车用催化转化器内气体流动研究进展

简述了国内外车用催化转化器内气体流动的研究进展,指出了转化器内流动研究的不足和今后研究的发展方向.     

利用有限元法研究催化转化器的声学特性

利用方形微孔内声传播的等效复密度和等效复声速,推导出催化转化器载体内声传播的等效声波方程,并将催化转化器载体的等效声波方程和载体前后管道内的声波方程耦舍起来,然后利用声学有限元法求解催化转化器的传递损失。通过计算分析发现,催化转化器载体提高了中高频衰减量,提高温度也能增加中高频衰减量,而孔隙率对低频和高频的作用正好相反。     

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。     

柴油机SCR催化转化器的数值模拟

在实际应用中,选择性催化还原(SCR)系统中尿素水溶液的不完全分解容易导致在喷嘴、混合器和壁面等处形成沉积物,不仅降低NO_x转化效率,还会增加排气背压,影响发动机动力性能.采用数值模拟的方法对SCR系统内化学反应和流动过程进行研究,建立了SCR反应动力学模型,该模型能够较为准确地预测转化器出口各气体组分随时间的变化规律.将验证后的动力学模型和三维流动模型相耦合,考察SCR反应器内部化学反应和流动过程,并模拟了混合器对温度场、浓度场和壁膜的影响.结果表明:混合器能够显著提高催化器前流动及气体浓度均匀性,并有助于降低尿素沉积物生成风险.     

江南风光车排气系统设计研究

针对江南风光车尾气后处理的实际情况,从降低发动机冷起动时HC排放的角度,运用HC吸附式催化转化器与主催化转化器相结合的排气系统,通过分析软件,对排气管径分别为50,60,70 mm的催化转化器壳体内的气流的流场特性进行分析,结果表明在相同的催化器锥角条件下,排气管管径为50 mm时,催化转化器内气体的流速最均匀,从而能达到较高的废气转化效率,经试验,排放优于欧Ⅱ标准的要求。此外,本文对消声器进行了设计,采用阻抗复合型两级消声器。     

排气含氧量对催化转化器净化率的影响

本项研究是用美国和国产的两种催化转化器在492Q-A型汽油机上进行的.试验表明,排气含氧量影响催化转化器对排气排放物NO_x,CO,HC的净化率.本文主要介绍了这一试验研究的装置、方法和结果.试验结果给出了不同的催化转化器在排气含氧量变化时,其净化率的变化趋势,从而可以把空燃比调整在适当范围内,以提高催化转化器对排气排放物的净化率.     

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.     

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。     

基于CFD技术的重载车用柴油机SCR催化转化器

为了改善多载体并联式SCR催化转化器内载体间的均匀性,通过人工分块耦合的方法对该系统划分了六面体网格,应用CFD软件Star-CD,对该催化转化器前端入口多孔管开孔区域在角度分别为180°、255°、360°时进行了对比分析,并在计算的基础上提出了用流量不均匀性指数的方法来评价多载体并联式催化转化器内载体间流量均匀性的方法,根据该方法,入口管串孔区域存在一个最佳角度范围可以使得各载体间流量的分配最均匀。     

车用柴油机氧化催化转化器仿真分析

DOC(氧化催化转化器)不仅要求转化效率高,使用寿命长,而且要求内部流动均匀性好,压力损失小。通过数值模拟,分别对扩张管角度、收缩管角度、载体长度、载体位置以及气体流速对DOC内部流场的影响规律进行了研究。研究结果表明,DOC采用40°~60°之间的扩张管较为合适;收缩管对内部流动的影响较小,设计时可以适当增大其角度以节省安装空间;在安装载体时,可以让载体前端有一定的空腔,这样有利于气体流动;载体长度也会影响流动特性,设计时需综合考虑。     

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。     

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。     

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.     

排气质量流量和过量空气系数对三效催化转换器动态特性的影响

在发动机瞬态工况下,试验研究了排气质量流量、过量空气系数的阶跃幅值和周期对三效催化转换器动态特性的影响规律．试验结果表明,排气质量流量、过量空气系数的阶跃幅值和周期对三效催化转换器活性层中铈（Ce）表面氧气吸附和脱附存储能力（OSC）、排放影响显著．稀混合气向浓混合气阶跃后,排气质量流量增加,出口过量空气系数在理论混合...     

柴油机Urea-SCR系统内流场与化学反应耦合研究

提出三维流场与一维化学反应相耦合的方法对柴油机尿素(urea)-选择性催化还原(SCR)系统进行全尺寸模拟,真实反映SCR系统内部气流运动状态对化学反应的影响。选择柴油机典型工况的排气温度、流量及压力等物理信息作为边界条件,对SCR系统进行流场分析,截取催化器前端截面的速度切片,建立流速均匀性系数与工况的函数模型,研究各流速分布下运行参数对NO_x转化效率及副产物N_2O生成的影响,为优化SCR系统控制策略提供指导。结果表明,不同工况下柴油机SCR催化器前端各区域流速差异明显,且流速均匀性系数在0.6～0.8区间内,氨氮比为1.1且NO_2、NO_x之比在0.0～0.5区间内时,NO_x转化效率最高,副产物N_2O的生成最少。     

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。     

CFD simulation of the effect of upstream flow distribution on the light-off performance of a catalytic converter

This paper describes the evolutions of the distributions of temperature and concentration in the monolith during the cold-start period and the effects of the flow distributions in the monolith on the performance of a catalytic converter using numerical simulation. The effects of the flow distributions on the light-off, warm-up performance and the temporal variation of the solid temperature were studied through numerical simulation. The following conclusions were obtained from the predicted light-off curves and the steady conversion efficiency: (1) The light-off time increases and the total outlet conversion efficiency reduces as the flow uniformity index decreases, which is in good agreement with experimental results. (2) The conversion efficiency decreases due to the reduction of residence time caused by the increase of the velocity as the radius is reduced. The analyses on the distribution of temperature in the monolith show that the temperatures of the solid in the area near the front face of the substrate rise as the radius increases, and the radial gradient of the temperature of the solid becomes greater as the flow uniformity index decreases. An experiment on the flow distribution in a catalytic converter with a honeycomb spherical arc was conducted. Experimental results show that the flow distribution in the monolith can be improved greatly by installing the honeycomb spherical arc in the tapered inlet header with a penalty of a relatively small increase of pressure drop.     

催化转化器对消声器插入损失计算结果的影响分析

研究了催化转化器对消声器插入损失计算结果的影响。研究发现,对应含有催化转化器的排气系统,随着催化器个数增加,无论使用何种声源阻抗模型,计算得到的消声器插入损失都很接近,即消声器的插入损失与带有催化转化器时的排气声源阻抗相关性很小。具体表现在插入损失的结果在中高频的重合度越来越高,低频的波动越来越小。虽然在低频段仍有差异,如要得到更为精确的结果仍需提取声源特性,但在工程应用上此差异可以忽略。根据该规律建立了消声器插入损失时域上的非线性仿真方法,新方法简化了消声器插入损失的计算模型,同时可以考虑温度和气流对插入损失的影响,具有较高精度。     

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.