催化器技术条件

1、GB/TXXXXX-XXXX歧管式催化转化器的技术要求及试验方法（征求意见稿）编制说明歧管式催化转化器的技术要求及试验方法标准编制小组二 00 八年八月目录一任务来源 3二目的及意义 3三国内外标准概况及本标准制订的依据 3四标准主要内容的说明 4五技术可行性分析 6六经济性分析 73GB/TXXXXX-XXXX歧管式催化转化器的技术要求和试验方法（征求意见稿）编制说明一任务来源本标准是根据国家标准化管理委员会“关于下达 2007 年第四批国家标准制 修订计划的通知”中项目任务序号703、计划编号20071476-T-303歧管式三元 催化转化器技术要求和试验方法制订的。主要编制单位为中国汽车

2、技术研究中 心、无锡威孚力达净化器有限责任公司、 天津索克汽车试验有限公司、巴斯夫催 化剂（上海）有限公司、康宁（上海）有限公司、3M中国有限公司、埃姆康净 化技术（上海）有限公司、佛吉亚（中国）排气系统有限公司。完成期限为 2008 年11月。本标准的名称与下达标准制定任务时有所变化。 在计划编号 20071476-T-303 中，原标准名称为歧管式三元催化转化器技术要求和试验方法 。考虑到“三 元催化转化器” （three-way converter）是特指采用催化转化的方法，将汽车排气 中的CO等三种有害气体转化为无害物的一种装置。 而本标准所涉及的催化转化 器的功能不仅仅涉及“三元”，

3、有可能还会出现“氧化型”（二元）或其他类型的 催化转化器，故在本稿中将“三元”一词删去，为歧管式催化转化器技术要求 和试验方法。二目的及意义为实现GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法 （中国川、IV 阶段）奠定关键部件质量基础，改善环境控制质量，特制定本标准。随着我国汽车排放污染物排放标准的加严， 歧管式催化器越来越被广泛的应 用。由于其高温和交变载荷（包括热载荷和机械冲击振动载荷）与其他催化器工作 条件发生了很大改变；且目前国内外均无统一可用的、类似的行业 /或国家标准 存在。因此，编制本标准有益于汽车污染排放控制装置的管理、生产、质量控制 和商品流通。三国内外标准概

4、况及本标准制订的依据1国外情况：在欧洲和美洲国家都没有统一的关于歧管式催化转化器技术要求的国家标 准或行业标准。2国内情况我国现行的催化转化器有国家推荐性标准 GB/T18377-2001汽油车催化转 化器的技术要求和试验方法和行业标准 HJ/T331-2006环境保护产品技术要 求汽油车催化转化器两个可依据标准。3本标准制定的依据：本标准主要以HJ/T331-2006环境保护产品技术要求汽油车催化转化器为 结构体系为参考进行起草。本标准等效采用国外先进汽车和汽车排气后处理生产厂家歧管式催化器标准 （主要内容采标率为 60%以上）。四标准主要内容的说明一）关于适用范围本标准沿用了 HJ/T33

5、1-2006环境保护产品技术要求 汽油车催化转化器 的适用范围。由于目前国内外重型车均无加装歧管式催化器的先例， 故在本标准制定时在 歧管式催化器前以“轻型车”冠之。二）关于歧管式催化转化器的定义在本标准中以“指安装在发动机舱内，由发动机排气歧管与催化转化器组成， 且发动机歧管各支管交汇处到催化器入口端的连续连接长度不大于500mm的催化器总成部件”定义之。其中以歧管式催化转化器的安装位置 （安装在发动机舱内）、组成（由发动机 排气歧管与催化转化器组成）和该部件两个重要零件的连接长度进行限定， 以区 别于其他（如紧耦合和底盘下等）催化器。三）关于要求1关于一般要求标准第 4.1.14.1.5沿

6、用了 HJ/T331-2006 环境保护产品技术要求 汽油车 催化转化器。由于歧管催化器在产品检验或试验中需要歧管催化转化器总成重量（与热振 动试验相关）及样品与发动机或其他试验装置的连接尺寸，故增加了第 4.1.6 （f） 的内容，即需提供“歧管催化器接发动机端接口图”和“ （g） 歧管催化器总成重 量及催化剂载体尺寸和重量”的内容。2关于机械性能要求本标准沿用了 GB/T18377-2001 汽油车催化转化器的技术要求和试验方 法和 HJ/T331-2006 环境保护产品技术要求 汽油车催化转化器的机械性能 要求。4关于排放性能要求在GB/T18377-2001和HJ/T331-2006中

7、均有对催化器排放性能的要求。由于 歧管式催化转化器只是催化器系统（包括紧耦合催化器和底盘下催化器等，下同） 的一个组成部分，不能代替整个催化器系统，故在本标准中删除该项性能要求。 5关于耐久性要求5.1本标准与GB/T18377-2001和HJ/T331-2006在耐久性要求的主要区别在于本 标准突出了对歧管式催化器部件在本标准规定试验条件下的耐久性要求， 而后者 则强调了催化器或整个催化器系统在道路试验条件下的耐久性要求；5.2 本标准第 4.3.1 条中突出了整个歧管式催化器部件在规定试验后在外观和 部件内部的结果内容，即“歧管式催化器按 5.2.5.4 进行耐久性试验试验后，各 连接处及

