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潍柴国四培训资料


? 国IV实施背景&与国III区别
? OBD简介 ? SCR系统工作原理及过程 ? 主要零部件及其故障模式介绍 ? 案例汇总

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排放实施阶段和时间列表

/>实施阶段 实施地区 北京 中国

国III 2006.01

国IV 2008.07

国V 2013.03

2007.01

2013.07

?

欧美城市在20世纪60~70年代曾出现过严重的机动车排放污
染,后通过不断提高新车排放标准和加强在用车管理使之大大缓解。 2005年4月国家环保部出台一系列排放监测的细则,并与07年

1月全国实行国III标准,北京08年7月实行国IV排放标准,原定10
年1月全国实行国IV排放标准由于油品等因素推迟执行。 而受12年底的雾霾天气影响,环保部于13年3月提前在北京实

行国V标准,还可能于14年9月在北京推行京V排放标准,并定于
13年7月1号正式在全国推行国IV排放标准,以防止走欧美老路, 出现严重的排放污染。

主要的区别:
1.排放监测限值不同,车辆更加环保。

ESC:一种发动机稳 态(转速扭矩 恒定)试验循 环,13工况点;

ETC:一种发动机瞬态 (模拟整车实 际的工况)试 验循环

2.增加了降NOx的系统
路线1 国III 国IV
电控高压共轨 电控高压共轨+SCR后处理系统

路线2
机械泵+EGR(废气再循环系统) 电控高压共轨+VGT(智能增压器)+EGR

国IV相比国III增加了排放控制和监测部件,使排放的控制和监测更加准确。 传感器 执行器
尿素泵
尿素喷嘴

控制系统
NOx监测系统
尿素喷射系统

环境温度传感器
排温传感器

尿素液位温度传感器
NOx传感器

尿素加热继电器
SCR箱和尿素箱(部件)

加热系统
----------

3. 控制单元(ECU)软硬件不同:国III的ECU是博世EDC7系统,而国IV是 EDC17系统(见下图)。另外国IV的ECU无论硬件和软件都增加了很多功能和部 件,国IV的控制系统更加精确更加完善。 另外国IV柴油车对于柴油的要求要比国III的高,需用国IV油标准(要求见下页).
接插件2(发动 机相关传感器执 行器)

接插件1(整 车功能)

国IIIECU

国IVECU

4.诊断系统更加完善。

国IV的诊断系统更加完备,故障的查找更加精确。增加了先进的
OBD监测系统和故障诊断管理系统,对故障尤其在对排放的监测和诊断 上更具优势。
实施阶段 国III 国IV 国V 油品中S含量 不超过150PPM 不超过50PPM 过渡期: 50~10PPM 执行期:不超过10PPM

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1. 什么是OBD? OBD是英文On-Board Diagnostics的缩写,中文翻译为“车载自动诊断系统”,主要 是用于控制车辆排放的一种在线监测诊断系统,同时也监测其他发动机相关故障。该系

统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标,一旦超标,会马上发出警示。当
系统出现故障时,故障(MIL)灯或服务诊断(Service)灯亮,故障诊断管理系统(DSM) 将故障信息存入存储器,通过一定的程序可以将故障码从 DSM中读出。根据故障码的提 示,维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。 2. OBD的作用 ? 检测到排放\发动机相关故障时,OBD系统用MIL灯\服务诊断(Service)灯给驾驶员 报警 ? 故障车可以及时得到提醒,减少车辆排放 ? OBD系统有助于技师迅速诊断,对症修理,降低维修成本

OBD监测内容及作用

OBD概述

国IV重型柴油车OBD法规介绍
中国重型柴油车OBD法规:国IV重型车(发动机)OBD技术及认证试验规范(建议) 主要内容: 1.OBD的限值 2.OBD1阶段监测要求




