车用三效催化转化器劣化性能参数灰色关联分析

建立老化机理与化学反应结合、铂(Pt)颗粒平均直径与反应频率因子修正化学反应的三效催化转化器劣化仿真模型.通过将NO和CO转化效率的仿真结果与实验结果对比,验证模型的有效性,并将仿真结果进行灰色关联分析.研究结果表明:过量空气系数、入口温度、扩张角、行驶里程的关联度均大于0.5,均是影响三效催化转化器劣化性能的主要因素,其中行驶里程的关联度最大,是最主要的影响因素,与事实相符,证明灰色关联分析方法用于分析三效催化转化器劣化影响因素是有效的.     

车用三效催化转化器的理论研究

论述了三效催化转化器(TWC)中的储放氧、传递现象及催化反应动力学，分析了三效催化转化器的工作原理和工作过程，建立了三效催化转化器工作过程的二维模型，在模型中将催化转化器载体的物理化学过程简化成4个控制方程，并推导出一个可用于定性分析催化转化器转化性能的公式，该公式以载体温度为基准，从传质速度和化学反应速率两方面分析三效催化转化器的总体反应速率。     

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．     

天然气汽车催化转化器流场的数值模拟

对天然气汽车尾气催化转化器的流场进行了稳态流动的数值模拟.模拟结果表明:气体从催化器进气管进入扩张管流动会发生分离,而气体的流动在排气锥管收敛得很好;气体的流动分布在很大程度上依靠催化器扩张管角度;催化器载体中有明显的压降;覆盖在中心孔道表面的贵金属催化剂比边缘区域消耗得快.     

车用三效催化转化器剩余寿命的非等间隔灰色预测

为了有效预测车用三效催化转化器的剩余寿命,在进行快速老化试验后,采用氮吸附法测定三效催化转化器比表面积,并在其实验比表面积减小率的基础上采用非等间隔灰色预测模型对车用三效催化转化器剩余寿命进行预测,并对其预测结果的残差进行后验差检验.研究结果表明:在进行快速老化试验204 min后,比表面积减小6.42％,即车用三效催化转化器耐久性寿命至少还有12万km:后验差比值C＜0.35,小误差概率P＞0.95,表明车用三效催化转化器剩余寿命的非等间隔灰色预测模型预测结果具有较高的精度.     

汽车三效催化转化器陶瓷衬垫质量检测系统设计

本文介绍了汽车三效催化转化器陶瓷衬垫组成和性质,说明了衬垫质量对其性能的影响;详细阐述了催化转化器衬垫质量检测系统的设计过程,利用该系统可以准确测量不同型号衬垫的质量以及判断不同型号、批次或日期的产品合格率,从而对加工工序具有指导意义。     

车用催化转化器封装结构对其内部流动的影响

采用计算流体力学的方法，针对一典型催化转化器，研究了催化转化器封装几何结构对其内部流动特性的影响，分析了催化器扩压器的扩压角、收缩管的收缩角和载体的安装位置对催化器流动特性的影响，为催化转化器的结构优化设计提供了必要的指导．     

掺混乙醇对汽油机排放和三效催化转化器性能的影响

基于发动机台架实验系统,研究了掺混(体积比)10%和30%乙醇对汽油机排放和催化转化器性能的影响。结果表明,掺混乙醇导致排气NOx,碳氢化合物(THC)和CO浓度降低,但乙醛和乙醇浓度增大。而且掺混量越高,这种作用越显著。负荷为9.3～44.4kW时,NOx,THC和CO排放浓度的最大降幅分别为6.5%,26%和19%,乙醛和乙醇的最大排放体积分数分别为97×10-6和64×10-6。以铂和铑为主要活性物质的三效催化转化器具有优异的乙醛净化效果,但净化乙醇效率较低。     

汽油发动机排气催化转化器转化性能的研究

通过在试验台架上对汽油发动机排气催化转化器进行试验,探讨转化器在发动机各种工况下对排气中污染物（ＣＯ、ＨＣ）的转化效率、试验结果表明,汽油发动机的排气温度、空速和空燃比对转化器效率影响 大外,转化器的阻力以及发动机的排放污染物浓度对转化效率亦有明显影响,本文提出一种减小转化器阻力及在其前采用二次空气补气两种措施以提高化转化器转化效率的方法,具有实际应用价值。     

汽车尾气三元催化转化器的数值模拟

针对三元催化转化器的起燃特性,建立转化器的数学模型。给出化学反应速率方程和传热传质系数。讨论了在起燃阶段转化器内温度的分布和污染物质的转化情况。对催化转化器的优化设计提供参考。     

