《乘用車替代用三元催化器技術(shù)要求》

ICS

CCS

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAExx－20xx

乘用車替代用三元催化器技術(shù)要求

TechnicalRequirementsofReplacementThree-wayCatalyticConverterofPassenger

Car

（征求意見稿）

Drafting在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的該標(biāo)準(zhǔn)所涉必要專利信息連同支持性文件一并附上。guidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

20xx-xx-xx發(fā)布20xx-xx-xx實(shí)施

中國汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布

T/CSAExx—20xx

乘用車替代用三元催化器技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了替代用三元催化器（TWC）的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法。

本文件適用于以汽油為燃料的配裝三元催化器的乘用車替代用三元催化器。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T5181汽車術(shù)語與定義

GB11121汽油機(jī)油

GB17930車用汽油

GB/T18297汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)方法

GB18352輕型汽車污染物排放限值及測量方法

GB/T19055汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性試驗(yàn)方法

HJ/T331環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求汽油車用催化轉(zhuǎn)化器

HJ509車用陶瓷轉(zhuǎn)化催化器中鉑、鈀、銠的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離

子體質(zhì)譜法

QC/T968金屬催化轉(zhuǎn)化器中鉑、鈀、銠含量的測定方法

TCAEPI36.1-2021汽油車污染控制裝置技術(shù)要求第1部分：三元催化轉(zhuǎn)化器

3術(shù)語和定義

GB18352、TCAEPI36.1-2021界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

原裝三元催化器originalthree-waycatalyticconverter

某車型型式認(rèn)證時(shí)批量生產(chǎn)所安裝的三元催化器或三元催化器總成。

3.2

替代用三元催化器replacementthree-waycatalyticconverter

在市場上銷售，用于更換損壞或失效的原裝三元催化器的裝置，包括原裝替代用三元催化器和非原

裝替代用三元催化器。

4技術(shù)要求

4.1一般要求

1

T/CSAExx—20xx

4.1.1替代用三元催化器應(yīng)使用標(biāo)記標(biāo)明生產(chǎn)廠家名稱、裝置型號、出廠編號、制造日期、排氣進(jìn)

出流向。

4.1.2替代用三元催化器的設(shè)計(jì)、制造和安裝應(yīng)合理，防止使用中可能發(fā)生的腐蝕、氧化、振動(dòng)現(xiàn)

象。

4.1.3替代用三元催化器應(yīng)確保使用安全性，具備隔熱防護(hù)措施、不得影響車輛制動(dòng)性能、不得影

響車輛電氣系統(tǒng)安全。

4.1.4替代用三元催化器應(yīng)安裝在原裝催化轉(zhuǎn)化器的同一位置，不能減少車輛離地間隙，排氣管中

氧傳感器的位置不應(yīng)改動(dòng)。

4.1.5替代用三元催化器應(yīng)附帶下述資料：

a)載體結(jié)構(gòu)、材料和生產(chǎn)廠家；

b)載體規(guī)格(形狀、尺寸、孔密度、壁厚)；

c)載體數(shù)量；

d)催化劑涂層類型、貴金屬含量和比例；

e)催化劑型號，系列號及生產(chǎn)廠家；

f)襯墊型號及生產(chǎn)廠家；

g)封裝形式、催化器系列號及封裝廠家；

h)催化器適用的車型目錄。

4.2替代用三元催化器排放性能要求

安裝有老化后的替代用三元催化器的基準(zhǔn)車按5.2.1的要求進(jìn)行I型排放試驗(yàn)，其中老化程序參見

5.2.2。對于國五及以下排放標(biāo)準(zhǔn)的替代用三元催化器，基準(zhǔn)車選擇國五車，采用GB18352的國五排放限

值；對于國五以上排放標(biāo)準(zhǔn)的替代用三元催化器，選擇相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)車和GB18352的相應(yīng)排放限

值。若安裝有老化后的替代用三元催化器的基準(zhǔn)車進(jìn)行2次I型試驗(yàn)，2次測試結(jié)果均滿足GB18352規(guī)定的

對應(yīng)的基準(zhǔn)車的排放階段的限值要求，則排放性能通過。若有1次不過，可加做1次試驗(yàn)。若加做的試驗(yàn)

不滿足，則排放性能不通過，若滿足，則排放性能通過。

4.3替代用三元催化器OBD兼容性要求

按5.2.3進(jìn)行臨界OBD催化器演示試驗(yàn)，MIL燈不能誤點(diǎn)亮/MIL燈需要在情況滿足時(shí)點(diǎn)亮。

4.4機(jī)械性能要求

產(chǎn)品機(jī)械性能應(yīng)滿足附錄A.1中的要求

4.5替代用三元催化器一致性檢測要求

按照5.2.4的要求對貴金屬含量進(jìn)行測試，按照5.2.5的要求測量新鮮態(tài)和老化態(tài)的三元催化器的起

燃溫度，按照5.2.6的要求測量新鮮態(tài)和老化態(tài)的三元催化器的儲(chǔ)氧量特性。貴金屬含量與申報(bào)值的差

異不超過±10%。新鮮態(tài)和老化態(tài)的起燃溫度不得比申報(bào)值高10℃。新鮮態(tài)和老化態(tài)的儲(chǔ)氧量不得低于

申報(bào)值的0.9倍。

5試驗(yàn)程序及試驗(yàn)方法

5.1試驗(yàn)程序

試驗(yàn)使用三套樣品進(jìn)行，在進(jìn)行外觀、尺寸和密封性檢查后，使用一套樣品進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。對

