电控发动机三元催化转化器(TWC)的检诊维修

汽车尾气排放作为机动车污染的首要来源,已然严重威胁到了人类健康。三元催化转换器作为车辆尾气处理的核心装置,可以有效控制车辆尾气排放,实现预定环保目标。基于电控发动机,本文对三元催化转化器TWC的工作原理以及常见故障做了分析研究,提供了对三元催化转化器TWC使用性能进行综合判断的四种检诊方案,并给出了相应的车辆维修使用策略。

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。

汽车三元催化转化器的设计与试验

对汽车三元催化转化器的设计性能和评价实验作了系统介绍 。

径向变孔密度载体对汽车催化转化器反应流动的影响

将不同孔密度载体径向组合,形成中心区域孔密度高于边缘区域的变孔密度组合载体,以改善催化转化器载体流动分布.利用FLUENT软件并耦合CHEMKIN,基于Rh催化剂表面CO-O2详细反应机理模型,对径向变孔密度载体建立催化反应模型.发现变孔密度载体的流动分布情况和CO转化率优于原载体,62/140,孔/cm2(每平方厘米孔道数)变孔密度载体的均匀性指数可达0.96,并且在一定范围内几乎不随空速的改变而改变,且压力损失仅略有提高.变孔密度载体(62/140,孔/cm2)的起燃温度比原载体(62,孔/cm2)略低,具有较好的起燃特性.此外,进一步探讨了贵金属负载量对起燃温度下CO转化率的影响,发现增大贵金属负载量可改善催化剂起燃特性,且同时选用较高孔密度载体和较高贵金属负载量有利于进一步提高催化剂低温活性.

新型耐强酸陶瓷催化转化器中铑元素的溶出方法研究

铑在常态下难溶于王水等强酸,使用酸性溶液对耐强酸基体的车用陶瓷催化转化器中铑的完全溶出非常困难。采用微波消解法,研究了消解过程中酸的用量比例、消解温度及消解时间对铑溶出率的影响。结果表明,酸的用量比例对铑的溶出率影响不明显,溶解时间和消解温度对铑的溶出有显著影响。通过单因素试验分析,建立了一种新型耐强酸陶瓷催化转化器中铑元素的微波消解溶出方法,在消解时间为60 min,消解温度为212℃的条件下,铑的溶出率提高了25%。