耦合式三元催化轉化器設計研究

唐穎青

（精誠工科汽車系統有限公司，河北保定071000）

1 引言

隨著新能源汽車持續發展，新能源汽車（純電動汽車BEV+插電混合動力汽車PHEV）、節能汽車HEV、氫能源汽車將成為主要技術攻關方向。

與節能混合動力HEV及插電混合動力PHEV車型匹配的排氣系統，為達到國家第六階段機動車污染物排放標準，同時滿足緊湊型前艙布置，通常采用兩級封裝耦合型催化轉化器結構。其中，三元催化器TWC的主要作用是將汽車發動機排出的有害氣體（如NOx、CH、CO等）經過氧化還原反應轉化為二氧化碳（CO2）、氮氣（N2）和水（H2O），顆粒捕集器的主要作用是提升顆粒捕集效率，并進行再生燃燒，從而符合“國六”尾氣排放要求、顆粒物限值要求及緊湊型前艙布置要求。

2 術語定義

2.1 三元催化轉化器TWC(Three Way Catalyst，TWC)

是通過涂覆在載體上的貴金屬（Pt、Pd、Rh）的催化作用，可同時實現碳氫化合物（CH）、一氧化碳（CO）氧化和氮氧化物（NOx）還原，使其轉化為無污染的二氧化碳（CO2）、水（H2O）和氮氣（N2）的裝置。

2.2 汽油顆粒捕集器GPF（Gasoline Particulate Filter，GPF)

是安裝在汽油車排氣系統中，通過載體孔內壁（帶微氣孔）具有的過濾特性來降低排氣中顆粒物的捕集器。其工作原理是將排氣中的碳煙顆粒吸附在孔壁上，當微粒達到一定量后，信號傳遞，提高捕集器溫度，使微粒燃燒，變成對人體無害的物質排出。另可根據凈化策略在其表面進行催化劑涂覆，從而實現凈化特定排放物和顆粒物過濾的功能。

2.3 封裝密度GBD（Gap Bulk Density）

襯墊包裹載體，并封裝在殼體內后，其纖維的填充密度，是衡量包裹特性的指標，亦稱封裝密度。……