1.2计量喷射系统
计量喷射系统外形如图4所示,内部集成计量泵、压缩空气电磁阀(空气辅助式专用)、压力传感器、温度传感器等。
计量泵是计量喷射系统的重要组成部分。主要功能是抽取尿素箱的尿素溶液,并保持一定压力,然后输送到喷射单元,满足计量喷射系统对流量和压力的要求。
DCU或计量喷射系统通过控制压缩空气电磁阀向催化消声器喷入压缩空气,提升尿素溶液雾化效果。
1.3 NOx传感器
NOx传感器(图5)用于测量催化转换器反应后NOx的浓度,并将其监测信号通过CAN线反馈给DCU和发动机ECU,用以控制尿素喷射量和OBD监控。
2 SCR后处理系统控制原理及工作过程
2.1 SCR后处理系统控制原理
不同厂家SCR后处理系统控制原理各不相同,表1列出了各厂家后处理系统主要区别。图6为凯龙SCR系统控制原理,图7、图8分别为艾可蓝计量泵和威孚力达计量泵控制原理。
凯龙DCU的电源系统包括:主继电器提供的常电(DCU控制,关钥匙30s后再断电)、钥匙开关ON挡信号、搭铁;DCU输入信号包括:环境温度传感器、前排气温度传感器、尿素温度和液位传感器;DCU控制执行器包括:冷却水电磁阀、尿素管加热丝、尿素喷阀,同时DCU通过CAN线和NOx传感器、发动机ECU、组合仪表进行通信,根据接收到的信号,精确计算尿素喷射量,控制尿素泵的动作。
计量喷射系统和DCU间的连接方式主要有以下3种:计量喷射系统和DCU通过硬线连接,如艾可蓝(图7);计量喷射系统内部集成控制器,通过CAN线将检测到的温度、压力信号反馈给DCU,并接收DCI1的控制信号,如威孚力达和依柯卡特(图8);计量喷射系统和DCU集成在一起,无需单独接线,如凯龙和恒河。
2.2空气辅助式SCR系统工作过程
1)气体检测当车辆钥匙开关打到ON挡时,DCU上电,计量喷射系统内部的空气电磁阀瞬间打开,DCU检测气体压力若大于设定值则进入下个状态;若小于设定值,则进行数次气体检测,检测失败则报空气压力低故障。
2)填充当DCu检测到发动机起动后,计量泵从尿素箱中抽吸尿素溶液,将整个尿素喷射管路填充满尿素。目的是为了排除吸液管中的空气,防止后期尿素计量出现偏差。预注成功后压缩空气电磁阀打开,压缩空气将一直从喷嘴气孔吹出,给喷嘴降温,防止尿素结晶,并帮助尿素溶液更好地雾化。
3)口责射前等待该状态为一个过渡状态,尿素溶液填充完毕充满整个尿素管路,气体一直从喷嘴的气孔喷出:
4)喷射DCU依据原始氮氧化物、循环油耗、发动机扭矩、进排气空气质量流量、排气温度等参数计算尿素喷射量,并将计算出来的喷射量发送给计量泵。计量泵定量地从尿素箱中抽取尿素溶液,从喷嘴喷射出来,同时压缩空气一直喷射。尿素溶液被喷射到排气管中,与发动机排气进行均匀混合并进行化学反应,净化排气。
5)排空钥匙关闭后,计量泵由DCU控制的主继电器继续供电30s,泵内部排空电磁阀上电打开,气体将计量泵和电加热尿素喷射管中的尿素吹走,防止尿素冻结堵塞损伤尿素管路。