由于欧Ⅲ和欧Ⅳ标准的实施，为配合新型催化剂化学配方的使用，紧耦合式催化转换器、歧管式催化转化器和增压器耦合式催化转换器得到一定程度的应用。本文以为国内某发动机公司设计的歧管式催化转换器为例，说明这类催化转换器的结构设计。
实现欧Ⅳ标准的催化转化器布置方案分为3种：紧祸合式催化转化器、歧管式催化转化器、增压器祸合式催化转化器。以国内某公司设计的歧管式催化转化器为例说明这类转化器的进气端管设计。
设计进气端管时应重点考虑空间位置、结构强度、耐热性、热应力分布、气体流动特性优化等一。在满足空间位置的基础上，初步确定三维模型。焊接式进气端管广泛使用铁素体不锈钢SUS409L材料，铸造式进气端管可采用钥系球墨铸铁如RQT-S14Mo。
歧管式催化转化器内部的流动特性远比其它形式的催化转化器复杂，用计算流体力学(CFD)的方法可以计算该设计方案对气体流动的影响，如催化剂载体内气体流动轴，向速率分布和催化转化器内气体流动的压力损失。从而在设计中优化其流动特性，使化学反应均匀发生在整个载体内。如对于一台4缸发动机来说，可通过修改各歧管的轴线位置和管壁形状来优化设计:将1号与2号歧管、3号与4号歧管部分结构合并，将共用歧管截面修改为椭圆并设计了气流扩张角，增加了气体混合膨胀区的体积。歧管优化后新的速率分布图显示，1号缸和4号缸排出气体的轴向速率等于平均速率的90%，2号缸和3号缸的情况更好。
进气端管的温度、塑性应变分布用CFD和FEA相结合的方法可以精确计算得到。计算的边界条件是进气端管出气端为外流场人口，为风扇空气流量和空气温度;进气端管进气端为外流场出口，为空气的静压和温度;进气端管外表面为壁面边界条件。计算得出进气端管结构的温度场和热一机械应力云图。以上优化设计需以完整的试验验证来检验，包括冷态变矩试验、加速结构耐久性振动试验、水淬外部热冲击试验和内部热冲击试验。
