培训21scr系统介绍

无压缩空气辅助的SCR系统2023/6/4CumminsConfidential2系统硬件SCR系统布局2023/6/4CumminsConfidential3涡轮增压器排气DEF喷射阀进口排温传感器NOx传感器N2+H2O罐内DEF温度/液位J1939通信压力信号换向阀出口排温传感器催化器砖DEF喷射单元尿素罐加热控制阀泵控制/温度信号泵加热控制电源钥匙开关电源无开关蓄电池电源负极接地3根尿素管加热控制DEF压力管(900kPa)DEF回流管DEF供应管喷嘴控制排气处理器发动机ECMDEF控制器(DCU)尿素罐分解管系统部件柴油机排气处理液控制器柴油机排气处理液喷射单元分解管柴油机排气处理液喷射阀排气催化器总成消声器催化器砖传感器进口排气温度传感器出口排气温度传感器尿素罐液位(OEM)尿素罐温度(OEM)NOx传感器其他供应管/回流管系统加热(水或12/24VDC)2023/6/4CumminsConfidential4DEF控制器(DCU)DEF喷射的控制电脑。通过J1939数据通信，接收发动机ECM的运转及喷射信息，对排气处理各执行元件进行控制控制DEF供应单元的加压和卸压控制喷射计量单元的喷射量及喷射时刻控制整个系统的预注及排空控制整个系统的加热与解冻对整个系统进行自诊断控制并将故障码发送给ECM电气接口为86针和53针接头2023/6/4CumminsConfidential5DEF喷射单元AftertreatmentDEFDosingUnitDEF喷射单元是在DCU控制下的泵送设备给系统提供9bar的压力自行保持及稳定系统的压力内有温度传感器感知内部温度内部加热电路在寒冷的条件下可对内部元件加热压力的产生是由一个电机带动膜片泵建立的换向阀执行机构来执行卸压及排空工作2023/6/4CumminsConfidential6正常运行排空DEF喷射单元的维护有限维修进口滤清器（滤网）一经拆卸，必须更换不要压力/蒸汽清洗不要在连接蓄电池后拔下接头向外滑动12针电气接头的黄色部分就能拆下此接头。不要尝试打开壳体2023/6/4CumminsConfidential7DEF喷射单元的滤清器过滤进入DEF喷射单元的DEF，以防DEF喷射单元或喷射阀堵塞拆卸后，安装DEF喷射单元滤清器盖时，要确保O形圈就位安装过程中，在O形圈上只能使用水作为润滑剂帮助安装，不可涂抹机油2023/6/4CumminsConfidential8DEF喷射阀在DEF控制器控制下，向排气中喷射DEF三孔喷射阀对DEF进行初级雾化由PWM信号控制安装在分解管上安装角度和位置至关重要通过发动机冷却液冷却2023/6/4CumminsConfidential9分解管对喷射进排气管中的DEF进一步雾化，充分的分解DEF使之变为氨气。DEF在分解管中必须全部分解为气态的氨，这样才能达到理想的转化效率2023/6/4CumminsConfidential10DEFtoNH3DEF进口ExhaustFlowDEF喷射阀DM安装座隔热体混合器排气处理器总成(EGP)包括：扩散区

：让DEF中的NH3充分扩散催化器砖：多孔陶瓷上特殊金属的涂层进行催化转化催化砖包括SCR砖

和NH3泄露转化砖消声部分进口与出口排气温度传感器、NOx传感器的安装凸台2023/6/4CumminsConfidential1112341243催化器砖小心处理–催化器砖由陶瓷制成催化器陶瓷载体,NGK涂层BASF/JM涂层有毒！五氧化二钒 -V2O5三氧化钨 -WO3二氧化钛 -TO2

