基于FOCAS的汽油車(chē)用催化轉(zhuǎn)化器老化試驗(yàn)研究.pdf

1、面對(duì)日益突出的空氣污染問(wèn)題和日趨嚴(yán)格的汽車(chē)排放法規(guī),又由于三效催化轉(zhuǎn)化器的成熟性和可靠性,已成為汽油車(chē)排放控制技術(shù)的主流。催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)長(zhǎng)期使用后,其性能將發(fā)生劣化。對(duì)催化器的耐久性進(jìn)行考核,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用快速老化方法進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化器的耐久性評(píng)價(jià)試驗(yàn)可以快速、近似地評(píng)價(jià)催化轉(zhuǎn)化器,相對(duì)于常規(guī)的實(shí)際裝車(chē)耐久性評(píng)價(jià)試驗(yàn)節(jié)約了大量的人力、物力、財(cái)力。 本論文首先論述了汽油機(jī)有害排放物的生成機(jī)理及其危害,總結(jié)了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外車(chē)用汽油機(jī)

2、排氣后處理技術(shù),綜述了國(guó)內(nèi)外催化轉(zhuǎn)化器及其老化循環(huán)的發(fā)展現(xiàn)狀。論文在查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,研究了汽油車(chē)用催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)原理和老化機(jī)理,以及相應(yīng)的性能指標(biāo)和評(píng)價(jià)試驗(yàn)；然后在研究了FOCAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,提出了在FOCAS系統(tǒng)上對(duì)ARE-102循環(huán)進(jìn)行考察試驗(yàn),以判斷是否可以應(yīng)用于我國(guó)三效催化劑的研究開(kāi)發(fā)和性能考核中。 ARE-102循環(huán)是美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)采用的一種快速老化方法,這種老化循環(huán)的空燃比要經(jīng)歷四個(gè)

3、階段,歷時(shí)60s：發(fā)動(dòng)機(jī)在理論空燃比條件下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)40s;然后通過(guò)電噴系統(tǒng)的ECU將空燃比調(diào)至13.2的加濃狀態(tài),運(yùn)轉(zhuǎn)6s;通過(guò)在排氣管內(nèi)噴入二次空氣,使催化器前的空燃比達(dá)到15.0的過(guò)稀狀態(tài),運(yùn)轉(zhuǎn)10s;再通過(guò)ECU調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比至理論空燃比,而此時(shí)二次空氣噴射仍在進(jìn)行,催化器入口處空燃比進(jìn)一步變稀至16.5,運(yùn)轉(zhuǎn)4s。 論文基于FOCAS系統(tǒng)對(duì)ARt-102循環(huán)進(jìn)行考察試驗(yàn)。FOCAS系統(tǒng)是由美國(guó)西南研究院開(kāi)發(fā)的,主要由能

4、在以化學(xué)劑量比空燃比下連續(xù)運(yùn)行的汽油燃燒器,能在排放系統(tǒng)中任何位置噴入可控制流量的機(jī)油噴射器、鼓風(fēng)機(jī)、熱交換器和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5個(gè)部分組成。該燃燒系統(tǒng)主要用來(lái)模擬四缸發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷下的排放,從而對(duì)汽車(chē)實(shí)際尺寸的催化器系統(tǒng)進(jìn)行老化分析。 對(duì)ARL-102循環(huán)的考察試驗(yàn)主要包含三大部分： 1.采用ARL-102循環(huán)對(duì)不同催化器的老化試驗(yàn)比對(duì)：在FOCAS燃燒系統(tǒng)上按照ARL-102循環(huán)分別對(duì)兩個(gè)不同的催化器進(jìn)行100小時(shí)的

5、老化試驗(yàn),對(duì)比分析老化后兩只催化器的性能,以考察ARL-102循環(huán)是否具有區(qū)分催化轉(zhuǎn)化器水平的分辨力； 2.分別采用ARL-102循環(huán)和斷油老化循環(huán)對(duì)同一催化器的老化試驗(yàn)比對(duì)：在FOCAS燃燒系統(tǒng)上分別按照ARL-102快速老化試驗(yàn)循環(huán)和斷油老化循環(huán)對(duì)兩只相同的催化器進(jìn)行100小時(shí)的老化試驗(yàn),對(duì)比分析老化后兩個(gè)催化器的性能,以考察ARL-102方法對(duì)催化轉(zhuǎn)化器的劣化強(qiáng)度； 3.將老化后的催化器進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)：將分別按照AR