SCR后处理系统关键部件介绍
电控知识搬运工 2023-04-21

SelectiveCatalyticReduction,简称SCR,该技术原理是利用还原剂在催化剂的作用下,在富氧的环境内将氮氧化物选择性还原生成氮气和水。其基本工作原理就是通过优化柴油发动机缸内燃烧过程,使燃烧废气中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及颗粒(PM)等排放物得到有效控制并达到法规的要求,最后对发动机排出尾气中含量较高的氮氧化物(NOX)再利用专门的车载后处理系统进行处理,以满足法规要求。在后处理过程中,定量给料单元会根据发动机电控单元给出的指令精确地将与发动机运行工况相匹配的尿素量喷入排气管,尿素分解出的氨与氮氧化物在催化器中经过催化还原反应最后生成无害的氮气(N2)和水(H2O)。今天介绍的是尿素喷嘴和尿素液位温度传感器知识。


一、尿素喷嘴


尿素喷嘴是啥,顾名思义就是用来喷尿素的,但他有两种,一种电控的喷嘴,还有一种是机械的喷嘴,到底的有啥区别呢。


电控喷嘴


博世尿素泵。博世2.2和博世6.5采用的是一种尿素喷嘴,安装在排气管上,他的目的是将尿素泵送来的尿素适时精准地喷射到排气管中



博士尿素喷嘴安装在排气管上,在SCR反应箱的前面,安装的时候尿素喷射方向和废气流动方向得是45°。




博世的尿素喷嘴采用的是PWM波控制,加电时间最长为1秒,喷射频率为1HZ,就是一秒打开一次。当尿素喷嘴不工作的时候,用LED测试灯测量它,这时候试灯是不亮的。当尿素喷嘴工作的时候,测试灯就会闪烁。

用博世EDC17CV44的ECU搭配博世2.2系统为例子,尿素喷嘴的针脚定义如下:




我们可以测量尿素喷嘴的电阻,来判断尿素喷嘴的好坏,正常的电阻是12Ω



尿素喷嘴常见的故障:


1、冷却不到位:博世尿素喷嘴使用冷却液对它进行冷却,如果冷却液部件出现问题,冷却液长时间不到位,喷射尿素时,就会导致喷嘴烧坏。


2、喷嘴结晶,堵住了,这样就会使尿素泵不建压,不喷射。



3、反吹不完全,使尿素滞留,冬天会导致喷嘴冻坏。


机械喷嘴

很多气助式的尿素泵配备的尿素喷嘴都是机械喷嘴,因为他不需要ECI去控制喷,尿素是用压缩空气从喷嘴里吹出来的,所以说,只需要控制空气和尿素的流量就行了。像康明斯的Ecofit和依米泰克尿素泵还有凯龙空气辅助尿素泵都是用的机械喷嘴的。



像这种机械喷嘴上面就没有电气件,也不会发热,所以就不需要冷却液来冷却了


不过也有例外,像一汽的自主气驱尿素泵配备的就还是电控的尿素喷嘴。



尿素喷嘴也有安装在排气管上,向排气管中喷射尿素,目的也是降低排放



咱用锡柴自主的ECU搭配的气助式的尿素泵为例,针脚定义如下:




锡柴自主采用的气助式尿素泵配的是马瑞利喷嘴,电阻1.6Ω


为什么气助式尿素泵要用电控喷嘴,就是因为一汽自主气助式尿素系统的工作原理是,该系统启动车辆后,延迟一段时间就会开始充气,当压力达到700kpa,也就是7公斤的压力时,如果这时候用的不是电控喷嘴,那尿素就会直接被喷出去了。所以需要电控喷嘴的来控制尿素喷射。

机械喷嘴如果堵塞了,还是比较好解决的,暴力解决就可以了,有结晶就热水烫烫,有异物就捅开它。


二、尿素液位温度传感器

尿素液位和尿素温度传感器通常是集成在一起的,安装在尿素箱当中,用来测量尿素箱内的尿素液位和温度,其外观如下。



尿素液位传感器其实就是是一个滑动变阻器,传感器上有一个浮子,当尿素液位变化时,浮子位置就会发生变化,这时候尿素液位传感器的电阻就会发生变化,对应的信号电压也就会发生变化,电压传递给ECU后,ECU就会根据信号电压的变化从而计算出当前的液位是多少。

尿素温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻,他的阻值是温度越高阻值越小,对应的信号电压也就会发生变化电压传递给ECU后,ECU就会根据信号电压的变化从而计算出当前的温度是多少。


尿素箱液位传感器,是液位越高,电阻越小;反之越大。下表为35L尿素箱的液位和阻值对应表(型号不同会存在差异,仅供参考)。


35L尿素箱



从功能上区分,尿素液位传感器有加热型和非加热型两种,可以从接头数量上来看,加热型的一般为4~5个接头非加热型一般为2个接头。博世2.2的后处理系统中的尿素液位温度传感器就是加热型的,有4个接头。



安装角度尿素液位传感器可分为罐装式和非罐装式。


非罐装式的是直接插到尿素箱里面,尿素泵是直接放在液位温度传感器上面的,这样省去了尿素泵到尿素箱之间的尿素管。这种目前在康明斯和重汽自主研发气驱的尿素泵上比较多。


罐装式的一般是直接插到尿素箱内部,然后再同进液管和回液管接到尿素泵上面,目前市场上大部分车辆都是采用这种安装方式。罐装式又分为加热和非加热两种(加热是冷却液循环进行);


加热型的液位温度传感器如下图:



非加热型液位温度传感器如下图所示:



尿素液位温度传感器的开路电压如下图所示:



尿素液位温度传感器常见的故障码如下图所示:



几个常见故障的维修方案:


1、报P2043尿素箱温度过高故障时,可能是:


①尿素箱温度确实高

②尿素温度传感器有问题


当遇到这个故障码时,最快速准确地就是用手摸一下尿素箱(注意防止烫伤),确定尿素温度是否真的过高,如果真的高,要先检查冷却液电磁阀,因为冷却液电磁阀人如果是处于常开位置,就会让冷却液一直在尿素箱内循环,导致尿素箱温度过高。如果温度不高,那就说明尿素箱温度传感器误报,这样可能就是传感器或者其线路有问题了。


2、当报出P203F尿素箱液位过低故障时,可能是:


①尿素箱内浮子

②尿素液实际液位

③尿素液位传感器型号


当遇到这个故障码时,先目测一下尿素箱里实际的液位,如果实际液位正常,就检查是不是浮子卡滞造成,如果都没问题,那就检查尿素液位传感器型号是否正确的,如果更换的液位传感器型号不正确也会报这个故障码,如果再没问题,那就检查传感器本身是否有问题了。


3、当仪表显示尿素液位过低时:


使用诊断仪读取数据流,如果数据流异常,排查思路同2;

如果数据流正常,那就是ECU与仪表之间CAN通讯故障或者仪表故障了(如果是CAN通讯故障,那仪表上的水温,机油压力等参数也会异常,也可以通过此来判断)。

例:陕汽德龙_L3000_潍柴_EDC17CV44_博世2.2



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