《乘用车替代用三元催化器技术要求》

ICS

CCS

团体标准

T/CSAExx－20xx

乘用车替代用三元催化器技术要求

TechnicalRequirementsofReplacementThree-wayCatalyticConverterofPassenger

Car

（征求意见稿）

Drafting在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。guidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

中国汽车工程学会发布

T/CSAExx—20xx

乘用车替代用三元催化器技术要求

1范围

本文件规定了替代用三元催化器（TWC）的技术要求和试验方法。

本文件适用于以汽油为燃料的配装三元催化器的乘用车替代用三元催化器。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T5181汽车术语与定义

GB11121汽油机油

GB17930车用汽油

GB/T18297汽车发动机性能试验方法

GB18352轻型汽车污染物排放限值及测量方法

GB/T19055汽车发动机可靠性试验方法

HJ/T331环境保护产品技术要求汽油车用催化转化器

HJ509车用陶瓷转化催化器中铂、钯、铑的测定电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离

子体质谱法

QC/T968金属催化转化器中铂、钯、铑含量的测定方法

TCAEPI36.1-2021汽油车污染控制装置技术要求第1部分：三元催化转化器

3术语和定义

GB18352、TCAEPI36.1-2021界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

原装三元催化器originalthree-waycatalyticconverter

某车型型式认证时批量生产所安装的三元催化器或三元催化器总成。

3.2

替代用三元催化器replacementthree-waycatalyticconverter

在市场上销售，用于更换损坏或失效的原装三元催化器的装置，包括原装替代用三元催化器和非原

装替代用三元催化器。

4技术要求

4.1一般要求

1

T/CSAExx—20xx

4.1.1替代用三元催化器应使用标记标明生产厂家名称、装置型号、出厂编号、制造日期、排气进

出流向。

4.1.2替代用三元催化器的设计、制造和安装应合理，防止使用中可能发生的腐蚀、氧化、振动现

象。

4.1.3替代用三元催化器应确保使用安全性，具备隔热防护措施、不得影响车辆制动性能、不得影

响车辆电气系统安全。

4.1.4替代用三元催化器应安装在原装催化转化器的同一位置，不能减少车辆离地间隙，排气管中

氧传感器的位置不应改动。

4.1.5替代用三元催化器应附带下述资料：

a)载体结构、材料和生产厂家；

b)载体规格(形状、尺寸、孔密度、壁厚)；

c)载体数量；

d)催化剂涂层类型、贵金属含量和比例；

e)催化剂型号，系列号及生产厂家；

f)衬垫型号及生产厂家；

g)封装形式、催化器系列号及封装厂家；

h)催化器适用的车型目录。

4.2替代用三元催化器排放性能要求

安装有老化后的替代用三元催化器的基准车按5.2.1的要求进行I型排放试验，其中老化程序参见

5.2.2。对于国五及以下排放标准的替代用三元催化器，基准车选择国五车，采用GB18352的国五排放限

值；对于国五以上排放标准的替代用三元催化器，选择相应排放标准的基准车和GB18352的相应排放限

值。若安装有老化后的替代用三元催化器的基准车进行2次I型试验，2次测试结果均满足GB18352规定的

对应的基准车的排放阶段的限值要求，则排放性能通过。若有1次不过，可加做1次试验。若加做的试验

不满足，则排放性能不通过，若满足，则排放性能通过。

4.3替代用三元催化器OBD兼容性要求

按5.2.3进行临界OBD催化器演示试验，MIL灯不能误点亮/MIL灯需要在情况满足时点亮。

4.4机械性能要求

产品机械性能应满足附录A.1中的要求

4.5替代用三元催化器一致性检测要求

按照5.2.4的要求对贵金属含量进行测试，按照5.2.5的要求测量新鲜态和老化态的三元催化器的起

燃温度，按照5.2.6的要求测量新鲜态和老化态的三元催化器的储氧量特性。贵金属含量与申报值的差

异不超过±10%。新鲜态和老化态的起燃温度不得比申报值高10℃。新鲜态和老化态的储氧量不得低于

申报值的0.9倍。

5试验程序及试验方法

5.1试验程序

试验使用三套样品进行，在进行外观、尺寸和密封性检查后，使用一套样品进行机械性能试验。对

第二套样品进行发动机台架老化试验，并测定老化后的起燃温度和空燃比特性，然后进行排放试验。对

第三套样品进行贵金属含量试验。

2

T/CSAExx—20xx

5.2试验方法

5.2.1排放试验

排放试验参照基准车的排放阶段（国五及后续阶段）所对应的GB18352的版本号的要求进行I

型试验。

5.2.2老化程序

快速老化程序可按照表1所示的标准老化循环（SBC）或表2所示的“4-mode”方案在发动机

台架上进行，台架老化时间计算方法见附录B，等效到实车运行8万公里。

表1标准台架循环（SBC）

时间

工况号发动机空气/燃油比二次空气喷射

（S）

理论空燃比（通过发动机转速、负荷、点火正时的控制

11-40无

来实现催化器床层温度为800℃±10℃）

“浓”（选择A/F比值，以实现催化器床层温度在整个循环