氨(由DEF转化而来) -NH32023/6/4CumminsConfidential12催化器的封装2023/6/4CumminsConfidential13催化器缓冲用的Mat(目前应用的是3M公司制造的-材料包含蛭石–金属颗粒–加热条件下膨胀的材料)衬套(不锈钢)EGP壳体(不锈钢)外皮完全焊接–不易泄露氮氧化合物(NOx)传感器氮氧化物传感器总成是由传感器和转换模块组成。电化学反应的传感器将NOx的含量变为模拟的信号传给模块，模块将信号直接变为通信信号发到CAN总线上。不可维修不可以重新编程2023/6/4CumminsConfidential14进、出口排气温度传感器在EGP上有两个温度传感器。分别安装在排气处理器的进口和出口处，检测进入和排出排气处理器的排气温度DEF喷射量与排气处理器两侧温差有重要关系为了避免插接错误，两个传感器的线束接头是不一样的。2023/6/4CumminsConfidential15DEF罐后处理DEF罐用来存放DEF，并向ECM报告罐内DEF液位和温度如果罐内DEF液位太低，将会出现故障代码，发动机降功率运行。请参考OEM维修手册根据OBD要求，需要对DEF的消耗量进行合理性检查如果罐中充满了错误的液体(DEF以外的任何液体)，SCR系统将无法正常工作。随后会出现现行故障代码，发动机降功率运行后处理DEF罐的尺寸和形状各异。有关更多详情，请参考OEM维修手册2023/6/4CumminsConfidential16DEF罐液位和温度传感器液位传感器由干簧片开关控制，随着液位的变化，电阻值的变化是阶梯性的。最上端和最下端电阻的准确标定非常重要。罐上应清楚地标示以升为单位的容积。罐最好是采用线性设计，使合理性检查正常起效。2023/6/4CumminsConfidential17Wema：液位(磁性浮子)和温度传感器滤清器DEF管DEF管在后处理DEF罐、DEF喷射单元和DEF喷射阀之间输送柴油机排气处理液(DEF)在预注或加料状态下，管路中充满DEF；在排空状态下DEF将被清除，以防管路冻结由OEM提供DEF管接头、长度和设计将随车辆制造商的不同而异请参考车辆制造商的车主手册以了解更多详情。2023/6/4CumminsConfidential18DEF管续DEF管集成了电加热元件环境空气温度值(涡轮增压器压缩机进口温度传感器)用于确定DEF罐和管路是否需要解冻或保持在更高的温度DEF管加热器继电器用于控制加热DEF管加热器回路线可使DEF控制器对是否加热进行监测2023/6/4CumminsConfidential19加热器名称加热器1－－压力管加热加热器2－－进液管加热加热器3－－回液管加热加热器4－－DEF喷射单元自加热2023/6/4CumminsConfidential20后处理系统的加热2023/6/4CumminsConfidential21DEF喷射阀尿素罐尿素罐加热器控制阀压力管吸液管换向阀泵滤清器压力传感器节流孔回流管DEF液位温度传感器DEF罐加热控制阀此阀明确规定了冷却水的流向，如果装错将会导致DEF罐内温度逐渐升高。2023/6/4CumminsConfidential22康明斯与OEM的责任对比康明斯供应：DEF控制器DEF喷射单元DEF喷射阀排气处理器(EGP)分解管进口与出口排气温度传感器NOx传感器2023/6/4CumminsConfidential23OEM供应：尿素罐尿素供应/回流管/压力管加热器继电器或发动机冷却液控制阀OEM导线线束尿素罐液位/温度传感器问题与讨论2023/6/4CumminsConfidential242023/6/4CumminsConfidential25SCR系统工作过程SCR系统的工作过程SCR系统由多个部件组成，但是仅需极少的服务或驱动程序干预SCR系统的工作过程主要由四部分组成：初始化预注系统加料系统排空2023/6/4CumminsConfidential26初始化状态钥匙开关加电开始系统自检通过Insite“参数监测与记录”屏幕察看系统状态2023/6/4CumminsConfidential27预注状态当发动机起动成功后，排气温度达到规定温度时，开始预注。