周行卜

（一汽客車 (無錫)有限公司技術(shù)中心，江蘇 無錫 214177）

4 排氣凈化系統(tǒng)

4.1 SCR系統(tǒng)

CA6DL1-E4（682）歐Ⅳ柴油機采用SCR尾氣處理技術(shù)，使用飽和尿素水溶液 （AD-Blue）為還原劑 （agent），還原柴油機廢氣中超量的氮氧化物NOX，從而滿足國Ⅳ排放法規(guī)。

SCR系統(tǒng)是電控尿素噴射系統(tǒng)，通過讀取柴油機當前狀態(tài)以及各個傳感器信息，計算出處理定量廢氣需要的尿素量，同時定量配給尿素至廢氣中。CA6DL1-E4柴油機配用最新的BOSCH DeNOX2.2尿素噴射控制單元，精確控制當前柴油機狀態(tài)需要的尿素量。其系統(tǒng)主要部件為DCU（尿素噴射控制單元）、SM（尿素供給模塊，簡稱尿素泵），DM（噴射模塊，又稱尿素噴嘴）。SCR系統(tǒng)的功能定義見表16，其引腳圖參照圖9c。

尿素噴射系統(tǒng)控制部分包括尿素噴射系統(tǒng)硬件與軟件。尿素噴射系統(tǒng)硬件由DCU、尿素泵、尿素噴嘴、排溫傳感器、NOX傳感器、尿素液位傳感器等組成。圖34為CA6DL1-32E4柴油機尿素噴射系統(tǒng)簡圖。

4.1.1 尿素噴射控制單元DCU

DCU為整套系統(tǒng)核心部件，其外形如圖35所示。它通過CAN線與柴油機ECU進行數(shù)據(jù)通信，讀取柴油機當前信息和狀態(tài)以及柴油機上各種傳感器信息，計算需要噴射的尿素量，同時給尿素泵SM、尿素噴嘴DM發(fā)出工作指令，控制整套SCR系統(tǒng)的工作與停止。

表16 SCR系統(tǒng)的功能定義

DCU具有解凍和加熱尿素控制程序的功能。通過讀取環(huán)境溫度傳感器數(shù)值，控制后處理加熱用電磁水閥的開關(guān)執(zhí)行整套SCR系統(tǒng)尿素解凍與加熱功能。DCU使用4個M6螺栓安裝在底盤上，安裝扭矩8Nm。

DCU的工作環(huán)境要求：使用電壓24VDC；環(huán)境溫度－30～85℃；不能使用持續(xù)壓力噴水；防水等級IPX6K～IPX9K。

4.1.2 尿素泵SM

尿素泵SM（圖36）是尿素液力運動的動力所在，SCR系統(tǒng)重要的執(zhí)行部件。當DCU發(fā)出正常工作狀態(tài)指令時，尿素泵從尿素箱中吸取一定量的尿素，同時使尿素管等尿素液路內(nèi)充滿穩(wěn)定壓力。當柴油機停止時，DCU發(fā)出結(jié)束工作指令，尿素泵需把尿素液路內(nèi)的尿素回抽至尿素箱內(nèi)，確保尿素管路特別是尿素噴嘴DM保持清潔。尿素泵自帶電加熱功能，當環(huán)境溫度較低時確保泵體內(nèi)尿素不結(jié)冰。尿素泵上有4個連接口，分別是尿素液路的進、回尿素口和去噴嘴的壓力管尿素輸出口以及SCR系統(tǒng)線束插接口。尿素插接口處分別標有INLET、BACKFLOW和OUTLET字樣。SCR系統(tǒng)線束插接口位于泵底。

4.1.3 尿素噴嘴DM

DM （圖37）是SCR系統(tǒng)定量噴射尿素的執(zhí)行部件。DM上有3個SAE標準快插接頭公端。其中較小的SAE標準公端快插接頭 （5／16＂）為尿素噴嘴接頭，另外2個 （3／8＂）為噴嘴冷卻水進出接口。

