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,模拟结果为催化器的优化设计提供了依据。     

三效催化器起燃特性影响因素的仿真研究

三效催化器在冷起动期间主要靠排气来加热升温,而发动机控制策略对排温影响很大。利用FIRE仿真软件建立了催化器模型,采用仿真和试验相结合的手段对催化器的起燃特性影响因素进行了研究。结果表明：所建模型能够比较准确地模拟冷起动过程中催化器内的温度场和浓度场变化;延迟发动机的点火提前角可以明显提高进入排气管的温度,从而使催化器快速起燃。     

尿素SCR-NOx催化器流动、还原剂喷雾及表面化学反应三维数值模拟

采用计算流体动力学(CFD)耦合化学反应动力学的方法,建立了尿素水溶液喷射、热解以及催化剂表面化学反应整个尾气后处理过程的柴油机SCR-NOx催化器三维数值模型,在验证还原剂喷雾模型的基础上,对一实际柴油机SCR-NOx全尺寸催化器进行了全过程的三维数值模拟,给出了催化器的流场、温度场和浓度场的分布规律,并研究不同发动机负荷下催化器性能的变化,数值模拟计算的结果与发动机台架试验结果取得了较好的吻合。研究结果对指导柴油机SCR催化器的设计有参考价值。     

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。     

某汽油机催化器系统的CFD分析

利用三维流体分析软件STAR-CCM+对某汽油机催化器系统进行了模拟分析,运用多孔介质模型模拟催化器内部的流动,重点考察了该催化器系统的压力损失和气流分布均匀性,并对氧传感器的位置进行了评估。综合各项分析评价指标,提出优化建议,为排气系统的结构设计和性能改进提供理论依据。     

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。     

车用催化转化器非稳态压力场的数值模拟

建立基于化学反应的催化转化器的数值模型,并利用计算流体力学的方法,对催化转化器起燃过程内部压力场进行模拟。模拟结果显示,起燃过程中催化器内部压力不断升高,同时催化器入口和出口间的总压差也不断提高,压力损失也随之提高。     

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。     

利用CFD分析催化转化器不同设计因素的影响

用于降低排放的催化转化器已经成为汽车不可或缺的重要装置,为进一步优化设计催化转化器,必须对催化器的各方向影响因素进行全面分析,以得到最佳匹配,使新型催化器的使用环境达到最佳,为此通过ANSYS－CFD（计算流体力学）对催化器内部温度场和流场进行数据值模拟,结合比较不同设计因素对催化器内部温度场和流场的影响。     

车用催化转化器非稳态压力场的数值模拟

建立基于化学反应的催化转化器的数值模型,并利用计算流体力学的方法,对催化转化器起燃过程内部压力场进行模拟。模拟结果显示,起燃过程中催化器内部压力不断升高,同时催化器入口和出口间的总压差也不断提高,压力损失也随之提高。     

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。     

摩托车催化转化器性能台架评价试验研究

台架评价试验在摩托车催化转化器性能评价体系中起重要的作用。根据摩托车催化转化器的特点，参照汽车催化转化器台架评价试验方法，建立了摩托车催化转化器性能台架评价试验装置，用该装置进行了催化转化器空燃比特性，空速特性，温度特性，起燃时间特性等试验，为摩托车采用催化转化器提供了有效的技术支持和评价手段。     

基于AMESim的三元催化转化器起燃特性数值模拟与优化设计

为研究三元催化转化器（TWC）的起燃特性,采用AMESim软件建立了某车型三元催化转化器的物理模型,用数值求解气固两相的质量守恒和能量守恒方程组的方法对其进行了模拟计算,并得到了不同影响因数下的CO,NOx、CaHb等废气转化率曲线。结果表明,三元催化转化器的位置及其内部结构对起燃特性都有影响。     

某汽油机歧管式催化转化器结构设计与分析

采用一维和三维联合仿真的方法选择汽油机歧管式催化转化器最优设计方案.通过一维数值模拟方法计算该汽油机不同转速下的性能,通过三维CFD仿真计算最大功率点该歧管式催化转化器的总压损和速度分布,综合对比了两种方案下汽油机整机性能、排气歧管流通性与均匀性、氧传感器处及催化转化器前端气流分布,基于分析结果确定歧管式催化转化器最优设计方案.     

摩托车催化器性能及快速老化台架评价试验研究

根据国内外汽车催化器性能台架评价方法 ,结合摩托车工作特点 ,建立了摩托车催化器性能及快速老化台架评价试验装置。采用该装置可以实现催化器快速老化所需要的高温氧化条件 ,老化中空燃比波动模式和老化时间可变动调整 ,可评价催化器的空燃比特性、起燃温度特性、空速特性和起燃时间特性。试验结果表明 ,上述试验装置可以满足试验要求 ,结果可靠     

基于RBFNN与CMGA的催化转化器劣化预测

应用径向基函数网络(RBFNN)和压缩映射遗传算法(CMGA)的融合理论,提出了车用催化转化器劣化的在线预测策略.利用催化转化器劣化试验数据作为RBFNN的输入,影响催化转化器劣化的性能参数作为RBFNN的输出,进行了车用催化转化器劣化的模糊预测.利用RBF-CMGA融合预测策略,进行了车用催化转化器的空燃比特性、起燃比特性的劣化试验.结果表明: CO、HC和NOx的劣化系数分别为1.27、1.48、1.03,验证了该融合预测策略具有较好的分辨率,可用于车用催化器在线劣化预测.     

汽车催化转化器中气体流动的研究(二)

针对国内外有关催化器气体流动的研究 ,归纳了几种流动数学模型和试验方法 ,总结了催化器中气体流动的机理和影响流动分布的因素 ,并对催化器的流动研究进行了展望。     

降低二冲程摩托车排气污染的研究

本文针对我国二冲程摩托车排气污染的现状, 简要分析了常见的控制排气污染的措施以及二冲程摩托车催化转化器的结构和工作原理。对二冲程摩托车催化转化器及二次空气供给阀的安装位置进行了试验研究,而且通过试验分析了催化转化器转化率的影响因素。试验表明:安装催化转化器和二次空气供给阀后的二冲程摩托车的排放有了明显的下降。     

摩托车催化转化器的热冲击实验方法初探

本文介绍了一种对摩托车催化转化器进行热冲击的实验方法。该实验致力于建立一套对摩托车催化转化器进行评价的热冲击实验系统，初步建立了实验规范，并可以根据不同要求灵活变换。此外，对某催化器样品进行了实验。     

汽车催化转化器中气体流动的研究（一）

针对国内外有关催化器气体流动的研究，归纳了几种流动数学模型和试验方法，总结了催化器中气体流动的机理和影响流动分布的因素，并对催化器的流动研究进行了展望。