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浅谈柴油机尾气后处置体系中尿素泵故障诊断与解除

公布工夫:2016-03-02

康明斯ISBE4发动机是一款6.7升排量,具有欧四排放程度的柴油发动机。

与以往的柴油发动机差别的是,它有一套尾气后处置体系,用以削减尾气排放中的氮氧化物。因为一样平常保护不妥,后处置体系会呈现各类毛病。此中以尿素泵总成毛病最为典范。

要解除毛病起首要理解后处置体系的构成与尿素泵总成构造,其次在根据它的事情道理,针对毛病征象加以判定。

一、后处置体系的感化后处置体系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。挑选催化转化历程是基于一系列化学反应的基础上,经由过程氨气同废气中氧的反响,低落排气中氮氧化物的含量。

二、后处置体系的构成:

(一)尿素加料安装(简称:尿素泵)

1、尿素泵集成了后处置体系电脑与泵体及压力开关、氛围电磁阀、空气阀、调理阀、促动阀即是一体,是一总成部件。

2、尿素加料泵领受发动机 ECM 发送的 CAN 信息,按照信息的内容准确适当放射尿素。

3、尿素加料体系操纵体系供给的氛围,将必然剂量的尿素运送到放射喷嘴。

4、尿素泵有一个内置的加热安装,许可体系在室外温度低于–40°C的状况下工作

5、尿素泵具有自我诊断的步调,尿素泵告诉体系有关它经由过程 J1939 总线接口发送 OBD 报文的形态的信息。

6、尿素泵能够婚配 12 VDC 和 24 VDC 供电电压. 数字式电子加料器掌握使得尿素加料体系能够极快地到达所需的流量,在稳态尺度条件下,即泵标定为 20°C 情况和液体温度,所需数目的偏差为 1%。吸入流量呈颠簸形态,最大峰值流量约为 25 升/小时。吸入流量的脉冲频次随加料量的增长而增大。

(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。催化器包罗两个部门消音催化反响砖全催化剂 - 没有珍贵的金属 - 优良的 NH3 吸取才能 - 优良的氮氧化物转换才能。

(三)、尿素放射喷嘴

  尿素放射喷嘴的尖端有 4 x 0.55m 个孔,能够使尿素和空

气雾化,然后将其间接放射到尾气中和 EGP 上。喷嘴由不锈钢制成,带有陶瓷内核。当维修喷嘴时应当心。不要使它掉落,不然能够破坏陶瓷涂层。

(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,必需参照第一个和最初一个的电阻器。每阶段之间的最大间隔为 21mm  

2、温度(热敏电阻)传感器

(五)、氛围电磁阀 氛围电磁阀与尿素加料安装(泵)集成一体,无法零丁改换。

(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氛围/机油滤清器,用于干净进入后处里体系的氛围。

(八)、尿素利用硬化水对纯尿素停止稀释,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/氛围供给管为 PTFE 管,能够接受 EGP 发生的高温。

三、故障诊断与解除:

按照本人近几年对后处置体系维修经历,形成尿素不用耗毛病点次要集中在后处置体系中的尿素泵及相干气管路与尿素管路方面,而电路方面较少呈现成绩。要想解除尿素泵及相干气管路与尿素管路毛病起首要理解尿素泵的事情历程,经由过程对事情历程阐发以精确的找出毛病点。后处置体系操纵一个十分准确的加料泵,将液体尿素放射到催化器上游的排气体系中。泵喷出的尿素量由发动机 ECM 掌握。在一般工作情况下,加料泵有三个掌握阶段:预注加料排空

(一)、预注阶段的故障诊断与解除:

   尿素溶液经由过程尿液入口、单向阀、尿素泵、单向阀、压力开关、氛围促动阀与回液口轮回并流回到尿素罐中,以便排空体系中的氛围。排空阶段运行时将会听到加料器机电全速运转 30 秒,氛围电磁阀将在本阶段末事情(当电磁阀吸合时会有一声洪亮的响声)。此时氛围促动阀割断预祝阶段尿素回液途径,假如压力开关检测到体系压力到达300Kpa预注阶段胜利,假如预注阶段第一次不成功,氛围电磁阀将断电,机电将再全速运转 30 秒。

这一次第能够反复最多 20 次,然后显现出加料泵毛病这一历程非常重要,能够经由过程察看电磁阀能否屡次反复启动,来判定加料历程中体系能否呈现毛病。毛病判定历程以下:

1、起首翻开焚烧开关,(留意:不要启动发动机)这时候尿素泵会收回吱的一声响,这是尿素泵机电复位响声,阐明尿素泵可一般事情。如无响声说明泵机电能够破坏。为精确找出毛病点应作进一步查抄。

2、拆下储液罐端回液管,并将其放入到公用容器内,启动发动机观回液管应有尿素液流出。回流流通阐明预注体系根本一般,如呈现回液不顺畅梗塞征象应将储液罐至加料泵的进液管拆下,查抄管路能否因尿素结晶形成梗塞,如有应对管路停止疏浚。

疏浚办法:用纯净水将其加热至100-80摄氏度后装入注射器内,利用注射器从进液管处将热水注入到预注轮回系统内,并使泵持续事情以加快热水在体系内的轮回,使结晶的尿素放慢溶

解,直至回液流通为止。

3、颠末以上两项检验后预注阶段仍不能胜利完成,阐明毛病应呈现在尿素泵内部的氛围促动阀或压力开关。因为我厂今朝没有对尿素泵总成停止维修的才能,因而只能对毛病尿素泵总成停止改换。

(二)、加料阶段的故障诊断与解除:

