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尾气排放四代技术教材,2011年6月 苏州金龙,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,柴油机是所有内燃机中效率最高的一种动力装置,全世界的重型货车、城市大巴、工业设备等几乎全部都是用柴油机来提供动力。在欧洲,柴油机驱动的小汽车正日益流行,柴油机将成为未来汽车动力设备的首选。 柴油机采用稀混燃烧方式，氧气过量，所以尾气中的co、hc比汽油机少的多，nox和颗粒物pm比汽油机多，因此柴油机的主要控制对象是nox和颗粒物pm。研究表明, 柴油机排放的颗粒大小只有亚微米级,所以几乎全部可以被吸入人体内。会增加心脏病和呼吸道疾病的发病率。因此,全球越来越多的政府部门和卫生机构把dpm确定为“人类致癌物质“或“可能的人类致癌物.,锡柴电控国iv技术介绍,第一部分概述,重型柴油车排放标准国3/4/5已于2006年发布，等效欧洲。实行时间表分别是2008年、2010年和2012年，北京市在2008年开始执行国4。国4技术已经进入我国社会。 国4的排放限值nox从5.0降至3.5、 pm从1.0降至0.02（单位：g/kwh）。 国际上，通过进一步改进国3发动机机内燃烧技术、再加上（scr或（egr+dpf）来实现。系统部件也较多，技术也非常复杂。,锡柴电控国iv技术介绍,我国选用何种技术，主要有以下三个方面考虑： 技术压力 国3发动机及其国4/5升级考虑。并未完全掌握自主核心技术，为了满足新的法规要求，仍需寻求国外技术支持。 后处理技术，同样面临这个问题。 成本压力 原型机的成本压力，主要来自高压共轨供油系统。 后处理的成本压力，估计占产品的三分之一。 燃料中硫含量降低成本。硫含量降低至100ppm以下（或者50ppm以下）。 社会压力 基础结构:采用scr技术带来一系列社会基础结构的改变：专用尿素、储存、供给等等。 燃料质量在各地区差异 作弊问题。,锡柴电控国iv技术介绍,要实现欧iv对nox和pm都较低限值，目前有两条技术路线： 其一是先通过喷射系统优化和喷射定时提前以降低颗粒物，再使用scr（选择性催化还原）来降低因燃烧优化而产生的nox排放； 其二是egr（发动机废气再循环）+dpf（颗粒捕集器）路线，即先通过废气再循环降低排放中nox的成份，再用颗粒捕集器捕集因使用egr而略有增加的颗粒物，从而达到同时降低nox和pm的效果。 从国际来看，无论哪种技术，都是成熟技术。都是通过进一步改进欧3发动机机内燃烧技术、再加上后处理装置。,egr:egr+后气处理器 scr:尿素喷射+scr后处理器,锡柴电控国iv技术介绍,技术优缺点,锡柴电控国iv技术介绍,注：其中绿色部分为明显的技术优势,锡柴电控国iv技术介绍,技术优缺点,注：其中绿色部分为明显的技术优势,两种系统的技术和应用成本分析,增加用于降低nox排放的尾气后处理scr系统，同时需要引进尿素供给系统。 引进带冷却的废气再循环系统（egr）。 引进降低颗粒物排放的尾气后处理dpf系统。 与国三相比，燃油系统具有更高的喷油压力 空气系统需具备提供高egr率的能力，例如，可变涡轮几何面积（vtg）增压系统 壁流式主动再生颗粒捕捉系统,锡柴电控国iv技术介绍,两种系统的技术和应用成本分析,燃油经济性比较 相对于国三发动机，scr国四发动机可节约燃油max3%，同时消耗尿素3%左右；到国五阶段，scr发动机尿素消耗增加到4-6%，但是燃油消耗可进一步减少到5%。 而egr+dpf国四发动机燃油基本不变。而到国五阶段，egr技术路线的尾气后处理装置需要进行主动再生，燃油消耗将进一步增加，预计比国三发动机增加2% ； 基础投入 scr面对的主要问题是尿素供应基础设施，而egr面对的主要问题是如何解决低油硫的供应。 考虑到中国能源短缺，而尿素生产比较普遍，因此我国中重型车用柴油机实施欧排放宜首选scr技术路线。