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SCR原理及故障处理


SCR工作原理及常见故障处理 方法
中国重汽杭州动力研发中心 陈金军 2010-12-13

SCR系统工作原理
? SCR系统全称:选择性催化还原系统 ? SCR系统的作用是降低柴油发动机排气中 的氮氧化物(NOx). 系统采用尿素水溶液(质 量浓度为32.5%)作为还原剂。喷射到排气 管中的尿素(NH2) 2CO首先会分解为氨气 (N

H3)和二氧化碳(CO2),在选择性催化剂 的作用下氨气会与NOx反应生成氮气(N2)和 水(H2O),从而将废气中的NOx还原成无害 的氮气(N2)。

SCR系统工作原理
? 按SCR系统工作任务分类,SCR系统主要 可分为两大部分: ? 控制尿素溶液喷射量; ? 用于故障诊断的排放OBD系统;

SCR系统工作原理
? ? ? (NH2) 2CO + H2O 4NO 2NO2 + + 4NH3 2NO + → + CO2 O2 4NH3 + → → 2NH3(二次污染) 4N2 + 6H2O

4N2 + 6H2O

?

SCR系统要通过控制尿素溶液的喷射控制氮氧化物,从而使排放满足欧四甚 至欧五标准。 决定上述反应式的主要因素包括:催化器总成(大包);排气温度(化学反 应需要在一定温度下才能快速发生,一般需要控制排温在200-550摄氏度之 间)、需要控制的氮氧化物质量。

?

SCR系统工作原理
? 需要严格控制尿素溶液量 ? 喷多了,成本上升、造成二次污染、尿 素结晶有可能堵塞排气管; ? 喷少了,排放不达标 ? 排气温度很重要,在低温下,尿素不仅不 会对降低排放起作用,还会堵塞排气管

SCR系统工作原理
? 排气温度 ? 尿素溶液喷射量
(尿素溶液供给过少, 氮氧化物排放不能达 到排放要求;供给过 多,NH3泄露)

? ?

通过催化器前后两个温度传感器直接测量得到。 尿素压力 尿素管路,尿素箱总成 尿素泵总成

?

尿素喷射时间

? 催化器总成
尿素喷嘴

DCU
CAN

线束

ECU

SCR 系统主要部件
? ? ? ? ? ? ? ? SCR催化器总成 尿素箱总成(非加热和加热); 系统尿素管路(非加热和加热) 冷却水管路带加热水阀(加热系统选用件) 尿素泵和DCU总成(非加热和加热) 尿素喷射器及喷射器安装组件 传感器 ( 排气温度传感器、氮氧传感器) 线束

SCR催化器总成

蜂窝陶瓷

SCR催化器总成
? 避免重物敲击; ? SCR催化器里面装有蜂窝状载体,拆装时 注意避免进入大块物体(如塑料袋,石块 等),否则会造成发动机排气堵塞; ? 排气管内尿素泄露过多,结晶堆积在管道 内会造成排气背压高,进而导致发动机功 率不足;

尿素箱总成
加注口 放气口

浮子

尿素温度 传感器
冷却液进出口 尿素进出口 过滤网

尿素箱总成
? ? ? ? 尿素箱防重物敲击; 添加尿素时避免进入杂质; 防止放气口堵塞; 拆装时一定要注意,尿素管进出口不能搞 反,否则尿素就吸不上来,冷却水管进出 口也不能搞反,否则冷却水阀不起作用;

尿素泵和DCU总成

线束插头

DCU

尿素泵总成 尿素出口 尿素进口

尿素泵和DCU总成
线束插头

尿素泵和DCU总成

尿素泵和DCU总成
? 尿素泄漏 容易发生在尿素进出口,滤清及尿素泵两 端接头,T型转接头等连接出。 ? 更换滤清 正常情况下5万公里换一次滤清 ? 尿素泵异常 声音异常时先检查尿素泵安装是否正常, 若正常则需更换尿素泵总成。

尿素喷射器及喷射器安装组件
尿素出口

尿素进口

线束插头

尿素喷射器及喷射器安装组件
? 可能发生的故障包括:尿素进出口尿素泄 露造成结晶;尿素喷射孔尿素泄露造成结 晶有可能导致背压变大,功率降低;喷嘴 内部电路故障,检查喷嘴故障件下图。

系统尿素管路
? 尿素管路用于连接尿素箱、尿素泵和尿素 喷嘴,使三者之间形成循环,尿素管总共 有三根,分别是从尿素箱到尿素泵,从尿 素泵到尿素喷嘴,最后从尿素喷回流到尿 素箱。拆装时注意这些管子不能接反或接 错,否则整套管路系统无法正常工作,甚 至会损坏系统。

系统尿素管路

系统尿素管路
? 系统尿素管路可分为加热和非加热两种,非加热 管比较简单,可能会发生的故障一般是接口处连 接不当造成尿素泄露结晶,或者管子划伤造成的 尿素泄露。
? 测量加热尿素管的电阻 加热尿素管电阻1米尿素管约7.8 欧姆(参考) 3米尿素管约11欧姆(参考) 4米尿素管约35欧姆(参考) 如果所测得尿素管电阻为0,请更换该尿素管 如果电阻为无穷大或者非常大,请跟换该尿素管

冷却水管路带加热水阀
? 尿素箱内尿素加热装置
? 液体尿素在-11℃以下时会结晶,需要加热装置除霜解冻 ? 加热装置分两种 - 发动机冷却液加热方式 - 电加热方式 ? 发动机冷却液加热方式,需要从发动机处引一路冷却液到尿素箱并回 到发动机冷却系统,且在引入处加一个开关阀

? 选装 ? 注意冷却水泄露现象

冷却水管路带加热水阀

冷却水管路带加热水阀
加热管 (管内为发动机冷却液)

单向阀

冷却水管路带冷却水阀
? 注意冷却水泄露
? 接头处 ? 冷却水管

? 冷却水阀是电子控制 的单向阀,注意安装 时流动方向

传感器
? 整套系统的传感器包括尿素液位传感器、 尿素温度传感器、尿素压力传感器、排温 传感器(前后共两个)、氮氧传感器。 ? 拆装时前后排温传感器切勿安装反 ? 氮氧传感器有自诊断功能

线束
? 线束用于连接所有电器部件和ECU之间的 关系,已经ECU与DCU之间的CAN通讯, 当发生CAN故障或者电器故障时,在考虑 是否传感器本身发生故障时,也有可能是 电器线束发生了故障。电器线束故障诊断 可详见资料。 ? 线束 电源线 尿素箱传感器集成 ?


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