2024/11/21柴油機電控管理系統

2024/11/21電控系統的基本檢測典型電控燃油系統的檢修共軌燃油噴射系統的檢修商用車后處理系統的檢修學習模塊1學習模塊2學習模塊3學習模塊4學習模塊4商用車后處理系統的檢修學習模塊4商用車后處理系統的檢修學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修學習模塊4商用車后處理系統的檢修模塊概述

為貫徹《中華人民共和國大氣污染防治法》，嚴格控制機動車污染，全面實施《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》，經國務院同意，分區域實施機動車國五標準：

（1）東部11省、直轄市（北京市、天津市、河北省、遼寧省、上海市、江蘇省、浙江省、福建省、山東省、廣東省和海南省）自2016年4月1日起，所有進口、銷售和注冊登記的輕型汽油車、輕型柴油客車、重型柴油車（僅公交、環衛、郵政用途），須符合國五標準要求。

（2）全國自2017年1月1日起，所有制造、進口、銷售和注冊登記的輕型汽油車、重型柴油車（客車和公交、環衛、郵政用途），須符合國五標準要求。學習模塊4商用車后處理系統的檢修

（3）全國自2017年7月1日起，所有制造、進口、銷售和注冊登記的重型柴油車，須符合國五標準要求。

（4）全國自2018年1月1日起，所有制造、進口、銷售和注冊登記的輕型柴油車，須符合國五標準要求。

隨著柴油機排放法規的日益嚴格，柴油機后處理技術已經成為滿足國四及以上排放標準必須采用的技術措施。目前，在柴油機上廣泛應用的技術路線主要有兩種，即EGR（ExhaustGasRecirculation）+DOC+DPF（DieselParticulateFilter）/POC技術路線和SCR（Selective選擇、Catalytic催化、Reduction還原）技術路線。我國主要采用了后一種處理模式，即SCR技術路線。學習模塊4商用車后處理系統的檢修

EGR+DPF技術路線對PM與NOx的處理過程與SCR技術路線恰好相反，即先通過廢氣再循環降低NOx的排放量，然后再用DPF處理廢氣中的PM。

SCR技術路線先通過機內燃燒優化降低PM排放量，提高燃油經濟性，然后再通過SCR后處理系統來處理柴油機廢氣中的NOx，從而滿足國四或更高排放標準。【建議學時】

18課時。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修任務目標

（1）掌握博世DeNox2.2后處理系統的基本構成。

（2）掌握博世DeNox2.2后處理系統故障的處理。任務導入

一輛陜汽重卡德龍新M3000牽引車，配濰柴WP10.336E40發動機、EDC17CV44的ECU，后處理是博世DeNox2.2后處理系統，行駛里程約6萬km?，F發生動力不足，故障燈、OBD燈點亮，尿素消耗較少問題。要求對車輛進行檢查。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修知識準備

1.后處理系統的類型

SCR后處理系統依據其驅動形式大可分為三類：以博世DeNOx2.2為代表的液力驅動式，在商用車領域其應用也最為廣泛；以依米泰克、康明斯ECOFIT、三立為代表的空氣輔助式；以及以一汽自主后處理為代表的氣驅式。

2.博世DeNOx2.2后處理系統

博世的DeNOx系統在我國市場上應用廣泛的類型主要分為DeNOx2.0、DeNOx2.2和DeNOx6.5。其中除玉柴配置的是DeNOx2.0之外，其他主機廠都配置DeNOx2.2和DeNOx6.5。兩種類型的SCR系統有較大的不同，其中DeNOx2.0的尿素供給泵SM和控制器DCU集成在一起，采用鋁制外殼。而DeNOx2.2和DeNOx6.5的尿素供給泵SM和控制器分開，且尿素泵采用塑料質地外殼。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

博世后處理系統DeNOx2.2的結構組成：

博世后處理系統DeNOx2.2由尿素供給單元、尿素箱、尿素噴射控制器DCU、溫度傳感器、NOx傳感器、噴嘴、催化消聲器以及一些線束和管路等組成，如圖4-1-1所示?；驹硎峭ㄟ^尿素噴射系統（俗稱尿素泵）將車用尿素溶液霧化后噴入排氣管中與發動機尾氣混合，尿素水溶液經過熱解和水解反應生成氨氣（NH3），在催化劑的作用下氨氣將柴油機尾氣中有害的氮氧化合物（NOx）轉化為無害的氮氣（N2）和水。

