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[中自课堂]解读美国排放控制协会轻型汽油车尾气转化器售后服务技术(连载三)


加利福尼亚售后转化器计划


1988年加利福尼亚空气资源委员会(ARB)采用自己的条例,允许对加利福尼亚车辆销售和安装非OEM(原装催化器)的替代催化转化器。要求售后转化器通过25000英里的使用后能符合最低转换效率的规定。在全寿命范围内对HCCO保持70%的减排、NOX保持60%的减排。这些减排限值中HCCO符合EPA计划,NOX超出联邦替代转化器的减排效果。NOX的减排要求比联邦法规提高了30%,因为在加州NOX减排要求更高。当时ARB试验表明80年代后期的车辆在经过适当的维护后60%NOx转化效率是比较合理的。

正如前文讨论的,在加州的LEV II和联邦EPATier 2标准下,新的轻型和中型车辆的排放控制要求急剧增加。原装催化器性能也通过改进催化剂配方和基体设计相应大幅度增加,基体设计可提供更高的效率和更快的预热时间。此外,1996年款的车辆使用的OBD II技术售后转化器与OBD系统兼容。为了适应这一要求,转化器制造商在2001年与ARB签署了一份谅解备忘录(MOU),在加利福尼亚只卖OBD II兼容的转化器。这些转化器不能使安装有OBD II的车辆故障指示灯(MIL)亮,也不会安装在少于8年或少于80000英里累计里程的车辆上,除非催化器遗失。根据该谅解备忘录,OBD II兼容转化器进行了为期5年、50000英里的质保,而实施OBD前的售后转化器进行25000英里的质保。虽然实施OBD前的售后转化器持续满足HC/CO/NOx70% / 70% / 60%转化率标准,OBD II兼容转化器在整个使用寿命中不会超过新的汽车尾气排放标准。

2007年ARB决定修改售后转化器要求,确保在用的配有售后转化器的OBD II车辆的排放性能不会受到非原装催化器的不利影响,以及扩展OBD II兼容转化器的净化效率。这意味着售后转化器要像OEM(原装催化器)一样必须完全符合OBD II的要求,但耐久性要求稍低。在加州的售后转化器法规修订中还加入了多项其他要求。作为他们的成本效益分析的一部分,该州可以证明催化器显著的HC+NOx减排效益可通过更新法规来实现。这一修改法规组成了该州2014年提出的对臭氧和PM2.5(可吸入肺颗粒物)要求的一部分。


加利福尼亚售后转化器计划要求


加利福尼亚最新修订的售后转化器方案是由ARB委员会于20071025日颁布,并于200871日生效,此日期之后禁止出售用过的或翻新的替代转化器。这是加州满足排放目标的一个重要的组成部分,以确保所有替代转化器满足五年和50000英里使用寿命要求。新的售后转化器要求在200911日生效。

新规包括:

1)对所有在加州销售的售后转化器建立质量基的排放性能标准,此性能标准基于认证的整车尾气排放水平。

2)对所有的售后转化器要求有五年,或50000英里的质保。

3)允许使用RAT-A发动机测功机加速老化程序而不是实际的耐久性里程积累程序(RAT-A指发动机测功器老化循环)。

4)在不超过2.6倍的排放限值的范围内需证明整个OBD II系统满足功能。

5)要求催化剂或转化器制造商提交季度产品质量报告,以确保催化剂的一致性。

为了便于广泛覆盖实施OBD前的转化器,ARB选择了四类最差工况车辆。包括单、双排气系统的客车(PC-1PC-2)和轻型卡车(T-1T-2)。为了进行OBD II转化器认证,制造商必须为每个新的售后转化器提出一个适用车辆的清单。ARB从清单中选取具有代表性的车辆来进行符合性判定。排放认证在RAT-A老化后的转化器和有氧传感器的条件下进行。

实施OBD前和OBD II兼容的被测试车辆的老化转化器必须满足基于质量的(克/英里)新车认证标准。

催化剂必须加强老化条件以证实OBD II系统的全部功能和与车辆的适应性。这可能包括一个发动机失火型的老化,高温炉老化,或其他一些通过ARB同意的老化协议。老化之后,制造商必须证明转化器经过排放测试会造成OBD II系统MIL照亮同时不超过原装催化器要求的OBD排放限值1.5倍(1.75倍排气认证的限值)。这相当于2.6倍的加州售后转化器的排放限值。较高的售后转化器阈值为制造商的转化器能适用于更广泛的车辆类型提供了一定的灵活性

