环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置(HJ451-2008).pdf
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1、HJ 中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 4512008 环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置 Technical requirement for environmental protection product Aftertreatment devices for diesel vehicle exhaust 2008-12-10 发布 2009-03-01 实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 4512008 中华人民共和国环境保护部 公 告 2008 年 第 61 号 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法,控制机动车排气污染物的污染,改善环境空气质量,现
2、批准环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置为国家环境保护标准,并予以发布。标准名称、编号如下:环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置(HJ 4512008)以上标准自 2009 年 3 月 1 日起实施,由中国环境科学出版社出版,标准内容可在环境保护部网站()查询。特此公告。2008 年 12 月 10 日 HJ 4512008 目 次 前 言.ii 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 技术要求.3 5 试验条件.3 6 试验仪器和设备.4 7 试验方法.4 8 标志、包装、运输、贮存.7 附录 A(规范性附录)颗粒过滤器(DPF)称重方法和电加热炉再生或
3、清洁方法.8 附录 B(资料性附录)后处理装置一般资料及试验结果记录.9 i HJ 4512008 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国大气污染防治法,控制汽车排气污染物的排放,改善环境空气质量,制定本标准。本标准参照采用汽油车用催化转化器的技术要求和试验方法(GB/T 18377)体系结构以及北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南有关技术内容。本标准规定了柴油车排气后处理装置的主要技术要求和试验方法。本标准为首次发布。本标准的附录 A 为规范性附录,附录 B 为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准起草单位:中国汽车技术研究中心、天津索克汽车试验有限公司、无锡
4、威孚力达催化净化器有限责任公司、巴斯夫催化剂(上海)有限公司、云南菲尔特环保科技有限公司。本标准环境保护部 2008 年 12 月 10 日批准。本标准自 2009 年 3 月 1 日起实施。本标准由环境保护部解释。ii HJ 4512008 环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置 1 适用范围 本标准规定了柴油车排气后处理装置的技术要求和试验方法。本标准适用于柴油车发动机排气后处理装置,包括氧化型催化转化器(DOC)、颗粒过滤器(DPF)、选择性催化还原装置(SCR)。由以上基本后处理装置单元衍生组合的装置参照本标准执行。2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注
5、日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。GB 17691 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国、阶段)GB 18352.3 轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国、阶段)GB 11122 柴油机油 GB/T 5181 汽车排放术语和定义 GB/T 18297 汽车发动机性能试验方法 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 下列术语和定义适用于本标准。3.1 柴油车排气后处理装置 aftertreatment devices for diesel vehicle exhaust 指安装在柴油车发动机排气系统中,能通过各种理
6、化作用来降低排气中污染物排放量的装置。3.2 氧化型催化转化器 diesel oxidation catalyst(简称DOC)指安装在柴油车发动机排气系统中,通过催化氧化反应,能降低排气中一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)和颗粒物(PM)中可溶性有机成分等污染物排放量的排气后处理装置。3.3 颗粒过滤器 diesel particulate filter(简称DPF)指安装在发动机排气系统中,通过过滤来降低排气中颗粒物的装置。当 DPF 载体的表面涂覆有催化剂,称为催化型颗粒过滤器(catalyzed diesel particulate filter,简称 CDPF)。3.4 选择性
7、催化还原装置 selective catalytic reduction(简称SCR)指安装在发动机排气系统中,将排气中的氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原,以降低 NOx排放量的排气后处理装置。该系统需要外加能产生还原剂的物质(例如,能水解产生 NH3的尿素)。3.5 催化型颗粒过滤器(CDPF)的平衡点温度 balance point temperature(简称BPT)CDPF 在指定的发动机工况下进行 PM 加载时,CDPF 的压降从上升到没有明显下降时的入口温度。3.6 催化转化器的转化效率 catalytic converter efficiency 试验车辆或发动机按照指定的工