4.2 SCR系統(tǒng)附件

4.2.1 SCR后處理線束

SCR后處理線束如圖38所示。尿素噴射系統(tǒng)線束連接DCU和尿素噴射系統(tǒng)傳感器、尿素噴嘴等電氣部件。后處理器上的排溫傳感器與NOX傳感器線束合理捆扎固定，不允許線束與后處理器表面接觸，線束應(yīng)遠離高溫?zé)嵩?，線束靠排氣管處應(yīng)采取隔熱措施。其他拆裝注意事項同柴油機線束、整車線束。

4.2.2 尿素管

尿素管 （圖39）為SCR系統(tǒng)重要的液力輸送零件，連接SCR系統(tǒng)各個液力執(zhí)行器，保證系統(tǒng)正常工作，尿素管路應(yīng)根據(jù)整車廠要求定期更換。加熱型尿素管（圖40）在尿素管基礎(chǔ)上添加加熱設(shè)施，可用于極限寒區(qū)。尿素管的連接方式如圖41所示。

1）噴嘴冷卻水管用于冷卻尿素噴嘴，不可接觸高溫物體，其插接位置如圖42所示。

2）尿素箱總成 尿素的存儲容器，集成液位溫度傳感器，自帶呼吸器和加尿素口，如圖43所示。

3）排溫傳感器 其測溫部分是鎧裝的PT200的薄膜鉑熱電阻元件。排溫傳感器檢測進入催化器的排氣溫度，其外形如圖44所示。正常的測量范圍：－30～650℃。排氣溫度傳感器信號線不耐高溫，不可與后處理器、管路等接觸。

4）NOx傳感器 檢測氮氧專用傳感器，用于檢測柴油機尾氣中NOx含量。NOx傳感器總成（圖45）包括傳感器及NOx傳感器控制器兩部分。圖46是NOx傳感器各部分名稱以及結(jié)構(gòu)。

5）尿素液位溫度傳感器 用于測量尿素箱內(nèi)尿素存量，同時提供尿素引出通道，用于尿素泵吸取尿素。尿素液位溫度傳感器 （圖47）集成溫度傳感器以及柴油機冷卻液流動管道，用于滿足SCR系統(tǒng)寒區(qū)尿素加熱功能。尿素液位傳感器安裝于尿素箱總成中。

6）柴油機冷卻水通斷電磁閥 選用SCR尿素加熱功能時需攜帶柴油機冷卻水通斷電磁閥 （圖48）。其作用是控制SCR尿素加熱用柴油機冷卻水通斷。特性參數(shù)：流體溫度－40～120℃；環(huán)境溫度－40～85℃；電壓12 V DC（電壓范圍12～32VDC）；凈重430g。

4.3 SCR常見故障處理

SCR系統(tǒng)使用DIN70070標準飽和尿素水溶液或AUS 32 ISO 22241。商標名ADBlue。常見故障以及處理方式如表17所示。

表17 SCR系統(tǒng)常見故障以及處理方式

圖49是1208100-682-0000 SCR后處理器與排氣管路的連接。CA6DL1-E4 SCR后處理器封裝外形結(jié)構(gòu)如圖50所示。

5 柴油機故障診斷及其處理

5.1 CA6DL1-E4系列柴油機故障輸出與閃碼

5.1.1 故障輸出

電控系統(tǒng)的故障檢測有兩種檢測方式：閃碼和故障代碼。發(fā)現(xiàn)柴油機故障指示燈沒有熄滅，說明柴油機控制系統(tǒng)有故障，也可按故障代碼的方法檢測和排除。閃碼讀取方式見下節(jié)，故障代碼通過故障診斷儀讀取，具體讀取方法見下文故障診斷儀的使用。CA6DL1-E4系列柴油機顯示的閃碼和故障代碼類別見表18。

表18 CA6DL1-E4系列柴油機顯示的閃碼和故障代碼類別

表18 （續(xù)）

表18 （續(xù)）

表18 （續(xù)）

表18 （續(xù)）

表18 （續(xù)）

5.1.2 閃碼故障檢測方式

5.1.2.1 閃碼故障檢測方法

故障指示燈示意圖如圖51所示。系統(tǒng)故障燈閃碼的檢測步驟如下。

1）診斷請求開關(guān)在斷開的情況下，將點火開關(guān)由OFF旋轉(zhuǎn)到ON的位置，不要起動柴油機。這時儀表板上的系統(tǒng)故障燈應(yīng)常亮。然后打START檔起動柴油機，柴油機起動后如果系統(tǒng)故障燈熄滅，表示柴油機無當前故障 （還沒有被排除的故障），常亮表示有當前故障。這時按下診斷請求開關(guān)，如果無當前故障，系統(tǒng)故障燈會連續(xù)閃爍。如果有當前故障，系統(tǒng)故障燈會以閃碼的形式依次循環(huán)顯示各個故障，比如當前有15和18兩個故障，系統(tǒng)故障燈先顯示閃碼15，再顯示閃碼18，接著從閃碼15重新循環(huán)顯示。