,锡柴电控国iv技术介绍,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,第二部分egr系统,目前我厂egr系统采用denso系统c31，主要机型为c10、l10、681等。ecu安装在发动机上。,egr系统的主要传感器为：节气门、egr阀、maf传感器、dps传感器已经相关的管路和后处理器poc。,锡柴电控国iv技术介绍,带dpf的国4排放典型控制系统,锡柴电控国iv技术介绍,egr可有效地降低nox排放，但随着egr率的增加，缸内较低的氧气浓度将会增加颗粒物的排放，并使发动机的排气烟度增加，在中小负荷时烟度值比较小，而大负荷时会使柴油机的排气烟度增大，所以为达到欧排放限值，egr率一般控制在15%以内，同时还需配合使用dpf微粒捕集器。然而这项技术却潜伏着危险：一方面燃料一中的硫会使微粒捕集系统中毒失效；另一方面，废气中含有的灰分会逐渐地堵塞捕集器，增加排气背压，使油耗恶化。因此，有时在dpf的上游增加一个氧化催化转换器（doc），其基质用贵金属如白金涂层，就能够改进再生过程的效率，还将进一步降低hc的排放。在某些发动机上也有只用dpf或doc来转化pm的。,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,1、节气门 节气门是egr柴油机的重要部件，它是一个内部带闭环控制的智能执行碟阀，用来调节节气门开度。在不通电和故障状态，节气门处于全开状态。,锡柴电控国iv技术介绍,2、egr阀 egr阀装在egr冷却器下游，egr阀通过can线与ecu连接。该egr阀同时采用双提升阀的结构，可以满足大废气流量与大废气压差的运行情况。,锡柴电控国iv技术介绍,3、maf传感器 maf传感器为热线式，maf传感器必须装在空气滤清器和增压器之前的管路中。maf传感器应垂直向下安装。maf传感器有5根线，3根线为空气流量传感器，2根为环境温度传感器。传感器应垂直向下安装。,锡柴电控国iv技术介绍,4、dps传感器 dps传感器用于检测颗粒后处理器（poc）两端的压差。传感器的压差端口必须向下与垂直方向的夹角在20之内。,dps传感器安装示意图,锡柴电控国iv技术介绍,5、后处理器 egr所采用的后处理器是颗粒后处理器（poc）。后处理器壳体为poc内部doc总成于filter（过滤器）保护件，同时起到正确引导气流，消除柴油机排气噪音作用。poc后处理器壳体需耐酸腐蚀，采用不锈钢304为封装壳体材料。poc载体总成含有铂以及其他化学试剂成分，不可用手直接接触后处理器载体，若已经接触需过后立即洗手。,锡柴电控国iv技术介绍,颗粒捕捉器,锡柴电控国iv技术介绍,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,第三部分scr系统,目前我厂所用scr系统主要是bosch系统的edc17和denox2.2。 edc17的燃油系统ecu和后处理dcu集成在一个ecu内，主要用于我厂的l30、640、68f、440、l50、591、m10、833等平台。 denox2.2是燃油系统用denso的ecu,主要用于我厂的682、730等平台。,锡柴电控国iv技术介绍,系统工作原理,scr系统包括：尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。 系统的基本工作原理是：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，利用商业用的固体尿素和水（水溶液浓度为32.5%0.5%），在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成nh3，在scr系统催化剂表面利用nh3还原nox，排出n2和h20 。该路线在欧洲采用的较多，这种方案对发动机的燃油消耗比较低。