08-13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

d) 流动特性
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
2、催化转化器构造
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0.1mm
wenku.baidu.com 2、催化转化器构造
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
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
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
c) 空速特性
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0.5-1.0
3、催化转化器工作特性
a) 空燃比特性
b) 起燃特性
c) 空速特性 d) 流动特性 e) 耐久特性
a) 空燃比特性
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↓）
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
1. 催化反应机理 2. 催化转化器构造 3. 催化转化器工作特性
1、催化反应机理
HC
H 2O CO2 N2
CO
NOx
CO HC NOx CO2 H2O N2
TWY
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
现代汽油机采用氧传感器反馈控制，使φ a=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
b) 起燃特性
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
e) 耐久特性
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 表面积缩小，活性下降；点火系统如出现故障，可能导致催化剂严 重热失活