车用催化转化器的CO空速特性

根据三元催化转化器的CO空速特性试验，得出了CO空速特性试验曲线，应用流体附面层理论和质量传输的基本原理分析了三元催化转化器蜂窝孔内的CO气体流动和质量传输的过程，解释了三元催化转化器CO空速特性的内在机理，认为随着空速的增加，开始时CO的体积分数附面层厚度直线降低，CO传质系数kf直线上升，加速了CO向催化剂表面的传质速度，有更多的CO被输送到催化剂表面，增加了CO反应物的体积分数，加快了CO的转化率，而与此同时气体流过三元催化转化器所需的时间在直线减小，CO参加化学反应的时间在直线减小，空速对CO传质系数的正面影响和对化学反应时间的负面影响都呈线性变化，二者作用相互抵消，总体表现为CO的转化率没有什么变化，而随空速的进一步增加，CO的体积分数附面层厚度降低变得缓慢，并趋向于稳定，同时CO传质系数kf的上升速度也开始变得缓慢，并趋于稳定，CO的化学反应速度基本维持不变，而与此同时CO参加化学反应的时间还是直线减小，所以CO的催化转化表现为下降趋势。     

乙醇汽油发动机非常规排放及其催化转化的研究

利用气相色谱-氦离子化快速检测方法,研究了一台多点电喷汽油机分别燃用乙醇汽油混合燃料(乙醇的体积分数分别为0%、10%、20%和85%,记为E0、E10、E20和E85)时的非常规醇醛排放特性及其催化转化特性.研究结果表明:与汽油机相比,E10和E20混合燃料发动机的甲醛、乙醛和乙醇排放随乙醇掺混比的增加而增加,而E85混合燃料发动机的甲醛、乙醛排放增幅略小,约为E0发动机的1.6倍和2.4倍,乙醇排放却大幅增加,约为E10混合燃料发动机的35倍;随负荷的增加,乙醛排放整体呈增加的趋势,E10和E20混合燃料发动机的乙醇排放降低,而E85混合燃料发动机的乙醇排放却增加;普通的三效催化器对乙醛、乙醇排放的转化效率均在75%以上,但对甲醛的转化效果不佳,对E20和E85混合燃料发动机甲醛排放的转化效率低于30%.     

催化器非稳态数学模型的研究

讨论了现行催化器模型的缺点,提出了改进模型,改进的催化器模型考虑了工作过程的非稳态基本特征和催化过程与排气管中气体流动的相互作用。还对新模型的求解方法和求解结果做了分析     

汽车尾气稀土催化净化效果的试验研究

根据汽车发动机必需消声量频率特性曲线 ,利用相关的数学模型 ,设计制造了催化净化消声器 ,分别用含有少量贵金属的稀土元素和陶瓷作催化剂和载体 .讨论了脉动补氧量、空燃比A/F、发动机工况和载体的结构形式等因素对净化效果的影响 .试验结果表明 :怠速时 ,由于 CO、HC的排放浓度较其他工况高 ,补氧十分必要 ,而且随着补氧量增加 ,CO、HC的净化转化率提高 ;在节气门开度和转速一定的情况下 ,空燃比 A/F增大时 ,CO、HC的排放浓度降低 ,同时净化率提高 ;在模拟汽车等速工况运行时 ,颗粒型载体的净化效果优于蜂窝型 ,而在怠速工况时 ,两者的净化效果基本一致 ;同种情况下 ,CO的转化率高于 HC的转化率 .     

环形微细腔内甲烷催化转化效率的数值模拟

甲烷在微燃烧器内存在燃烧效率不高、燃烧不稳定等问题。为了研究微尺度下甲烷持续稳定燃烧的性能,采用催化燃烧方式对环形微细腔内甲烷与空气混合物在铂催化表面上的催化燃烧进行了数值模拟,研究了甲烷当量比、壁面温度对微通道内甲烷与空气混合物催化燃烧的甲烷转化效率的影响。结果表明,甲烷当量比、壁面温度对甲烷转化率有重要影响,通过催化可以促进甲烷在环形微细腔内的稳定燃烧。为了获得较高的甲烷转化效率,微燃烧器入口的甲烷当量比在0.8~1.0范围内较为合理,温度是影响环形微细腔内甲烷催化燃烧的主要因素,尤其在甲烷当量比较低时,温度的提高对甲烷的催化转化有更好的促进作用。甲烷的质量流量为6.5 g/h时,甲烷催化转化效率可达77%。