三元催化器工作效率监控系统

通过对温度的测量探讨了外界温度对汽车排气催化转化器工作效率监控的影响.利用从催化转化器进出口温度传感器获得的原始数据,经过一系列的统计分析得到评价催化转化器工作效率的必要信息.随着外界温度的升高,催化转化器进出口温度差值呈线性增加,催化转化器工作效率提高;外界温度对新的催化转化器催化效率增进的影响比旧的催化转化器更强.描述了一种反映上述现象的计算模型,利用这种计算模型,可以诊断催化转化器工作状况.     

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．     

歧管式催化转换器的流场分析及结构改进

建立了某催化转化器的流体力学模型,并利用CFD软件对原歧管式催化转化器和改进后的催化转化器的内部流场进行分析．模拟结果表明：改进后催化转化器的流场分布更加均匀,提高了歧管式催化转化器载体前端截面的气流分布均匀性指数和催化剂使用率,与此同时,改进方案还减少了歧管式催化转化器运行时的压力损失,在一定程度上提升了发动机燃油经济性和歧管式催化转化器的使用寿命．     

收缩管角度对车用催化转化器流动特性的影响

采用CFD软件对3种出口收缩管角度不同的催化转化器的速度场、压力场进行三维稳态流动数值模拟.结果表明,出口收缩管角度对催化转化器的气流分布有很大影响,对于入口扩张管和载体相同的催化转化器,出口收缩管角度越大,其内部气流分布越不均匀,压力损失也越大.     

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。     

用吸附还原与三元催化器组合降低富氧汽油机NOx的排放

采用稀燃技术虽可大幅改善汽油机的燃油经济性和排放性，却因稀燃的富氧燃烧使NOx降低较少．为此，采用吸附还原催化转化器与三元催化转化器的不同组合方案，对一台电控燃油喷射16气门稀燃汽油机进行了降低富氧条件下NOx排放的试验研究．试验结果表明：三元催化转化器位于吸附还原催化转化器之前的布置方案具有最好的降低稀燃汽油机NOx排放的效果．在该试验条件下，NOx催化转化率最高可达到97．3％。     

车用催化转化器内气体的流动均匀性

使发动机的废气尽可能均匀地通过整个催化剂载体是催化转化器优化设计的主要目标之一。采用数值模拟的方法研究了车用催化转化器内气体的流动均匀性 ,把蜂窝载体当作连续的多孔介质进行处理 ,用当量连续法建立了载体的流体动力学模型 ,并用计算流体力学软件 STAR- CD对常见的圆形催化转化器进行稳态流动数值模拟 ,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上 ,研究了催化转化器结构、空速以及载体阻力等对流动的影响。研究表明 :对扩张管的形状、结构进行优化设计是改善催化转化器内气体流动均匀性的一种切实可行的办法     

稀燃汽油机Nox排放控制的实验研究

开发了一套适用于稀燃汽油机的电控节气门系统以配合NOx吸附 还原催化转化器的再生过程.该系统对节气门开度以及点火提前角施以相应的特殊控制,以满足NOx吸附 还原催化转化器的工作要求,同时保持输出功率的稳定.将稀燃NOx吸附 还原催化转化器配合三效催化转化器应用于丰田8A16气门EFI发动机进行稀燃匹配实验,大大降低稀燃发动机的NOx排放,NOx排放最低可达50×10-6,最高转化率达91%.发动机浓稀转换频率越低,NOx排放越高,但其对NOx排放总体影响不大;负荷对NOx排放的影响较大,负荷越大,NOx排放越高.     

