KR100313009B1 - 촉매 변환기의 에이징 계산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벤치 에이징 시간으로는 각 배기가스 성분에 대한 정확한 에이징이 가능한 촉매 변환기의 에이징 계산 방법을 제공하는 것이며, 상기된 바와 같은 방법은 촉매 열화 계수(DF_t)를 초기 방사율(EM₀)로 나누는 것으로 목표 열화 계수를 계산하는 단계와; 각 시점별 에이징 기간 및 차량 본래의 방사율을 설정하는 단계와; 상기에서 얻어진 값들을 이용하여 목표 촉매 정화율을 계산하는 단계와; 해당 시점에서서의 촉매 정화율을 계산하고 LSM에 의한 추세선을 계산하는 단계와; 각 방사 별로 적정 에이징 시간 목표값을 계산하여 에이징 모드에 적합한지 평가하는 단계를 포함한다.

Description

촉매 변환기의 에이징 계산 방법{A method for calculating an aging of a catalyst converter}

본 발명은 촉매 변환기에 관한 것이고, 보다 상세하게는 촉매 변환기의 에이징 계산 방법에 관한 것이다.

최근 들어서, 자동차의 배출가스로 인한 대기 오염을 방지하는 것이 환경 위생상 중요한 문제로 대두되어 이에 대한 대책이 시급히 요청되고 있는 실정이다.

자동차에서 배출되는 가스는 배기 파이프에서 배출되는 배기가스, 기관의 크랭크케이스에서 나오는 블로바이 가스, 및 연료탱크나 기화기등에서 증발하는 연료증발 가스가 있다. 이 중에서 배기가스는 연료가 실린더 안에서 연소한 다음, 배기 파이프를 통해 외부로 배출되는 가스를 말하며, 배기가스의 성분은 대부분이 인체에 무해한 수증기(H₂O), 질소(N₂), 탄산가스(CO₂)등이나, 일산화탄소(CO),탄화수소(HC), 질소 산화물(NO_x) 등의 유해한 물질도 포함되어 있다.

한편, 촉매가 열화하는 형태 및 그 요인은 열 열화, 피독 열화 및 촉매층 박리가 있으며, 이 중에서 영향이 큰 것은 열 열화와 피독 열화이다.

열 열화는 800 내지 900℃ 이상의 온도에서 촉매가 노출되면 온도가 높을수록 또 시간이 길수록 열화의 정도는 크게 된다. 열 열화의 원인은 활성 성분 결정 입자의 반용융에 의한 활성점의 감소나 담체 활성 알루미나의 상변화에 의한 표면적의 감소 및 세공 특성 변화 등이다. 이에 대하여 안정제의 첨가는 상당한 열 열화 저감 효과를 보이지만, 완전하게 방지할 수 없기 때문에 지나치게 온도가 올라가지 않도록 하는 주의가 필요하다.

피독 열화를 발생시키는 촉매 부착 물질로서는 가솔린에 기인하는 납이나 황, 엔진 오일에 기인하는 인 등이 있다. 피독 물질은 촉매의 활성점으로의 흡착 혹은 촉매 표면의 피복에 의해 활성을 열화시키고 있다. 이것을 방지하기 위해 촉매 방식을 채용하고 있는 지역에서는 의무적으로 사용하도록 되어 있다.

인 피독의 방지는 엔진 오일 소비량의 저감이 효과적이나, 오일 중의 인 첨가제를 저감하거나 또는 인 피독 열화를 저감하는 금속 성분의 첨가 비율을 적정화하는 등 오일에 관한 대책도 계속 이루어져가고 있다.

한편, 도 1에는 종래의 촉매 변환기의 내구성 평가를 수행하는 흐름도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 배기 가스 방사 내구 평가의 한 방법인 촉매 벤치 에이징 시에, 일정 에이징 모드에서 통상 일정 시간(T₁)동안 촉매에이징 방사하여(S11), 방사 테스트를 수행한다(S12). 테스트한 결과치, 즉 실제 에이징이 목표 에이징보다 큰지 작은지를 비교한다(S13).