8、况运行时,催化转化器入口和出口的某种污染物排放量的变化率。催化转化器前污染物排放量催化转化器前污染物排放量催化转化器后污染物排放量催化转化器的转化效率=100%3.7 颗粒过滤器的过滤效率 DPF filtration efficiency 试验车辆或发动机按照指定的工况运行时,单位时间 DPF 颗粒物捕集量与 DPF 入口中气体所含颗粒物量的比值。1 HJ 4512008 单位时间 DPF 前的 PM 排放质量单位时间 DPF 前的 PM 排放质量单位时间 DPF 后的 PM 排放质量DPF 的过滤效率=100%3.8 氧化型催化转化器的起燃温度(T50)DOC light-off temp
9、erature 催化转化器对气相组分的 CO、THC 的转化效率达到 50%时所对应的催化转化器入口的气体温度。3.9 空速 space velocity 在温度为 25和压力为 100 kPa 的标准状态下,每小时进入催化转化器的气体容积与催化转化器的容积之比。3.10 颗粒过滤器的再生 DPF regeneration DPF 使用一段时间以后,收集在 DPF 里的 PM 需要定期去除掉,从而恢复 DPF 过滤性能的过程。可分为主动再生和被动再生。主动再生指利用外加能量(如电加热器、燃烧器或发动机操作条件的改变以提高排气温度)使 DPF 内部温度达到 PM 的氧化燃烧温度而进行的再生。被动
10、再生指利用柴油机排气本身所具有的能量进行的再生,一般针对于 CDPF 或 DOC+DPF 等系统。3.11 颗粒过滤器的再生效率 DPF regeneration efficiency DPF 在指定的 PM 加载水平(或指定工况)下进行再生,再生前后 DPF 中的 PM 的质量变化率。DPF 质量在 DPF 床温 125时称量。再生前 DPF 中 PM 的质量再生后 DPF 中 PM 的质量再生前 DPF 中 PM 的质量100%DPF 的再生效率=3.12 颗粒过滤器加载工况 DPF loading condition 能使 DPF 中收集到的 PM 增加至加载水平的发动机稳态工况。3.1
11、3 颗粒过滤器的加载水平 DPF loading level DPF 载体加载前后单位容积内的质量增加量。DPF 质量在 DPF 床温 125时称量。DPF 加载后的质量DPF 加载前的质量DPF 的载体容积DPF 的加载水平=3.14 床温 bed temperature 排气流经排气后处理装置载体内部的温度。3.15 入口温度 inlet temperature 若本标准以下条文中对入口温度的测量位置没有明确定义,则指在排气后处理装置入口端面上游25 mm 的中心线上测得的排气温度。3.16 劣化率 deteriorate rate 后处理装置劣化前后对某种污染物转化效率(或过滤效率)的变
12、化率。劣化前装置的转化效率(或过滤效率)劣化后装置的转化效率(或过滤效率)劣化前装置的转化效率(或过滤效率)劣化率=100%3.17 轻型柴油车 light-duty diesel 最大总质量不超过 3 500 kg 的柴油车。3.18 重型柴油车 heavy-duty diesel 最大总质量超过 3 500 kg 的柴油车。2 HJ 4512008 4 技术要求 4.1 一般要求 4.1.1 后处理装置应使用永久性的标记标明生产厂家名称或商标、类别、装置型号以及排气进出流向。4.1.2 后处理装置应按照 7.2 进行机械性能试验,性能指标应满足 GB/T 18377 中的有关要求。4.2
13、DOC性能要求 4.2.1 按 7.3.1 测量起燃温度和转化效率。起燃温度不得高于 230;气态污染物 THC、CO 的转化效率不得低于 80%和 70%;颗粒物过滤效率不得低于 20%。4.2.2 按 7.3.2 进行快速老化试验。快速老化后的 DOC 对气态污染物(CO、THC 和 NOx)转化效率的劣化率不得超过 10%。4.3 DPF性能要求 4.3.1 按 7.4.1 进行热循环试验后,目测样品的载体应无裂纹,无泄漏通道。4.3.2 按 7.4.2 测量压降特性,DPF 前后压降不得超过 8.5 kPa。4.3.3 按 7.4.3 测量过滤效率。流通式或部分流通式 DPF 过滤效率
14、不得低于 50%,壁流式 DPF 过滤效率不得低于 85%;而且同时在原机基础上,气态污染物(CO、HC、NOx)排放增加不得超过 10%。4.3.4 按 7.4.4 测量 CDPF 的平衡点温度,不得高于产品生产企业提供值 30,最高不得高于 400。4.3.5 按 7.4.5 测量 CDPF 的被动再生效率,再生效率不得低于 90%。4.3.6 按 7.4.6 或附录 A 中 A.3 测量主动再生效率,再生效率不得低于 90%。4.3.7 按 7.4.7 进行耐久试验,样品的过滤效率的劣化率不得高于 10%。4.4 SCR性能要求 4.4.1 按 7.5.1 进行 NOx/NH3比例试验。
15、SCR 的转化效率不得低于 80%。4.4.2 按 7.5.2 进行快速老化试验。快速老化后的 SCR 对 NOx转化效率的劣化率不得高于 10%。4.5 后处理装置配装柴油车或发动机的排放性能要求 4.5.1 装在轻型柴油车上的后处理装置,按 7.3.2、7.4.7 和(或)7.5.2 进行耐久试验后,汽车排放应满足 GB 18352.3 中型试验的要求。4.5.2 装在重型柴油机上的后处理装置,按 7.3.2、7.4.7 和(或)7.5.2 进行耐久试验后,发动机排放应满足 GB 17691 相应试验排放限值的要求。5 试验条件 5.1 发动机及其控制系统 a)试验发动机的排放水平应与后处
16、理装置的应用目标发动机相一致,满足或者接近 GB 17691 中相应的排放限值。b)发动机控制系统能够控制发动机的运转参数(例如,转速、负荷等)。对于颗粒过滤器(DPF)的再生来说,如果测试系统没有燃料喷射功能(例如,缸内后喷)来增加排气温度,那么必须提供外部的能量(例如,在排气装置中安装一套燃料喷射系统)。c)试验应监测发动机排气温度、进气温度、排气背压、增压器的涡轮机出口排气温度等主要参数。d)试验应监测后处理装置的入口和出口的温度、床层温度、NH3泄漏量(如适用)以及排气通过后处理装置的压降等主要参数。5.2 DPF加载水平 一般由制造厂提供颗粒过滤器(DPF)的加载水平。若制造厂不能提
17、供加载水平,则装在轻型柴油机上的样品加载水平为 6 g/L0.5 g/L;装在重型柴油机上的样品加载水平为 4 g/L0.5 g/L。5.3 试验用燃料和机油 5.3.1 DOC 试验用柴油应符合 GB 18352.3 中关于试验用基准燃料的要求。3 HJ 4512008 5.3.2 DPF 试验用柴油应符合 GB 18352.3 中关于试验用基准燃料的要求。5.3.3 SCR 试验用柴油应符合 GB 18352.3 中关于试验用基准燃料的要求。5.3.4 试验发动机所用机油应满足GB 11122 的要求。6 试验仪器和设备 6.1 气体分析系统 排气取样和分析系统应能测量 CO、CO2、TH
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