国六尿素泵你了解多少?

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共轨导读

国六车型在对尾气排放的技术路线上做了很大改变,大多数采用的是EGR+DOC+DPF+SCR的技术路线,在SCR系统中尿素泵也出现了不同的款式,那么在对国六车型后处理系统的维修中,对新款尿素泵的工作原理、控制逻辑熟练掌握是非常必要的。因此今天小轨就来分享几款尿素泵的原理。

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恒和尿素后处理系统

尿素系统布局

①上游氮氧传感器 ② 排气温度传感器T4 ③ 排气温度传感器T5 ④ DPF压 差传感器 ⑤ 排气温度传感器T6 ⑥ 下游氮氧传感器

尿素供给系统组成

此款恒和国六的尿素供给系统采用恒河A1.0气助式尿素泵,其供给泵为电控套筒泵,有12V和24V两种规格,其组成结构如下图:

工作过程

尿素供给喷射:

供给泵工作,尿素从供给泵底部经过尿素过滤袋后进入泵内,从供给泵供出的液体,经过二级滤清进行精滤,然后通过尿素供液接头连接的尿素供液管流向计量喷嘴进液口,计量喷嘴根据需求喷射一定的液体,多余的液体通过计量喷嘴回液接头流入尿素回液管,并通过供给模块的尿素回液接头回到尿素箱形成循环。

吹扫过程:

由于下电或其他原因,停止尿素供给后,需要对尿素管路及计量喷嘴进行清理,将内部残留的尿素液经过尿素供液管--计量喷嘴—尿素回液管的顺序,吹扫回尿素箱内,防止过多的析出结晶造成管路或喷嘴堵塞。

控制策略:

恒和后处理控制策略主要分为两种模式:主动模式和被动模式

主动模式:按照设定的逻辑和获得的发动机工况及喷射命令,由DCU控制尿素溶液喷射、控制加热系统、控制电磁阀以及驱动尿素供给泵和喷嘴;

被动模式:由DCU采集处理液位温度品质传感器的信号,并根据这些信号对后处理系统进行OBD诊断,在发现系统存在故障时反馈给ECU。

尿素溶液的控制过程为:通过CAN总线和发动机ECU通讯,获取发动机数据,根据发动机给出的喷射命令 文,精确控制尿素的喷射量,将发动机排气中的NOx还原成N2和H2O。DCU通过CAN总线信息向ECU发送OBD信息。

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迪耐斯通达尿素喷射系统总成UDS

国六后处理器与国五后处理器相比较,在原来国五后处理器带有SCR的基础上,增加了DOC、DPF和ASC、SCM。

尿素系统布局

相比于其他的国六后处理系统,迪耐斯国六后处理在EGP总成上增加了SCM(后处理信号转换电控单元总成 ),DOC进口温度传感器、DPF进口温度传感器、SCR进口温度传感器和压差传感器连接SCM,SCM将收集的传感器信号转发至CAN线。

尿素供给系统UDS组成

SCR系统工作原理

在正常的工作情况下,SCR系统工作过程可概括为以下四个状态:

自检过程(系统初始化,启动)

2.预注过程(管路预充满)

3.喷射过程(计量喷射)

4.吹扫过程(熄火)

1、自检过程

初始化完成后,系统会自检上一次吹扫是否成功,若上次吹扫未完成,则空气电磁阀会全开,压缩空气顶开吹扫单向阀,进入尿素路,将尿素路中的溶液吹扫到排气管中;若上一次吹扫已成功,系统会在排温达到140℃以后,进行传感器合理性检查,控制空气电磁阀的周期性打开和关闭确认传感器测量值是否合理:

合理性判断

电磁阀全关时:P尿素压力测量值<150mbar;P空气压力测量值<120mbar

电磁阀全开时:P尿素压力测量值>300mbar;P空气压力测量值>2800mbar

若上述条件满足,系统可顺利通过合理性检查;若上述条件不满足,该检查会被重复17次,然后等待排温达到250℃以后,系统会再次进行17次合理性检查。若34次合理性检查全都失败,空气电磁阀停止工作,系统将 出相应的故障代码。

2、预注过程

自建结束,此时空气压力为100mbar(10kpa),尿素压力维持在100mbar左右。未达到喷射条件时空气压力始终维持在1.5bar(150kpa)左右。若建压失败,则系统进行强制吹扫,系统 错。

3、计量喷射

建压成功,满足以下条件时会按指令进行喷射:

1.冷却液温度≥ 30℃

2.SCR前排气温度均超过140℃

3.发动机转速超过500rpm

4.无后处理系统相关故障

4、系统排空

尿素计量泵停转,空气电磁阀全部打开,压缩空气会顶开吹扫单向阀,从而进入尿素路,尿素喷射管线和喷嘴,进而将残存的尿素溶液吹扫到排气管中。排空阶段持续60秒后,A2CU切断空气电磁阀的电源。

通讯控制逻辑

1.A2CU仅接收系统各零件信号,并转发至CAN线

2.EECU通过后处理CAN信号进行判断和诊断,并发送控制指令

3.A2CU执行EECU的喷射指令

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康明斯UL2.2

康明斯国六阶段采用 UL2 urea-liquid 非气助式尿素喷射系统, 此款尿素泵分成两部分组成,尿素泵部件总成与喷射阀部件总成。工作原理与天纳克尿素泵类似,尿素泵采用容积式液泵设计,电机与尿素溶液分开。

1、尿素泵组成

2、喷射阀结构

3、工作原理

UL2.2 系统按照工作流程划分,可分为 5 个阶段,分别是:待机准备阶段、预注阶段、计量喷射阶段、延迟阶段(根据喷嘴温度确定是否延迟)、关闭阶段。

①待机准备阶段:钥匙开关打开,系统自检,解冻完成,等待预注命令;

②预注阶段:满足预注条件,开始建压。开环建压到 6bar 后,进入闭环控制,建压到 8.5bar 左右。电机持续工作,维持压力(无论喷射阀是否开启),冷却喷射阀;尿素泵电机 90% 的占空比来建立尿素压力。

预注条件:

1.发动机处于运转状态

2.尿素罐温度高于 -4℃

3.无后处理相关故障

4.质量传感器监测到尿素浓度 32.5%±2%

5.系统解冻完成

③计量喷射阶段:闭环控制状态,尿素压力在 7.5bar~9.5bar, 满足以下条件时开始计量喷射:

1、DEF压力 850±100 Kpa;

2、SCR 进出口平均温度超过 200 ℃ ( 根据车型 );

3、无SCR 系统的现行故障码;

4、满足发动机负荷的要求;

④延迟阶段:ECM 给延迟冷却喷嘴指令;收到关闭指令后,满足下面所有条件即可触发延迟:

1.SCR 前温度大于 450 度 ;

2.环境温度大于 30 度 ;

3.延迟阶段泵继续运转以冷却喷嘴,持续 600s;

延迟完成后电机停止转动。

⑤关闭阶段:尿素泵电机停止工作,泵内压力自然释放。关闭后尿素溶液会从高压力流向低压力 部分 DEF 会流向尿素罐 ; 尿素管路会残留 100Kpa 压力尿素 ;

END

以上就是小轨今天分享的三款尿素泵的工作原理,三款尿素泵各有特色,希望以上内容对各位师傅维修时有所帮助!