3.确保NOx控制方式正确工作的要求
4.发动机系统的NOx控制 5.反应试剂控制



6.防止排放后处理系统损坏的措施:扭矩限制器 7.排放控制监测系统的工作条件和失效 8.故障指示器(MI灯)的激活和熄灭 9.故障代码和故障信息的存储和清除



10.OBD诊断信息

OBD之不可清除代码与MIL
不可清除代码: 当NOx排放超标时,要存储不可清除代码,此代码要储存400天或9600发动机运行小时。 同时至少指示下列导致排放超标的原因: 1、尿素用尽 2、反应剂定量给料动作中断 3、反应剂质量差 4、反应剂消耗量过低、 5、高NOx排放,原因不明。 故障指示器(MIL) MIL亮: 1、排放超过OBD限值 2、监测系统故障 3、缺乏反应试剂 4、发动机上电但不起动时 MIL熄灭: 1、排放不超了 2、三个驾驶循环或24小时后 3、添加反应试剂 4、发动机启动后

OBD之扭矩限制(商用车)
当排放超过限值2(NOx超7g/kwh),OBD法规要求的OBD扭矩限制(参照标准)如 下: 扭矩限制到最大扭矩的75% 扭矩限制到最大扭矩的60%

(M载重,N座数)
车的类型 货车1
货车2 货车3

规格 M≤3.5t
12t >M>3.5t 16t>M≥12t 22座>N≥ 9座 &&M<5t

扭矩限制
车的类型 规格 扭矩限制

75%
75% 75% 客车2 N≥22人&&M≥5t 60% 货车4 M≥16t 60%

客车1

75%

OBD之监测临时中断
OBD中断是法规允许的在某些特定的工况或者条件下(例:跛行回家),对于 排放的监测可以暂时性的不监测(MI灯不亮,不存不可清除代码)。在以下条件时,

OBD对排放的监测可以临时中断:
1、环境温度不在范围275K-303K(2℃~30℃) 。 2、海拔高于1000米 。 3、发动机冷却液温度不在范围343K到373K (70℃~100℃) 。 4、油量低于20% 5、PTO激活(工程机械对外做功时:如挖掘机挖掘作业时) 6、跛形回家

尿素水解为氨气:(尿素喷射系统) (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求温度200℃以上)

SCR后处理反应:(SCR催化转化器) NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O 4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O 2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O

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SCR系统组成(博世)
? 1.控制单元ECU
5 3
回流管

(EDC17系统)
? 2.尿素泵 ? 3.尿素喷嘴 ? 4.SCR排气连接管 ? 5.尿素箱总成

吸液管 压力管

? 6.加热冷却水管路
? 7.尿素液力管路 ? 8.信号线 ? 9.SCR催化转化器 ? 10.传感器

4 2
排温传 感器

10

6 7 8 1

? …………

9

尿素泵工作为5个状态(CoSCR_st): ?Stand by(静态) ?NoPressure Control(无压力控制状态) ?Pressure Control(压力控制状态) ?Pressure Reduction(压力下降回流阀打开过程) ?AfterRun(断电后倒吸过程) Pressure Control又分5个子状态: ?Refill(建压前吸尿素过程) ?Pressure BuildUp(建压状态) ?Ventilation(压力控制状态) ?Pressure Reduction(压力下降回流阀打开过程)

尿素喷射系统工作状态图

?AfterRun(断电后倒吸过程)

SCR喷射系统工作过程简介
1.初步建压 T15上电后,当尿素建压条件达到时(系统无故障且前排温传感器测量值大于180℃,

发动机转速大于550转),SCR系统开始建立压力:吸液→填充→压力建立(目标值5.5bar,
时间t1≤35秒)。泵压力到达8bar,系统开始自检。 注:一个驾驶循环的建压时间35秒×3次,如果三次均失败,系统报错,此次驾驶循环不 再尝试建压。次与次之间伴随尿素泵自动排气及泄压倒吸过程。 2.自检: 系统自行检查压力管路和回流管路有无堵塞情况,如果有,控制系统报错,管路和尿 素泵泄压。如果检测通过(表示各管路均无堵塞情况),则系统建压成功,尿素泵至喷嘴 压力稳定在9土0.5bar。 注:整个建压过程总时间≤320秒。超过320秒,系统报错,此次驾驶循环不再尝试建压。

SCR喷射系统工作过程简介
3.正常喷射:

