【其他行业标准】 通用小型汽油机用排气催化净化器 技术要求与试验方法

JB/T 12085—2014 通用小型汽油机用排气催化净化器技术要求与试验方法 2014-07-09 发布 2014-11-01 实施 中华人民共和国工业和信息化部发布 前言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全在国内燃机标准化技术委员会（SAC/TC177）归口。本标准起草单位：天津内燃机研究所、江苏江淮动力股份有限公司、无锡威孚环保催化剂有限公司。本标准主要起草人：林漫群、下明、贾滨、艾长庆、郑友鹏、孙亚琴、杨韧柳、胡成刚。本标准为首次发布。 1 范围 通用小型汽油机用排气催化净化器技术要求与试验方法 本标准规定了通用小型汽油机用排气催化净化器的技术要求、试验方法及标志、包装、运输和贮存。本标准适用于通用小型汽油机用排气催化净化器（以下简称催化器）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T 8190 所有 往复式内燃机排放测量 GB/T 18377 汽油车用催化转化器的技术要求和试验方法 3 术语和定义 GB/T 8190 和 GB/T 18377 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 转化率 conversion ratio 废气中特定组分在催化器前后的浓度变化值与进入催化器前的浓度的比值。转化率按公式（1）计算： $n = rac{C_k - C_{ek}}{C_k} imes 100%$ 式中：n为转化率，%；k代表污染物，如CO、HC、NO或其他成分；$C_k$ 为催化器入口污染物体积分数，10⁻⁴% 或 %；$C_{ek}$ 为催化器出口污染物体积分数，10⁻⁴% 或 %。 3.2 氧平衡系数 oxygen balance coefficient $\beta$ 以比率形式表征废气的氧化/还原性质，即：废气中所含氧化气氛含量（如O₂），与废气中还原性气氛（如CO、HC等）被完全氧化所需的氧化气氛含量之比。 3.3 起燃温度 light-off temperature $T_{50}$ 在催化器入口废气温度逐渐升高的过程中，催化器对特定污染物的转化率首次达到50%时所对应的催化器入口气体温度。 3.4 400℃转化率 conversion ratio at 400℃ 起燃温度特性试验曲线中催化器入口气体温度为400℃时，催化器对污染物的转化率。 3.5 脱落率 desquamation rate 破坏试验前后脱落掉的催化剂质量与催化剂初始涂附质量之比。 3.6 无催化器起燃试验 converter free light-off test 不安装催化器的条件下按起燃试验流程实施的试验。 3.7 有效试验上限温度 upper limit of valid test temperature 无催化器起燃试验过程中，受试验系统加热升温引发模拟废气中污染物浓度降低率达到10%时所对应的废气温度。 3.8 空速 space velocity 单位时间流过单位体积催化器的废气流量，单位为 $h^{-1}$。 4 技术要求 4.1 催化器活性 4.1.1 催化器活性试验应按第5章的规定进行测试，应注明试验条件以及催化器状态，即，是否经过老化处理。推荐使用经过第6章规定的老化后样品的活性测试数据作为评价技术指标。 4.1.2 企业应根据催化器性质和使用场合不同，通过技术文件规定催化器对CO、HC和NO的起燃温度$T_{50}$、400℃转化率$C_{400}$以及空燃比特性等各项技术指标，并以此作为合格判定依据。 4.1.3 被测催化器样品在老化后对CO、HC和NO的起燃温度$T_{50}$升幅宜小于150℃。 4.2 脱落率 4.2.1 脱落率试验样品为实际使用的全尺寸催化器，应按第7章的规定进行测试。 