修正案要求制造商监控生产过程以确保实际生产能满足ABR认同的规格要求。制造商必须检查是否有足够的贵金属含量、碱金属含量和涂覆量。必须检查以确保涂层的适当使用,衬垫材料的安装,并防止转化器外壳泄漏。制造商必须通过每季度向ARB报告证明符合此要求。

加利福尼亚有一个扩展的车辆I/M程序(烟雾检查),这是加强法规的重要组成部分。定期执法是烟雾检查程序的一部分。进行排放测试或从电脑中下载OBD信息之前,技术人员需要检查设备标签,确保认证的售后转化器是安装在车辆上的。

该规定要求安装者:

1)确认每个安装在车辆上的售后转化器是被ARB批准的,

2)原装催化转化器的使用超过质保期(通常七年或70000英里)的车辆需安装新的售后催化转化器

3)首先通过检查现有的转化器和排气系统,建立售后转换器的合法依据

4)在原装转化器相同的位置安装售后转化器,不能搬迁或移除其他转化器或排气氧传感器。

进一步实施法规则通过ARB的官员随机调查安装者的存货和服务记录。


加利福尼亚售后转换器计划的空气质量效益


在无OBD的车辆上应用先进的OBD II兼容转换器的益处是显而易见的。这个结论来源于ARB(加州大气资源委员会)在2006年的测试结果,此结果经讨论后,为200710月新的催化转换器售后的修订过程提供支撑。机构的工作人员征集了14台实施OBD前的测试车辆,这些车辆平均里程为140000160000英里,并且通过了烟雾检查,以消除任何可能有与排放有关的问题。五个车辆安装了催化转换器后,能够满足2009前无OBD II的车辆排放标准, 其中HCCONOx分别减少为70%,70%和60%。其余九个实施OBD前的车辆安装催化转化器后,能够满足加州当前要求。经过约8000英里的积累,先进的催化转化器技术使得三种污染物的排放比旧的转化器降低50-75%(见表1)。此外,与旧催化转换器相比,先进的催化剂表现出非常好的耐用性,HC排放的劣化率减少75%以及NOx排放的劣化率减少60%。



1.加州新旧售后转换器技术的排放结果比较


ARB进行了另外的排放测试,在OBD II车辆上安装了第一代售后催化转换器和满足OBD II售后转换器,在新鲜和中等老化(约8000英里)后都观察到明显的排放差异。安装4.3 L 发动机的1997年款雪佛兰货车上排放测试数据见图1ARB观察到满足OBD II的售后催化转化器和原装催化器的排放效果相当,而成本仅为原装催化器的一小部分。



1. ARB关于新旧催化器在1997 年款4.3L雪佛兰货车上排放测试结果


为了评估新法规带来的排放效益,加州的售后票据表明2006年有880000车辆更换了它们的转换器,其中74%安在实施OBD II标准前的车辆上。自2001年以来根据谅解备忘录,由于新的OBD II售后转换器早已被要求安装在有OBD装备的车辆上,ARB仅依靠实施OBD II前车辆的增量去评估法规效益。在2012年采用和不采用新的法规条件下,根据加州的排放因子(EMFAC)模型来预测排放量,对机动车保有量和排放效益进行了分析。结果表明在实施OBD II前的车辆上,采用先进的催化转换器技术取得了明显的效益ARB估计到2012年所有现有售后催化转化器将会以新的适应OBD II的售后转换器替代,预计可使HCs减排5.3/天,NOx减排31.3/天。他们估计这将影响到126万台1996年以前的车辆。

作为监管分析的一部分,ARB预计新售后转换器的成本比现有的第一代售后转化器高出近200美元。尽管这些价格增值似乎较高,而新的售后催化转化器将会提供更好的、更耐久的性能(耐久性是旧转换器的两倍,由25,000英里提高到50,000英里)。并且最终花费实际上是物有所值的,因为新催化器相当于两个或以上旧转化器的寿命。按照ARB分析,在加州相对于旧的实施OBD前的售后转化器的花费为60-150美元,新售后催化转化器所净高出的200美元实质上比原装催化器(327-1089美元)节约了很大成本。

ARB涉及的21辆实施OBD前的车辆进行的另一项研究表明,经过6000-9000英里积累,配有符合OBDII售后转换器的车辆,与那些安装有原装催化器的车辆表现出相同的排放效益,它们都表现出比前一代加州售后转换器好两倍的性能(见图2)。所选择的车辆由满足前Tier 1排放标准的实施OBD前的车辆组成,这些车辆在安装新的催化转换器之前均须通过加州的烟雾检查。

 


2. 1981-1992年款车上替代转换器的排放效益

 

(本文内容翻译自MECAAftermarket Converter Technology for Gasoline Light-Duty Vehicles》)

添加时间:2016-4-8 17:06:51 点击数:1905   关闭   

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