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1、双燃料车负载型稀土 贵金属催化剂技术! 贺小昆! ，“ !，孙加林!，陈瑞卿# （! $昆明理工大学材料系，云南 昆明% $ “ ( ? . A B , / 3. CB / B D 5 / 3 ? “ ：K L M E N 2 # O I K : : $ P : H$ P N） 表!国内天然气发动机类型及技术特点 “ # $ % 4 9等 ?) + )和= 0 , 3 9 / 9 0等 A开展了不同稀土物质上 ! )*催化氧化动力学行为的研究，认为稀土! 2元 素对! ) *催化氧化具有负面影响，对于稀燃条件下 含! 2催化剂，气相! +脱附前，贵金属吸附! +与 邻近! 2 + 颗粒表面+发
2、生反应产生! +，表面+ 通过从活性位上排斥更弱的吸附物种! ) *而抑制 ! )*氧化， 尤其在= B的高温氧化过程中， 表面+物 种迁移进入体相，形成无活性的= B氧化物体相，将 降低! ) *催化活性，提出了含! 2的= B $ C +(上 ! )*氧化活性存在滞后现象的观点。根据! “ #发 动机空燃比波动特点和催化反应区域动力学，催化 材料中应尽量降低! 2含量，明显不同于汽油机含 ! 2催化剂催化反应特点。实际上目前贵金属催化剂 上! ) *氧化的详细机制仍不能得到充分解释。 ) 2 C C D 0 :和 0 4 0 9等 E % ! !单床催化剂的催化活性高， 5 -内对转 化率
3、影响不明显，这是由于催化剂上的反应停留时 间与表面扩散的双重作用的结果，与催化剂表面结 构也有一定关系。可是对于* A B发动机排放气体 中的* ) +情况却大不一样，* )+的转化率受空速影 响很大，空速增加会导致* ) +转化率降低，* C和 A C转化率基本不受影响，在空速高于- 6 6，6 6 6; 5 - 以上* C和A C转化率仍能保持不变。国内清华大 学马凡华等 - 0分别以汽油和 * )+为燃料，研究了 空燃比对* ) +转化率的影响。研究结果提出在!“ - 1 6的氧化区域中，随着!值的增加，* )+的转化 率上升；在! - 1 6的还原区域中，随着!值的增 加，* ) +的
4、转化率逐渐下降。 近年来新材料的开发应用中，新型铈锆复合催 化材料在* ) +氧化特性方面表现出优越性，有效提 升了催化剂储氧功能以及稀土与贵金属协同功效。 目前活性金属与载体的相互作用及其对钯氧活性中 心性质的调变，并以钯物种和混合活性中心的设计 方案解决* A B催化剂中起燃活性偏低和高温活性 震荡的技术问题仍在研究中 - + 。 + 双燃料发动机催化剂设计 双燃料发动机系统设计特点不同于单一燃料发 动机，催化剂设计除考虑针对两种燃料排放特点进 行配方设计的同时，还必须兼顾电控系统等因素带 来的排放影响。国内外文献对双燃料发动机用催化 剂设计尚未提及，大量研究工作描述仅限于* ) +氧 化
5、催化剂的空燃比特性、空速特性和温度特性试 验。本文通过在长安羚羊、福特嘉年华双燃料车上 开展的催化剂设计和整车试验经验，提出双燃料发 动机排放系统设计时应重视的0方面排放影响因 素。 + 1 - 电控系统标定 催化活性通常是反应环境计量的敏感函数， * )+转化率随着“#变化而不同是完全可能的。 电控系统标定就是电控系统参数根据催化剂在不同 工况条件下的工作特性进行调整，使催化剂综合性 能达到最佳，一般情况下，都是针对单一燃料系统 发动机进行标定。双燃料发动机首先要求催化剂要 具备两种燃料燃烧排放处理特点，然后必须在同一 催化剂条件下，针对催化剂排放处理特征对汽油和 * A B电控系统分别进行
6、标定，大大增加了电控系统 和催化剂匹配工作难度。若采用单一* A B燃料发 动机，催化剂设计可通过向稀燃区扩展或迁移工作 窗口两种技术途径，达到排放控制目的，而双燃料 发动机催化剂只能采取工作窗口向稀燃区扩展的技 术途径，通过扩大有效催化反应范围，使催化剂具 备交替处理两种燃料的能力。 + 1 2 电控系统稳定性 双燃料系统交替使用时，控制系统稳定性难于 控制，易造成排放偏高的明显不正常现象。目前国 内* A B燃料电控系统处于开发阶段，标定不准确、 工作不稳定，切换为使用汽油时系统往往由偏稀突 变为偏浓，易造成催化剂热损坏。因此，应对汽油 * A B双系统提出更高控制及协调使用要求。重型 *
