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2016年5月3日，大陸集團(tuán)借第37屆維也納汽車研討會(huì)之機(jī)推出針對(duì)小型渦輪增壓式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)新性減排解決方案。實(shí)際駕駛排放標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)將要求使用這一發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的車輛在各種駕駛情況下都要達(dá)到嚴(yán)格的氮氧化物排放規(guī)定，這就對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)高效的氮氧化物減排提出了新挑戰(zhàn)，并且不“僅僅”局限于目前的測(cè)試循環(huán)范圍內(nèi)。然而，目前所用的緊耦合式催化轉(zhuǎn)換器對(duì)于改善λ分布作用非常有限。與此同時(shí)，美國(guó)LEV III SULEV 30 標(biāo)準(zhǔn)也要求到2025年時(shí)平均氮氧化物排放要下降70%。

大陸集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)部供油與后處理管理業(yè)務(wù)單元執(zhí)行副總裁Markus Distelhoff博士對(duì)此介紹說(shuō)：“要達(dá)到實(shí)際駕駛排放標(biāo)準(zhǔn)和SULEV 30對(duì)氮氧化物排放要求，三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化效率就必須接近100%。這一要求只有在各種運(yùn)行工況下氮氧化物都能被高效還原時(shí)方可滿足。創(chuàng)新性環(huán)狀催化器與我們的LS縱向微紊流結(jié)構(gòu)金屬薄板組合在一起，它將在滿足相關(guān)要求的過(guò)程中起到重要作用。”

氮氧化物減排: 讓其無(wú)處可藏

目前，高性能三元催化轉(zhuǎn)換器的氮氧化物減排效率已達(dá)99%，但仍有不足，還須進(jìn)一步提升效率。對(duì)于小型渦輪增壓式汽油機(jī)而言，存在兩大挑戰(zhàn)：一是不同氣缸間存在廢氣成分差異，這就意味著空燃比（λ值）會(huì)偏離理想值，從而對(duì)氮氧化物轉(zhuǎn)化造成不利影響。因此，我們的目標(biāo)就是必須通過(guò)廢氣流的混合去消除此類影響。然而，緊耦合式催化轉(zhuǎn)換器要做到這一點(diǎn)難度極大，原因在于這種催化轉(zhuǎn)換器的尾流管長(zhǎng)度不夠，因此很多新車現(xiàn)在都要安裝第二級(jí)底盤式催化器來(lái)對(duì)殘余的氮氧化物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，此類解決方案的代價(jià)就是導(dǎo)致重量增加，廢氣背壓加大。

其二，在有的運(yùn)行工況下，催化轉(zhuǎn)換器能否穩(wěn)定保持氮氧化物轉(zhuǎn)化率會(huì)受到渦輪增壓系統(tǒng)的不利影響。其原因在于發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，增壓器旁通閥（廢氣閥）就會(huì)打開，從而影響到氣流分布，造成廢氣流量不均，可能會(huì)加快催化轉(zhuǎn)換器局部老化，造成氮氧化物還原性能下降。

環(huán)狀催化器的優(yōu)勢(shì)

為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，大陸集團(tuán)已成功開發(fā)一種創(chuàng)新性解決方案： 即環(huán)狀催化轉(zhuǎn)化器。用一根內(nèi)管通到環(huán)狀催化器的中心，它能夠保證足夠的管道長(zhǎng)度，提高廢氣流混合效率。廢氣在內(nèi)管的末端處進(jìn)行180°轉(zhuǎn)向，隨后流經(jīng)催化劑活性區(qū)，這里像套筒一樣環(huán)繞著內(nèi)管。供油及后處理管理業(yè)務(wù)單元催化器與過(guò)濾器產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Rolf Brück先生對(duì)此介紹說(shuō)：“這樣一來(lái)，環(huán)狀催化器就延長(zhǎng)了廢氣流動(dòng)的路徑，而無(wú)需加長(zhǎng)催化器的長(zhǎng)度，這樣催化器就更貼近發(fā)動(dòng)機(jī)，因此在對(duì)氮氧化物進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)達(dá)到起燃溫度所需時(shí)間也不會(huì)增加。采用此設(shè)計(jì)后，渦輪增壓器中廢氣閥所排氣體的渦流效應(yīng)非常有助于內(nèi)管中的廢氣混合進(jìn)程。”

環(huán)狀催化器的活性區(qū)使用的是大陸集團(tuán)獨(dú)創(chuàng)的LS縱向微紊流結(jié)構(gòu)金屬載體。該載體為縱向結(jié)構(gòu)，能夠在廢氣流中產(chǎn)生微狀渦流，有助于將氮氧化物更高效地導(dǎo)流至催化壁（催化劑涂層）進(jìn)行轉(zhuǎn)化。