241-45无

内最高为890℃±10℃，或比较低的控制温度高90℃）

“浓”（选择A/F比值，以实现催化器床层温度在整个循环

346-553%（±0.1%）

内最高为890℃±10℃，或比较低的控制温度高90℃）

理论空燃比（通过发动机转速、负荷、点火正时的控制

456-603%（±0.1%）

来实现催化器床层温度为800℃±10℃）

表2快速老化试验（4-mode）

工况号工况描述工况时间(s)控制参数二次空气喷射

1标准混合气40λ=1，床温925±10℃

2浓混合气6λ＜1

浓混合气+补λ＜1，氧气体积分数为3%±0.1%

31050±2.5g/s

气床温最高为980±10℃

标准混合气+

44λ=1，氧气体积分数为3%±0.1%

补气

5.2.3OBD系统兼容性验证

5.2.3.1验证故障指示灯(MIL)不会错误亮灯

将正常的替代用三元催化器安装到基准车上测试时，MIL灯不会点亮。

5.2.3.2验证故障指示灯(MIL)可以正常亮灯

由生产企业提供临界催化器样件。装载临界催化器后MIL点亮，且此时所有法规要求排放污染物在

限值的1到1.5倍，视为成功。装载临界催化器后MIL点亮，但限值均未超过排放限值则视为失败。

5.2.4贵金属含量测试

根据试验样品载体材质的不同，选择HJ509或QC/T968进行贵金属含量试验。

5.2.5起燃特性测试

根据TCAEPI36.1－2021中5.3.2的要求获得TWC对各种污染物的起燃温度（T50）。

5.2.6储氧量测试

根据TCAEPI36.1－2021中5.3.4的要求获得TWC的储氧量。

3

T/CSAExx—20xx

附录A

（规范性附录）

机械性能技术要求和试验方法

A.1机械性能技术要求

A.1.1催化转化器分别进行A.2.2轴向推力试验、A.2.3水急冷试验、A.2.4热振动试验和A.2.5温度冲击

试验后，载体相对位移均不得大于3mm，载体相对于原始位置的轴向位移累积也不得大于6mm。

A.1.2催化转化器按A.2.3进行水急冷试验、A.2.4进行热振动试验和A.2.5进行温度冲击试验后，再按

A.2.1进行密封性试验时，泄漏量应小于0.25L/min。

A.1.3催化转化器按A.2.3进行水急冷试验、A.2.4进行热振动试验和A.2.5进行温度冲击试验后，部

件及焊缝不应出现开裂、裂纹或脱焊；催化剂载体网格不应有明显堵塞、开裂，垫层不应出现明显吹蚀

等损坏现象。

A.2机械性能试验方法

A.2.1密封性试验

在样品内施加30±1kPa压力的空气，测定气体泄漏量。

图A.1密封性试验示意图

A.2.2轴向推力试验

将催化转化器放入炉温（500±10）℃的马弗炉或者进气流量不小于300kg/h、温度（500±10）℃

气流下预处理3h，冷却至室温后，对载体端面均匀缓慢施加轴向推力至载体重力（150±10）倍，稳定

30s后停止施力，检测轴向位移。

A.2.3水急冷试验

将催化转化器安装在水急冷试验台上，使其与发动机或燃烧器相连；入口温度（900±10）℃，入

口温度采集点距离载体前端面≤200mm；试验时进气流量不小于300kg/h；保持入口温度不变，喷水间隔

5min，喷水持续时间30s，要求喷水均匀覆盖样件外表面，在水流动情况下水压为(172±14)kPa，水量

（10±0.5）L/min，水温（5~30）℃；试验总共进行40个循环。

A.2.4热振动试验

A.2.4.1将催化转化器纵置安装在热振动试验台上，并使催化转化器与发动机或模拟装置相连。先后进

行A.2.4.2低温热振动试验和A.2.4.3高温热振动试验。

A.2.4.2低温热振动试验

试验时催化转化器进气流量不小于300kg/h；入口温度（300±10）℃，入口温度采集点距离载体

前端面≤200mm；振动加速度为（50±5)g、振动频率为（150±5)Hz；试验时间为10h。

4

T/CSAExx—20xx

A.2.4.3高温热振动试验

试验时催化转化器进气流量不小于300kg/h；入口温度（900±10）℃，入口温度采集点距离载体

前端面≤200mm；振动加速度为（50±5)g、振动频率为（150±5)Hz；试验时间为20h。

A.2.4.4试验结束后，检查载体完好情况和位移、密封情况。

A.2.5温度冲击试验

将催化转化器与发动机或燃烧器相连，入口温度依据表A.1进行，入口温度采集点距离载体前端面

≤200mm；试验时高温段进气流量不小于300kg/h；试验进行300个循环。试验结束后，检查载体完好

情况和位移、密封情况。

表A.1耐久性试验循环

序号温度(℃)持续时间(min)

1175±255

2175±25升高到925±251

3925±255

4925±25降低到175±251

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T/CSAExx—20xx

附录B

（规范性附录）

台架老化时间计算方法

B.1老化时间计算

台架老化时间应用下列的台架老化时间（BAT）方程来计算：

（R/Tr－R/Tv）

某个温度框体内的te=th×e

总te=所有温度组te的总和

台架老化时间=A×（总te）

式中：

A——1.1，该值校正了计算台架老化时间过程中非热老化因素对催化器老化时间影响；

R——催化器热反应性系数=17500；

th——将催化器温度柱状图所规定的各温度框体内测量的时间（以小时计）校正到正常寿命的时间

的系数。例如，如果柱状图代表400km，目标寿命是80000km；则所有的柱状图时间将乘以