低排放摩托车用金属载体催化剂的开发及应用研究

制备了摩托车用金属蜂窝载体催化剂，选取CG、GS及GY6三款典型的125mL发动机，采用在线分析仪和CVS定容测试系统在底盘测功机上按R40工况进行催化剂的整车匹配和排放检测试验，并选取其中的CG款骑式车进行了1万km的催化剂耐久试验。检测和耐久试验结果表明：1）本文介绍的金属载体催化剂经匹配后，摩托车整车3种主要污染物的排放水平均低于排放限值（二阶段）的70％；2）催化剂经1万km耐久试验后基本没有劣化。     

国六柴油机铜基催化剂劣化规律及评价

在发动机台架上,利用柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)主动再生方式,模拟铜基催化剂热老化环境,对比不同温度(特定工况)、不同老化时间下催化剂的转化效率、NOx排放量,研究铜基催化剂的劣化规律;制定在发动机台架上考核铜基催化剂劣化的试验方法,并基于催化剂在不同温度点NOx转化效...     

贵金属比例对燃气发动机三元催化剂性能的影响

以燃气发动机用三元催化剂为研究对象,通过模拟配气的方式,在催化剂小样测试台上进行CH_4、CO、NO_x的起燃性能、水热老化性能及不同空燃比窗口下的性能测试,研究贵金属总质量相同时不同贵金属比例对于三元催化剂性能的影响。研究发现,在相同试验条件下,三元催化剂中含有一定比例Pt对CH_4和NOx的转化效率有一定的促进作用,对于CO转化效率无明显影响;在抗老化性方面,Pt/Pd/Rh型催化剂在CH_4和NO_x的转化效率上较Pd/Rh型催化剂劣化严重,但在NO_x转化效率上劣化较小;Pt能够提升三元催化剂降低NO_x排放能力; Pt/Pd/Rh型催化剂较Pd/Rh型催化剂有着更宽广的反应窗口。     

柴油机SCR系统快速老化方法研究

基于热老化原理与Arrhenius方程,开发出一种通用的柴油机选择性催化还原(SCR)系统快速老化方法,并通过试验验证了快速老化与常规老化方法的等效性．结果表明：SCR系统的NO_x转化效率下降存在显著的温度差异,快速老化使SCR催化剂损坏、储NH3能力显著下降是SCR低温工作条件下劣化显著的主要原因．全球统一瞬态循环(WHTC)下NO_x排放与SCR等效耐久里程线性相关系数为0.988,用于验证等效性的常规老化样件的WHTC试验排放测量值与拟合值的误差范围为-4.12%～3.13%,证明快速老化方法具有良好等效性．基于试验数据,该型国Ⅵ柴油机在运行0.80×10⁶～1.06×10⁶km后超越0.46 g/(kW·h)的耐久排放限值要求,在运行3.13×10⁶～3.67×10⁶km后超越1.20 g/(kW·h)的车载诊断系统(OBD)限值要求．     

基于ESC测试循环的SCR催化剂动态转化效率温度窗口研究

为了建立选择性催化还原转化器(SCR)台架评价结果与欧洲稳态测试循环(ESC)工况条件下的减排效果之间的联系,进行了催化剂动态转化效率试验,绘制了基于反应平衡时间的SCR催化剂转化效率温度窗口,得到了不同反应温度下催化剂动态转化效率发展过程对反应平衡时间的依赖程度。基于ESC试验排放采样窗口期内发动机排气条件的特征分析,研究了ESC试验中催化剂动态转化效率发展特征,提出了基于该催化剂动态转化效率温度窗口表示方法,分析了温度窗口的试验评价条件和基于实际化学计量比(NSR)控制策略的窗口模拟计算调整方法。使用该温度窗口对ESC工况排放值进行预测,依据ESC名义转化效率温度窗口预测的ESC排放结果与实测值的偏差小于8%。     

Cu基和Fe基分子筛催化剂对发动机排放影响的试验研究

在一款国六4缸柴油机上进行Cu基和Fe基分子筛催化剂对比试验,研究2种分子筛催化剂在选定氨氮比(ammonia nitrogen ratio,NSR)和在瞬态测试循环(world harmonized transient cycle,WHTC)下的NO_x转化效率。研究结果表明,在柴油机稳态工况下,按照选定的NSR,Fe基催化剂工作温度在225℃以下低温区的NO_x转化效率较Cu基催化剂差,225℃以上时2种分子筛催化剂的NO_x转化效率基本一致;在WHTC排放循环中,温度为200～300℃时Fe基催化剂的NO_x转化效率低于Cu基催化剂,温度为300～350℃时Fe基和Cu基催化剂的NO_x转化效率均较高。     

