电加热金属载体催化剂对汽油机冷起动阶段排放性能的影响
2021-06-30刘旻郭冬冬曹宏林陈婷林赫湛日景
车用发动机 2021年3期
刘旻,郭冬冬,曹宏林,陈婷,林赫,湛日景
(1.上海交通大学动力机械及工程教育部重点实验室,上海 200240;2.北京市机动车排放管理中心,北京 100176)
轻型车三元催化器(TWC)的主要作用是降低汽油机气体污染物HC、CO和NOx的排放 。相对国5法规,国6法规中的Ⅰ型试验由NEDC循环改为WLTP测试循环,不管是在WLTC还是在NEDC循环下,冷起动排放占比都较大(其中THC占94.7%,CH4占75.1%,CO占63.6%,NOx占65.1%)[1]。排气污染物国6b阶段限值相对国5限值降低了45%~50%,因此,对于国6轻型汽油车排放达标,冷起动排放控制至关重要。
通常三元催化器只有在排气温度达到250~400 ℃的时候才有较高的转化效率。为了降低冷起动阶段的排放,可以通过改变催化器布置、改善机内燃烧以及增加额外的部件等方式来缩短TWC达到起燃所需的时间(可缩短20%~90%),但上述方法各有利弊,比如TWC距离发动机出口越近,催化器越容易达到起燃温度,但大多数工况下催化器将处于高温状态,会严重影响催化器的寿命[2]。现阶段主要是通过增加三元催化器的贵金属含量以及更精细的标定来降低低温工况排放。长期以来,国内外一直致力于开发150 ℃就能达到90%以上转化效率的TWC,但难以突破技术瓶颈。
TWC常用的载体是陶瓷载体,而金属载体与陶瓷载体相比具有机械强度高、比热容小、传热快等优点,能够使TWC快速达到工作温度,缩短催化剂起燃时间,提高冷起动阶段催化剂的转化效率[3-9],因此,采用金属载体的电加热催化器(EHC)有望有效降低轻型车冷起动阶段的排放。
轻型车国6法规的另一个大改变是增加了实际道路排放试验(RDE)。……
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