在预注阶段末,氛围电磁阀翻开,泵机电截至。使来自车辆气罐的氛围经由过程接口进入空气阀,空气阀在氛围电磁阀的掌握下改动阀芯位置,将氛围引入氛围压力调节器,颠末调压后的氛围被运送至氛围促动阀与空宇量孔,在颠末单向阀4进入混淆室,颠末尿素泵与喷嘴接口将氛围络绎不绝从喷嘴内喷入催化反应器。尿素泵如今筹办好停止加料。澳门太阳城集团官网

加料阶段由发动机ECM 根据发动机发生的氮氧化物和排气温度停止掌握。当满意以下几个条件时尿素泵开使事情:在排气进口和出口上达到 200 摄氏度没有后处置体系相干的毛病代码尿素罐液位高于 12%氛围压力高于约 400 KPa,而尿素压力约300KPa尿素温度超越 -5摄氏度契合康明斯氮氧化物算法。尿素在泵的压力感化下经由过程单向也进入混合式,并与氛围混淆后,在氛围的动员下一同进入催化反应器。当这一阶段呈现不喷尿素毛病时应从以下几方面动手对体系停止查抄。

1、起首康明斯适配器毗连检测电脑,翻开诊断软件,读取毛病代

码。并启动发动机预热,翻开数据界面,读取数据流。次要检测数据

为:催 化反 应 器 前、后温度传感器数值,颠末预热后,两个传感器的温度应到达200℃以上,检测尿素压力,尿素压力能否可达约300KPa,在尺度压力范围内。监测尿素液位15%以上,温度应与外界温度靠近,如以上数据不在公道范围内变革应对传感器和相干电路停止查抄改换。如均在公道范围内且无相干毛病代码时可停止尿素放射尝试。

2、尿素放射尝试的办法是经由过程诊断软件里的测试功用,激活后处置体系中的尿素泵,使其在人为地掌握下停止尿素放射。经由过程察看尿素放射的形态,用以判定尿素泵与喷嘴能否事情一般。起首将尿素喷嘴从排气管上拆下,与尿素喷管重新装配好后放入公用容器内,启动发动机停止放射尝试。放射尝试开端后可观察到尿素在压缩空气动员下,成雾状从喷嘴的喷孔外向外放射。此放射形态一般,阐明尿素泵及控制系统事情优良。在停止放射尝试时一切正常,而车辆运转时不能一般放射普通是因为对所耗损的尿素停止增加时,工作人员未按划定最高液位位置停止弥补,大量超越所划定位置上限,以超越液位传感器量程。使传感器无法计量尿素实践消耗量,后处置体系电脑对传感器颠末一段时间的监控后,未发现有尿素一般耗损数据,以为体系呈现毛病,因而尿素泵截至事情并记载毛病。解除毛病办法:利用诊断电脑肃清毛病同时将过剩尿素排挤,使尿素液位在尺度范围内。

 3、如停止放射尝试时不能一般放射应对相干气路管线与尿素管线停止查抄。来自车辆气罐(后处置体系公用气罐)的压缩空气颠末氛围/机油滤清器,将干净氛围运送至尿素泵。当空气/机油滤清器梗塞时会形成尿素泵端空气压力降落,使泵内空气阀等不能按设想要求停止一般事情,进而影响到尿素无法一般放射。查抄时可将压力表毗连至尿素泵端,经由过程察看表压力来肯定滤清能否有梗塞征象。解除办法:对梗塞的滤清器停止改换,同时也要当真查抄气管路,管路的走漏也会形成压力降落。如泵核心气路体系事情一般,毛病应出在泵内部气路掌握机构上,因无法对泵内停止补缀只能接纳改换新泵办法停止修复。

4、预注阶段的一般停止阐明尿素泵内部事情一般,极易呈现毛病毛病的处所普通是在泵出口(图B中B出口)至尿素喷嘴的管线中,毛病缘故原由次要是因为尿素结晶对管路或喷嘴形成梗塞。解除办法可将尿素运送管与喷嘴拆下放入热水中浸泡,带结晶消融后利用压缩空气对管路与喷嘴停止疏浚。

(三)、排空阶段的故障诊断与解除:

如图C所示当钥匙开关转到 OFF(断开)位  置,系  统  进 入  排  空  阶 段,尿  素泵机电截至事情不再供给尿素,而压缩空气持续从车辆气罐引入流经尿素泵经由过程接口B进入喷嘴持续放射。氛围将任何残留的尿素从体系中排挤,不然这些液滴将会构成结晶能够梗塞泵阀门、喷嘴、管路等。此阶段将持续 30 秒,然后体系封闭。每次钥匙停止翻开与封闭轮回,城市停止排空事情。 这一阶段非常重要,如该阶段长时间无法一般运转将招致全部体系因结晶梗塞无法事情。此阶段毛病点次要呈现在气路。

1、起首应查抄后处置体系公用气罐与各管路接通有没有渗漏气,细微保守可用

肥皂水涂抹至可疑处查抄,严峻走漏直观便可察觉。如发明毛病应采纳有用办法停止解除,

如:改换密封垫等。在停机形态下确保气罐内有充足的储宇量以保持30秒钟排空阶段所需用气。

2、查抄气体压力时可将压力表毗连至尿素泵端,经由过程察看表压力来肯定滤清能否有梗塞征象。对梗塞的滤清器停止改换,同时也要当真查抄气管路,管路的走漏也会形成压力降落。过低的压力无法翻开单向阀4使体系停止排空。

四、结语

综上所诉在解除尿素泵毛病时也要遵照由浅入深,按部就班的办法,当真阐发事情道理快速、精确找出毛病点并加以解除。以上是本人在理论事情中的一点经历,因为程度有限此中不敷与不精确处望教师加以斧正。



摘自《李嘉庆》论文

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