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一汽解放

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

卡车之家特约作者:解放研发师

【卡车之家 约稿】导读:随着国Ⅴ排放法规贯彻执行,目前市场上中重型商用车绝大多数都配备了SCR后处理系统,来满足不断升级的国家法规要求,与此同时卡友们的痛苦也随之而来……诸如:“为什么排放灯(MIL)总亮?”,“又不烧尿素了!”,“发动机又动力不足了!”等等。

基于日益严峻的环境污染挑战以及国家战略发展自身的需求,国家才下定决心实行国Ⅴ排放法规。虽然推动了国内汽车技术研发实力,也提升力产品竞争力,但是汽车后市场针对尿素喷射系统的维修服务人员缺口很大,于是出现了面对该类故障无人下手的窘境。所以小编就针对一汽解放的自主气驱尿素喷射系统,围绕这些系统“顽疾”,来一个“对症下药”,力求帮助众卡友车辆恢复正常,恢复动力,提高车辆出勤率,也能让卡友们多挣点钱,有一个愉快的心情。

话不多说,先介绍一下一汽解放自主研发的尿素喷射系统,简单了解一下结构和原理也有助于车辆的使用和维护,知己知彼才能出奇制胜哦。系统的结构和原理介绍起来比较枯燥乏味,卡友们可以快速浏览一遍,也可以保存和收藏,以便后续研究,但是后面介绍系统故障部分还请众卡友仔细品味,同时也欢迎交流沟通。

● 一、气驱尿素喷射系统的结构原理以及工作过过程

系统结构和原理见下图:

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

气驱尿素喷射系统由高度集成的尿素罐总成(包含压力传感器、尿素液位和温度传感器等),进排气电磁阀总成,空气滤清器,电加热尿素管,尿素喷嘴,尿素罐加热水管、尿素喷嘴冷却水管等零部件组成。使用空气压缩机产生的压缩气体作为气源,ECU通过压力传感器检测尿素罐内压力,控制进排气电磁阀开启,保持尿素罐内压力稳定,根据发动机实际工况控制尿素喷射,使尿素参与后处理催化还原反应,满足排放标准,车辆熄火后延时排空尿素罐内压缩器气体。再者冬季时系统可以对尿素罐内尿素进行解冻和加热,同时对尿素管内尿素电加热,使尿素也解冻,此时系统中尿素满足正常喷射功能。

系统工作过程:

(1)判断系统是否需要解冻和加热

无故障车辆起动后,通过大气温度传感器和尿素温度传感器判断当前尿素温度和状态,如果温度低于下限值,ECU控制水加热电磁阀打开,发动机出水口处冷却液经过该电磁阀进入尿素罐内,加热尿素,解冻完成时尿素温度T1=-5℃。与此同时ECU控制电加热尿素管加热,尿素罐内尿素解冻完成前,尿素管内尿素也完成解冻。之后系统进入加热状态,也是通过控制水加热电磁阀的开闭,保证T1>5℃时水阀关闭,T1<0℃时水阀开启,同时ECU一直对尿素管通过PWM方式加热。

解冻和加热过程与建压过程同时进行,如果系统不需要解冻和加热,直接进入建压状态。

(2)建压过程

无故障车辆起动延时供气,整车气压达到0.8MPa或者1.2MPa后,压缩空气通过APU直连到空气滤清器开关,进入空气滤清器,再经过进气电磁阀,给尿素罐充气,罐内压力P=0.715MPa,进气阀关闭,建压完成,该过程中排气电磁阀一直处于关闭状态。

(3)尿素喷射过程

液体尿素由压缩气体提供动力源,经过尿素滤芯,进入尿素管,再到尿素喷嘴;ECU根据发动机实际工况进行尿素喷射。ECU同时检测尿素罐内压力,通过控制进排气电磁阀开启,保证罐内压力P<0.685MPa时,开启进气电磁阀直至P=0.715 MPa,此时关闭进气电磁阀;P>0.75MPa时,开启排气电磁阀直至P=0.715 MPa,此时关闭排气电磁阀。总之整个过程中ECU会控制进排气电磁阀开闭,保证P在0.685-0.715 MPa之间。

