柴油机Urea-SCR催化器储氨量计算

针对Urea-SCR催化器储氨量计算问题,提出基于催化器下游NOx变化规律的计算方法,并分析对比其与质量守恒法的准确程度。在AVL台架上开展储氨特性试验并分析试验数据发现,添蓝溶液不足时,质量守恒法计算结果为负数且添蓝溶液过喷时其计算结果远大于变化规律法;相比质量守恒法,变化规律法排除了HC与NOx的反应以及添蓝溶液的沉淀与结晶对计算结果的影响,误差减少10%。

车用柴油机Urea-SCR催化器优化设计及试验研究

运用CFD手段对SCR催化器进行了优化设计,分析了初级混合管内速度分布、载体内流量均匀性等。模拟结果表明:优化设计后的SCR催化器减少了尿素液滴碰壁的几率,提高了尿素液滴与尾气的混合均匀性。对优化设计后的SCR催化器进行性能试验、初期耐久试验和道路验证试验。试验结果表明:优化设计后的SCR催化器在欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)下氮氧化物(NOx)转化效率相比原结构SCR催化器分别提高了11.8%和13.8%,且能有效避免尿素结晶结石等沉积物的形成。

影响柴油机Urea-SCR催化器转化效率的因素分析

为了能够更好地分析影响SCR催化器氮氧化物转化效率的根本因素,笔者充分运用数值仿真与试验方法,对SCR催化器载体表面的催化还原反应进行分析与探讨,以期获得更多的内部化学反应信息,从而在设计与优化SCR催化器上提供有益的参考建议。

柴油机Urea-SCR催化器优化设计及仿真研究

运用计算流体力学(CFD)软件,对结构改进前后的选择性催化还原(SCR)催化器内流场进行了三维稳态流动数值模拟,对比分析了改进前后4种不同结构的催化器内流动特性,研究得到不同结构下压力、温度、流速和NO的质量分数之间的关系。结果表明:优化设计后的SCR催化器增大了载体中部高速区的占比,使载体内流速相对均匀。降低了由于温度、压力产生的涡流,提高了尿素液滴与尾气的混合均匀性和尾气中NO_x的转化率。当SCR催化器长度为180 mm,宽度为160 mm,角度为36.5°时,管内压力、温度、流速达到最佳状态且NO_x的转化效率达到最高。模拟结果为进一步优化设计柴油机SCR催化器提供了设计依据。

增程式三缸发动机催化器开裂分析与优化

针对某增程式三缸发动机催化器在耐久性试验中出现的开裂问题,判定断口形式,分析开裂原因,提出优化方案,并进行分析验证。使用化学成分检测、金相组织分析、断口电镜扫描等方式对断口与材料进行了分析,判定断口形式;讨论三缸发动机振动特性,对催化器进行传热分析与热模态分析,通过模态干涉图与应变能密度判定开裂原因;基于模态频率与振型提出对催化器支架的改进方案,并进行分析与验证。研究结果表明,该发动机催化器表面会在高温氧化下形成晶间裂纹,当支架刚度不足时,催化器热模态频率过低,高温状态下会与三缸发动机的3阶燃烧激励发生共振,导致表面裂纹扩展形成断裂;通过分析催化器热模态频率、振型和应变能密度,可有效地对催化器支架进行改进,为三缸发动机的催化器设计提供参考。

汽车极限老化催化器的分析与制造

本文分析了极限催化器制作在整车开发过程中的必要性,首先对制作方法进行理论分析,再进行实际制作,结论证明制作方法可行,项目应用有效。

汽车排气催化器支架断裂分析

针对排气催化器在发动机台架试验中发生的支架失效问题开展研究,通过材质分析、断口宏观/微观形貌观察及焊缝金相分析,确定零件的失效模式和原因。结果表明:排气催化器支架焊缝焊根未焊透,导致焊缝连接强度降低,引起焊缝开裂。建议改进排气催化器支架焊接工艺,避免产生焊根未焊透缺陷。