,锡柴电控国iv技术介绍,带scr的国4排放典型控制系统,与国三发动机相比仅多了scr后处理部分，燃油部分基本不变，但有单独的处理器dcu或集成ecu.,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,scr系统实车布置,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,尿素喷嘴位置,尿素喷嘴,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,水加热方式的管路,锡柴电控国iv技术介绍,各类传感器,锡柴电控国iv技术介绍,nox传感器 nox传感器总成包括传感器及nox传感器控制器两部分，见如下示意图，线缆长度越700mm。传感器部分使用螺柱直接安装在排气管支座上。nox传感器控制器部分需要使用2个8的螺栓将其固定在整车上。,nox传感器控制器的安装要求：nox传感器控制器要求防水防尘，且应避开整车电瓶，以防止干扰！nox传感器控制器不能带电焊接，不要用手触摸其插接器端子，防止有静电，防止其内部元件的损坏。,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,环境温度传感器,锡柴电控国iv技术介绍,1、5排温传感器 排温传感器的测温部分是铠装的pt200的薄膜铂热电阻元件。排温传感器检测进入催化器的排气温度。,锡柴电控国iv技术介绍,后处理器,锡柴电控国iv技术介绍,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,obd（on-board diagnostics for vehicle emission control systems）,指排放控制用车载诊断系统,它具有识别可能导致排放超标的故障区域的功能，并以故障代码的方式将该信息储存在电控单元存储器内，同时点亮故障指示灯（mil）。当故障导致排放明显恶化时，激活发动机减扭矩功能，避免排放进一步恶化、提醒驾驶员尽早进行维修。当nox 排放量超过5g/kwh 时，激活故障指示灯。当nox排放量超过nox 限值7.0g/kwh，扭矩限制器起作用，扭矩限制到60-80%。,第四部分obd系统,scr故障指示灯,mil故障指示灯,锡柴电控国iv技术介绍,故障指示灯,锡柴电控国iv技术介绍,诊断接口: 诊断接口满足iso15031-3标准要求，接口位于驾驶员右侧仪表盘中盖板下，从驾驶员位置可以较容易连接，接口定义如下所示：,锡柴电控国iv技术介绍,obd故障的故障诊断仪的使用：选择锡柴欧四obd， 如下图所示,锡柴电控国iv技术介绍,在诊断仪显示“功能选择”界面中,1、动力总数居 2、清楚故障排放信息 3、冻结帧 4、汽车信息 5、排放相关信息,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,第五部分维护使用,（一）启动发动机 打开电源开关，打开钥匙电源，故障灯良发动机自检，自检完毕后故障灯熄灭，然后可以启动发动机。 启动时不能踩油门，启动过程控制其根据水温自动修正供油量，踩油门不会加快启动过程，只会造成启动后因为油门过大而使发动机转速立刻升高。造车燃油浪费，发动机运动件加快磨损。,锡柴电控国iv技术介绍,（二）发动机和车辆的操作 车辆起步：按常规操作，尽量一档起步，避免高档为起步。 加速油门踏板操作：按常规操作，但在一定条件下，控制器为了保护发动机免受过热、过载的伤害，或为避免发动机冒烟，猛踩油门并不能得到想象中的急速加速。 换档点的推荐：为了使发动机获得更好的动力性和更省油，建议发动机的换档转速应在发动机最大扭矩点偏上一点附近，以换完档后的发动机转速在1100r/min以上为参考标准。 带档滑行：1，油门开度为零；2，发动机转速高于900转/分；3，带档。带档滑行指的是在车速较快的中长距离滑行时，带着档位，由车辆的惯性带动发动机转动，同时发动机对车辆起到辅助减速作用。一般发动机转速高于900转/分，喷油器不喷油，可以节省燃油。 涉水行使的注意事项：当车辆过积水路面时，注意要避免电控系统因为进水而受到损害和失效。原则上控制器离水的高度因该超过200mm,并且在水面接近此高度时车辆应以小于10公里的时速通过，在积水较浅时车辆应慢速通过。 