(4)系统自检

系统建压开始,持续一段时间后仍未达到目标压力,系统会报建压失败故障,OBD故障灯亮,发动机限扭。建压成功后,系统实时监测罐内压力,一段时间内罐内压降大于限值,系统会报系统漏气故障,OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,但是P持续小于0.6MPa,会造成尿素喷嘴喷射压力不足,尿素雾化不良,参与到催化还原反应中的尿素会变少,此时系统会报SCR系统氮氧排放超过5g/kwh(国Ⅴ3.5 g/kwh)或者SCR系统氮氧排放超过7g/kwh故障,发动机故障灯亮,发动机限扭。

(5)排空过程

车辆熄火后延时2min,ECU控制排气电磁阀打开,直至P<0.01 MPa,此时排气电磁阀关闭,排空时间t<1.5min。排空功能可以标定保留与否,延时时间和排空时间均可标定。

提醒:车辆熄火后,不要立即关闭电源总开关,待到尿素罐排气结束,再关闭电源总开关。该系统取消了尿素回流功能,冬季不排空,罐内压力会使尿素管内充满尿素,尿素冰冻可能会把尿素喷嘴胀裂。

介绍完了系统的结构和工作原理,下面汇总一下系统中重要零部件的故障模式,虽然都是一些简单的故障,但是确实影响到了发动机动力,希望各位卡友务必仔细阅读。

● 二、系统中各零部件失效模式

(1)相关保险丝

状态:尿素喷嘴电磁阀、进排气电磁阀、电加热尿素管、水加热电磁阀等保险丝断路

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:车辆动力不足时,首先检查保险丝是否完好,不松动。

(2)空气滤清器

状态:处于空气滤清器关闭状态或者开关处堵塞、漏气等;空气滤清器堵塞、漏气、未定期更换等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:空气滤清器5万km更换。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(3)进排气电磁阀

状态:进排气电磁阀接头接触不良、接头处进水、电磁阀线束短路以及断路、电磁阀内部断路、电磁阀卡滞、电磁阀堵塞、电磁阀结冰冻住等。

车辆表现:进气电磁阀以及关联线束接头出现问题,OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。排气电磁阀以及关联线束接头出现问题,OBD故障灯亮,发动机短时间内不会限扭或者立即限扭。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

备注:进排气电磁阀常温下电阻值为40-60?,进排气电磁阀工作时供电电压为24V,维稳电压为3.5V。进排气电磁阀外观不一样,实现的功能不同,但是工作原理和特性相同,必要时阀体可以互换。

(4)集成尿素罐总成

状态:尿素盖漏气或者丢失、压力传感器断路、压力传感器或者尿素液位和温度传感器插头及线束短路断路或者进水、尿素液位和温度传感器卡滞或者损坏或者短路断路、尿素罐体开裂、尿素滤芯堵塞或者开裂等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:确保尿素盖拧紧,尿素液位保证大于10%,定期更换尿素滤芯(5万km更换)。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(5)电加热尿素管

状态:尿素管折弯、堵塞、尿素管电阻丝短路,线束接头烧蚀或者短路、尿素管开裂,尿素管接头等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:不要经常拔插尿素管跟尿素喷嘴连接接头。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(6)尿素喷嘴

状态:尿素喷嘴堵塞、结晶、线束接头烧蚀或者腐蚀、喷嘴内部短路或者断路,喷嘴胀裂等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:尿素喷嘴结晶堵塞时可用微波进行清洗。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(7)水加热电磁阀

状态:水阀堵塞、水阀损坏、水阀线束接头烧蚀或者进水、水阀内部短路或者断路等。

车辆表现:OBD故障灯亮,冬季发动机限扭,动力不足。

备注:发动机冷却液里含有铁屑和其他杂质,很容易堵塞水阀的滤网。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(8)氮氧传感器

状态:传感器线束接头断路或者短路、传感器内部短路或者断路,接头针脚腐蚀,插接器松动或者进水等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:保护好氮氧传感器插接器,防止接头进水。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?
自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(9)SCR前排温传感器

状态:排温传感器损坏、线束断路或者短路、传感器被抬高、传感器串联电阻等。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。

备注:保证出厂状态,不要改装或者拆除排温传感器。

自主气驱尿素喷射系统顽疾怎么破?

