金属载体转化器在摩托车上的应用.doc

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1、金属载体转化器在摩托车上的应用AlfredReck(德国依米泰克公司)从1988*322000年依米事可的金H戟体作为IE害产品垓J•托车MifillE采用SeriesIntroductionofEn^tecMet^cS'fbstr^tesfrom1988to200O1M319941995WM1OM图1依米泰克公司在專托车行业的配套情况1德国依米泰克公司介绍随着世界范围内机动车排放法规的日益严格，对车用催化转化器的要求也越来越高。由于金属材料在物理特性上具有许多优点，金属载体对催化转化率及发动机动力性、经济性能都具有积极影响，具有广

2、阔的发展前景。1986年德国西门子公司汽车部与德国GKN公司汽车部各出资50%成立了德国依米泰克(Emitec)公司，专业生产车用催化转化器金属载体。依米泰克公司自成立开始，专业致力于转化器用金属载体的研究、开发、应用等，迄今为止已取得了1100多项相关专利，如S型及SM型结构、TS横向带脊结构、圆锥形结构、电加热式转化器等,并与钢铁生产企业合作成功地开发出特殊的芯体材料，显著提高了催化剂涂层的附着性能及金属载体的耐久性，是世界上技术最先进的车用催化转化器金属载体生产厂。依米泰克公司自1987年开始成功为汽车行业配套后，到目前已形成

3、年产1700万件金属载体的生产能力，到2001年底总产量将达到5100多万件。依米泰克公司总部设在德国Lohmar,在德国的Lohmar及Eisenach、美国的FountainInn设有生产基地，同时在日本、印度、中国及台湾设有代表处。在摩托车行业，依米泰克公司最早于198b年开始为意大利比亚乔(Piaggio)公司配套，附着摩托车排放法规的日益严格，成功为台湾、印度、美国、欧洲等世界范围内知名摩托车企业配套，见图1。图2所示为摩托车行业应用的金属载体的基本型式，分为金属蜂窝载体、金属热管载体及圆锥形热管三种，可以根据不同法规限值

4、及车辆排放水平，灵活应用如单独应用热管.单独应用蜂窝载体转化器及热管与蜂窝转化器两级净化等。图2依米泰克公司摩托车用金属载体型式2金属载体的发展历史根据金屈载体的固定、卷绕方式、耐久性能等,金属载体的发展基本上可以分为三阶段，见图3。SpiralTypeS-Type-I960-196819781986图3金属載仁勺发展历史SM-Type1991第一代金属载体最早出现于60年代早期的美国，是由平金属箔与波纹状金属箔卷绕成同心圆型(Spira1)结构，但由于当时的技术水平及工艺尚不能将金属箔与金属箔及金属箔与外壳牢固地固定成一个整体，所

5、以璟初的金属载体样品未能通过耐久试验。为改善其耐久性，曾尝试在芯体后加十字架固定的档焊结构及销钉固定，但耐久试验仍然不尽人意。第二代金属载体产生于1978年，通过釆用真空焊接技术，解决了芯体的固定问题，实现了平金属箔与波纹状金属箔及金属箔与外壳之间的接触点的牢固焊接。但同心圆式金属载体在试验及实际应用中容易岀现金属蠕变疲劳现彖，使芯体与外壳脱离，影响其耐久性寿命。第三代金属载体为依米泰克公司于1986年开发成功的S型金属载体，成功解决了金属蠕变疲劳问题。在S型金属载体的基础上，进一步开发研制了SM型金属载体，这种金属载体在温度高于9

6、00t和加速度大于80g条件下应用时，显示出无可比拟的机械耐久性，一般应用于汽车紧凑耦合应用及大排量摩托车上。表1为金属载体发展历史中不同阶段的典型载体的性能对比。表1不同阶段典型金属载体性能比较第-代阿心圆式第三代S型•波仪板与平板固定张力国定芯体场外先固定方衣苓体张力及十字架抗嫌变疲劳性能中好抗热冲击性能差中好机械耐久性中好开口率小大大背压機失大小动力及经讲性能形响大小在紧耦合安装位遏，金属载体暴露在极高变化率的温度瞬变条件下，较薄的金属箔和较厚的外壳的热膨胀变形差异就引起高热负荷和机械负荷。由于同心圆型结构的最外层金属箔承受了

7、全部的变形张力，容易产生蠕变疲劳现象，导致芯体与外壳脱离。而S型及SM型结构将变形张力分散，从而避免了应力分布集中，降低了局部张力，提高了抗热冲击能力及耐久性。图8为在相同的热冲击试验条件下，同心圆型、S型及SM型金属载体热冲击耐久性试验结果对比，从图中可以看到，同心圆型载体出现了明显的芯体与外壳脱离现象，S型与同心圆型比较，芯体脱离程度明显降低。同心圆型s型SM图4不同结构型式对耐久性的影响3依米泰克金属载体转化器的耐久性试验结果在道路、燃油等使用条件与中国较相似的印度市场，由于执行较严格的摩托车排放法规较早，因此印度的摩托车行业

8、应用催化转化器也较早，目前己获得了宝贵的应用经验。图5〜10为在印度完成的不同的金属载体转化器的转化率及耐久性试验结果。图560.5X40mIOOcpsi金属载伏转化泮试验结果测试车辆:印度产125mL,二冲程摩托车,印度测试循环（I