摘要：随着汽车产销量的不断攀升，汽车尾气排放物给环境造成的污染也愈发严重。我国根据自身情况并参考欧洲标准，制定了国家关于汽车尾气排放标准的实施规划，现己实施了国家第五阶段机动车污染物排放标准（国V排放标准）。由于新排放标准的实施，原减排措施与技术己不能满足排放要求，需要引入新的技术及排放处理系统。从国IV车辆开始，在国川系统基础上增加了SCR尾气后处理系统（选择性催化还原系统）。由于新增了SCR系统，尾气排放中有害物质的排放大大降低，但若该系统工作产生故障造成排放超标反馈，根据系统逻辑控制，将限制发动机运行功率并限扭，以强制降低燃油喷射量来减少NOx的排放。本文将结合SCR系统的结构、工作原理及化学反应机理进行阐述。以一汽解放J6牵引车所配的德国BOSCH（博世）公司SCR系统为研究对象，对其使用过程中引起发动机限扭的故障原因进行研究分析，为故障的诊断和排除提供帮助。

    根据柴油机尾气排放成分分析，相对于汽油机，柴油机的排放物除了硫化物（SO2复合物）外，主要是氮氧化合物（NOx）和颗粒（PM），一氧化碳（CO）和碳氢（HC）排放相对较少。根据排放物所形成的特性，柴油车主要从发动机技术、燃油油品和排放系统三方面进行提升以减少排放。即优化发动机缸内燃烧技术可降低颗料物、一氧化碳及碳氢等的形成，使用低硫含量的燃油可降低硫化物的排放。而氮氧化合物（NOx）的排放量是在高温富氧条件下温度越高排放量越大，为降低其排放，在尾气系统中采用尿素溶液SCR系统是中重型柴油机的首选。由于增加了尾气系统，难免在使用中出现各种故障现象，特别是产生故障后弓｝起发动机限扭现象较为典型，同时由于技术的复杂化，也给车辆维修从业人员带来了新的挑战，给车辆故障的诊断、分析、排除进一步地复杂化。

    1 SCR系统结构与工作原理简述
    博世SCR后处理系统主要是由催化器、尿素箱、尿素泵、尿素管、尿素喷嘴、尿素液位温度传感器、排温传感器及NOx传感器等组成。其中催化器由三个独立并串联的部分组成，分别是氨扩散混合器、催化转化器和消声器。其工作原理是尾气从缸内排出后进入催化器，在催化器混合器内，通过安装在催化器前排气管上的尿素喷嘴将浓度为32.5％±0.5％的尿素水溶液喷入，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成氨气（NH3），并与尾气均匀地混合，然后在催化转化器内催化层的作用下，利用NH3选择性地还原NOx，生成无害的氮气（N2）和水（H20），并通过消声器排出。据测定，SCR系统对尾气中的氮氧化合物的转化率可达到80%～90%，其基本化学反应原理如下：
    尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）
   （NH2）2CO＋H2O→2NH3＋CO2（要求温度200℃以上）
    SCR后处理反应：（SCR催化转化器）
    NO＋NO2＋2NH3→2N2＋3H2O
    4NO＋O2＋4N H3→4N2＋6H2O
    2NO2＋O2＋4NH3→3N2＋6H2O

    2 SCR系统控制机制与逻辑
    SCR系统工作启动的条件除了与发动机启动后水温、环境温度、排气温度等有关外，还和SCR系统各传感器、连接线束及管路等是否正常有关。在发动机启动后，为防止管路中尿素溶液出现结晶堵塞（尿素溶液的冰点为－11℃），当尿素温度低于－5℃时，发动机电控单元控制电加热装置加热并进行排空。排气温度达到180℃，发动机转速大于550 r/min后，尿素泵开始建压。排气温度达到200℃后，发动机电控单元（ECU）根据发动机运行工况，按标定值向尿素喷嘴发出指令，将精确尿素量喷入排气管中，在催化器中将NOx进行催化还原。氮氧传感器对催化器中排出的已经过催化还原后尾气中的NOx含量进行监测，ECU根据该监测值后进行逻辑控制用于OBD监控，OBD（车载排放控制用诊断系统）具有识别可能导致排放超标的功能，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。当故障导致排放明显恶化时，激活发动机减扭矩功能，提醒驾驶员尽快进行维修。比如：当监测到NOx排放量超过5 g/kW·h但小于7 g/kW·h时，将点亮排放故障警报灯，但扭矩输出正常，当监测到NOx排放量超过7 g/kW·h，点亮排放故障警报灯同时限制发动机扭矩输出，扭矩限制到60%，即超5、超7故障。发生故障后，可通过车载OBD故障诊断系统进行读码诊断，或者及时到就近服务站进行检测维修。

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