(10)油门踏板、曲轴传感器等影响发动机正常运行的传感器

状态:油门踏板、曲轴传感器等损坏或者故障。

车辆表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,动力不足。这些传感器故障,会影响尿素系统对发动机转速以及负荷等的监测,进而影响尿素喷射的正常进行。

当尿素喷射系统中零部件出现问题时,系统能够察觉到并报出相应故障,我们也可以根据故障,有针对性的检查零件或者传感器的异常情况。

● 三、“对症下药”-故障码分析以及检查建议

(1)P205C:尿素箱温度信号低于下限值;P205D:尿素箱温度信号超出上限值

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭

建议检查:

①检查尿素温度传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查尿素温度传感器电阻值是否正常,是否功能失效;

③检查尿素温度传感器5V供电、地线是否正常;

④检查尿素温度传感器信号线是否对地短路,是否对供电线短路;

(2)P204C:尿素压力信号低于下限值;P204D:尿素压力信号超出上限值

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,50小时之后发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素压力传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查尿素压力传感器电阻值是否正常,是否功能失效;

③检查尿素压力传感器5V供电、地线是否正常;

④检查尿素压力传感器信号线是否对地短路,是否对供电线短路;

(3)P203D:尿素液位信号电压超出上限值;P203C:尿素液位信号电压低于下限值

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,50小时之后发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查温度传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查温度传感器电阻值是否正常,是否功能失效;

③检查温度传感器5V供电、地线是否正常;

④检查温度传感器信号线是否对地短路,是否对供电线短路;

(4)P0428:SCR入口前温度信号电压超出上限值;P0427:SCR入口前温度信号电压低于下限值

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,50小时之后发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查温度传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查温度传感器电阻值是否正常,是否功能失效;

③检查温度传感器5V供电是否正常;

④检查温度传感器信号线是否对地短路,是否对供电线短路;

(4)P2200:氮氧传感器供电故障;P2209:氮氧传感器加热故障;P2204: 氮氧传感器氮氧信号故障;P2201: 氮氧传感器氧信号故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,50小时之后发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查氮氧传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查氮氧传感器电阻值是否正常(can_H、can_L之间电阻120 ?,与ECU终端电阻并联后为60 ?),是否功能失效;

③检查氮氧传感器24V供电、地线是否正常,can_H以及can_L电压是否正常;

④检查氮氧传感器线束之间是否磨损,短路等;

⑤检查电瓶电压是否过低;

(5)P0073:大气温度信号超出上限值;P0072:大气温度信号低于下限值

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭

建议检查:

①检查大气温度传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查大气温度传感器电阻值是否正常,是否功能失效;

③检查大气温度传感器24V供电是否正常;

④检查大气温度传感器信号线是否对地短路,是否对供电线短路;

(6)P181B:尿素喷嘴控制线路故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素喷嘴保险丝是否正常;

②检查尿素喷嘴电阻(12 ?)是否正常,是否功能失效;

③检查尿素喷嘴接头端子是否锈蚀,插接器是否松动;

④检查尿素喷嘴线束是否短路或者断路;

(7)P3043:尿素箱水加热电磁阀控制线路故障;

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭

建议检查:

①检查尿素水阀保险丝是否正常;

②检查尿素水阀电阻是否正常,是否功能失效;

③检查尿素水阀接头端子是否锈蚀,插接器是否松动;

④检查尿素水阀线束是否短路或者断路;

(8)P3028:尿素管路加热继电器控制线路故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭

建议检查:

①检查尿素管路加热继电器保险丝是否正常;

②检查尿素管路加热继电器电阻是否正常,是否功能失效;

③检查尿素管路加热继电器接头端子是否锈蚀,插接器是否松动;

④检查尿素管路加热继电器线束是否短路或者断路;

(9)P3014:气驱尿素系统进气阀控制线路故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查进气阀保险丝是否正常;

②检查进气阀电阻是否正常,是否功能失效;

③检查进气阀接头端子是否锈蚀,插接器是否松动;

④检查进气阀线束是否短路或者断路;

(10)P31824:气驱尿素系统排气阀控制线路故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭

建议检查:

①检查排气阀保险丝是否正常;

②检查排气阀电阻是否正常,是否功能失效;

③检查排气阀接头端子是否锈蚀,插接器是否松动;

④检查排气阀线束是否短路或者断路;

(11)P0420:催化系统效率过低

整车表现:OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素溶液是否合格(32.5%);

②检查尿素喷嘴是否堵塞或者结晶;

③检查后处理催化器(消音器)是否堵塞;

④检查尿素滤芯是否堵塞或者脱落等;