상기 단계 S13에서 목표 에이징이 실제 에이징보다 작으면, 에이징 시간을 설정하고(S14), 목표 에이징이 실제 에이징보다 크면 S11 단계로 리턴한다.

그러나, 상기된 바와 같은 종래의 기술은 자동차의 배기 가스 구성이 상기된 바와 같이 HC, CO, NO_X등 여러 가지 성분을 함유하고 있기 때문에, 종래의 벤치 에이징 시간으로는 각 배기가스 성분에 대한 정확한 에이징이 불가능하다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 벤치 에이징 시간으로는 각 배기가스 성분에 대한 정확한 에이징이 가능한 촉매 변환기의 에이징 계산 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 촉매 변환기의 내구성 평가를 수행하는 흐름도.

도 2는 본 발명에 따른 촉매 변환기의 에이징 계산 방법을 수행하는 흐름도.

상기된 바와 같은 방법은 촉매 열화 계수(DF_t)를 초기 방사율(EM₀)로 나누는 것으로 목표 열화 계수를 계산하는 단계와; 각 시점별 에이징 기간 및 차량 본래의 방사율을 설정하는 단계와; 상기에서 얻어진 값들을 이용하여 목표 촉매 정화율을 계산하는 단계와; 해당 시점에서서의 촉매 정화율을 계산하고 LSM에 의한 추세선을 계산하는 단계와; 각 방사 별로 적정 에이징 시간 목표값을 계산하여 에이징 모드에 적합한지 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 촉매 변환기의 에이징 계산 방법에 의하여 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 촉매 변환기의 에이징 계산 방법에 의하여, 목표 열화 계수가 일정 시점의 촉매 열화 계수(DF_t)와 초기 방사율(EM₀)를 이용하여 계산되며, 또한 각 시점(T1, T2, T3)별로 에이징 기간이 계산되는 한편 차량 본래의 방사율이 계산된다. 목표 열화 계수는 촉매 열화 계수(DF_t)를 초기 방사율(EM₀)로 나누는 것으로 얻어질 수 있다. 또한, 각 시점별 에이징 기간은 T1〈T2〈T3의 관계를 가진다.

상기된 바와 같은 상태에서, 목표 촉매 정화율(Eff_t)이 다음의 식에 의하여 계산된다.

Eff_t= {EM_R-EM₀·DF_t}/EM_R

그런 다음, 상기 식에 의하여 얻어진 값을 이용하여 Ltast Square Method에 의한 추세선을 계산한다.

추세선은 T1일 때 Eff_t1, T2일 때 Eff_t2, T3일 때 Eff_t3이다. 그러므로, Eff_(t)= AT + C이다.

A와 C의 값과 목표 정화율에 의하여 각 방사별 적정 에에징 시간 목표치가 계산될 수 있다.

상기된 바와 같은 본 발명에 따른 촉매 변환기의 에이징 계산 방법에 의하면, 자동차의 배기 가스 구성이 상기된 바와 같이 HC, CO, NO_X등 여러 가지 성분을 함유하고 있더라도, 각 배기가스 성분에 대한 정확한 에이징이 계산될 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (1)

1. 촉매 열화 계수(DF_t)를 초기 방사율(EM₀)로 나누는 것으로 목표 열화 계수를 계산하는 단계와;

   각 시점별 에이징 기간 및 차량 본래의 방사율을 설정하는 단계와;

   상기에서 얻어진 값들을 이용하여 목표 촉매 정화율을 계산하는 단계와;

   해당 시점에서서의 촉매 정화율을 계산하고 LSM에 의한 추세선을 계산하는 단계와; 각 방사 별로 적정 에이징 시간 목표값을 계산하여 에이징 모드에 적합한지 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 변환기의 에이징 계산 방법.