三元催化转化装置的优化匹配探讨.pdf

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1、第5l卷第3期V01．5lNo．3农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2013年3月March2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．03．006三元催化转化装置的优化匹配探讨孟庆和．李允平(255049山东省淄博市山东理工大学交通与车辆工程学院)[摘要]催化转化装置是发动机排气后处理中的重要装置，三元催化装置能高效地净化排气中的污染物这是基本要求。三元催化转化装置与发动机及汽车的优化匹配是三元催化转化装置能否发挥其最优性能的关键f*-

2、I题。通过对催化转化装置工作过程和工作环境的分析研究与计算，阐述了其在实际应用过程中与电控系统、排气系统的优化匹配问题，并给出了结论。[关键词]催化转化器；优化匹配；电控系统；排气系统[中图分类号]TK411"5[文献标志码]A[文章编号]1673-3142(2013)013-0022-04InvestigationonOptimizationMatchingofTernaryCatalyticConversionDeviceMengQinghe，LiYunping(SchoolofTraflqcandVehicleEngineer

3、ing，ShandongUniversityofTechnology，ZiboCity，ShandongProvince255049，China)[Abstract】Catalyticconversiondeviceisanimportantoneinthetreatmentofengineexhaust．Ternarycatalyticconversiondeviceshouldeffectivelycleanthepollutantsintheexhaust．Optimummatchingofthedevicewiththeen

4、gineandthevehicleisthekeypointwhetherthedeviceCanpryitsbestperformance．Basedontheanalysisandcalculationofcatalyticconversiondeviceworkingprocessandworkingenvironment，theoptimizationmatchingofthedevicewithelectriccontrolsystemandexhaustsysteminitsapplicationinthepractic

5、alprocessisintroduced，andtheconclusionisgiven．[Keywords]catalyticconverter；optimizationmatching；electriccontrolsystem；exhaustsystem0引言三元催化转化装置与发动机及汽车的优化匹配是三元催化转化装置能否发挥其最优性能的关键问题，如果它没有一个合适的工作条件，如空燃比、温度、空速(空间速度，是指每小时流过催化器的排气体积流量与催化器容积之比。它反应了气体在催化器中停留的时间，是衡量催化器在发动机不同转速情况下

6、转化率差别的重要参数)等，催化转化装置就不能高效地净化排气中的污染物。在排放标准日益严格的情况下。不装催化转化装置是达不到排放标准要求的，即使有催化转化装置而没有进行优化匹配，排放也很难达到标准的要求。因此，催化转化装置的匹配问题是其得到应用的前提和关键，只有解决了这个问题才能够达到实现汽车低排放的目的。1三元催化转化器的工作过程1．1数学模型的建立为了简化计算，基于Voltz等人的研究成果对排气进行了处理，NO：的浓度比NO的浓度低得收稿日期：2012—12—10收稿日期：2012—12—27多，所以，仅考虑NO；H2是NO还原反

7、应的主要还原剂，必须考虑；HC化合物的成分比较复杂，将其简化为两大类，即c，H。和CI-I,，他们分别代表了快速和慢速反应的HE所占比例分别为86％和14％。所以在模型中考虑了6种物质，其反应为[，】：CO+0．502---'C02C3H6“．50f-*3HC2+3H20CI-Lt+202--}C02+2H20CO+NO--*C02+0．5N2H2+O．50广H20在上述反应中，每种物质的反应速率尺是反应位置的载体壁面(催化剂)温度％和气体必读C的函数。从其函数关系中可以看出，在催化转化器起燃过程中，催化剂涂层的温度对转化效率有很大

8、影响，在一定范围内，温度越高其转化效率就越高，催化转化器工作过程原理如图1所示。图1催化转化器q-作过程原理图Fig．1Catalyticconverterworkingprocessschematicdiagram一余圭}一第5l卷