車用尿素水溶液（Adblue）又稱添藍溶液，是用于SCR排氣后處理系統的國四以上排放標準柴油機的專用還原劑，質量濃度為32.5%的尿素水溶液。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-1后處理系統布局圖學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（1）主要零部件。

①尿素箱主要用于存儲尿素溶液，如圖4-1-2所示。它包含的部件有：

尿素液位傳感器：監測尿素箱中剩余尿素量，以提醒駕駛員及時添加尿素溶液。

溫度傳感器：監測尿素箱中尿素溶液的溫度。

冷卻液管：尿素箱中有發動機冷卻液回流導入，目的是對尿素溶液進行加熱，在尿素進流管和回流管外還有電加熱器，功能相似，都是防止尿素溶液結晶。圖4-1-2尿素箱及內部結構學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

②尿素供給單元SM（SupplyModule）：簡稱尿素泵，主要功能是從尿素箱中吸入尿素溶液，并將低壓的尿素溶液壓縮成9bar左右的高壓溶液輸送至尿素噴射單元。它由壓力傳感器、尿素泵、過濾器、換向閥、過濾器電子加熱器和引線框組成，如圖4-1-3、圖4-1-4所示。圖4-1-3尿素供給單元學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-4尿素供給單元（實物）學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

各部分基本功能如下所述：

壓力傳感器：監測管路里液流壓力，將輸出信號反饋給噴射控制單元DCU，供電電壓5V。

膜片泵：膜片泵的膜片在活塞的往復運動驅使下，上下運動抽吸和壓縮輸送尿素溶液，產生高壓，如圖4-1-5、圖4-1-6所示。圖4-1-5膜片泵結構學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-6膜片結構圖學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

反向閥RVV（RevertingValve）：反向閥RVV的作用是用以控制尿素的流向，如圖4-1-7所示。

當車輛在正常運行工況的時候需要持續輸送尿素給噴射單元，但是一旦車輛停止運行，尿素噴射單元里的殘余尿素應該抽回尿素箱，否則里邊的殘余尿素容易形成結晶而堵塞流動路徑，甚至導致內部零部件產生開裂。RVV正是用來控制尿素溶液流向的。圖4-1-7換向閥學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

對于裝DeNOx的國四車輛，要求駕駛員在熄火后不要立刻關掉鑰匙開關，其目的就是需要等待尿素泵里的殘余尿素溶液回流結束。RVV里有一個控制叉，控制叉的上下運動由電磁閥來驅動，從而實現尿素溶液流動方向的轉換。

反向電磁閥：該電磁閥用來驅動RVV控制叉上下運動。它有兩個針腳，最大通電電流3A，供電電壓12V/24V，如圖4-1-8所示。圖4-1-8反向電磁閥學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

尿素濾清：對尿素溶液在輸送到尿素噴嘴之前進行過濾。

電子加熱器：尿素供給單元在低溫環境的時候必須進行加熱，因為一旦環境溫度低于-11℃，尿素溶液就會結晶。這個加熱功能由電子加熱器來承擔。在尿素供給單元里一共有兩個加熱器，一個是用來加熱尿素泵通道里的尿素溶液，另一個是用來加熱尿素濾清。兩個加熱器都有各自的熱敏電阻（PTC）進行過熱保護，溫度上限約為110℃，如圖4-1-9所示。圖4-1-9加熱器學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

引線框：引線框是尿素供給單元里線路的保護框，所有銅線和接頭等都包圍在里面，如圖4-1-10所示。圖4-1-10引線框學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

③尿素噴射單元DM（DosingModule）：負責將尿素供給單元輸送過來的尿素溶液適時精準地噴入排氣管中。由于排氣溫度高，在工作過程當中必須隨時對之施以冷卻，如圖4-1-11所示。圖4-1-11尿素噴射單元結構圖學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

噴射單元的工作原理：高壓尿素溶液通過濾芯進入噴射閥殼體內，當電磁閥不通電的情況下，針閥在彈簧力的作用下落座壓住密封閥球，進而密封噴射盤，不噴射。

一旦電磁閥通電，電磁力拉動銜鐵上行，針閥抬起，高壓尿素溶液噴射入排氣管。如果電磁閥停止通電，則針閥重新落座，停止尿素噴射，如圖4-1-12所示。圖4-1-12噴射單元工作原理學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