2）診斷請求開關(guān)在接通的情況下，將點火開關(guān)由OFF旋轉(zhuǎn)到ON的位置，不要起動柴油機。這時如果柴油機無當前故障，系統(tǒng)故障燈會連續(xù)閃爍，如果柴油機有當前故障，故障指示燈會以閃碼的形式依次循環(huán)顯示各個故障。

3）根據(jù)閃碼對應(yīng)的故障原因，采取更換相關(guān)零部件或?qū)收霞M行檢查維修的方法進行排除。故障排除后，重新檢查，確認無故障，再交付使用。

注意：當柴油機控制系統(tǒng)檢測到發(fā)生較嚴重故障時，即使在排除故障后，系統(tǒng)仍會自動保存這些故障的信息在ECU的內(nèi)存中，需要用故障診斷儀清除這些故障的故障代碼，不過這種情況不影響正常運行。

5.1.2.2 如何讀系統(tǒng)輸出的故障閃碼

故障代碼顯示模式如圖52所示。用故障燈的閃爍時間來表示，例如故障代碼32，故障燈先連續(xù)閃3下，中間間隔0.5 s表示3，再隔1.5 s閃2下表示2。如有多個故障，依次顯示，兩個故障之間間隔時間較長，約4～5s。

5.2 CA6DL1B－E4、CA6DL2－E4系列柴油機故障輸出

5.2.1 故障輸出

CA6DL1B－E4、CA6DL2－E4系列柴油機顯示的故障代碼類別見表19。

表19 CA6DL1B-E4、CA6DL2-E4系列柴油機顯示的故障代碼類別

表19 （續(xù)）

5.2.2 閃碼故障檢測方式

CA6DL1B-E4、CA6DL2-E4系列柴油機的閃碼故障檢測方法及故障閃碼的讀取參考5.1.2節(jié)CA6DL1-E4系列柴油機的閃碼故障檢測方式。

德國博世LOGO公司的故障代碼是3位數(shù)，需要按故障代碼診斷開關(guān)讀取故障碼。故障碼用故障燈的閃爍時間來表示，如212，故障燈先連續(xù)閃2下，中間間隔0.5s表示2，再隔1.5 s閃一下表示1，再隔1.5s連續(xù)閃2下。如有多個故障，則再按故障診斷開關(guān)，則出現(xiàn)下一個故障，直到出現(xiàn)重復(fù)故障為止。

5.3 CA6DL1-E4R、CA6DL2-E4R系列柴油機故障輸出與閃碼

CA6DL1-E4R、CA6DL2-E4R系列柴油機的閃碼和故障代碼類別見表20。因該系列的診斷項目油門信號、SCV、噴油器、離合器開關(guān)、巡航開關(guān)、電子風(fēng)扇、排氣制動、進油阻尼閥、凸輪軸、預(yù)熱繼電器、開關(guān)信號、ECU內(nèi)部電路、轉(zhuǎn)速信號、軌壓、燃油濾清、進氣壓力、壓力限制器、供油泵、機油壓力、PTO、QR碼、車速傳感器、起動、進氣溫度傳感器、燃油溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、怠速開關(guān)、油水分離傳感器與CA6DL1-E4系列柴油機的相同，故只列出與CA6DL1-E4系列柴油機不同的診斷項目。

CA6DL1-E4R、CA6DL2-E4R系列柴油機的閃碼故障檢測方式見5.1.2節(jié)。

5.4 CA6DL1-E4R、CA6DL2-E4R柴油機的OBD診斷和使用

OBD系統(tǒng)記錄排放控制系統(tǒng)的相關(guān)故障代碼，故障碼用來存儲任何檢測到的與排放控制有關(guān)的故障，用來識別系統(tǒng)或元件的故障，根據(jù)故障的嚴重性點亮MIL燈和啟動扭矩限制器。

