工作原理

该SCR系统工作分为四个阶段：初始化、预注、喷射、排空四个阶段。

l 初始化阶段：发动机点火开关打开，但不起动发动机，系统初始化并自检；

l 预注阶段：分为快速排空（排空内部可能存在的尿素，释放喷射泵内部管路的残余压力），和系统建压（重复建压三次，若失败，停止尿素泵工作，并排空）。

l 喷射阶段：喷射阶段分为准备喷射、冲刷喷射以及计量喷射；

l 排空阶段：发动机系统每下电一次，系统都会执行一次排空作业，时间约30秒，排除喷射管路残余尿素。

下图是该SCR系统的气路/液路图：

2.1 初始化阶段

l 进入条件：

— 钥匙开关打开，系统上电；

— 发动机不起动。

l 系统功能：

— 系统初始化；

— 系统自检，如检测到相关故障，激活故障灯。

2.2 预注阶段

l 预注条件：

1）发动机运转超过一定时间

CM2150≥300s

CM2220/2880≥120s

2）上游排温超过一定温度

CM2150≥180℃

CM2220/2880≥150℃

3）尿素系统不需要加热

罐内温度大于-7℃

环境温度大于-7℃

尿素泵温度大于5℃

前两个条件只要满足一个，第三个条件满足，系统进入预注。

2.2.1 快速排空

l 排空目的：

— 排空系统内部所有可能存在的尿素溶液；

— 释放尿素泵内部管路的残余压力。

l 工作过程：

— 空气将流经以下两条通路：

通路#1 – 压缩空气流经混合室和喷嘴；

通路#2 – 打开回流阀，打开喷射阀，压缩空气流入喷射阀进入泵内尿素通路。

— 快速排空的过程大约会持续十几秒钟，快速排空后关闭空气切断阀。

快速排空结束后，空气切断阀以及喷射阀关闭。

2.2.2 系统建压

l 建压目的：

— 当尿素泵接收到ECU发送来的第一个建压命令后，尿素泵将尿素溶液的压力提高至560~570kPa（5.6~5.7bar）；

— 在之后的正常运转中，尿素的压力将保持到500kPa（5bar）。

l 系统功能：

— 建压开始后，可以听见尿素泵电机运转一段时间。如果建压成功，空气切断阀自动打开，空气将流出尿素泵。

— 整个预注阶段大约持续两分钟，如果泵内建压不成功，ECU会命令尿素泵再一次进行预注。

— 预注重复三次后，如建压仍失败系统将强制停泵，并执行一次完整的排空。

2.3 喷射阶段

l 系统功能：

— 在预注成功后空气切断阀打开，泵电机进入待机状态，此时进入准备喷射阶段；

— 喷射阶段由ECU直接控制，是否喷射取决于氮氧化物的产生量和相应的排气管温度；

— 在催化剂温度达到210℃之前，尿素泵不会喷射尿素到排气系统中；但是空气会一直通过尿素泵、喷嘴流入到排气系统中；

— 在喷射阶段，喷嘴及喷射管路没有泄露的情况下，空气压力被控制在400kPa左右；

— 系统中空气以下功能：

? 空气将尿素带入排气系统

? 辅助雾化

? 防止喷嘴堵塞

? 冷却喷嘴

2.3.1 准备喷射

l 进入条件：

— 发动机运转；

— 不满足喷射条件。

l 阶段特点：

— 在这个阶段，只有空气被喷入排气系统；

— 尿素泵电机停止运转；

— 等待ECU给出喷射的指令；

— 如果尿素泵处于此阶段，发动机可能运转在以下的条件下：

怠速

发动机处于减速工况

2.3.2 冲刷喷射

l 进入条件：

— 尿素泵接收到ECU发送的第一个喷射命令，开始执行一次冲洗喷射循环。

l 冲刷目的：

— 在正式喷射前融化所有可能存在于混合室中的尿素结晶。

l 冲刷流程：

— 关闭空气切断阀——打开喷射阀数次——冲刷系统内部——重新开启空气切断阀进入计量喷射；

— 冲洗喷射时，尿素压力将从570kPa降到500kPa。

2.3.3 计量喷射

l 进入条件：

— 发动机运转；

— 满足喷射条件。

l 阶段特点：

— 在这个阶段，空气和尿素的混合物被送到喷嘴，喷入排气系统；

— 尿素泵持续运转，尿素压力维持在5bar左右。

— 尿素泵接收到ECU给出喷射指令。

l 尿素喷射条件：

1) 上游排温超过220℃，上下游平均温度超过210℃；

2) 没有SCR系统的现行故障码；

3) 尿素箱液位高于6%（不同项目略有差异）；

4) 空气压力高于300kPa，尿素压力高于480kPa；

5) 环境温度高于-7℃；

6) 满足康明斯NOx算法要求。

2.4 排空阶段

l 进入条件：

— 正常情况下，关闭点火开关，系统自动进入排空阶段；

— 如果SCR系统有现行的故障，ECU将停止尿素泵工作，但在停泵前会执行一次排空以清除内部残余的尿素。

l 排空路径：

— 通路#1 ——压缩空气流经混合室和喷嘴：空气带走系统内部残留的尿素，以避免泵内的阀体及喷嘴堵塞；

— 通路#2 ——打开回流阀，尿素泵内部的压力卸回至尿素箱；打开喷射阀，压缩空气流入喷射阀进入泵内尿素通路，在空气压力下泵内残留的的尿素通过回流阀流回至尿素泵。

l 阶段特点：

— 在排空的最后阶段，泵电机运转将残留在膜片泵中的尿素排出；

— 排空阶段持续30秒后，ECU切断尿素泵的电源；

— 每一次关闭点火开关都会执行一次排空作业；

— 如果SCR系统有现行的故障ECU将停止尿素泵工作，但在停泵前会执行一次排空以清除内部残余的尿素