汽油车标定用临界催化器制备及应用研究

论文摘要

随着环境保护要求的日益严格,国家法规对汽车尾气排放要求也愈来愈高,相继实施了国Ⅰ、国Ⅱ、国Ⅲ、目前北京已实施国Ⅳ的排放标准。国Ⅲ、国Ⅳ排放标准最大变化之一就是加装车载故障诊断系统（OBD）。它的作用之一在于:当OBD系统监测到催化器失效信号发生异常变化或超过它的内部限制时,会发出报警信号以避免已失效的催化器长期使用而造成对大气环境的污染。所以为了匹配汽油车上配置的车载故障诊断系统（OBD）标定,发挥OBD系统的上述作用,对于汽油车标定用临界催化器制备的研究具有重要意义。汽油车标定用临界催化器制备是根据判定指标、监控指标、验证指标通过一系列试验、试验验证来完成的。首先针对临界催化器制备的试验过程以及判断催化器是否达到临界状态,研究设定了判定指标、监控指标及验证指标;其中监控指标为催化器起燃温度且临界催化器的起燃温度比新鲜催化器的起燃温度提高一定温度,判定指标为催化剂储氧量下降到几十毫克且临界催化器的后氧传感器信号幅度为前氧传感器信号幅度的60%-80%,验证指标为将临界催化器装到相应的整车上,测试其排放,要求其HC排放指标为国Ⅳ限值的240%-300%以上,400%以下。其次从三效催化转化器的失效机理入手,参考催化器的台架性能试验和有关国家标准,提出临界催化器制备过程中各种试验方案并进行大量的试验,其中包括催化器起燃温度试验、老化试验,催化剂储氧量测试,整车匹配验证试验。研究制备的过程为:测试新鲜催化剂的起燃温度和储氧量;再在FOCAS上进行不同阶段的快速老化催化器试验;然后再以同样条件对不同阶段老化后的催化器进行起燃温度试验、催化剂储氧量测试,并与老化前的参数进行对比;同时以研究设定的判定指标、监控指标考察临界催化器制备的进度;最后将试验制备的临界催化器通过装车试验验证。经过Ⅰ型试验,如满足验证指标,则临界催化器制备成功,否则重复上述的步骤。本课题是关于汽油车标定用临界催化器制备的研究。大量的试验数据和试验结果表明,本文所论述的研究给出了一种有效制备汽油车标定用临界催化器的方法,并确认了制备过程中设定的判定指标、监控指标和验证指标。同时试验结果还表明了制备出的临界催化器为OBD系统的标定提供科学、准确、客观的依据,从而为改善大气环境污染提供科学的依据,同时也为临界催化器制备的完善和进一步研究提供依据。本文所论述的汽油车标定用临界催化器制备及应用研究在技术上具有创新性、实用性,有一定的经济性和市场应用前景,适宜在汽车制造厂和车辆检测机构等推广。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 附表清单
• 1.绪论
• 1.1 引言
• 1.2 车载故障诊断系统综述
• 1.2.1 OBD系统的发展
• 1.2.2 OBD系统的基本原理
• 1.3 国Ⅲ排放法规与OBD系统认证试验
• 1.4 课题的来源、意义以及研究内容
• 2.汽油车标定用临界催化器制备技术研究
• 2.1 催化转化器排气系统简介
• 2.2 三效催化转化器工作原理
• 2.2.1 催化转化器结构
• 2.2.2 催化转化器工作原理
• 2.2.3 OBD系统的部件监控原理
• 2.3 催化转化器失活机理
• 2.3.1 催化剂失活形式
• 2.4 汽油车标定用临界TWC制备研究总体方案设计
• 2.5 本章小结
• 3.汽油车标定用临界催化器性能评价试验研究
• 3.1 车用催化转化器净化性能评价
• 3.2 试验设计
• 3.2.1 评价试验装置
• 3.2.2 评价试验方法
• 3.3 试验结果分析
• 3.4 试验结果综合分析
• 3.5 本章小结
• 4.汽油车标定用临界催化器制备老化试验研究
• 4.1 车用催化转化器老化试验类型
• 4.1.1 试车场实车老化
• 4.1.2 发动机台架上快速老化
• 4.1.3 FOCAS系统燃烧器老化
• 4.2 车用催化转化器快速老化试验
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 快速老化试验方法
• 4.2.3 试验结果分析
• 4.3 本章小结
• 5.车用催化器储氧量测试及整车匹配试验研究
• 5.1 促进剂氧化铈的储氧性能
• 5.2 车用催化剂储氧量测试
• 5.2.1 试验装置
• 5.2.2 催化剂储氧量试验方法
• 5.2.3 催化剂储氧量试验循环设计
• 5.2.4 试验结果分析
• 5.2.5 试验结果综合分析
• 5.3 整车匹配试验
• 5.3.1 整车评价试验
• 5.3.2 试验结果分析
• 5.4 本章小结
• 6.结论与展望
• 英文缩写
• 主要参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况