相结合的方法比较了常规结构和一种特殊结构双载体三效催化转化器的性能。数值模拟的结果表明,安装环形片的催化转化器流动均匀性优于常规结构的催化转化器。实验结果表明,安装环形片可以提高催化器的转化效率。

氧化催化转化器对柴油机颗粒物排放特性的影响

以某高压共轨重型柴油机为样机,研究氧化催化转化器（Diesel Oxidation Catalyst,DOC）对柴油机颗粒排放规律的影响.研究结果表明,各工况下,DOC后测点颗粒物质量浓度相对于前测点均有所下降,降幅随转速升高而减小,随着负荷的增大变化不大;外特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒和聚集态颗粒的转化率均随着转速增加而波动下降,其平均转化率分别为21.5%,26.2%和15.4%;最大转矩转速1 400r·min^-1负荷特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒、聚集态颗粒的转化率均随着负荷的增大先下降再上升,其平均转化率为34.6%,38.8%和27.3%;DOC对核态颗粒物的转化率高于聚集态颗粒物,在粒径为9-12nm的范围内转化率达到最高,其他粒径范围内转化率大多介于20%-40%之间.

汽油车三效催化转化器反应流的数值模拟

建立了三效催化转化器载体单个孔道内的二维流场模型,并且加入了详细化学反应机理,该机理考虑了8种气体组分和23种表面物质,共有61个基元反应。用计算流体力学软件对反应流进行了数值模拟,得到转化率随温度的变化情况,与试验值吻合良好。并且对模拟得到的气体组分的质量分数分布图进行了分析,得到了流场与催化剂表面化学性质之间的关系,对如何提高三效催化转化器转化率具有重要的参考价值。

催化转化器老化试验相关性研究

介绍了试车场实车老化试验结果并进行了简要分析。从起燃温度、空燃比特性、工况法排放和实时连续分析结果等四方面比较分析了催化转化器台架快速老化和试车场实车老化的结果及其相关性。基于选定的车型和催化转化器 ,结果表明 10 0h台架快速老化试验比试车场

CFD在车用催化转化器结构优化设计中的应用

本文用当量连续法建立了蜂窝载体的流体动力学模型,并用CFD软件对两个不同结构扩张管的双载体催化转化器的流场进行了三维稳态流动数值模拟。模拟结果显示:在相同气流条件下,短锥形扩张管较长扩张管更容易造成气流在锥形管壁面出现分离并产生较强的扰动,使局部流动损失增大,同时使得载体前气流速度分布更加不均匀;此外,载体之间的缝隙空间使第二块载体的速度分布更趋均匀。模拟结果为催化转化器的优化设计提供了依据。

车用催化转化器非稳态温度场的试验研究

用热电偶测量了发动机真实排气条件下催化转化器蜂窝陶瓷白载体和催化剂载体内的非稳态温度场 ,并考察了扩张管结构对载体温度场及升温特性的影响。研究结果表明 :白载体与催化剂载体的升温特性有很大的区别 ;催化转化器扩张管结构对催化剂的升温特性有较明显的影响。

催化转化器在发动机台架上的评价试验装置

本文介绍了开发催化转化器在发动机台架上评价试验装置的必要性,列出了催化转化器进行发动机台架评价试验的基本内容,然后着重介绍了催化转化器活性(净化性能)评价试验装置、快速老化试验和机械特性评价试验装置的研制原理、基本结构和技术关键,最后介绍了实际应用效果。

催化转化器载体对流场及压力损失的影响

利用计算流体动力学(CFD)软件,建立了催化转化器流场的二维模型,对催化转化器的稳态流动进行了数值模拟.在此基础上对不同载体参数催化转化器的流动分布和压力损失进行数值计算,分析了载体长度、长径比和开口率等结构参数与催化转化器流场及压力损失的关系.数值计算表明:载体对气流的阻力能起到使之趋向于均匀分布的作用.