④尿素噴射控制器DCU：噴射控制單元又叫DCU（DosingControlUnit）。作用是將各傳感器反饋過來的信息進行有效整合并對主要執行器DM發送指令，以控制尿素噴射的時刻和尿素量，如圖4-1-13所示。

對于DeNOx2.2來說，有的有獨立的DCU，而最新的EDC17則將DCU整合到發動機ECU當中。

⑤電子控制單元ECU：DeNOx2.2將控制單元集成到了ECU中，降低了成本，也避免了DCU與ECU通信中斷，而造成影響。

⑥氮氧傳感器：氮氧傳感器用于測量發動機尾氣中氮氧濃度，以滿足發動機后處理系統閉環控制的需要及車載OBD診斷系統的需要。一般裝在排氣管的催化劑后端。可應用于氣體機或者柴油機，其結構包括陶瓷探頭、線纜和處理芯片控制器，通過CAN通信和ECU進行數據。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-13ECU集成圖學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（2）尿素系統的工作過程。

T15上電后，當尿素建壓條件達到時（系統無故障且前排溫傳感器測量值大于180℃，發動機轉速大于500r/min），SCR系統開始建立壓力：吸液→填充→壓力建立（目標值5.5bar，時間t1≤35s）。泵壓力到達9bar，系統開始自檢。

注：一個駕駛循環的建壓時間35s×3次，如果三次均失敗，系統報錯，此次駕駛循環不再嘗試建壓。次與次之間伴隨尿素泵自動排氣及泄壓倒吸過程。

系統自行檢查壓力管路和回流管路有無堵塞情況。當壓力達到9bar時，系統會試噴一下尿素噴嘴，檢查整個系統的壓力下降情況，同時判斷系統有無故障。

注：整個建壓過程總時間≤320s。超過320s，系統報錯，此次駕駛循環不再嘗試建壓。

根據排氣溫度（大于200℃）和工況，ECU給出信號進行噴射。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

當發動機剛開始起動時，尿素噴嘴是不工作的，這個時候通過冷卻液對尿素噴嘴進行冷卻。

當尿素箱溫度低于-5℃，冷卻液溫度高于55℃時，ECU打開尿素加熱閥，對尿素箱進行加熱解凍，如圖4-1-14所示。圖4-1-14SCR系統工作過程學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

發動機熄火后，ECU在收到信號后，SCR系統進入倒吸過程，利用反向閥使尿素泵及尿素管中的液體排空，防止管路中殘留尿素對系統造成影響，所以要求駕駛員不要立即關閉總電源，需等待90s時間，如圖4-1-15所示。圖4-1-15SCR系統倒吸工作過程學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（3）系統針腳定義如圖4-1-16～圖4-1-19所示。圖4-1-16尿素箱液位傳感器學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-17尿素泵針腳定義及檢測數值（一）學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-17尿素泵針腳定義及檢測數值（二）學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-18尿素噴嘴針腳定義學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-19氮氧傳感器學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（4）維護。

①尿素泵維護。DeNOx2.2系統的尿素泵濾芯每使用3年或10萬km需更換。如應用環境惡劣，對尿素水溶液污染較重，則需按實際情況更換。更換前，需要對尿素泵外表面進行清潔，并在安裝過程中嚴防濾芯區域被外界污染，過濾器蓋旋緊時使用20N·m+5N·m的力矩。

②尿素噴嘴的維護。車用尿素溶液質量不過關，因為劣質的車用尿素溶液含有一些不溶的雜質、物質，堆積起來就可能會堵塞、破壞尿素噴嘴。平時需要維護好尿素噴嘴，經常清洗尿素噴嘴，可采用熱水浸泡等辦法。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

③尿素箱的維護。尿素箱最高液位應添加尿素溶液至100%，當尿素溶液消耗到20%時，需要添加尿素溶液。

每年發動機進行維護時打開尿素箱底部放水螺塞進行清洗，放出箱內沉淀物；不定期檢查如發現通氣閥或加液口處出現白色結晶，可用清水沖洗，也可用濕布擦拭，通氣閥如發現堵塞，可用清水清洗或更換。

2年到3年更換箱內濾網；不定期檢查插件及管路接頭是否良好。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修任務實施

