基于FOCAS的汽油車用催化轉(zhuǎn)化器老化試驗研究.pdf

1、面對日益突出的空氣污染問題和日趨嚴(yán)格的汽車排放法規(guī),又由于三效催化轉(zhuǎn)化器的成熟性和可靠性,已成為汽油車排放控制技術(shù)的主流。催化轉(zhuǎn)化器經(jīng)長期使用后,其性能將發(fā)生劣化。對催化器的耐久性進行考核,具有重要的現(xiàn)實意義。采用快速老化方法進行催化轉(zhuǎn)化器的耐久性評價試驗可以快速、近似地評價催化轉(zhuǎn)化器,相對于常規(guī)的實際裝車耐久性評價試驗節(jié)約了大量的人力、物力、財力。 本論文首先論述了汽油機有害排放物的生成機理及其危害,總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)外車用汽油機

2、排氣后處理技術(shù),綜述了國內(nèi)外催化轉(zhuǎn)化器及其老化循環(huán)的發(fā)展現(xiàn)狀。論文在查閱國內(nèi)外相關(guān)資料的基礎(chǔ)上,研究了汽油車用催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)原理和老化機理,以及相應(yīng)的性能指標(biāo)和評價試驗；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ARE-102循環(huán)進行考察試驗,以判斷是否可以應(yīng)用于我國三效催化劑的研究開發(fā)和性能考核中。 ARE-102循環(huán)是美國聯(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

3、階段,歷時60s：發(fā)動機在理論空燃比條件下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)40s;然后通過電噴系統(tǒng)的ECU將空燃比調(diào)至13.2的加濃狀態(tài),運轉(zhuǎn)6s;通過在排氣管內(nèi)噴入二次空氣,使催化器前的空燃比達(dá)到15.0的過稀狀態(tài),運轉(zhuǎn)10s;再通過ECU調(diào)節(jié)發(fā)動機空燃比至理論空燃比,而此時二次空氣噴射仍在進行,催化器入口處空燃比進一步變稀至16.5,運轉(zhuǎn)4s。 論文基于FOCAS系統(tǒng)對ARt-102循環(huán)進行考察試驗。FOCAS系統(tǒng)是由美國西南研究院開發(fā)的,主要由能

4、在以化學(xué)劑量比空燃比下連續(xù)運行的汽油燃燒器,能在排放系統(tǒng)中任何位置噴入可控制流量的機油噴射器、鼓風(fēng)機、熱交換器和計算機控制系統(tǒng)5個部分組成。該燃燒系統(tǒng)主要用來模擬四缸發(fā)動機在不同負(fù)荷下的排放,從而對汽車實際尺寸的催化器系統(tǒng)進行老化分析。 對ARL-102循環(huán)的考察試驗主要包含三大部分： 1.采用ARL-102循環(huán)對不同催化器的老化試驗比對：在FOCAS燃燒系統(tǒng)上按照ARL-102循環(huán)分別對兩個不同的催化器進行100小時的

5、老化試驗,對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)對同一催化器的老化試驗比對：在FOCAS燃燒系統(tǒng)上分別按照ARL-102快速老化試驗循環(huán)和斷油老化循環(huán)對兩只相同的催化器進行100小時的老化試驗,對比分析老化后兩個催化器的性能,以考察ARL-102方法對催化轉(zhuǎn)化器的劣化強度； 3.將老化后的催化器進行裝車試驗：將分別按照AR