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用于三元催化转换器的Continental Ring催化剂

Posted by isahora
5 6月 2019 0 comments

continental ring

 

大陆航空选择了第37届维也纳汽车研讨会,为小型涡轮增压汽油发动机提供创新的排放控制解决方案。实际驾驶排放法规的引入将要求具有这种广泛使用的发动机概念的车辆。这将使得能够在所有驾驶情况下满足严格的氮氧化物(NOx)限制。

这通过要求在非常广泛的发动机运行条件下有效地降低NOx来提出新的挑战;而不是在当前的测试周期中“只是”。然而,现有的紧耦合催化转换器为λ分布的任何进一步改进提供了很小的余地。同时在美国方面,LEV III SULEV 30标准规定到2025年,车队平均氮氧化物排放量将减少70%。

“为了满足RDE和SULEV 30关于NOx排放的立法,三元催化转化器必须达到接近100%的转化率。只有在所有运行情况下均匀地保持有效的NOx还原时,才有可能实现,“大陆集团动力总成部门燃料和排气管理业务部执行副总裁Markus Distelhoff博士说。 “创新的环催化剂与我们的LS微结构金属箔相结合,将在满足这一要求方面发挥重要作用。”

氮氧化物减排:没有任何机会

如今的高性能三元催化转化器已经实现了99%的NOx还原率。但这仍然不够深入,必须进一步提高效率。对于小型化的涡轮增压汽油发动机,这提出了两个挑战。首先,废气成分中的气缸到气缸的变化意味着燃料 - 空气比(λ值)可能偏离理想值;对NOx转化产生不利影响。目的必须是通过流动混合来避免这种气缸对排气λ的影响。然而,在紧耦合催化转化器的情况下这是困难的。实际上,催化转化器的下管不够长。这就是为什么现在许多新车都采用了第二种 - 地板下 - 催化剂来转换剩余的氮氧化物排放。这种解决方案的代价是额外的重量和增加的排气背压。

其次,在一些操作情况下,催化转化器实现一致且均匀的NOx转化率的能力可能受到涡轮增压器系统的不利影响。这是因为涡轮机旁通阀(废气门)的开度高于某一发动机转速会影响流量分配。导致排气流不均匀。这可能潜在地导致催化转化器的局部老化更快并且NOx还原性能劣化。

环催化剂的优点

Continental开发的紧耦合环形催化转化器支持涡轮增压汽油发动机中几乎完全的NOx转化。
大陆集团开发了一种创新的解决方案来应对这些挑战:环催化剂。穿过环催化剂核心并沿着它一直延伸的内部管道提供必要的额外长度以允许更好的排气流混合。在该管道的末端,气体被重定向180°。然后它才流过催化剂的催化活性部分,催化剂像套管一样围绕内管。
“这样,环形催化剂延伸流动路径而不延长催化剂的总长度。这使得催化剂可以靠近发动机放置,因此不会增加达到起燃温度以转换NOx排放所需的时间,“燃料和排气管理催化剂和过滤器产品线负责人RolfBrück说。 “通过这种设计,涡轮增压器废气门气体产生的涡流效应实际上有助于内部管道中的排气混合。”

催化转化器的核心由大陆开发的“LS”金属箔缠绕而成。该箔或基底中的纵向结构(= LS)在废气中产生更多的湍流。这确保了氮氧化物和催化涂覆的基材之间的更好接触,导致更高的转化效率。
环催化剂的活性部分由Continental的创新LS金属基材卷绕而成。该材料中的纵向结构在废气流中产生微水平湍流,这有助于将氮氧化物更有效地引向催化涂覆的催化剂壁,在催化剂壁处它们被转化。

来源:汽车工程师