根据排温(大于260℃)和工况进行喷射。
4.断电倒吸: T15下电(整车总电源开关不断)后,SCR系统进入倒吸过程,利用反向阀使尿素泵及 尿素管中的液体排空,防止管路中残留尿素对系统造成影响。

注:断电倒吸的过程时间90秒,该过程中严禁关闭整车电源。
另外,在气温低于-11℃时,尿素结冰。潍柴SCR系统中配备了加热系统,其中尿素箱 为发动机冷却水加热,尿素泵及尿素管路为电加热,从而保证尿素喷射系统在低温环境下 正常工作。 拓展知识之INCA篇:

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1.尿素泵

常见故障码 ?P3006:尿素泵电机驱动开路; ?P3010:尿素换向阀执行器开路; ?P3033:尿素泵加热继电器开路; 出现这些故障码MI灯点亮,后处理系统不工作,尿素不消耗,一般导致发动机限扭。
尿素泵针脚 ECU 针 脚 无 K24 K78 K77 --无 K07 K73 K93 K30 K08 针脚定义 -压力传感器(正) 压力传感器(信号) 压力传感器(地) 加热装置 加热装置(信号) -尿素泵电机(地) 尿素泵电机(正) 尿素泵电机信号 (PWM) 反向阀 反向阀(信号)

排查思路: ?排查部件针脚信号线或者地线是否存在开路;

?检查部件正和地的电压是否正常;
?检查线束有无虚接和退针的针脚,对应针脚有无解反或 接错情况; ?检查ECU端的相应针脚端有没有针脚歪斜或断的情况;

PIN 1 PIN 2 PIN 3 PIN 4 PIN 5 PIN 6 PIN 7 PIN 8 PIN 9 PIN 10 PIN 11 PIN 12

?检查泵本身是否失效;

2.尿素喷嘴
尿素泵压 力9bar

ECU
K10(高端) K09(低端)

PWM脉宽信号, 24V供电

针脚
发动机冷 却水

电阻 (ohm) 12.2

K09/K10

常见故障码 ?P2049:SCR尿素喷嘴驱动高端对电源短路或者开路; ?P2047:SCR尿素喷嘴驱动高端短路; ?P2048 :SCR尿素喷嘴驱动对地短路; 出现这些故障码MI灯点亮,后处理系统不工作,尿素不消耗,发动机限扭。 排查思路: ?排查部件针脚信号线或者地线是否存在开路,短路; ?检查部件正和地的电压是否正常; ?检查线束有无虚接和退针的针脚,K10与K09有没有接反;

?检查喷嘴电阻值是否正常,确定喷嘴的好坏;
?检查ECU端的相应针脚端有没有针脚歪斜或断的情况;

3.尿素管路及加热
1.尿素箱 冷却水管 2尿素泵压 力管路 3.尿素泵回 流管路 4.尿素泵吸 液管路

尿素管路 电阻丝加热

尿素箱 水加热

6.后处理加热线 路控制继电器

7. 后处理加热 线路主继电器

5.尿素箱水 加热电磁阀

8.后处理加热保 险

常见后处理系统加热故障码
故障中文解释 P3070 回流管(泵到箱)加热电阻丝开路 P3071 回流管(泵到箱)加热电阻丝对地短路 P码 P3021 回流管(泵到箱)加热继电器开路 P3023 回流管(泵到箱)加热继电器对电源短路 P3022 回流管(泵到箱)加热继电器对地短路 P3073 压力管(泵到嘴)加热电阻丝反馈不可信 P3074 压力管(泵到嘴)加热电阻丝开路 P3075 压力管(泵到嘴)加热电阻丝对地短路 P3024 压力管(泵到嘴)加热继电器开路 P3027 压力管(泵到嘴)加热继电器对电源短路 P3026 压力管(泵到嘴)加热继电器对地短路 P3077 尿素加热主继电器负载对电源短路