三元催化器在尾气处理中的关键作用

三元催化器是汽车尾气处理系统中的重要部件,它可以将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质,从而减少汽车尾气对环境的污染。三元催化器的工作原理是利用催化器的作用,在高温下将汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为二氧化碳、水和氮气。三元催化器在汽车尾气处理中起着关键的作用,它可以有效地减少汽车尾气对环境的污染。目前,三元催化器已经广泛应用于汽车尾气处理系统中,并在不断地改进和完善。

柴油机Urea-SCR系统带导流装置扩张管及催化器内部特性分析

为了改善选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化器内部速度和压力分布,使发动机的排气和还原剂尽可能均匀地通过整个催化剂载体,利用计算流体力学FIRE软件在不同工况下对常规的圆锥形催化器不同扩张角进行稳态数值模拟。根据模拟结果分析影响催化器内部流动特性的主要因素,得到最佳的扩张角。在此基础上加装导流装置,并对加装导流装置前后的催化器内流场分布进行比较。研究结果表明:导流装置对载体前端面速度和还原剂的均匀性有所改善,可以提高SCR系统的NOx转化效率。

国四100 mL踏板摩托车三效催化器贵金属减量化研究

三效催化器是控制摩托车尾气排放最有效的技术手段。而当前三效催化器中起主要作用的活性组分贵金属的价格持续升高,对行业下游特别是主机厂带来巨大的成本压力。优化催化器系统设计,减少贵金属用量是降低三效催化器成本的关键。基于一款100 mL排量国四踏板摩托车,在该车原催化器技术方案基础上,通过对催化器的系统设计,从贵金属配比、催化剂涂层配方和催化器载体结构选型等方面开展优化降本研究。实验结果表明通过优化方案可使得贵金属用量下降69%,同时催化剂新鲜态和耐久后排放性能满足国四排放要求且均优于原方案。

国六柴油机后处理催化器螺柱焊研究

国六柴油机筒式后处理催化器上集成传感器、线束,筒体上采用螺柱作为连接支架,固定集成线束。目前对于螺柱与筒体的连接方式采用螺柱焊工艺。针对螺柱焊应用在后处理催化器筒体上,研究实现螺柱焊接的稳定性。介绍了后处理专用螺柱结构设计、螺柱焊机选型、螺柱焊接参数。分析如何使螺柱焊接质量提升,焊接稳定,缺陷率低。使螺柱焊真正的应用在后处理催化器上作为集成线束传感器连接的支架桥梁,实现批量化生产。

车用催化器流场数值模拟及其在结构优化设计中的应用

采用当量连续法建立了催化器蜂窝载体的流体动力学模型 ,并用 STAR-CD软件对各种结构催化器的稳态流场进行了多维数值模拟。为了验证模型的精度 ,用毕托管测量了催化器载体后的速度分布 ,并与模拟结果进行比较 ,计算值与测量值吻合良好。在此基础上 ,用软件对扩张管、载体形状和载体之间的缝隙等影响催化器流动特性的因素进行了研究。

车用催化器结构因素对流速分布的影响

车用催化器的速度分布特性对催化器和发动机的性能有很大影响。本文在气道稳流实验台上利用三孔毕托管测量了不同结构催化器的速度分布,并进行了细致的对比分析。研究表明:扩张角越大,流速分布越不均匀,但锥角超过一定值后,对流速分布的影响减弱;斜扩张管催化器的速度分布均匀性优于相同长度直扩张管催化器;球形端面载体的速度分布均匀性要好于常规平端面载体;载体安装位置离扩张管越远,流速分布越均匀。

天然气汽车三效催化器流场均匀性数值模拟及催化剂优化

设计了一种组合式导流装置,并数值模拟了其对三效催化器内流场均匀性的影响.优化设计了一种适合天然气汽车尾气净化的催化剂,提出了催化剂的制备、配方及加工工艺.研究表明,加装导流装置能有效改善三效催化器内流场的均匀性.在设计的均流装置、催化剂配比及催化剂加工工艺下,催化器内流场均匀性提高了5%以上,使用寿命也较大提高.天然气汽车三效催化器中贵金属用量大大降低,保持了较高的废气净化效率.