DEF喷射单元内的泵运转，DEF喷射阀进行开关动作，系统从DEF罐中抽出DEF，并将其输送至DEF喷射阀。以清除系统中的空气DEF喷射阀关闭、泵持续运转，系统建立压力压力建立、并能稳定保持一段时间后，系统命令DEF喷射阀开启一段时间，系统检查喷射阀是否确实打开以上阶段都成功后，系统预注成功2023/6/4CumminsConfidential28预注状态2023/6/4CumminsConfidential29pONOPENOFFDEF喷射阀OFFOFFDEF喷射单元进口滤网回液口滤网和单向阀滤清器压力传感器换向阀除气建压检查喷射阀正常工作预注过程2023/6/4CumminsConfidential30加料状态当满足加料所需的条件后，发动机ECM发出命令，DEF控制器控制DEF喷射阀开启并向排气气流中喷射DEF只要加料系统处于加料状态，无论DEF喷射阀是否喷射，DEF喷射单元都会连续运转，以保持合适的DEF压力DEF喷射速率取决于车辆的负荷率在车辆的正常行驶中，多数情况下，DEF喷射率不一定是恒定的DEF喷射阀是以脉冲形式向排气气流喷入指定数量的DEF。所有未经DEF喷射阀使用的DEF都将返回DEF罐然后，DEF分解，在催化剂作用下，与排气中的氮氧化合物发生化学反应以净化排气2023/6/4CumminsConfidential31DEF喷射的条件排气处理器进口和出口处排温均超过200ºC没有某些现行的与SCR系统相关的故障代码DEF压力9Bar，DEF喷射阀开闭正常尿素罐液位高于6%尿素罐内DEF温度高于-3ºCECM根据发动机工作和环境条件计算NOx值。ECM利用该值确定需要的DEF喷射速率2023/6/4CumminsConfidential32加料状态2023/6/4CumminsConfidential33pONOFFDEF喷射阀DEF喷射单元进口滤网回液口滤网和单向阀滤清器压力传感器换向阀等待加料系统加料排空状态当驾驶员断开钥匙开关、等待一定时间后，SCR系统需要经过排空过程后才能自动关闭，以防止DEF留在系统中，避免在寒冷气候下的冻结排空状态时，可以听到DEF喷射单元内换向阀动作的卡嗒声和泵运转的声音DEF喷射单元将会改变换向阀位置，从而改变DEF的流动方向DEF喷射单元将会抽出DEF喷射阀和压力管中的所有DEF，并将进液管和回流管中的DEF一起，送回DEF罐在此过程中，DEF喷射阀将开启，消除管路中产生的真空以使排空更彻底完成净化后，系统的大部分部件中都将没有任何剩余DEF如果在完成排空前，DEF控制器的无开关电源因为蓄电池断开或其他原因断开，ECM将会记录一个故障代码可以在INSITE软件中读取“不完全排空计次”。2023/6/4CumminsConfidential34排空状态2023/6/4CumminsConfidential35pONDEF喷射阀DEF喷射单元进口滤网回液口滤网和单向阀滤清器压力传感器换向阀温度等待时间排空ONOFFDEF的加热控制ECM根据涡轮增压器压缩机进口温度传感器读取环境温度钥匙开关加电时，如果DEF已经冻结了，DEF控制器将先开始加热，解冻系统，然后才预注DEF喷射单元的解冻是根据其内部温度传感器的读数进行闭环控制尿素罐的解冻是根据其内部的温度传感器的读数进行闭环控制尿素管的解冻是根据环境温度(涡轮增压器压缩机进口温度传感器)进行开环控制ECM要等到系统解冻完成后(DEF喷射单元、尿素罐和尿素管)，才会发出预注命令一般状态下，ECM需要等待系统完全解冻才发出预注命令特殊状态下，ECM等DEF喷射单元解冻，就发出预注命令解冻完成后，如果环境温度仍然较低，系统