P码 P3078 P3079 P3080 P3028 P3032 P3031 P3082 P3083 P3084 P3033 P3037 P3036 P3016 P3020 P3019

故障中文解释 吸液管(箱到泵)加热电阻丝反馈不可信 吸液管(箱到泵)加热电阻丝开路 吸液管(箱到泵)加热电阻丝对地短路 吸液管(箱到泵)加热继电器开路 吸液管(箱到泵)加热继电器对电源短路 吸液管(箱到泵)加热继电器对地短路 尿素泵加热电阻丝反馈不可信 尿素泵加热电阻丝开路 尿素泵加热电阻丝对地短路 尿素泵加热继电器开路 尿素泵加热继电器对电源短路 尿素泵加热继电器对地短路 尿素箱加热电磁阀开路 尿素箱加热电磁阀对电源短路 尿素箱加热电磁阀对地短路

P3043 尿素加热主继电器开路 P3045 尿素加热主继电器对电源短路
P3046 尿素加热主继电器对地短路

以上故障码如果出现在环境温度低于-7℃时,通常会引起后处理系统的不工作, 共有两类故障点:继电器故障、加热电阻丝故障;

三种故障模式:短路(对地和对电源)、开路(断路)、不可信故障。
排查思路: ?根据故障码检查相应的加热线路或者加热继电器; ?检查加热的各个保险有无烧断情况; ?检查各个线路的通断和有无错接、 混接的情况; ?检查加热针脚的电压和有无退针 情况; ?检查尿素管路中电阻丝的通断并 进行更换。

常见管路建压相关故障码如右表所示: 右表所示故障码除P3015外都会引起后处理系统不工作, MI灯亮,动力不足。
排查思路: ?P3050:尿素回流管有结晶或者堵塞的情况,及时更换或者清理;

P3050 SCR尿素回流管不可信 P3053 SCR尿素喷射压力压降错误 P3054 SCR尿素喷射压力错误 P3015 上一驾驶循环末SCR未排空 P3040 SCR尿素压力建立错误

?P3053:尿素压力管有结晶或者堵塞的情况,及时更换或者清理;
?P3054:管路存在泄漏,特别检查压力管及其管接头垫圈,并进行更换; ?P3015:司机驾驶习惯不好,造成倒吸没有完成: 断电倒吸的过程时间90秒,该过程中严禁关闭整车电源。

?P3040:系统在较长时间尿素压力没有建立起来:管路存在泄漏,
特别检查吸液管及其管接头垫圈,并进行更换;

尿素管路接头出 现断裂,造成管 路漏气。

4.排温传感器

传 感 器 接 插 件 传感 器线 束

上游 温度 传感 器

常见故障 排温传感常见故障为线束断路、短路,错接等,另外还有传感器自身故障:如 排温传感器电阻丝失效或者电阻值发生变化等。 常见故障码:

P042D, SCR催化剂上游温度传感器电压高于上限;
出现这些故障码MI灯点亮,后处理系统工作,但尿素消耗不正常,发动机限扭。 排查思路:

?排查对应针脚线的电压值,并确定针脚是否接对;
?检查上游排温传感器的外观和电阻值,确认传感器本身 是否正常; ?检查ECU整车线束及针脚;

5.环境温度传感器

针脚

正常电 压(V)

开路电 压(V) 5

K39(高 0.2-4.9 端)

ECU

常见故障码 P2229 :环境压力传感器器电压高于上限;

排查思路 ?检查环境温度传感器是否连接; ?检查环境传感器线束是否存在短路、断路情况; ?线束接插件有无虚接和退针情况;

6.NOx传感器
1 电源正 24V 2 电源负 0V 3 CAN低 2V左右 4 CAN高 2。5V左右 5 标 识 位

Nox传感器内部结构

常见故障码 U0113:NOx传感器CAN通讯超时;

排查思路 1.检查NOx传感器线束是否存在短路、断路情况; 线束出 现断路

2.线束接插件有无虚接和退针情况;
3.NOx传感器的供电为常供电,检查是否为常供电: 如果发动机上电后故障变为历史故障则怀疑 Nox传感器 为T15供电,应改为常供电;

4.检查Nox传感器的好坏并更换。

? 国IV实施背景及与国III不同
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故障案例汇总


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