汽车催化净化器故障分析及结构优化.pdf

机械设计 与制造 第 1期 l22 Machinery Design Manufacture 2010年 1月 文章编号：i001—3997(2010)01—0122—03 汽车催化净化器故障分析及结构优化 9∞8∞∞76∞543 孙鲁青 安 伟 ·鲍利峰 (江南大学 机械工程学院，无锡 214122)(无锡威孚力达催化净化器有限责任公司，无锡 214028) Automotivecatalyticconverterfaultanalysisandstructureoptimization SUNLu-qingI,ANW eii,BAOLi-feng (SchoolofMechanicalEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China) (WuxiWeifuLeaderCatalyticConverterCO．LTD，Wuxi214028，China) 十 t ／十 十 t 十 q ＼ 一 十 ’ ’ } 叶、§斤 t t 十 ／ ＼e 1、e 叶＼§ 1、e— 叶 十’ 十 十l曼 、曼斤十、璺／ 叶＼e一十 ／ e 叫＼§／ § 【摘 要】针对配备于某款2．0发动机的催化净化器在进行耐久试验时所发生的催化剂脱落问题，运 用计算流体动力学(CFD)方法分析了该催化净化器的内部流场，解释了问题产生的原因，提出了扩张管及 收缩管形状结构的改进方案。计算结果表明：结构优化后的催化净化器可以大大改善气体流动均匀性，进 而会提高催化转化效率和催化剂的寿命。 关键词：催化净化器；计算流体动力学；结构优化 A【bstract】Basedonthebrokenofcatalystwhichhappenedduringdurabilitytesting，Theflowfield theconverterisanalyzedusingComputationalFluidDynamics(CFD)technique．theresuhexplainedthe causesoftheproblemandputforwardaprogramofoptimizedstructure，especiallythepartsofexpansion andcontraction．Theresuhsshowthat：theoptimizedstructureofthecatalyticconvertercangreatly西n— provetheunfiormityofgasflow，whichcanincreasetheefficiencyofcatalyticconverte~andcatalystf ． Keywords：Catalyticconverter：；CFD；Structureoptimization 中图分类号：TH16 文献标识码 ：A 1载体脱落的表现及初步分析 在耐久试验过程中， 绗到10h~38min时突然出现催化 某款催化净化器的结构，如图 1所示。该催化净化器的包体 剂后端温度升高达到1123％~情况，并且有所波动，随后温度传感 部分是由两块载体构成，前级长63．5mm，后级长85．5mm。 器即无数据记录。经查数据记录，发动机的功率与扭矩、转速均基本 ★来稿 日期：2009—03—11 … … l … … … … … … … l … ， ． ． ， ． - ， m ’ ’ ． 1 l m m … l … … … ， l l … … … l