跛脚回家功能：在某些不正常情况下，比如油门踏板传感器失效，或者曲轴传感器失效，或者蓄电池电压过高时，发动机的故障灯点亮提醒，控制器控制发动机以较低转速和较小的负荷运行，车辆可以慢速开到服务站。电控发动机进入失效保护策略模式时，司机在确定机油、冷却水没问题且没有异响时，可以放心开回修理厂。,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,（三）停机 必须关闭钥匙开关一段时间（1820秒）后才能关闭车辆的总电源开关。 电器部分的日常维护 1、发动机故障指示灯 当打开点火开关后，系统对故障灯的电路进行自检，点量故障灯，如系统无故障，则故障灯在2秒钟后熄灭； 当电喷系统出现一般故障后故障指示灯点亮，如为严重故障则闪烁； 当电喷系统故障排除或消失后，故障指示灯熄灭； 当发生故障时，及时通知相关的维修人员进行维修。 燃油系统的日常维护 1、不要加注不符合国标的燃油，应该在正规的加油站加注燃油，在任何拆装情况下要保持燃油不被污染。 2、燃油滤清器采用锡柴认证的滤清器，如使用不合规格的滤清器造会成发动机电控系统等零部件的磨损、损坏等故障。,进排气系统的日常维护 1、 进排气系统的作用是保证进气清洁、充足，排气通畅。如果进排气系统出现问题会引发零件早磨，燃油耗高、功率不足等。 空气滤清器的使用： 2、 绝对禁止发动机在不装空气滤清器或空气滤清器失效的情况下工作。 3、 每运行50-200小时，应对滤芯进行清洁积尘，检查密封性等，每运行2个月 （5000-8000公里）应对空气滤清器的整体滤芯进行更换。由于车辆用途使用差异性大，应该灵活调整保养、更换周期。 混合尿素液维护 1、在车辆每次运行前后添加添加燃油的同时要进行尿素液的添加，添加量按照尿素箱的刻度，不能超过上限，否则容易溢出。尿素液有一点腐蚀性，必须使用特殊的储存容器。 2、 尿素随车辆运行有消耗，定期添加尿素的责任也必须由用户来完成 。 3、 此外，在温度较低（-11）的情况下，尿素-水溶液会结冰， 用户应根据实际情况定期检查尿素加热管路。,锡柴电控国iv技术介绍,润滑系统的日常维护 1、 欧iv发动机零部件的精度很高，对机油油品的要求较高，必须使用ch级以上级别的发动机机油: 2、使用锡柴指定规格的机油。 3、用户要定期检查油底壳内的油面高度和油品质量，油面高度要保持在油标尺的上下限度之间，机油变质后要及时更换。 4、汽车每行使10000km（或每累计工作时间250小时），应更换滤清器。以免造成零部件的磨损和烧蚀。启动频繁或经常在高速大负荷下运行应缩短换油周期。 5、日常驾驶应避免急速停车，开车和停车应该怠速运转3-5分钟，使润滑油路的油压建立起来，避免瞬时缺油，损坏增压器及其他零部件。 冷却系统的日常维护 1、 尽量使用冷却液以免发动机结垢，导致散热效果差，影响发动机性能和可靠性。 2、 添加冷液，注意冷却液不能加的过满，应该留有1/10膨胀空间。,锡柴电控国iv技术介绍,一、概述 二、egr +后气处理器技术原理介绍 三、尿素喷射+scr后处理器技术介绍 四、obd系统技术介绍 五、国iv发动机使用维护 六、国iii、国iv发动机故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,第六部分故障案例,锡柴电控国iv技术介绍,一、can通讯方面的问题 症状： 发动机ecu无法与后处理dcu进行通讯。 疑点： 主要原因是ecu的can通讯未与dcu的can通讯线进行连接。 要求： 1）将ecu的can通讯线37（canhi）、17（canlo）分别与dcu的can通讯线214（canhi）、215（canlo）进行并联。 2）将ecu的can诊断线36（canhi）、16（canlo）分别与dcu的can诊断线211（canhi）、212（canlo）进行并联。,二、车速信号获取方式问题 症状： 整车行驶中报车速传感器故障，故障代码为p0502，闪码为21。 原因： 无法识别和接收车速，主要原因是车速信号获取方式不一致。 