7、 A B发动机处于无电控系统或电控系统不稳定的 工作状态，很容易偏浓造成催化剂烧结损坏。在目 前国内装机条件下，重型* A B发动机排放试验用 催化剂在恶劣的环境条件下工作，催化剂寿命无法 保障。所以，若能考虑采用单一燃料发动机替代双 燃料发动机，将有利于提高电控系统稳定性，有利 于排放系统工作。 + 1 0 提前器 提前器在羚羊车和嘉年华车上使用情况表现为 对排放不利 （图-，2） ，一般表现为) *排放略降低， A C$成倍增高，建议在双燃料车催化剂设计中 6-+ 稀有金属 2 , # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # #
8、# # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 卷 的整车排放试验环节，当选择! “ #燃料进行排放 实验，若出现排放异常现象，应注意分析提前器带 来的影响。 图$ ! “ #燃料，带提前器时整车路跑排放结果 % 技术 时将面临以下问题： $ (发动机技术：改装型单 双燃料发动机不能 获得稳定的发动机综合性能，欧;，欧 4为主的! “ #催化剂寿命。 ，$ A A 4V 28E;! - 0 - 2 G / 0I 9 - 4 * 43 ( $ $ 7 ! - 1 0 G C#，I - H 9 1
9、* - . +L?，Z . + , 8 : 5 4 8 ) 0 5 ) : 0 - 9+ 5 6 5 1 8 6? 0 1 4 6 4 AB 1 5 - C - 5 ) = 4D ; E 2 ) ; 4， !，% !， J ) 6 ) ; !， + , 4 ;3 1 ) P ) ; 2 K （!“# $ % $ 0 . ( 9，1 2 * ) . * 3 ? ，A 8 . * / - 6 - 2 A ) 9 9 ) : 1 6 5 ; A : 5 1 6 ) 5 ? 5 S - 9 1 4 6 4 ; 2 ) ; 44 C ) 0 0 ) - ;，S 4 8 4 ) ; 5 8 - A 1 :
10、 4 A $T 4 5 , ; 4 : 5 6 5 ) :- Q ) A ) U 5 ) - ;C 4 : , ; ) 0 C ; AA 4 0 ) 2 ;9 : 5 - 8- 9 : 5 6 0 5S 4 8 4A ) 0 : 1 0 0 4 A $ * , 4 : 5 6 0 5 A 4 0 ) 2 ; 5 4 : , ; - 6 - E 2 9 - 8 5 S - E 9 1 4 6 = 4 , ) : 6 44 C ) 0 0 ) - ;: - ; 5 8 - 6C 1 0 5 : - ; 0 ) A 4 8 : - 8 F - 8 5 4 AA 4 = 4 6 - F C 4 ; 5
11、 - 9+ NL- Q ) A ) U 5 ) - ;5 4 : , ; - 6 - 2 ; A4 ; 2 ) ; 4C 5 : , ) ; 25 4 : , ; - 6 - 2 $ : ) ; 2S ) 5 ,C - 8 4 0 5 8 ) : 5 6 D V K4 C ) 0 0 ) - ;0 5 ; A 8 A，0 - C 4F 8 - F - 0 6 W - 1 5 5 , 4A 4 = 4 6 - F C 4 ; 5- 9: 5 6 0 55 4 : , ; - 6 - 2 ?4 ; 2 ) ; 4；8 8 4 4 8 5 ,；F 8 4 : ) - 1 0C 4 5 6；: 5 6 0 5 %!L 稀有金属 % “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ “ 卷