(12)P0424:加热催化剂温度过低

整车表现:OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查SCR入口前排温传感器是否安装正常;

②检查排温传感器是否被抬高或者拔出;

③检查排温传感器是否被串联电阻;

④检查 排气管路是否漏气等;

(13)P1D20:催化剂被拆除或者被假系统代替

整车表现:OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素溶液是否合格(32.5%);

②检查尿素喷嘴是否堵塞或者结晶;

③检查后处理催化器(消音器)是否堵塞;

④检查尿素滤芯是否堵塞或者脱落等;

⑤检查后处理器是否被拆除或者丢失;

(14)P1900:尿素喷嘴堵塞

整车表现:OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素溶液是否合格(32.5%);

②检查尿素喷嘴是否堵塞或者结晶;

③检查尿素喷嘴是否卡滞,是否雾化良好;

④用诊断仪驱动尿素喷嘴,检查是否正常喷射;

⑤检查尿素液位传感器浮子是否卡滞;

(15)P12047:尿素喷嘴常开

整车表现:OBD故障灯亮,发动机故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素喷射系统是否泄漏尿素;

②检查尿素喷嘴是否卡滞;

③检查尿素喷嘴喷孔是否正常大小;

④检查尿素喷嘴是否开裂或者胀裂;

(16)P1181E:尿素供给异常中断

整车表现:OBD故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素喷射系统是否泄漏尿素;

②检查尿素罐、尿素管是否漏气或者尿素;

③检查排气电磁阀是否关闭不严;

④检查尿素喷嘴与尿素管是否脱离等;

(17)P17D4:SCR系统氮氧排放超过7g/kwh(;P17D5:SCR系统氮氧排放超过5g/kwh(国Ⅴ3.5 g/kwh)

整车表现:OBD故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查系统是否存在其他故障码,若存在按照建议逐一检查排除;

②查尿素溶液是否合格(32.5%);

③检查后处理催化器是否正常;

(18)P1D21:氮氧传感器被移除 U1307:氮氧传感器通讯超时

整车表现:OBD故障灯亮,50h后发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查氮氧传感器插接器是否松动、锈蚀、进水、损坏;

②检查氮氧传感器电阻值是否正常(can_H、can_L之间电阻120 ?,与ECU终端电阻并联后为60 ?),是否功能失效;

③检查氮氧传感器24V供电、地线是否正常,can_H以及can_L电压是否正常;

④检查氮氧传感器线束之间是否磨损,短路等;

(19)P181F:尿素消耗量过低

整车表现:OBD故障灯亮,短时间内发动机不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素溶液是否合格(32.5%);

②检查尿素喷嘴是否堵塞或者结晶;

③检查尿素喷嘴是否卡滞,是否雾化良好;

④用诊断仪驱动尿素喷嘴,检查是否正常喷射;

⑤检查尿素液位传感器浮子是否卡滞;

⑥检查尿素滤芯是否堵塞等;

(20)P1D19:尿素用尽

整车表现:OBD故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素液位是否过低(低于10%);

②检查尿素液位浮子是否卡滞在低位;

③检查尿素罐以及尿素管是否漏尿素;

(21)P0065:气驱尿素系统漏气

整车表现:OBD故障灯亮,发动机短时间之内不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查尿素喷射系统是否泄漏尿素;

②检查尿素罐、尿素管是否漏气或者尿素;

③检查排气电磁阀是否关闭不严;

④检查尿素喷嘴与尿素管是否脱离等;

⑤检查尿素罐内加热管是否开裂;

(22)P1901:尿素温度过高

整车表现:OBD故障灯亮,发动机短时间之内不会限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查水加热电磁阀是否常开;

②检查尿素罐内是否进入防冻液;

③检查尿素温度传感器是否松动;

④检查尿素温度传感器是否进水,锈蚀或者短路等;

(23)P1902:尿素系统建压失败故障

整车表现:OBD故障灯亮,发动机限扭,三个正常的工况循环之后才会消除此故障

建议检查:

①检查空气滤清器开关是否打开;

②检查进排气阀是否正常工作;

③检查尿素供给系统是否漏气;

④检查尿素压力传感器是否正常等;

提醒注意:尿素喷射系统出现故障时,往往是几个故障码同时出现,按照建议耐心逐一排查,就能解决故障。欢迎卡友们留言和交流。(文/卡车之家特约作者:解放研发师)


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