第二套樣品進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)臺架老化試驗(yàn)，并測定老化后的起燃溫度和空燃比特性，然后進(jìn)行排放試驗(yàn)。對

第三套樣品進(jìn)行貴金屬含量試驗(yàn)。

2

T/CSAExx—20xx

5.2試驗(yàn)方法

5.2.1排放試驗(yàn)

排放試驗(yàn)參照基準(zhǔn)車的排放階段（國五及后續(xù)階段）所對應(yīng)的GB18352的版本號的要求進(jìn)行I

型試驗(yàn)。

5.2.2老化程序

快速老化程序可按照表1所示的標(biāo)準(zhǔn)老化循環(huán)（SBC）或表2所示的“4-mode”方案在發(fā)動(dòng)機(jī)

臺架上進(jìn)行，臺架老化時(shí)間計(jì)算方法見附錄B，等效到實(shí)車運(yùn)行8萬公里。

表1標(biāo)準(zhǔn)臺架循環(huán)（SBC）

時(shí)間

工況號發(fā)動(dòng)機(jī)空氣/燃油比二次空氣噴射

（S）

理論空燃比（通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、點(diǎn)火正時(shí)的控制

11-40無

來實(shí)現(xiàn)催化器床層溫度為800℃±10℃）

“濃”（選擇A/F比值，以實(shí)現(xiàn)催化器床層溫度在整個(gè)循環(huán)

241-45無

內(nèi)最高為890℃±10℃，或比較低的控制溫度高90℃）

“濃”（選擇A/F比值，以實(shí)現(xiàn)催化器床層溫度在整個(gè)循環(huán)

346-553%（±0.1%）

內(nèi)最高為890℃±10℃，或比較低的控制溫度高90℃）

理論空燃比（通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、點(diǎn)火正時(shí)的控制

456-603%（±0.1%）

來實(shí)現(xiàn)催化器床層溫度為800℃±10℃）

表2快速老化試驗(yàn)（4-mode）

工況號工況描述工況時(shí)間(s)控制參數(shù)二次空氣噴射

1標(biāo)準(zhǔn)混合氣40λ=1，床溫925±10℃

2濃混合氣6λ＜1

濃混合氣+補(bǔ)λ＜1，氧氣體積分?jǐn)?shù)為3%±0.1%

31050±2.5g/s

氣床溫最高為980±10℃

標(biāo)準(zhǔn)混合氣+

44λ=1，氧氣體積分?jǐn)?shù)為3%±0.1%

補(bǔ)氣

5.2.3OBD系統(tǒng)兼容性驗(yàn)證

5.2.3.1驗(yàn)證故障指示燈(MIL)不會(huì)錯(cuò)誤亮燈

將正常的替代用三元催化器安裝到基準(zhǔn)車上測試時(shí)，MIL燈不會(huì)點(diǎn)亮。

5.2.3.2驗(yàn)證故障指示燈(MIL)可以正常亮燈

由生產(chǎn)企業(yè)提供臨界催化器樣件。裝載臨界催化器后MIL點(diǎn)亮，且此時(shí)所有法規(guī)要求排放污染物在

限值的1到1.5倍，視為成功。裝載臨界催化器后MIL點(diǎn)亮，但限值均未超過排放限值則視為失敗。

5.2.4貴金屬含量測試

根據(jù)試驗(yàn)樣品載體材質(zhì)的不同，選擇HJ509或QC/T968進(jìn)行貴金屬含量試驗(yàn)。

5.2.5起燃特性測試

根據(jù)TCAEPI36.1－2021中5.3.2的要求獲得TWC對各種污染物的起燃溫度（T50）。

5.2.6儲(chǔ)氧量測試

根據(jù)TCAEPI36.1－2021中5.3.4的要求獲得TWC的儲(chǔ)氧量。

3

T/CSAExx—20xx

附錄A

（規(guī)范性附錄）

機(jī)械性能技術(shù)要求和試驗(yàn)方法

A.1機(jī)械性能技術(shù)要求

A.1.1催化轉(zhuǎn)化器分別進(jìn)行A.2.2軸向推力試驗(yàn)、A.2.3水急冷試驗(yàn)、A.2.4熱振動(dòng)試驗(yàn)和A.2.5溫度沖擊

試驗(yàn)后，載體相對位移均不得大于3mm，載體相對于原始位置的軸向位移累積也不得大于6mm。

A.1.2催化轉(zhuǎn)化器按A.2.3進(jìn)行水急冷試驗(yàn)、A.2.4進(jìn)行熱振動(dòng)試驗(yàn)和A.2.5進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)后，再按