车速信号获取方式分can获取车速和车速传感器获取车速两种方式。 1）can获取车速 如果技术协议要求车速信号从can总线获取，则整车can需将车速信号发送到can总线，车速信号发送地址：0cfe6c17。 2）车速传感器获取车速 如果技术协议要求车速信号从车速传感器获取，则整车需将车速信号接入发动机ecu整车接口的v14号脚。车速信号要求参照技术协议。,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,三、环境温度传感器安装位置的布置 现状： 目前为止环境温度传感器是各个整车厂家最容易漏装的部件。 安装要求： 环境温度传感器作为必装件安装，要求将环境温度传感器安装在远离热源、干燥通风能正确反映环境温度的位置。 建议协议中明确环境温度传感器的安装位置，否则很多厂乱装，很多都不符合我厂的要求。,下图是对比图：,安装不正确： 与整车线束绑在一起，没有可靠固定；离热源太近。,安装正确： 有专用支架固定，通风、远离热源。,四、后处理dcu无法连接，仪表不显示尿素液位问题 症状： 整车行驶正常，故障灯报闪码为91或92；用诊断仪检测，故障代码为p3000或p3001；仪表不能正常显示尿素液位。 疑点： dcu通讯线路连接不正常，导致无法发送和接收数据。 dcu损坏，导致无法正常通讯。 后处理部分电源问题，dcu没有正常供电。,锡柴电控国iv技术介绍,五、尿素泵建压不正常 症状： 1）整车未发现其他故障，而后处理尿素泵无法正常建压； 2）整车未发现其他故障，而后处理尿素泵建压只能达到800hpa左右； 疑点： 1）请检查尿素泵进回尿素管是否接反。 2）请检查尿素管路是否有弯折、脱落、损坏和断裂情况。,锡柴电控国iv技术介绍,六、传感器防水问题 症状： 出现批量报机油压力传感器故障，以及少量其他传感器报故障 原因： 经过检查发现机油压力传感器接插件里面有大量的水，导致报机油压力传感器故障；其他传感器也是检查到传感器接插件里面有水。 要求： 需要车间注意传感器的防水问题，以防止批量报机油压力传感器故障和其他传感器故障。,锡柴电控国iv技术介绍,锡柴电控国iv技术介绍,1、机型：6dl1-e3 系统：denso 故障症状： 马达运转但无法起动，无故障码 检查过程： 该车为下线新客车，根据柴油发动机正常运行要素，先检查了进气通道和柴油管路，无异常；再根据电装系统特点，检查电气系统，实测相关电路，46号有24v电压，5、6、7主电源也同时得电，pcv1和pcv2的脚头也有24v电，应该具备起动的条件。后松开共轨管进油管，点马达发现不出油，由此判断pcv未工作，后查到控制机器副停车开关的50号线带常电，重新理线后，使50号线不带24v常电，起动正常。,国iii发动机故障案例,2、机型：6df3 系统：bosch 故障症状： 马达运转但无法起动，无故障码 检查过程： 该车为公交车，运行里程数千公里，在运行中的一次熄火后，无法起动，经检查各相关电路，发现控制线路的1.40号电压不正常，只有14v左右，正常应该为24v，电源电压，短接24v电后，可以正常起动，再查后发现发动机仓的副停车开关接触不良，即1.47信号线有时有24v电，使发动机无法启动，重新整理了副停车开关后，机器起动顺利。,锡柴电控国iv技术介绍,故障分析：这两个案例都是由于副停车开关原因造成的故障。副停车开关是比较容易被忽视的地方，其正常状态应该是处于常开断电，如果副停车开关带电，就会导致发动机无法起动。,3、机型：4df3 系统：bosch 故障症状： 转速最高只有1800转，故障诊断为p100e，解释为“减压阀打开”。 检查过程： 用户车，运行约3000公里，根据诊断仪提示，先重点检查低压油路，未发现异常，检查所有相关电路，测量各传感器及燃油计量单元，均在正常范围内。分析认为可能还是油路问题，既然低压油路无问题，把检查的重点放到油泵上，经更换油泵，问题解决。,锡柴电控国iv技术介绍,4、机型：6df3 系统：bosch 故障症状： 马达运转但无法起动，诊断仪显示故障码为p0088，解释为：“超