1.任務分析

車輛故障燈點亮，首先使用診斷儀對車輛進行診斷。讀到的故障碼分別為：

P3015SCR系統上一個駕駛循環尿素未被完全抽空故障歷史故障。

P3040SCR系統建壓失敗故障當前故障。

從所讀到的故障碼分析，P3015故障為歷史故障。這個一般是駕駛員的駕駛習慣導致，車輛熄火后，駕駛員直接關閉電源總閘，系統未完成倒抽。在溫度較高時，此故障影響不大，但如果在冬天溫度較低時，有可能導致尿素殘留在管路尿素泵中，尿素結晶，造成堵塞甚至損壞尿素泵。P3040故障為當前故障。這個故障會導致系統立即進入倒抽模式，同時點亮故障燈、0BD燈，發動機立即限止轉矩。

根據車輛現在出現的問題，首先懷疑是SCR后處理系統壓力的問題。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

SCR系統建壓的前提條件為：

（1）無尿素管路（進液管、回液管、壓力管）堵塞或泄漏。

（2）系統解凍完成（可通過尿素箱溫度、環境溫度判斷）。

（3）無影響尿素泵建壓的執行器、傳感器、線束等故障。

（4）無噴嘴堵塞。

（5）排氣溫超過180℃（根據各個廠家的標定情況，一般200℃左右）。

（6）發動機轉速大于500r/min（也就是發動機起動后）。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

2.工具裝備

套裝工具，后處理系統實訓教學試驗臺。

3.實施方法

1）尿素管路的檢查

尿素管路最容易出現3類故障：

（1）管路堵塞：一般由于尿素結晶或者尿素質量差引起，會影響尿素建壓與噴射，造成排放不達標。

（2）管路泄漏：一類是管路接口型號不符合或者接口密封不好，導致尿素泄漏；一類是管路老化或磨損，造成尿素泄漏。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（3）管路彎折：管路彎折會造成尿素建壓失敗或者噴射故障，導致排放不達標。

檢查SCR后處理系統中的各個管路，包括各個管路接頭。如在檢查過程中發現問題，則需對管路進行更換，如圖4-1-20所示。圖4-1-20管路泄漏學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

2）尿素箱的檢查

（1）尿素箱上有通氣孔，平衡內外壓力差，和油箱一樣；如果該孔堵塞不通風，造成吸尿素困難，可能造成建壓失敗。

（2）如果尿素質量不好，導致各個部件堵塞卡滯等，可能造成建壓失敗。

（3）尿素箱底部吸尿素的管路有個濾網，相當于油路的粗濾，如果該濾網堵塞，可能會造成建壓失敗。

（4）確認尿素箱內尿素沒有凍結。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

3）尿素泵的拆解檢查

（1）使用工具將尿素泵從車上拆下，注意各個管路的連接及線束接頭。

（2）松開端蓋緊固螺栓，取下上蓋。擰開濾芯固定螺栓，取出內部壓差緩沖膜片，取出主濾清器。

（3）擰開壓力傳感器固定螺栓，輕輕敲動兩邊的固定腳，取下壓力傳感器。注意傳感器上的密封圈。

（4）取下后端蓋。松開尿素泵電機的固定螺栓，注意在松開的過程中，不要讓尿素泵電機受到碰撞。取下固定卡片，撬開定位插腳，取下膜片、撥叉和反向電磁閥銜鐵。

（5）松開反向電磁閥固定螺栓，取下電磁閥。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（6）撬開尿素泵電機的固定插腳和接線針腳，取下電機，如圖4-1-21所示。圖4-1-21尿素泵整體分解圖學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

逐個部件進行檢查：

①尿素泵內部管路有無結晶、堵塞等情況，可能會造成建壓失敗。

②換向電磁閥有異常，可能會導致撥片不能正常工作。撥片密封損壞會造成建壓異常，如圖4-1-22、圖4-1-23所示。圖4-1-22換向電磁閥學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-23撥片密封損壞學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

③如果主泵損壞，會造成系統無法建壓。

④主濾清器如果不及時維護，可能造成濾清器堵塞，系統建壓失敗。

⑤尿素壓力傳感器安裝在回流接頭上方，如密封不好，可能會造成尿素泄漏，系統建壓失敗。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

