重汽国五气助SCR系统

系统工作原理及结构

图1  系统工作原理

SCR系统由催化消声器、计量喷射单元、尿素喷嘴、后处理控制单元（DCU）及相应管路和线束构成，如图1所示。

本系统采用的是压缩空气辅助喷射系统，DCU通过CAN总线与发动机ECU通讯，获得发动机的运行参数，再加上排温传感器的信号，反应计算出尿素喷射量，然后控制计量喷射单元喷射适量的尿素到排气管中。压缩空气的作用主要是起雾化的作用，使尿素经喷嘴后尽可能的雾化。

尿素在排气管混合区遇高温分解成氨气（NH3），与排气充分混合后进入SCR催化消声器。在催化消声器里，NH3和 NOx反应生成氮气和水，排出到大气。

由于液体尿素在-11℃以下会结晶，因此行驶在寒区的车辆需要加热装置除霜解冻。需要加热的部分分别是尿素箱、尿素管和尿素泵，其中尿素管采用电加热，尿素箱及尿素泵采用发动机冷却液加热。

尿素泵箱集成式系统分为加热式和非加热式两种。其中，加热式系统和非加热系统从外观很可以清晰辨认：加热式系统带有螺旋式冷却水通道。

工作介质

压缩空气：SCR系统在正常工作条件下需要干净且干燥的压缩空气，压力 5.6~12bar，空气消耗量25L/min。压缩空气质量要求：最大颗粒直径 35微米，杂质8mg/m3，机油含量5mg/m3，含水量+3℃露点。

尿素：尿素符合DIN70070标准，需经过75微米滤芯过滤。尿素喷射能力0~8L/h。SCR系统需要温度介于5~50℃之间液态尿素溶液；当环境温度低于-5℃时，带有加热系统的尿素泵箱集成系统自动启动加热功能。

外部接口

尿素泵箱集成式系统的接口定义如图 2所示。

图2  外部接口定义

内部构成

加热型和非加热型大部分元件全部相同，加热型比非加热型多了冷却水阀和加热继电器。加热型内部结构见图3。

图3  加热系统内部结构

内部零件介绍

电机隔膜泵

电机是两项步进电机，线圈绕组的电阻是2欧姆。工作参数见表1：

电机工作方式：

两项步进电机工作方式

                                        步进电机

压力传感器

两个压力传感器带有防错插头，安装用M4*35螺丝，拧紧力矩2.7~3N·m，结构和工作参数相同：

压力感应膜片容易变形，安装或拆解过程中不要触碰。

工作电压DC24V，额定功率12W，PWM工作方式，20℃时电阻约47.6欧姆。

空气稳压阀

密封圈规格：ID12*2  1个, ID8*2  1个

紧固螺丝规格： M5*20  3个，扭矩为4~4.5N·m

泄压阀（旁通阀）     回吹阀（清空阀）

   工作电压DC24V，额定功率6W，保持电流250mA，常闭， 20℃时电阻约103欧姆。

   安装时注意区分泄压阀和回吹阀以及各自的密封圈尺寸；

   泄压阀密封圈规格：ID14*W2和ID4*W2，安装紧固螺钉M4*25  2个  

   回吹阀密封圈规格：ID17.6*W2和ID4*W2，安装紧固螺钉M4*15  2个

加热水阀

工作电压DC24V，额定功率12W，20℃时电阻约47.6欧姆。

工作介质：发动机冷却水，工作压力：2.5bar

加热继电器

加热电路原理图

尿素泵测试过程

泵建压测试

电机工作，蓄压腔尿素压力值300s内达到2~4bar，则说明尿素泵建压正常。若蓄压腔压力值持续过低：1.在0~0.6bar左右，检查压力传感器；2.压力值大于0.8小于2bar，监听电机是否运转、线束检查、尖锐卡滞声、密封性

稳压阀测试

稳压阀有动作的声音，并且喷嘴口有气流。

泄压阀测试

尿素泵建压正常后，打开泄压阀，有开启动作声，蓄压腔压力有建压压力下降到0.9~1.3bar左右，则泄压阀正常；若蓄压腔压力值没有变化，说明阀座堵塞或泄压阀损坏。

回吹阀测试

回吹阀打开，喷嘴口出气，压力瞬间达到2.5~4.8bar，则回吹阀、稳压阀正常。不正常情况：1.喷嘴口没有气流，说明稳压阀堵塞或损坏，检查稳压阀上进气滤网口以及进气口下方口是否堵塞；若稳压阀没有开启动作声，更换稳压阀。2.喷嘴口有气流，但混合腔压力值持续低于2.5bar或者出现混合腔压力值缓慢上升、下降，检查稳压阀上进气滤网口以及进气口下方口是否堵塞，清理回吹阀阀座，若回吹阀没有开启动作声，更换回吹阀。

停止测试，关闭回吹阀，混合腔压力值下降较快，直至接近大气压。若混合腔压力持续大于4.5bar，则喷嘴堵塞。

计量阀测试

尿素泵建压正常，稳压阀打开，计量阀PWM方式开启，喷嘴口有气流及雾化液滴。1.只有气流，则尿素路出现问题；2.只有柱状尿素出现，则气路出现问题，进行回吹阀测试、稳压阀测试；3.雾化效果不好，清理喷嘴，进行回吹阀测试、稳压阀测试

计量阀流量测试

泵建压成功后，进行小流量、中流量、大流量测试，流量有明显差别，且尿素柱明显变化，计量阀有动作声音；若流量没有差别或者计量阀没有动作声音，更换计量阀；若喷嘴口不出尿素，拔下尿素管确定是否有尿素流出，若有尿素流出，则喷嘴堵塞，若仍没有尿素流出，更换计量阀。

排空测试

清空尿素管路、尿素泵、喷嘴内的尿素

SCR系统工作流程

1、 待机

线路检测、系统解冻、故障检测

2、 快速排空

气路打开，清除管路内可能存在的尿素结晶，完成后气路关闭

3、 压力控制（系统建压）

液路建立压力的过程，只有建压成功才能喷射，否则进入诊断状态

4、 喷射控制（压力调节）

接收DCU喷射指令，将尿素喷到喷嘴，空气将尿素吹出，雾化

5、 准备喷射（停止喷射）

计量阀关闭，等待DCU喷射指令

6、 冲刷喷射

诊断过程，系统进行周期性建压和排空，直到传感器参数正常，否则进入排空、等待关机

7、 计量喷射

建压成功后，尿素定量喷射，检测喷射量是否在正常范围

8、 诊断

系统出现问题后进入诊断模式，按照DCU存储的指令进行各系统的诊断

9、 停机处理

系统完成诊断次数或诊断时间，系统进行排空后停机，并报出故障码

10、排空

    系统关机前进行排空，防止尿素结晶，一般在系统开机前、关机前各进行一次排空

11、等待关机

 等待T15钥匙门关闭

尿素泵接口电路定义

厚德融智简介：
厚德融智（北京）环保技术研究院2011年成立了SCR系统研发中心。专业提供国四国五柴油车后处理系统整体解决方案。公司汇聚国内外业内具有丰富研发经验的优秀工程师，在遵循严格的产品开发流程和相关产品质量保证体系下，开发后处理系统的DOC、SCR、DPF和PFC产品解决方案。