车用催化器的老化试验研究

摘要

面对不断恶化的大气环境问题和日趋严格的排放法规，三元催化器技术已成为减少汽车尾气污染的重要举措。而三元催化器的性能会随着使用时间的增加而逐渐劣化，致使转化效率下降，使得汽车尾气排放增加。因此，对三元催化器的耐久性进行研究，具有十分重要的实际意义。
　　首先，基于三元催化器的老化机理及汽车实际道路工况，本文对同一型号的两个三元催化器样件A和样件B，分别采用四阶段老化循环（GMAC-875循环）和标准台架老化循环（SBC循环）进行160小时快速老化试验，对比分析催化器老化前后的性能指标，以探讨两种老化循环对催化器的劣化强度。
　　其次，将老化后的样件A和样件B，分别装于同一辆车进行工况法排放试验，对比分析排放结果，研究两种老化循环对三元催化器的劣化强度，并与台架快速老化试验得出的结论比对，以验证结果的可靠性。
　　最后，采用与台架快速老化试验相同的催化器样件C进行16万公里耐久性试验，分析其在耐久性试验过程中的排放结果和性能表现。通过起燃温度特性试验、空燃比特性试验，对比分析分别经过160小时台架老化试验与16万公里耐久试验的催化器的性能指标，比较两者工况法排放试验结果，以考察两种老化方法的相关性。
　　结果表明:
　　1)相对于样件B，样件A对CO、THC、NOx的起燃温度增加值分别高出13℃、11℃、4℃，高效窗口缩小值大0.02,装用样件A的车辆排放的THC、NMHC、NOx、CO分别高出0.004g/km、0.003g/km、0.006g/km、0.03g/km，从而证明GMAC-875循环比标准台架循环具有更高的劣化强度。
　　2)样件A对CO、THC、NOx的起燃温度比样件C高10℃左右，样件A的空燃比高效窗口比样件C小0.02,样件A的排放值比样件C高10％左右，证明采用GMAC-875循环快速老化160小时对催化器的劣化强度稍大一些。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 汽车污染物的生成

1．2．1 CO的生成

1．2．2 HC的生成

1．2．3 NOx的生成

1．3 排放法规介绍

1．4 车用催化器国内外研究现状

1．4．1 老化试验情况

1．4．2 老化循环

1．5 课题背景及意义

1．6 本文的研究来源与内容

1．7 本章小结

第二章 车用催化器的结构原理及性能评价

2．1 催化器的结构

2．1．1 载体

2．1．2 催化剂

2．1．3 衬垫

2．1．4 壳体

2．1．5 催化器的工作原理

2．2 催化器的性能评价指标

2．2．1 转化效率

2．2．2 起燃特性

2．2．3 空燃比特性

2．2．4 空速特性

2．2．5 流动特性

2．2．6 耐久性

2．3 车用催化器的评价体系

2．4 本章小结

第三章 三元催化转化器快速老化试验系统

3．1 三元催化器老化机理

3．1．1 高温失活

3．1．2 化学中毒

3．1．3 机械损伤

3．1．4 结焦堵塞

3．2 发动机台架试验系统

3．2．1 发动机的选取

3．2．2 测功机的选取

3．2．3 二次空气喷射系统

3．2．4 冷却系统

3．2．5 玻璃纤维保温棉

3．2．6 数据采集及控制系统

3．2．7 温度传感器

3．2．8 氧传感器

3．2．9 排放气体分析

3．3 本章小结

第四章 车用催化器的老化试验及相关性分析

4．1 快速老化的原理

4．2 GMAC-875循环与SBC循环的对比

4．3 试验数据分析

4．3．1 三元催化器样件老化前一致性检查

4．3．2 三元催化器快速老化后的试验分析

4．3．3 GMAC-875老化循环与SBC老化循环对比结论

4．4 装车试验对比

4．4．1 工况法排放试验简介

4．4．2 工况法排放试验要求

4．4．3 试验结果分析

4．5 三元催化器实车老化试验分析

4．5．1 装车试验数据分析

4．5．2 台架快速老化与实车老化的对比分析

4．5．3 台架快速老化与实车老化对比结论

4．6 本章小结

总结与期望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