1、一、概述一、概述二、三元催化器的作用、特点二、三元催化器的作用、特点三、三元催化器的基本结构三、三元催化器的基本结构四、三元催化器的基本性能四、三元催化器的基本性能五、三元催化器封装工艺五、三元催化器封装工艺六、三元催化器失效模式六、三元催化器失效模式七、三元催化器成本分析七、三元催化器成本分析机动车尾气占大机动车尾气占大气污染物比例气污染物比例北京市北京市上海市上海市COCO63.4%63.4%86%86%HCHC73.5%73.5%96%96%NONO46%46%56%56%典型的触媒结构由壳体、衬垫、载体、催化剂、涂层等构成3.1.贵金属钯钯(PdPd)铑铑(RhRh)COCO一般
2、一般NONOXX高高HCHC差差COCO高高NONOXX高高HCHC高铂铂(PtPt)COCO高高NONOXX差差HCHC高高3.2.涂层典型涂层的主要成分是氧化铝和二氧化铈,为贵典型涂层的主要成分是氧化铝和二氧化铈,为贵金属提供表面积,可防止催化剂发生热退化作用金属提供表面积,可防止催化剂发生热退化作用催化剂生产工艺的三大工序贵金属、氧化物、水的混合、搅拌与研磨涂浆烘烤催化剂溶液的颗粒度分析贵金属含量的测试比表面积测试附着性测试固含量测试背压测试催化剂生产检测的三大环节3.3.衬垫催化器使用中,金属外壳的热膨胀系数很大,而陶瓷载体的热膨胀系数很小,要靠衬垫的
3、膨胀和弹性加以缓冲,保证载体不会松动。垫片是催化转化器中保护载体不受损坏的部分。同时有密封、隔热、隔音的作用。供应商:3M、UNIFRAX(奇耐)、三菱化工膨胀型衬垫非膨胀型衬垫衬垫的构成功能1、陶瓷纤维硅酸铝,耐高温2、蛭石加热膨胀3、有机粘合剂生产加工时提供强度3M膨胀型衬垫基本特性温度温度膨膨胀胀率率密封后的密度=衬垫的重量壳体与载体间的间隙通常密封后的密度控制在1g/cm3左右最高不超过1.2g/cm3,最低不低于0.8g/cm3注:以上适用于3MInteram100和200衬垫3.4.载体载体是承载催化剂的物体。它提供很大的比表面,使催化剂与有害气体充分接触。陶瓷蜂
4、窝载体应用最广泛。其主要参数有外形尺寸、孔密度、壁厚、等压强度、抗热冲击性热膨胀系数、吸水率等。最常用的规格是400目及600目供应商:康宁、NGK金属载体优点:升温快,背压小、热传导好缺点:耐热性差,抗过载能力低;成本高,现在使用的金属材质为鉻铝钇不锈钢金属波纹板,价格高。陶瓷载体优点:成本低,抗过载、抗高温缺点:升温慢、背压高现在90%的车辆使用稀土陶瓷载体的三元催化器。圆形椭圆跑道型非对称型600/4目数:每平方英寸的孔数壁厚:标准载体为6,薄壁为4,超薄壁为3陶陶瓷瓷载载体体金金属属载载体体椭圆形捆绑式封装,切点附近压力过大导致剪切型断裂封装工艺中局部填充密度过高导致封装
5、过程中表层和少量网格被压碎排放上游侧的金属颗粒造成的侵蚀堇青石陶瓷载体的软化温度为1410,在陶瓷体软化前涂层会达到软化/熔化点可能原因为发动机控制-点火不良,增加了熔点温度3.5.外壳壳体材料一般要选取不锈钢和耐热钢:SUH409L、SUS436、SUS441等。壳体的型腔要与载体尺寸相配,过渡部分应合理引导和分布气体的流动方向,体积较大的壳体在结构上要设加强筋以提高刚度。催化剂性能封装的机械性能空燃比特性轴向推力冷态振动热态振动起燃特性热寿命&水急冷试验方法三元催化器按实车布置型式与发动机台架进行连接,发动机在最大功率时转速(6000rpm)下运转200小时;其中三元催化
6、器表面温度控制在60020。如图1所示试验所用排气前管、消音器等排气系统零件均采用实车现用件。在催化器上下表面安装温度传感器实时监控催化器表面温度,另在台架附近有鼓风机,当表面温度高于620时以降温。传感器安装位置如图2。判定标准试验终了,三元催化器不得有破损、催化剂(载体)不得有裂纹、衬垫不得有飞散现象。三元催化器的三大封装形式蚌壳式捆绑式塞入式GBD按照零部件公差发生变化在推入锥管处具有高封装压力要考虑衬垫剪切对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配允许接受任何形状载体通过捆绑式进行封装,可以获得均衡而一致的GBD在搭接处进行合理设计,以获得均衡压力对于标准和薄