實現(xiàn)歐Ⅳ準則的催化轉化器安排方案分為3種：緊禍合式催化轉化器、歧管式催化轉化器、增壓器禍合式催化轉化器。以國家內(nèi)部某企業(yè)設置的歧管式催化轉化器為例講明這種轉化器的進氣端管設置。

　　設置進氣端管時應要點考量體積位子、構造強度、耐熱性、熱應力分布、氣體流動特性改良等一。在滿足體積位子的根基上，初步確定三維模子。焊合式進氣端管廣大運用鐵素體不銹鋼SUS409L資料，鑄造式進氣端管可采納鑰系球墨鑄鐵如RQT-S14Mo。

　　歧管式催化轉化器里面的流動特性遠比其余方式的催化轉化器繁雜，用計算流體力學(CFD)的方法可行計算該設置方案對氣體流動的作用，如催化劑載體內(nèi)氣體流動軸，向速率分布和催化轉化器內(nèi)氣體流動的負擔損耗。從而在設置中改良其流動特性，使化學反映勻稱產(chǎn)生在全個載體內(nèi)。如關于一輛4缸啟動機來講，可經(jīng)過修改各歧管的軸線位子和管壁形狀來改良設置:將1號與2號歧管、3號與4號歧管部分構造合并，將共用歧管截面修改成橢圓并設置了氣流擴張角，增添了氣體混合膨脹區(qū)的空間。歧管改良后新的速率分布圖顯現(xiàn)，1號缸和4號缸排出氣體的軸向速率等于平均速率的90%，2號缸和3號缸的概況更好。

　　進氣端管的溫度、塑性應變分布用CFD和FEA相聯(lián)合的方法可行精準計算獲得。計算的邊界要求是進氣端管出氣端為外流場人數(shù)，為風扇空氣流量和空氣溫度;進氣端管進氣端為外流場出口，為空氣的靜壓和溫度;進氣端管外貌面為壁面邊界要求。計算得出進氣端管構造的溫度場和熱一機械應力云圖。以上改良設置需以完整的試驗認證來檢測，包括冷態(tài)變矩試驗、提速構造耐久性波動試驗、水淬外部熱沖撞試驗和里面熱沖撞試驗。


　　日前，具備熱-構造應力之中耦合剖析能力的軟件包較多，用CFD和FEA相聯(lián)合的方法可行精準計算催化轉換器的溫度分布和塑性應變分布。以進氣端管為例，起首計算某特定轉速、節(jié)氣門第一大開度、多個曲軸轉角下的進氣端管內(nèi)流場，獲得進氣端管內(nèi)壁的平均對流換熱系數(shù)，計算的邊界要求為進氣端管進氣口為隨曲軸轉角浮動的流量和溫度，出氣口為隨曲軸轉角浮動的靜壓和溫度，其余為壁面邊界要求和實質排氣溫度。接下來模擬實質機動車的外流場，獲得進氣端管外壁的對流換熱系數(shù)。源于歧管式催化轉化器安裝在機動車的前端，啟動機在催化轉化器后端，外流場的空氣流動方向是機動車行進方向的逆向，故計算的邊界要求為進氣端管出氣端為外流場入口，為風扇空氣流量和空氣溫度，進氣端管進氣端為外流場出口，為空氣的靜壓和溫度，進氣端管外貌面為壁面邊界要求。上述的計算同一時間可行獲得進氣端管的內(nèi)、外壁面溫度。將CFD計算得出的傳熱系數(shù)和溫度場映射到三維模子上，作為FEA模擬計算的邊界要求，最終計算進氣端管構造的溫度場和熱-機械應力。

　　催化轉化器歷經(jīng)冷態(tài)彎矩試驗、提速構造耐久性波動試驗、熱波動試驗、水淬外部熱沖撞試驗、里面熱沖撞試驗、耐腐蝕試驗后，假如無失效發(fā)生，便可以為構造設置定型，映入啟動機或機動車的耐久性試驗階段。以上每個試驗都會提供有用的反饋來對現(xiàn)階段的設置發(fā)展改良，這點認證試驗與設置改良來回發(fā)展，終歸確定了催化轉化器的構造。