氧化催化器出口温度控制研究

氧化催化器(DOC)出口温度控制是实现颗粒捕集器(DPF)主动再生控制热管理的关键。本文结合DOC系统的实际特征对系统进行分析,研究DOC传热及化学反应特性,建立了DOC一阶加延迟的载体出口温度响应模型,并利用载体试验数据进行了模型参数校核,同时建立了热响应特征模型时间常数及延迟时间常数与排气流量的关系。依据系统模型特征,研究了基于内模控制架构的PID控制策略,采用Pade二阶非对称近似方法对系统响应延迟部分进行处理,利用经典PID控制器与内模PID控制器等效方法建立了PID参数求解方程,分析了滤波器参数的设置方法。该控制策略通过台架试验,选取连续变化工况进行测试,DOC出口温度在排气流量及入口温度均大幅变化的情况下,可以确保出口温度控制在(575±20)℃范围内。

分子筛与钒基SCR催化器瞬态反应特性对比

在发动机试验台上,对比研究了分子筛和钒基选择催化还原(SCR)催化器在真实柴油机排气环境下的稳态与瞬态反应特性,在此基础上进行了ETC瞬态试验,对分子筛SCR催化器还原剂的瞬态喷射策略进行了优化.结果表明:分子筛SCR催化器在250,℃以下的低温区域的NO_x标称转化效率明显优于钒基SCR催化器,但两者的标称转化效率在高温区域相差不大;在相同工况下,分子筛SCR催化器的瞬态氨存储能力大约为钒基SCR催化器的两倍;在ETC瞬态循环下,分子筛SCR催化器的瞬态响应速度更快,ETC瞬态循环的排放性能远远优于钒基SCR催化器;相比于钒基SCR催化器,分子筛SCR催化器在低温区域使用的氨氮比应提高0.05左右,在负荷跃迁区域应采用更小的还原剂喷射延迟.

斜扩张管催化器流场三维数值模拟和结构优化设计

采用计算流体力学 (CFD)软件 ,对具有良好流动特性的斜扩张管催化器进行了三维稳态流动数值模拟 ,并研究了扩张管倾斜角和入口管布置对流动特性的影响。研究结果表明 :扩张管倾斜角在 6 0°附近可使催化器获得较均匀的流速分布和较小的压力损失 ;

采用燃烧器+氧化催化器的柴油机微粒捕集器复合再生控制策略的研究

设计了一种车载全流式燃烧器,从增压柴油机的涡轮增压器取出新鲜空气,从回油管路取油供给燃烧;将该装置安装在排气管尾端使捕集器进行再生,在燃烧器和捕集器之间增加氧化催化器,实现了在发动机所有稳态工况下捕集器的复合再生。在排气背压的再生控制策略基础上,根据经验公式对背压值进行温度修正,将三维背压MAP简化为二维,提出"恒温定时"的复合再生控制策略,分析了控制策略在不同工况区域的运用,给出了再生过程分析实例。对既定的控制策略进行了实车试验,结果表明微粒排放达到了国Ⅳ标准。

紧凑耦合催化器降低汽油机冷起动HC排放的研究

利用发动机台架模拟试验方法,研究了紧凑耦合催化器在冷起动过程中的动态特性及降低冷起动HC排放的效果。研究结果表明:催化器的安装位置对冷起动HC排放有显著影响。加装紧凑耦合催化器可以大幅度降低冷起动HC排放物,陶瓷载体CCC可降低50%左右,金属载体可降低84%左右。

柴油机尿素SCR催化器优化设计

运用计算流体力学手段对柴油机SCR催化器内排气流动、尿素水溶液喷射雾化、液滴蒸发、尿素热解和催化剂表面化学反应等整个NOx后处理过程进行了模拟,通过考察不同方案下载体前端面的尿素浓度分布及NOx转化率,研究了还原剂添加位置、喷嘴型式以及催化器入口扩张管形状等因素对催化器系统NOx转化性能的影响,研究结果为催化器的优化设计提供了指导依据。