车用催化转化器的起燃特性及其评价试验方法

车用催化转化器的起燃特性对满足日益严格的排放法规是至关重要的。对起燃特性评价试验中常用的起燃温度法和不常用的起燃时间法进行了对比分析,认为在催化器与发动机或整车的匹配优化中应更注重使用后者。以十五工况测试时排气温度变化为模拟目标,提出了一种在发动机台架上对催化器起燃时间特性进行评价的方法,并与起燃温度特性试验结果进行了对比,证明了这种模拟试验方法是合理可行的。

三效催化转化器压力损失对发动机性能的影响

采用计算流体动力学软件对三效催化转化器 (TWC)流场和压力损失进行了数值模拟 ,并对原机与安装TWC后发动机的特性曲线进行了对比试验。结果表明 :发动机的转速越高 ,即TWC的入口流速越大、流速分布越不均匀 ,压力损失越大 ;压力损失使发动机的排气背压升高 ,引起充气效率下降 ;高速时充气效果明显下降 。

车用催化转化器入口管结构改进模拟与试验

利用催化转化器流场的二维模型对多种入口管结构的催化转化器流动分布和压力损失进行了数值计算,并提出一种组合型入口管。通过模拟与试验表明,与常规结构催化转化器相比,组合型入口管可明显改善流动均匀性,降低压力损失约1/4,提高催化转化器效率,延长使用寿命,减小对发动机动力性的影响,但起燃变慢。

改进型汽油机三效催化转化器反应模型及试验研究

基于Langmuir-Hinshelwood机理,在一种详细三效催化转化器化学表面反应机理的基础上加入了助催化剂基元反应,建立了新的催化反应模型。利用气相化学动力学软件对反应流进行了数值模拟,得到了原机理与新机理下反应物物质的量浓度随发动机冷起动瞬态工况的变化情况。进行了发动机冷起动台架试验,将模拟值与试验值进行比较,发现新反应机理相对于原反应机理具有更好的冷起动瞬态响应性。对预测三效催化转化器活性具有重要的参考价值,并对三效催化转化器的优化设计提供了指导。

三效催化转化器快速老化过程性能仿真

基于三效催化转化器详细化学反应机理以及老化机理,建立了包含老化过程的三效催化转化器表面动力学模型,并与CFD软件相耦合,根据100 h快速老化试验条件,建立了三效催化转化器快速老化过程的二维单孔道老化特性模型。对该模型进行数值仿真,得到了特征转化效率随快速老化时间的变化规律以及老化前后三效催化转化器的起燃特性、空燃比特性曲线。结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,这为三效催化转化器的老化过程性能分析提供了有效的理论方法。

基于CFD技术的重载车用柴油机SCR催化转化器

为了改善多载体并联式SCR催化转化器内载体间的均匀性,通过人工分块耦合的方法对该系统划分了六面体网格,应用CFD软件Star-CD,对该催化转化器前端入口多孔管开孔区域在角度分别为180°、255°、360°时进行了对比分析,并在计算的基础上提出了用流量不均匀性指数的方法来评价多载体并联式催化转化器内载体间流量均匀性的方法,根据该方法,入口管串孔区域存在一个最佳角度范围可以使得各载体间流量的分配最均匀。

车用催化转化器内部流动的数值模拟

建立了催化转化器内部流动的数学模型,使用计算流体动力学的方法,对其流场进行了二维数值模拟.在模型验证的基础上,对一典型桑塔纳轿车催化转化器的内部流动特征进行了分析,为其进一步的结构优化及与发动机的匹配提供了必要的信息.

三效催化转化器老化过程预测及数值仿真

基于三效催化转化器的老化机理,提出了老化过程的预测方法。然后将老化机理与化学反应机理相结合,建立包含老化过程的三效催化转化器反应模型,并进行数值仿真,得到三效催化转化器载体温度及氧浓度沿载体轴向的分布特性,最后计算得出预测三效催化转化器老化过程的主要参数以及老化前后转化效率的变化,并与实验值进行比较。