紧耦合催化器耐久性研究

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1、紧耦合催化器耐久性研究　　摘要：紧耦合催化器耐久性试验验证有助于提高催化器结构设计水平，并且对于汽车发动机性能整体提升有极大助益。本文从阐述紧耦合催化器应用必要性入手，在对于紧耦合催化器热冲击耐久和机械性能进行试验后，对于试验结果和试验的优化措施进行了探讨。　　关键词：紧耦合；催化器；耐久性　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.015　　紧耦合催化器的耐久试验应当从对于设备的历史数据进行积累与分析开始。这主要是因为紧耦合催化转化器的使用条件相比较底盘下催化转化

2、器具有更为苛刻的的使用条件。故在?@一前提下技术人员需要制定并且执行更为严格的热冲击耐久和机械性能的试验方法，最终才能够在此基础上更好的满足日益严格的紧耦合催化器性能要求。　　1紧耦合催化器应用必要性　　紧耦合催化器应用必要性体现在许多方面，以下从减少汽车污染物排放、增加汽车使用寿命、优化进气管结构布置等方面出发，对于紧耦合催化器应用的必要性进行了分析。　　1.1减少汽车污染物排放　　紧耦合催化器应用必要性首先体现在了能够减少汽车污染物排放上。近年来随着我国汽车保有量的持续增加在这一过程中大气污染的情

3、况变得更加严重了。故我国通过颁布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》来努力的降低汽车尾气给环境带来的污染和破坏。其次，为了能够更好的达到汽车排放要求则催化转化器的应用是必不可少的，这主要是因为其在减少汽车排气污染物方面具有很高的效率，并且属于必不可少的机外净化措施。故在这一前提下进行紧耦合催化器试验就具有了很高的必要性[1]。　　1.2增加汽车使用寿命　　紧耦合催化器应用必要性还表现为能够合理增加汽车使用寿命。众所周知现阶段应用最为广泛的紧耦合催化转化器的内部结构主要包括了膨胀陶瓷衬垫包裹以堇青石为载

4、体的催化剂封装模式。其次，紧耦合催化转化器的应用能够显著增加汽车的使用寿命，降低其因为受热性能不佳、机械性能不佳所导致的损耗过快问题。故在这一前提下进行冷态弯矩试验、加速结构耐久性发动机台架试验、加速结构耐久性振动台试验、热振动试验、水淬外部热冲击试验、内部热冲击试验、冷态衬垫支撑试验等项目的试验就显得极为必要了[2]。　　1.3优化进气管结构布置　　紧耦合催化器应用必要性对于优化进气管结构布置有着很大的帮助。通常来说紧耦合催化器的主要结构包括了进气管、催化剂及壳体、出气端锥等部分在这一过程中催化转化

5、器的进气管具有极为重要的意义，这主要是因为紧耦合催化转化器的进气管大多为连接在排气歧管法兰上的锥型管。其次，受到催化剂载体内的气体流动情况的限制，这导致了部分情况下催化器内部的热应力分布变得极为复杂，故技术人员除了需要不断的优化气体流动和热应力分布外，还应当通过在衬垫前端放置阻气钢丝圈来有效的防止衬垫腐蚀和废气旁通[3]。　　故对产品结构设计进行验证的试验大　　2紧耦合催化器热冲击耐久试验　　紧耦合催化器热冲击耐久试验包括了多方面的内容，以下从合理选择试验方法、设置试验循环模式、确定试验最高温度、预热

6、爬坡性能试验等方面出发，对于紧耦合催化器热冲击耐久试验进行了分析。　　2.1合理选择试验方法　　紧耦合催化器热冲击耐久试验的第一步是合理选择试验方法。技术人员在合理选择试验方法的过程中首先应当考察热应力能否造成其结构损坏，从而能够在此基础上更好的判断出其耐热冲击的能力。其次，技术人员在合理选择试验方法的过程中还应当认识到在试验中载体的轴向断裂是很常见的，并且这种情况实际上不会对于催化转化器的排放及耐久性能造成致命的影响。与此同时，技术人员在合理选择试验方法的过程中还应当将试验时间在控制在99h左右。并

7、且还需要考虑到废气在同一催化转化器内部的分布和流动特性不同所导致的催化转化器温度场分布的差异，最终能够确保试验的条件可以最大限度的接近车辆的实际状况[4]。　　2.2设置试验循环模式　　紧耦合催化器热冲击耐久试验的关键在于设置好试验循环的模式。技术人员在设置试验循环模式的过程中首先应当在发动机台架上进行，然后将循环分两部分，既首先在规定的加热时间内促使发动机和催化转化器升温，然后在此基础上通过一定的速度降温，在这一过程中需要确保降温的速度不应该超过加热速度。其次，技术人员在设置试验循环模式的过程中还应

8、当确保试验循环是模拟车辆处于最恶劣的情况下。例如风扇关闭的状态、节气门开度最大的状态等等。与此同时，技术人员在设置试验循环模式的过程中还应当将发动机在10s内加速到5000r/min，在这一过程中需要确保冷却液仅能通过空调的加热器循环，然后技术人员在10s内逐渐关闭节气门并且将发动机减速到2000r/min同时保持5s，冷却液小循环，从而能够确保循环模式的合理性[5]。（如图1）　　2.3确定试验最高温度　　紧耦合催化器热冲击耐久试验需要确定相应的最高温