5.4.1 故障指示器MIL的書面描述及示意圖

故障指示器是連接于車載診斷OBD系統(tǒng)的，與排放相關(guān)的任何零部件或車載診斷系統(tǒng)OBD本身發(fā)生故障時，提示汽車駕駛?cè)藛T的指示器。依據(jù)ISO 2575，1982，符號4.36定制。故障指示器MIL的示意圖如圖53所示。

5.4.2 故障指示器MIL激活準則

1）故障燈激活規(guī)則 MIL第3個駕駛循環(huán)（DC）亮，MIL閃爍，MIL不點亮。

2）故障燈熄滅規(guī)則 經(jīng)過連續(xù)的3個DC或24個柴油機運行小時后熄滅。

3）故障碼的清除 ①非不可刪除代碼：經(jīng)過連續(xù)40個暖機循環(huán) （WUC）或100個柴油機運行小時后清除；②不可刪除代碼：經(jīng)過9600個柴油機運行小時或400天后清除。

4）名詞術(shù)語 駕駛循環(huán) （DC）：汽車完成點火，運轉(zhuǎn) （若車輛存在故障應(yīng)能被檢測到），熄火的完整過程稱為一個駕駛循環(huán)；暖機循環(huán) （WUC）：柴油機冷卻液溫度至少上升22℃且至少達到70℃的駕駛循環(huán)被認為一個暖機循環(huán)。

使用注意：故障燈在正常時，打開鑰匙開關(guān)到ON檔，故障燈常亮，起動后故障燈熄滅，如出現(xiàn)有故障時，起動后故障燈繼續(xù)常亮。

5.4.3 診斷接口、通用診斷儀通信

1）診斷接口

診斷接口滿足ISO15031-3標準要求，接口位于駕駛員右側(cè)儀表板中蓋板下，從駕駛員位置可以較容易連接，接口定義如圖54所示。

2）通用診斷儀通信

ECU與通用診斷儀依據(jù)ISO15031標準，用CAN線進行通信。

使用故障診斷儀選擇進入OBD功能，然后就可以選擇各個模式進行診斷和監(jiān)控了，共有9個模式可選。

模式1：讀取柴油機實時數(shù)據(jù)。讀取柴油機時間數(shù)據(jù)，如水溫、轉(zhuǎn)速、進氣壓力等，且可以讀柴油機準備就緒代碼確認故障是否測試完成。

模式2：讀取凍結(jié)幀數(shù)據(jù)。故障產(chǎn)生后將柴油機信息存儲于內(nèi)存，通過該模式可以讀取凍結(jié)的數(shù)據(jù)以及使該數(shù)據(jù)凍結(jié)的故障代碼。

模式3：讀取故障碼。讀取確認的故障 （經(jīng)過3個駕駛循環(huán)）。

模式4：清除故障代碼。不可刪除故障代碼不可以通過該模式刪除。

模式7：讀取故障碼。讀取未確認故障 （故障產(chǎn)生但未到3個駕駛循環(huán)）。

模式9：讀取車輛信息。該模式用來讀取VIN碼等信息。

3）OBD故障的故障診斷儀的使用

選擇錫柴歐Ⅳ OBD，在診斷儀顯示 “功能選擇”界面中，選擇 “開始通信”，如圖55所示。通信成功，則進入功能界面，如圖56所示。數(shù)據(jù)顯示ECU地址，功能名稱，狀態(tài)／數(shù)值。

［1］一汽集團企業(yè)文化手冊［OL］.www.doc88.com/p-75121519 007.html，2011-5-19.

［2］錫柴產(chǎn)品介紹客車樣本［R］.2009版.

［3］周行卜.“四面”“八方”公交系列客車——CA6121UR系列之一［J］.汽車制造業(yè)，2010（18）：52-54.

［4］一汽錫柴國Ⅳ柴油機使用維護手冊［Z］.2010版.

［5］周行卜.一汽錫柴電控共軌國Ⅲ柴油發(fā)動機及其整車電路［J］.2011（1）：17-22；2011（2）：17-24；2011（3）：10-15.