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浅谈柴油机尾气后处理系统中尿素泵故障诊断与排除
来源: | 作者:pro0e8d12 | 发布时间: 2016-03-02 | 1057 次浏览 | 分享到:
康明斯ISBE4发动机是一款6.7升排量,具有欧四排放水平的柴油发动机。
与以往的柴油发动机不同的是,它有一套尾气后处理系统,用以减少尾气排放中的氮氧化物。由于日常维护不当,后处理系统会出现各种故障。其中以尿素泵总成故障最为典型。
要排除故障首先要了解后处理系统的组成与尿素泵总成结构,其次在根据它的工作原理,针对故障现象加以判断。
一、后处理系统的作用后处理系统即为选择性催化转换器,用已将氮氧化物转化为惰性化合物:N2和H2O。选择催化转化过程是基于一系列化学反应的基础上,通过氨气同废气中氧的反应,降低排气中氮氧化物的含量。
二、后处理系统的组成:
(一)、尿素加料装置(简称:尿素泵)
1、尿素泵集成了后处理系统电脑与泵体及压力开关、空气电磁阀、空气阀、调节阀、促动阀等于一体,是一总成部件。
2、尿素加料泵接收发动机 ECM 发送的 CAN 信息,根据信息的内容准确适量喷射尿素。
3、尿素加料系统利用系统供应的空气,将一定剂量的尿素输送到喷射喷嘴。
4、尿素泵有一个内置的加热装置,允许系统在室外温度低于–40°C的情况下工作
5、尿素泵具有自我诊断的步骤,尿素泵通知系统有关它通过 J1939 总线接口发送 OBD 报文的状态的信息。
6、尿素泵可以匹配 12 VDC 和 24 VDC 供电电压. 数字式电子加料器控制使得尿素加料系统可以极快地达到所需的流量,在稳态标准条件下,即泵标定为 20°C 环境和液体温度,所需数量的误差为 1%。吸入流量呈波动状态,最大峰值流量约为 25 升/小时。吸入流量的脉冲频率随加料量的增加而增大。
(二)、催化器(排气处理器–EGP)催化器是当前排气消音器尺寸的两倍。催化器包括两个部分消音催化反应砖全催化剂 - 没有贵重的金属 - 良好的 NH3 吸收能力 - 良好的氮氧化物转换能力。
(三)、尿素喷射喷嘴
  尿素喷射喷嘴的尖端有 4 x 0.55m 个孔,可以使尿素和空
气雾化,然后将其直接喷射到尾气中和 EGP 上。喷嘴由不锈钢制成,带有陶瓷内核。当维修喷嘴时应小心。不要使它掉落,否则可能损坏陶瓷涂层。
(四)、传感器(组合液位和温度)
1、液位(电磁浮子)液位传感器有 14 个电阻阶段,由簧片开关操控–标定时,必须参照第一个和最后一个的电阻器。每阶段之间的最大距离为 21mm  
2、温度(热敏电阻)传感器
(五)、空气电磁阀 空气电磁阀与尿素加料装置(泵)集成一体,无法单独更换。
(六)、热敏电阻在催化器(排气处理器– EGP)上有两个热敏电阻,一个进口热敏电阻,一个出口热敏电阻。它们都用于监测催化器温度。
(七)、串联式机油和空气滤清器空气/机油滤清器,用于清洁进入后处里系统的空气。
(八)、尿素使用软化水对纯尿素进行稀释,NOxCare(尿素)是一种高纯度 32.5 %(按重量)的液态尿素溶液。
(九)、加料器管路、进气管路、尿素回流尿管路、尿素入口管路是尼龙管从加料器到喷油器的尿素/空气供应管为 PTFE 管,可以承受 EGP 产生的高温。
三、故障诊断与排除:
根据本人近几年对后处理系统维修经验,造成尿素不消耗故障点主要集中在后处理系统中的尿素泵及相关气管路与尿素管路方面,而电路方面较少出现问题。要想排除尿素泵及相关气管路与尿素管路故障首先要了解尿素泵的工作过程,通过对工作过程分析以准确的找出故障点。后处理系统利用一个非常精确的加料泵,将液体尿素喷射到催化器上游的排气系统中。泵喷出的尿素量由发动机 ECM 控制。在正常工作情况下,加料泵有三个控制阶段:预注加料排空
(一)、预注阶段的故障诊断与排除:
   尿素溶液通过尿液入口、单向阀、尿素泵、单向阀、压力开关、空气促动阀与回液口循环并流回到尿素罐中,以便排空系统中的空气。排空阶段运行时将会听到加料器电机全速运转 30 秒,空气电磁阀将在本阶段末工作(当电磁阀吸合时会有一声清脆的响声)。此时空气促动阀切断预祝阶段尿素回液路径,如果压力开关检测到系统压力达到300Kpa预注阶段成功,如果预注阶段第一次不成功,空气电磁阀将断电,电机将再全速运转 30 秒。
这一顺序可以重复最多 20 次,然后显示出加料泵故障这一过程非常重要,可以通过观察电磁阀是否多次重复启动,来判断加料过程中系统是否出现故障。故障判断过程如下:
1、首先打开点火开关,(注意:不要启动发动机)这时尿素泵会发出吱的一声响,这是尿素泵电机复位响声,说明尿素泵可正常工作。如无响声说明泵电机可能损坏。为准确找出故障点应作进一步检查。
2、拆下储液罐端回液管,并将其放入到专用容器内,启动发动机观回液管应有尿素液流出。回流畅通说明预注系统基本正常,如出现回液不畅堵塞现象应将储液罐至加料泵的进液管拆下,检查管路是否因尿素结晶造成堵塞,如有应对管路进行疏通。
疏通方法:用纯净水将其加热至100-80摄氏度后装入注射器内,使用注射器从进液管处将热水注入到预注循环系统内,并使泵