Author:

Keywords:

automotive applications

Abstract:

Steeds strengere emissiewetgeving voor voertuigen maakt de voorkatalysator tot een geïntegreerd deel van de uitlaatcollector van verbrandingsmotoren. Stromingsuniformiteit in de katalysator is moeilijk te bekomen, maar cruciaal voor een optimale katalysatorwerking met het oog op maximaal omzettingsrendement, minimale drukval en het vermijden van lokale degradatie.Deze thesis ontwikkelde een experimentele methodologie voor het bekomen van tijdsafhankelijke bidirectionele snelheidsverdelingen met hoge resolutie in ruimte en tijd, geschikt voor de validatie van computational fluid dynamics.De ontwikkelde stromingsopstelling met opgeladen aangedreven motor genereert in het uitlaatsysteem een pulserende stroming, gelijkaardig aan een werkende motor, maar bij omgevingstemperatuur. De stroming is geanalyseerd wat betreft gelijkvormigheid met werkende motorcondities.Een oscillerende hittedraad anemometer is ontwikkeld om lokale ogenblikkelijke bidirectionele snelheid te meten. Deze is gekalibreerd en toegepast om terugstroming te meten in een uitlaatcollector met voorkatalysator.De geldigheid van het additieprincipe is statistisch ondersteund in relatie tot het dimensieloze scavenging getal S. Een kritische waarde Scrit bepaalt de geldigheidsgrens van het additieprincipe, en kan geïnterpreteerd worden als een collectorefficiëntie met betrekking tot stromingsuniformiteit in de katalysator.De stromingsdynamica in de uitlaatcollector is experimenteel onderzocht, aan de hand van tijdsafhankelijke snelheidsverdelingen in de volledige katalysatordoorsnede. De katalysator is onderhevig aan sterke periodieke terugstroming en snelheidsfluctuaties, tengevolge van gasdynamische resonanties.Een gasdynamisch ééndimensionaal model van het uitlaatsysteem is gevalideerd, en voorspelt de stroming buiten het werkingsgebied van de experimentele opstelling. De experimenteel waargenomen gasdynamische resonanties zijn verklaard door numeriek bepaalde transfer functies.