汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系

汽油机三效催化转化器武汉理工大学汽车工程学院颜伏伍汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第1页!催化反应机理催化转化器构造催化转化器工作特性汽油机三效催化转化器汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第2页!1、催化反应机理HCCONOxH2OCO2N2氧化还原反应，催化剂不参加反应，降低反应物的活化能，加速反应进程汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第3页!催化转化器由载体与催化剂、减震密封垫和外壳三部分组成外壳有不锈钢冲压焊接成型减震密封垫具有减震、密封、隔热等作用载体陶瓷蜂窝载体或金属蜂窝载体目前以堇青石陶瓷载体为主：热膨胀系数小、抗热冲击性强（1100℃以上），孔密度cpsi可达600以上，孔间壁厚0.1mm2、催化转化器构造汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第4页!空燃比特性起燃特性空速特性流动特性耐久特性3、催化转化器工作特性汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第5页!转化器转化效率与温度密切相关，催化剂只有达到一定温度才开始工作，称为起燃，转化效率η=0.5所对应的温度称为起燃温度催化剂的起燃温度主要取决于其配方和工艺，与排气流量、转化系统热容量、绝热程度及流动传热传质过程相关降低催化转化系统的起燃温度对于改善排放至关重要：优化配方与工艺、紧耦合催化器、电解热催化器、HC低温吸附器等措施b)起燃特性汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第6页!催化转化器增加了发动机的阻力，增加的排气被压，对动力性、经济性由影响流动阻力特性：蜂窝小孔的阻力，阻力太大——动力性受影响，阻力太小——排放转化效果变差，解决途径孔壁越薄越好；减小孔道长度，采用短粗的催化剂有利于减小阻力，但有时结构受限催化器横截面流速分布不均匀，会增加流动阻力，还会导致催化剂利用不好、效率下降、老化加速，需要合理设计壳体d)流动特性汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第7页!载体表面需要涂覆γ-Al2O3活性涂层，以增加比表面积催化剂以以铂、铑、钯等贵金属为基本成分，其活性强、耐高温，每升催化剂用量1g左右助催化剂如稀土元素镧、铈、锆等主要用于吸附储存氧、防止氧化铝烧结、提高催化剂活性等作用2、催化转化器构造1、堇青石陶瓷蜂窝载体2、γ-Al2O3活性涂层3、催化剂活性物质汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第8页!转化效率随空燃比（或过量空气系数）的变化关系称为空燃比特性，空燃比特性反应了催化剂的工作窗口，三种污染物转化效率都大于80%的窗口很小（浓：CO、HC转化率↓，稀：NOx转化效率↓）现代汽油机采用氧传感器反馈控制，使φa=1小幅波动提高催化剂的储氧能力，扩大窗口是催化剂的方向a)空燃比特性汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第9页!催化剂的空速SV指的是单位催化剂体积的被催化气体体积流量SV表示了反应气体在催化剂中的停留时间，SV越大，停留时间越短，会使转化效率降低较小体积的催化剂实现较高的转化效率可以降低成本，这就要求催化剂的空速特性好一般催化剂与发动机的排量之比为0.5-1.0c)空速特性汽油机三效催化转化器发动机原理A,内燃机污染物生成控制,武汉理工大学,车用动力系共11页，您现在浏览的是第10页!长期使用后劣化和失活，车用催化剂要求8-10万公里后，效率下降不大于20%老化原因：热力因素和化学因素（燃油中的硫、铅，润滑油中的磷铅锌）为主，机械破坏不严重，另外是沉积物覆盖当排气温度大于850℃，贵金属、稀土氧化物等可能发生烧结，比表面积