A.2.1進(jìn)行密封性試驗(yàn)時(shí)，泄漏量應(yīng)小于0.25L/min。

A.1.3催化轉(zhuǎn)化器按A.2.3進(jìn)行水急冷試驗(yàn)、A.2.4進(jìn)行熱振動(dòng)試驗(yàn)和A.2.5進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)后，部

件及焊縫不應(yīng)出現(xiàn)開裂、裂紋或脫焊；催化劑載體網(wǎng)格不應(yīng)有明顯堵塞、開裂，墊層不應(yīng)出現(xiàn)明顯吹蝕

等損壞現(xiàn)象。

A.2機(jī)械性能試驗(yàn)方法

A.2.1密封性試驗(yàn)

在樣品內(nèi)施加30±1kPa壓力的空氣，測定氣體泄漏量。

圖A.1密封性試驗(yàn)示意圖

A.2.2軸向推力試驗(yàn)

將催化轉(zhuǎn)化器放入爐溫（500±10）℃的馬弗爐或者進(jìn)氣流量不小于300kg/h、溫度（500±10）℃

氣流下預(yù)處理3h，冷卻至室溫后，對載體端面均勻緩慢施加軸向推力至載體重力（150±10）倍，穩(wěn)定

30s后停止施力，檢測軸向位移。

A.2.3水急冷試驗(yàn)

將催化轉(zhuǎn)化器安裝在水急冷試驗(yàn)臺上，使其與發(fā)動(dòng)機(jī)或燃燒器相連；入口溫度（900±10）℃，入

口溫度采集點(diǎn)距離載體前端面≤200mm；試驗(yàn)時(shí)進(jìn)氣流量不小于300kg/h；保持入口溫度不變，噴水間隔

5min，噴水持續(xù)時(shí)間30s，要求噴水均勻覆蓋樣件外表面，在水流動(dòng)情況下水壓為(172±14)kPa，水量

（10±0.5）L/min，水溫（5~30）℃；試驗(yàn)總共進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。

A.2.4熱振動(dòng)試驗(yàn)

A.2.4.1將催化轉(zhuǎn)化器縱置安裝在熱振動(dòng)試驗(yàn)臺上，并使催化轉(zhuǎn)化器與發(fā)動(dòng)機(jī)或模擬裝置相連。先后進(jìn)

行A.2.4.2低溫?zé)嵴駝?dòng)試驗(yàn)和A.2.4.3高溫?zé)嵴駝?dòng)試驗(yàn)。

A.2.4.2低溫?zé)嵴駝?dòng)試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣流量不小于300kg/h；入口溫度（300±10）℃，入口溫度采集點(diǎn)距離載體

前端面≤200mm；振動(dòng)加速度為（50±5)g、振動(dòng)頻率為（150±5)Hz；試驗(yàn)時(shí)間為10h。

4

T/CSAExx—20xx

A.2.4.3高溫?zé)嵴駝?dòng)試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)氣流量不小于300kg/h；入口溫度（900±10）℃，入口溫度采集點(diǎn)距離載體

前端面≤200mm；振動(dòng)加速度為（50±5)g、振動(dòng)頻率為（150±5)Hz；試驗(yàn)時(shí)間為20h。

A.2.4.4試驗(yàn)結(jié)束后，檢查載體完好情況和位移、密封情況。

A.2.5溫度沖擊試驗(yàn)

將催化轉(zhuǎn)化器與發(fā)動(dòng)機(jī)或燃燒器相連，入口溫度依據(jù)表A.1進(jìn)行，入口溫度采集點(diǎn)距離載體前端面

≤200mm；試驗(yàn)時(shí)高溫段進(jìn)氣流量不小于300kg/h；試驗(yàn)進(jìn)行300個(gè)循環(huán)。試驗(yàn)結(jié)束后，檢查載體完好

情況和位移、密封情況。

表A.1耐久性試驗(yàn)循環(huán)

序號溫度(℃)持續(xù)時(shí)間(min)

1175±255

2175±25升高到925±251

3925±255

4925±25降低到175±251

5

T/CSAExx—20xx

附錄B

（規(guī)范性附錄）

臺架老化時(shí)間計(jì)算方法

B.1老化時(shí)間計(jì)算

臺架老化時(shí)間應(yīng)用下列的臺架老化時(shí)間（BAT）方程來計(jì)算：

（R/Tr－R/Tv）

某個(gè)溫度框體內(nèi)的te=th×e

總te=所有溫度組te的總和

臺架老化時(shí)間=A×（總te）

式中：

A——1.1，該值校正了計(jì)算臺架老化時(shí)間過程中非熱老化因素對催化器老化時(shí)間影響；

R——催化器熱反應(yīng)性系數(shù)=17500；

th——將催化器溫度柱狀圖所規(guī)定的各溫度框體內(nèi)測量的時(shí)間（以小時(shí)計(jì)）校正到正常壽命的時(shí)間

的系數(shù)。例如，如果柱狀圖代表400km，目標(biāo)壽命是80000km；則所有的柱狀圖時(shí)間將乘以