摩托车排放耐久劣化系数的误差分析

介绍了摩托车排放耐久的劣化系数DF的测试计算过程,分析了排放耐久过程的排放测试值的随机误差对最终计算的劣化系数DF的影响,给出了排放测试值设定随机误差范围下对应的劣化系数DF的分布范围及对应的概率,提出了减小测试值的随机误差对最终计算的劣化系数DF影响的方法。     

基于RBF-ANFIS的汽油机排放及氧传感器劣化预测

针对氧传感器对汽油机排放和催化转化器效率的影响,建立了径向基函数网络(RBFNN)和自适应神经网络模糊系统(ANFIS)相结合的汽油机排放模型.利用RBFNN的非线性逼近能力,对不考虑氧传感器劣化的汽油机排放性能进行了预测.根据汽油机排放受氧传感器劣化的影响,应用ANFIS系统对RBFNN的汽油机排放预测结果进行了修正,并预测了氧传感器劣化曲线.基于RBF-ANFIS融合预测策略,进行了汽油机负荷性能和催化转化器转化效率试验.结果表明:所设计的汽油机排放模型合理,验证了该融合预测策略具有较好的分辨率,可用于氧传感器在线劣化预测.     

乙醇选择催化还原降低柴油机NOx排放的应用研究

以Ag/Al2O3作为催化剂、乙醇为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术被认为是最有潜力降低稀燃NOx的技术之一。开发了基于开环控制的还原剂空气辅助喷射系统;在发动机台架上对乙醇选择性催化还原Ag/Al2O3催化剂的特性进行了性能评价试验;对与Ag/Al2O3组合使用的Cu/TiO2和Pt/TiO2氧化催化剂进行了匹配优选;对集成NOx排气后处理的整机进行了ESC工况测试试验;最后将集成的排气后处理系统装在一辆客车上,并进行了道路实车试验。台架试验结果表明:新鲜Ag/Al2O3催化剂具有很高的NOx转化效率,老化一段时间后NOx转化效率有所降低;与Ag/Al2O3 Cu/TiO2组合催化剂相比,Ag/Al2O3 Cu/TiO2 Pt/TiO2组合催化剂具有更好的NOx转化效率,并能抑制THC和CO排放升高;使用NOx集成排气后处理系统后,发动机在欧ⅢESC工况下,NOx从原机的13.06 g/(kW.h)降为4.63 g/(kW.h),整机的NOx、THC、CO排放都低于欧Ⅲ限值。道路实车试验表明,Ag/Al2O3催化剂需要进一步降低催化剂的起燃温度,以适应柴油车实际运行中低温变工况的需要。     

带汽油机颗粒捕集器的后处理系统台架快速老化研究

基于某1.5L增压直喷发动机及搭载相应机型的整车,开展了带GPF的后处理系统台架快速老化试验研究。将两套相同的后处理系统样件在发动机台架上基于SBC循环分别进行等效整车20万公里耐久里程的快速老化。其中一组试验中只考虑热老化,老化过程中燃油为正常状态;另一组试验中将热老化与机油灰分影响进行了耦合,老化过程中将整车20万公里消耗同等量的机油加入到燃油中进行掺烧;并分别对两组样件在老化过程中进行了灰分累积量、GPF背压、催化剂性能、整车排放等测试。结果表明：两组试验中,等效20万公里耐久里程老化后,两个GPF累灰量分别为12.1g和38.9g,灰分主要集中在GPF载体底部中间区域;GPF背压在前2-5万公里上升较快,随后上升稳定;掺烧机油老化对前级TWC催化剂性能劣化有一定的加速影响,对后级GPF催化剂性能影响不明显;掺烧机油进行老化后样件的排放劣化程度相对较大;两组台架老化样件整车排放结果都要差于实车耐久的排放结果,其中THC和CO结果差异较小,NOx结果差异较大;掺烧机油进行老化的GPF在很短等效里程中就能具有很高的颗粒物捕集效率。