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三元催化转化器快速老化试验系统的开发

作　者: 马向明
导　师: 吴森
学　校: 武汉理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 三元催化转化器快速老化实验循环试验装置
分类号: TK417
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 105次
引　用: 2次
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内容摘要

当前我国大城市的空气污染问题日益突出,汽车有害排放物已成为其主要来源。为了控制汽油机的有害排放物,各种汽油机排放控制技术已成为汽油机技术发展的核心,特别是排气后处理技术。三元催化转化器就是一种有效的汽车排放污染控制设备,新三元催化转化器的废气转化效率可以达到95%以上。但长期在恶劣环境下工作,导致三元催化转化器老化,废气转化效率下降。在此背景下,建立一套汽油机专用三元催化转化器寿命评价体系,为其研制开发提供试验依据和衡量标准就成了亟待解决的关键技术问题之一。而评价体系中最关键的部分就是使催化器快速老化的方法及相应的试验装置。论文分析了三元催化转化器的老化机理,主要是热失活和化学中毒老化,研究了国内外几种主要的三元催化转化器的快速老化模式,主要来说就是二阶段老化和四阶段老化这两种快速老化模式,本文介绍的老化试验台架搭建所依据的模式是GM公司的催化转化器老化模式,这是一种四阶段老化模式,台架快速老化200小时,相当于实车行驶10万公里所进行的老化。循环中,三元催化转化器的入口温度达到800℃以上,通过调节已标定好的发动机的工况来获得这一入口温度。通过进行二次补气,从而达到更高的温度来加速催化器的老化。最后,本文初步设计和开发了一套快速老化考核试验装置。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 引言  9-10
  1.2 汽油机有害排放物成分及生成机理  10-13
    1.2.1 汽油机有害排放物的成分  10-11
    1.2.2 汽油机有害排放物生成机理  11-13
  1.3 排放污染控制技术  13-15
    1.3.1 机内净化措施  13-14
    1.3.2 机外净化措施  14-15
  1.4 催化转化新技术  15-16
    1.4.1 贫燃条件下的三元催化剂  15
    1.4.2 只含Pd的催化剂  15-16
    1.4.3 载体与催化层一体化催化剂  16
    1.4.4 汽车尾气多元净化技术  16
  1.5 本文研究的主要内容  16-18
第2章三元催化转化器原理及性能评价  18-31
  2.1 催化转化器的发展  18-19
  2.2 三元催化转化器结构与工作原理  19-22
    2.2.1 三元催化转化器的结构  19-20
    2.2.2 三元催化转化器的工作原理  20-22
  2.3 三元催化转化器性能指标  22-26
    2.3.1 转化效率  22
    2.3.2 空燃比特性  22-23
    2.3.3 起燃特性  23-25
    2.3.4 空速特性  25
    2.3.5 流动特性  25-26
    2.3.6 耐久特性  26
  2.4 三元催化转化器的性能评价试验方法  26-27
    2.4.1 实验室小样评价  26-27
    2.4.2 发动机台架评价  27
    2.4.3 车辆评价  27
  2.5 三元催化转化器与汽车的匹配  27-30
    2.5.1 催化器与发动机的匹配  27-28
    2.5.2 催化器与电控燃油喷射系统的匹配  28-29
    2.5.3 催化器与排气系统的匹配  29
    2.5.4 催化器与燃料和润滑油的匹配  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第3章三元催化转化器老化方法的分析  31-48
  3.1 三元催化转化器的老化机理  31-37
    3.1.1 高温热失活  32-33
    3.1.2 化学中毒  33-36
    3.1.3 结焦  36
    3.1.4 机械损伤  36-37
  3.2 催化剂的失活机理  37-39
    3.2.1 非选择性失活  37
    3.2.2 选择性失活  37-39
  3.3 车用催化器快速老化方法综述  39-47
    3.3.1 汽车排放试验的典型工况  39
    3.3.2 快速老化循环开发流程  39-42
    3.3.3 国内外常用快速老化方法  42-45
    3.3.4 本实验所采用的老化循环  45-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章三元催化转化器快速老化试验装置的研制  48-65
  4.1 基本方案设计  48-49
  4.2 试验用发动机和测功机  49-54
    4.2.1 发动机的选取  49-51
    4.2.2 老化试验中发动机工况的选取  51-52
    4.2.3 试验用测功机的选取  52-53
    4.2.4 测功机与发动机的对接  53-54
  4.3 二次补气装置的设计  54-59
    4.3.1 补气装置总体设计  54-55
    4.3.2 补气管路直径和空气泵功率的选择  55-58
    4.3.3 补气喷射管的设计  58-59
  4.4 排气系统的设计  59-61
    4.4.1 排气管管路及材料的确定  59
    4.4.2 排气系统密封性要求  59-60
    4.4.3 传感器的选用和安装位置的确定  60-61
  4.5 发动机冷却系统的设计  61-63
  4.6 电控系统简述  63-64
  4.7 其他设备的选用  64
  4.8 本章小结  64-65
第5章试验过程中的注意事项  65-67
  5.1 发动机启动和停机要求  65-66
    5.1.1 发动机启动  65
    5.1.2 发动机保养停机  65
    5.1.3 老化结束停机  65
    5.1.4 非正常停机  65-66
  5.2 催化转化器的温度要求  66
  5.3 发动机冷却系统  66
  5.4 对油品的要求  66-67
第6章全文总结  67-69
  6.1 论文工作总结  67
  6.2 论文期间完成的工作  67-68
  6.3 今后的工作要点  68-69
参考文献  69-71
致谢  71-72
附录  72

三元催化转化器快速老化试验系统的开发

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