面向重型商用车的紧耦合催化转化器
Abstract
Continental AG Launch Close-coupled Catalytic Converter
German based Continental AG plans to present on the coming IAA 2016 its close-coupled catalytic converter for heavy-duty commercial vehicles. This new product will provide a high-efficiency, cost-effective and intensified exhaust emission process solutions.
尾气后处理系统改为安装在靠近发动机的位置后，能节省约30%的空间，支持使用更大尺寸的油箱在9月22—29日举行的IAA 2016上，大陆集团将展出面向重型商用车紧耦合尾气后处理系统解决方案。据了解，通过在靠近发动机的位置安装柴油氧化型催化转化器(DOC)，能使DOC的尺寸减小约30%。另外，采用大陆最新开发的采用CS-Design ®结构的催化剂载体，能使DOC的重量进一步降低20%。除了DOC外，大陆展出的解决方案还包括集成在尿素溶液罐中的尿素喷射系统、SCR控制单元，以及能实现尿素溶液完全蒸发的金属催化剂载体。
重型商用车的发动机设计为在高负荷工况下燃油效率最低，但是在其他工况下，发动机几乎不会释放任何热量。虽然这对提高燃油效率非常有利，但却对尾气后处理系统提出了严峻挑战。如果发动机产生的尾气温度已经很低，那么发动机与尾气后处理系统(安装在车轮之间的底盘上)之间的长管反而变为劣势，因为尾气温度在传输过程中会不断下降。尤其是在市内行驶的车辆，很难确保尾气有足够的转化温度。而通过在靠近发动机的位置安装DOC，流道中的热损耗可以忽略不计，从而可扭转这一劣势。DOC的效率会随着工作温度的上升而增大，因此可以减小DOC的尺寸。大陆集团根据这一设想，把DOC安装在靠近发动机的位置并进行了测试，结果发现DOC的体积能减少30%，即从11.3 L降为7.8 L。
大陆集团此次推出的解决方案是将DOC安装在靠近发动机的位置，并采用了全新的催化剂载体。这种载体使用波纹箔材，波状结构略微倾斜。DOC结构中的左右斜向波纹交替组合，是首个无需中间箔片的DOC结构，因此使用的材料量和重量可以减少20%。此外，斜向波纹流道有利于生成紊流，从而提高NOx转化器的效率，使尾气中的NOx与载体的催化剂涂层表面更充分地接触。
如今，在柴油轿车中将DOC安装在发动机附近已经是惯例，但在重型商用车上还没有应用，因为重型商用车底盘的使用寿命长。正是出于这种原因，要想在靠近发动机的位置安装DOC，首先只能采用超紧凑型催化转化器。
大陆集团供油及后处理管理业务单元催化产品线负责人Rolf Brück认为，在新型紧耦合催化转化器解决方案中，相比之前安装在2个车桥之间底盘上的尾气后处理解决方案，DOC采用更少材料，在保证总体系统效率水平不变的情况下，新方案的性价比更高。此外，DOC尺寸变小也有利于增大油箱尺寸。除此之外，还能带来一系列额外优势：温度越高，布置在DOC之后的尿素喷嘴就可以更早起喷，其结果是NOx将更早开始转化；同时，高排温以及紊流结构金属载体的使用，使尿素溶液能够完全蒸发，避免了下游产生沉积物。沉积物会堵塞气道，降低尾气后处理系统的控制质量，破坏输送气体的组件。Brück补充强调：“在靠近发动机的位置安装尾气后处理系统是先决条件。没有之前的改变，之后的效益也就无法实现。”
“到目前为止，由于重型商用车的安装空间有限，一直都做不到以紧耦合方式把DOC安装到发动机附近。”大陆集团动力总成事业部供油及后处理管理业务单元负责人Markus Distelhoff博士表示，“但如今，我们的解决方案利用轻巧、高效的催化剂载体，使这种不可能变为可能。”
采用CS-Design ®结构的催化剂载体：尾气污染物更好地与催化剂载体的催化涂层相接触，并达到最佳反应温度时，催化转化器的转化效果最好
紧耦合催化转化器能提高还原效率，使商用车尾气后处理系统更高效