4.2.2 催化剂涂层脱落率宜不超过6%。 4.3 热变形 4.3.1 热变形试验样品为实际使用的全尺寸催化器，应按第8章的规定进行测试。 4.3.2 要求试验后载体结构完整，变形量宜在产品技术文件中规定或由供需双方协商确定。 5 催化器活性试验方法 5.1 总则 5.1.1 催化器活性试验包括起燃温度特性试验和空燃比特性试验。试验系统应满足附录A的要求。 5.1.2 样品要求见附录B。 5.2 试验前样品激活处理 催化器活性试验前应对样品进行激活处理。 5.2.1 推荐按5.3的规定进行一次起燃温度特性试验作为激活处理，企业也可自行制定激活规范。 5.2.2 如果两次活性试验时间间隔较短（不宜超过8h）可省略激活处理，企业也可根据工程经验自行设定免激活处理判定依据。 5.3 起燃温度特性试验 测试气氛环境配气组分含量推荐方案见表A.1。 5.3.1 氧平衡系数$eta$测试条件推荐值分别为0.97$pm$0.01和1.03$pm$0.01，企业技术文件也可规定在其他$eta$值条件下进行测试，氧平衡系数应在试验报告中声明。 5.3.3 试验空速条件为$40000 h^{-1} pm 1500 h^{-1}$。 5.3.4 试验温度条件如下： a）起燃温度特性试验应在升温过程中进行，试验初始催化器入口废气温度应不超过80℃，最高温度可根据实际需要设定，但应去除高于有效实验温度上限的数据； b）催化器入口废气升温速率可在10℃/min～15℃/min之间选择和设定，催化器入口废气温度在CO转化率达到50%之前和之后至少50℃范围内应保持线性升温过程且符合升温速率设定值； c）应对催化器样品所处区域环境温度进行控制，催化器入口废气温度达到100℃之前，催化器样品所处区域环境温度应已缓慢升高并稳定于150℃$pm$10℃，此后该区域处于保温状态。 5.3.5 数据处理要求如下： 5.3.5.1 以催化器入口废气温度为横坐标，以各污染物转化率为纵坐标绘制起燃温度特性曲线。 5.3.5.2 按照线性插值法求出催化器对各种污染物的起燃温度$T_{50}$和400℃转化率$C_{400}$。 5.3.6 重复性要求如下： a）应连续进行起燃温度试验，直至相邻两次试验的各污染物成分起燃温度$T_{50}$偏差的绝对值均不超过10℃，即认为数据已经稳定； b）以上述两次相邻试验的平均值作为试验结果。 5.4 空燃比特性试验 5.4.1 推荐试验气氛环境见表A.1。 5.4.2 模拟废气的氧平衡系数$eta$推荐值见表1，以氧平衡系数$eta$递增次序进行试验，控制精度$pm$0.01。 表1 空燃比特性试验氧平衡系数推荐表： 1: 0.90; 2: 0.94; 3: 0.97; 4: 0.99; 5: 1.00; 6: 1.01; 7: 1.03 5.4.3 试验空速条件为$40000 h^{-1} pm 1500 h^{-1}$。 5.4.4 催化器入口废气温度为400℃$pm$10℃。 5.4.5 以氧平衡系数$eta$作为横坐标，以各组分转化率为纵坐标绘制空燃比特性曲线。 6 快速老化试验方法 6.1 一般要求 6.1.1 推荐使用水热稳定法进行催化器快速老化试验。 6.1.2 被测样品宜按附录B的相关规定制备。 6.1.3 在快速老化试验前和试验后应按第5章的规定进行催化器活性试验，对比活性劣化程度。 6.2 水热稳定法 6.2.1 以含水量10%$pm$2%（质量分数）的水蒸气通入被测催化器样品，试验空速为$20000 h^{-1} pm 1500 h^{-1}$。 6.2.2 催化器中心部位温度由室温经2h$pm$15min缓慢升至950℃$pm$20℃，随后保持5h，最后经30min$pm$15min缓慢降温至500℃以下。 7 催化剂脱落率试验方法 7.1 试验流程 金属载体催化器需对全尺寸催化器进行催化剂脱落率试验。具体流程如下： 7.1.1 将待检催化器置于120℃$pm$10℃空气环