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．     

汽油机歧管式催化转化器流固耦合热应力分析

采用流固耦合的方法计算了某汽油机歧管式催化转化器结构热应力状态与振动特性。首先,计算了歧管式催化转化器结构的内流场和外流场,得到了内外壁面的温度与压力分布;进一步利用有限元的方法计算了歧管式催化转化器结构的热应力状态和振动特性。计算结果表明,歧管式催化转化器结构在入口法兰区域热应力过大,容易产生应力集中,是最容易损坏的区域;另外,排气歧管和催化转化器连接处,与螺栓固定点的距离较大,热变形较大。据此,进行了结构改进,并与原结构进行了相应的分析对比,结果表明改进后的歧管式催化转化器较原结构在最高温度及最大热应力、振动特性等方面均有所改善。     

汽车尾气三效催化转化器及其最新进展

汽车尾气控制已成为现今中国环保的热门话题。在机外净化系统中，由于三效催化转化器的成熟性和可靠性，无疑是中国汽车尾气控制的首选技术。目前，中国新生产的小型车全部安装进口的三效催化转化器。但是，仅靠进口不能支撑汽车工业的发展，中国必须研究和开发适合自己国情的三效催化转化器。文章全面论述了汽车排气污染物的危害、三效催化转化器的构造、催化原理、制作工艺、失活机理等方面的问题，特别讨论了三效催化转化器的工作技术要求和满足这些要求的途径。在此基础上，指出了中国研究发展自己的三效催化转化器的方向。     

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.     

斜扩张管倾斜角度对催化转化器流动特性的影响

采用计算流体动力学模型,利用三维建模软件(UG)对催化转化器进行三维建模,在Gambit中进行计算区域网格化和边界条件的定义.用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对4种不同入口扩张管倾斜角度的催化转化器的速度场、压力场进行三维稳态流动数值模拟.模拟结果表明:催化器入口扩张管倾斜角度对催化转化器的气流分布有很大影响,斜扩张管催化器由于倾斜角的不同,其压力损失也不同,压力损失并不是随着倾斜角的增大而增加,当倾斜角为30°时的压力损失最小;当斜扩张管的倾斜角小于40°时,催化器斜扩张管的倾斜角越大,流动均匀性指数越高,流速分布越均匀.     

车用三效催化转化器劣化性能数值模拟

基于车用三效催化转化器的劣化机理,深入分析了Pt颗粒平均直径、反应频率因子等三效催化转化器主要劣化性能参数.然后将劣化性能参数与化学反应机理相结合,建立了包含劣化过程的三效催化转化器反应模型,并进行数值模拟.结果表明80 000 km劣化后,化学反应失活因子在载体前部最小,储放氧反应失活因子则在载体中部最小,而Pt颗粒平均直径在中部最大,两端均减小,并且模拟值与实验值比较吻合,从而验证了基于劣化性能的三效催化转化器反应模型的有效性.     

汽油机尾气后处理系统的优化设计

为应对越来越严厉的排放法规,现代社会对汽油机车辆尾气处理提出了更高的要求。现在常用的汽油机尾气后处理系统三元催化转化器（3WCC）能高效净化汽车尾气排放,由于其起燃温度较高,导致发动机启动后20 min内排放极为恶劣。为解决这一问题,对某汽油机三元催化转化器进行优化设计,以加热冷启动时汽油机排出尾气为主要手段,对废气进行温度补偿,使之始终保持在催化系统高效催化的温度区间内,可大大减少汽油发动机污染物尾气排放。     

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．     

催化器载体前端造型对其流动特性的影响

采用计算流体动力学(CFD)的方法,在一典型催化转化器结构的基础上,研究了催化转化器载体前端造型对其内部流动特性的影响.在保证载体体积不变的条件下,对催化器载体前端进行造型设计,并从流动分布均匀性和压力降的角度,计算比较了标准载体、球形端面载体和锥型端面载体的流动特性.认为对载体前端进行造型可以改善载体前端的入流条件,但要获得较好的流动特性,必须考虑在不同工作条件下载体前端造型结构与扩压器的匹配.     

中小排量摩托车发动机排放控制的强化

受制造成本限制,中小排量摩托车发动机很难采用三效催化转化器与闭环电控燃油喷射系统的组合进行排放的有效控制．为此,通过化油器燃油供给特性的调整及燃烧室与进排气道结构优化,采用二次空气喷射系统和催化转化器,运用曲轴箱闭式通风装置减低曲轴箱窜气污染物,将现行生产的各种化油器式中小排量摩托车排气污染物控制在GB14622—2002排放限值内,实现摩托车发动机排放控制的强化．     

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。