8、焊缝不得出现开裂、裂纹和脱焊”。其主要依据是：5.2.1 歧管式催化器的工况（包括所承受的工作温度和振动冲击载荷等）比其他 催化器（如底盘下催化器等）要恶劣；522由于国家排放控制第W阶段后，歧管式催化器将大量采用高密度（大于400 孔/平方英寸）载体，故必须考虑歧管催化器中歧管材料的抗高温、氧化性能对 载体的影响。四）关于试验方法1本标准第 5.2.1 条密封性检验、第 5.2.2 歧管式催化器预处理、第 5.2.3 起 燃温度和空燃比特性试验、第 5.2.3.1 起燃温度试验和第 5.2.3.2 空燃比特性 试验参考采用了 HJ/T3312006标准相关内容；2. 本标准第5.2.4 快速

9、老化试验部分参考采用了 HJ/T331-2006标准表2快速 老化试验循环 B 相关内容，改变了入口温度。其原因主要是考虑了歧管式催化 转化器的高温条件因素。3. 关于水急冷试验3.1 本标准第 5.2.5.2条水急冷试验部分参考采用了 HJ/T331-2006 标准；3.2 歧管式催化器更靠近发动机，它的入口温度远远大于底盘下催化器，故本标准编制将歧管式催化器的入口温度提高到800C，以便更真实的模拟歧管式催化器的实际工作状态和更好的验证壳体的热应力。4. 关于热振动试验4.1 第 5.2.5.3 条热振动试验方法部分等效采用某国外汽车生产厂和汽车进排 气系统生产厂标准；4.2在GB/T18

10、377和 HJ/T331中，催化器的热振动试验均为纵置热振动。考虑到上述两个标准是以底盘下催化器为主要对象， 无论从结构特征、安装位置和角度 还是从热冲击、机械振动冲击等方面均远远优于歧管式催化器， 故在本标准编制 时将热振动试验样件的安装和试验状态尽可能的接近于歧管式催化器的实际工 作状态，以期得到真实结果。5. 关于推力试验根据推力公式：载体的最小固定力（推力N）=G（加速度）*载体重量（克）*9.8/1000+载体背压（Kpa）* 载体端面面积（m2）*有效面积系数（26%）*1000计算并整理得到“表 3轴向推力表”。注：本公式由3M （中国）有限公司提供。6. 关于耐久性试验6.1第

11、525.4条耐久性试验方法等效采用某国外汽车生产厂标准；6.2根据载体破坏机理可知，载体热启动和/或冷热交变状态频繁的时最易破 坏。即言之，载体尤其是对于超薄壁（约 0.1mm载体在极短时间内由低温收缩 状态骤然温升膨胀所承受的热应力极大。此时如果载体质量不佳或催化器设计和 工艺中出现错误，则很可能发生载体破碎或脱落故障。同理，歧管式催化器所使 用的金属材料以及它的结构也如此。6.3本标准中推荐了试验循环 A和试验循环B两种试验循环。试验循环A主要以 热交变状态对试验样品的破坏为出发点；而试验循环B则模拟实际安装状态下，试验样品受热冲击和机械振动冲击双重载荷下的破坏；从试验方法对产品破坏程 度

12、而言，后者比前者要严酷的多。五.技术可行性分析表1我国境内歧管式催化器相关企业简况序号业务范围主要供应商名称企业 性质1载体研制及生产康宁（上海）有限公司、 NGK（苏州）环保 陶瓷有限公司等外企2衬垫研制及生产3M中国有限公司、奇耐纤维隔热材料（上海）有限公司等外企3催化剂研制及生产无锡威孚力达催化净化器有限责任公司国企巴斯夫催化剂（上海）有限公司、优美科（苏 州）有限公司等外企4歧管式催化器研制及生产埃姆康净化技术（上海）有限公司、佛吉亚 （中国）排气系统有限公司等外企无锡威孚力达催化净化器有限责任公司等国企5歧管式催化器试验天津索克汽车试验有限公司等合资埃姆康净化技术（上海）有限公司、佛

13、吉亚 （中国）排气系统有限公司等外企由表1可见，目前歧管式催化器产品研制和生产已基本完备。在歧管式催化 器产品评价和试验方面也初步形成规模，例如天津索克汽车试验有限公司（以下 简称天津索克公司）等。天津索克汽车试验有限公司是由中国汽车技术研究中心和美国西南研究院 共同投资组建的一家具备第三方汽油车催化转化器评价和试验资质的合资公司。 该公司在国内率先致力于汽油车催化转化器评价的试验评价，它拥有日本HORIBA公司专门为汽油车催化转化器评价而最新研制的集成式MEXA-7500D型排气分析 仪，该分析仪能同时测量排气后处理装置前后的气态排放污染物浓度；除此之外，该公司还具有由美国西南研究院开发的机油燃油催化器老化系统（FOCAS和振 动试验台等试验装置。因此，歧管式催化器产品研制、生产和评价试验链已完全具备保证标准实施的技术条件 六经济性分析表2歧管式催化器评价试验费用估算表序号试验项目标准条目单位试验费用（万元）1密封性检验5.2.13 次 0.092歧管式催化器预处理5.2.23h 0.063热振动试验5.2.5.210h 1.184耐久性试验525.340h/250h2.0/10.55水急冷试验5.2.5.215h 0