4）尿素噴嘴的檢查

在排氣氣管位置找到尿素噴嘴，使用工具將尿素噴嘴拆下。

尿素噴嘴如果結晶堵塞，系統第一次建壓時壓力下降不在范圍內，會導致建壓失敗。

檢查尿素噴嘴是否堵塞：噴孔堵塞分兩種：一種是可溶于水的顆粒物，一般是由于倒抽不干凈，尿素殘留在噴孔處，尿素本身結晶導致的。因為尿素的結晶很容易溶于水，所以使用溫水浸泡噴嘴的噴孔部位一段時間，大多數情況下都能夠解決。另一種就是不溶于水的顆粒物，通常是由于尿素里面的雜質殘留在噴孔處，或者尿素的結晶經過高溫后變質形成不溶于水的顆粒。如果是這種情況，只能靠外部設備測試功能，使用診斷儀或測試臺架將噴嘴頻繁的開啟和關閉，將堵塞的顆粒物振碎沖開。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

5）尿素泵的檢測

（1）更換修理包后，將尿素泵按照與拆解相反的順序安裝，注意密封圈的安裝。

（2）將安裝好的尿素泵安裝到試驗臺上，通過軟件的設定可檢測尿素泵的各個性能，確定是否正常。

（3）將尿素噴嘴安裝到試驗臺上檢測，看霧化和噴孔有無堵塞。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修知識拓展

博世DNOx2.0后處理系統

1）DNOx2.0后處理系統管路布置圖

博世DeNOx2.0系統采用無空氣輔助噴射系統，但是噴嘴的冷卻不像DeNOx2.2的系統那樣采用發動機冷卻液進行冷卻，而是利用尿素的流動來冷卻的，所以博世2.0系統的噴嘴上除了壓力管還有一個回流管。系統的工作壓力為5bar。設立了一個獨立的控制系統DCU，如圖4-1-24所示。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修圖4-1-24DeNOx2.0系統學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

2）主要組成部件

（1）尿素箱，基本結構與DNOx2.2后處理系統相同。

（2）尿素泵，尿素進液口連接尿素罐，出液口在尿素過濾器蓋上，濾芯蓋上有濾芯加熱器以及溢流閥，溢流閥可以通過旋轉打開，清空主濾芯中的尿素溶液，濾芯蓋通過旋轉可以打開，方便更好拆裝主濾芯，主濾芯加熱器電阻值為5～6Ω，如圖4-1-25所示。圖4-1-25DNOx2.0系統尿素泵學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

尿素泵內有尿素壓力傳感器、尿素溫度傳感器、膜片泵、反向閥等。

尿素壓力傳感器主要用于監測尿素泵出口處的尿素壓力，DCU根據尿素壓力傳感器監測的壓力值控制泵電機的轉速。

博世DeNOx2.0后處理系統尿素泵的出口壓力控制在450～550kPa，而博世DeNOx2.2后處理系統尿素泵出口壓力在900kPa左右。

尿素壓力傳感器信號電壓在0.5～4.5V變化；在發動機停機時測量壓力傳感器信號電壓為0.75～0.83V；開路測量傳感器線束端對搭鐵電壓分別是電源5V、信號5V、0V。

尿素泵溫度傳感器安裝在尿素濾芯的尾部，測量尿素泵內尿素的溫度，DCU根據該溫度值決定是否啟動加熱程序及何時關閉加熱程序。

反向閥的作用是調節尿素泵內部尿素的流通方向，在排空時或后處理系統中出現影響噴射故障導致排空時起作用，是排空系統中的重要部件，電阻值為17～20Ω。與博士2.2系統的反向閥電阻基本相同。反向閥由DCU控制，電源電壓24V。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修

（3）尿素噴嘴。噴嘴上除了壓力管還有一個回流管，如圖4-1-26所示。

噴嘴受DCU控制，線圈電阻約1.2Ω，而博世2.2系統的噴嘴線圈電阻約12Ω。圖4-1-26尿素噴嘴學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修任務訓練

學生按照實施過程進行分組拆裝，拆裝過程中注意拆裝步驟、小組協作，并完成任務工單，見表4-1-1、表4-1-2。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修任務評價

為促進學生的學習以及對專業技能的掌握，建立以指導教師評價、小組評價、學生自評為主導的實訓評價體系，依據各方對學生的知識、技能和學習能力、學習態度等情況的綜合評定，認定學生的專業技能課成績，見表4-1-3、表4-1-4。學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修學習任務4.1博世DeNox2.2后處理系統的檢修任務訓練

1.單項選擇題

（1）博世DeNOx2.2后處理系統的工作壓力為（

）。

A.0.5MpaB.0.65MPaC.0.9MPaD.1.2MPa

（2）博世DeNOx2.2后處理系統的工作溫度為（

）。

A.90℃