國四后處理系統(tǒng)的典型故障及解決方案

張宏蔚

濟南長途汽車運輸有限責(zé)任公司 山東省濟南市 250031

隨著社會發(fā)展，人們對環(huán)境保護意識的提高，環(huán)保部門近幾年逐步出臺相關(guān)政策，逐漸提高車輛尾氣排放標準，商用車目前排放標準已到達國四水平，其技術(shù)支撐主要是加裝了尾氣后處理系統(tǒng)。它的基本組成主要由控制單元、SCR 箱、尿素泵、尿素箱、尿素噴射單元、噴嘴、傳感器等組成。其中定量給料單元是保證該系統(tǒng)正常工作的核心控制和執(zhí)行單元。由于定量給料單元的工作主要依賴發(fā)動機的運行工況數(shù)據(jù)和電控單元控制，因此CAN 線必不可少，通過 CAN 線達到電氣數(shù)據(jù)共享和工作指令的傳遞，通過系統(tǒng)各元件的協(xié)調(diào)配合達到最終控制目標。

隨著新技術(shù)、新材料的發(fā)展，后處理系統(tǒng)逐步穩(wěn)定，現(xiàn)將部分典型故障及解析介紹如下：

1 尿素箱相關(guān)故障

尿素箱主要包括箱體外殼和液位溫度傳感器總成。

傳感器較易出現(xiàn)故障，常見故障為：液位顯示不準確，溫度顯示異常，及故障燈常亮并報出液位溫度傳感器故障等。引起這類故障的原因主要是：傳感器損壞，傳感器接插件虛接、短路，及相關(guān)線束故障。有時，液位溫度傳感器與主機廠電器參數(shù)不匹配也會造成液位、溫度異常，甚至報出傳感器故障。

如：尿素液位、溫度顯示異?！獋鞲衅鲄?shù)與主機廠要求產(chǎn)品不匹配。

故障現(xiàn)象：尿素液位顯示不準確（比如，尿素很少時，儀表顯示尿素100%），尿素溫度與當前環(huán)境溫度差別很大，且沒有報出相關(guān)傳感器故障。

故障機理：這種故障一般是由于尿素箱傳感器與主機廠指定的不匹配，或者整車更換過尿素箱使得尿素箱內(nèi)部的傳感器與原車出廠前的型號不同。傳感器的電器參數(shù)不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)標定不匹配，液位溫度顯示錯誤。

可能原因：

（1）司機更換了尿素箱，與原車尿素箱不同；

（2）整車廠配套時，自主采購尿素箱，但沒有通知主機廠技術(shù)人員重新標定數(shù)據(jù)；

（3）傳感器或相關(guān)線束被損壞，導(dǎo)致電器參數(shù)變化（這種可能性較小），但沒有報出傳感器相關(guān)故障；

實際解決方法與步驟：檢查尿素箱及傳感器，核實與原車尿素箱是否相同。

2 尿素泵故障

尿素泵的故障主要有兩個方面，機械故障與電器故障。電器故障一般指12孔接插件相關(guān)的電器件故障，包括尿素泵電機、尿素壓力傳感器、換向閥及尿素泵加熱電阻絲，故障率相對較高；機械故障指尿素泵堵塞、尿素泵內(nèi)部機械件故障引起的建壓失敗等?？傊?，與SCR尿素壓力相關(guān)的故障，首先要檢查尿素管路是否接錯、堵塞、泄露，尿素泵是否堵塞等。

如：SCR尿素壓力建立錯誤——尿素泵內(nèi)部機械故障。

故障碼：441：SCR尿素壓力建立錯誤。

故障現(xiàn)象：每次跑車幾分鐘到幾十分鐘后，故障燈、OBD 燈常亮，就會報出441（SCR尿素壓力建立錯誤）的故障，尿素不消耗。

故障機理：尿素噴射前，尿素泵將尿素建立到9bar 的壓力，通過尿素泵內(nèi)的壓力傳感器進行檢測。當發(fā)動機啟動之后，尿素泵多次嘗試對尿素建壓，如尿素壓力仍達不到9bar，就會報出此故障。此故障的導(dǎo)致原因一般為：尿素量過少、尿素管路接反、吸液管堵塞或漏氣、壓力管泄露等，極少數(shù)是因為尿素泵故障。

可能原因：

（1）尿素量過少；

(2）吸液管接錯、堵塞或漏氣；

(3）壓力管泄露；

(4）尿素泵堵塞或者尿素泵機械故障。

實際解決方法與步驟：

(1）檢查尿素液位是否足量；

(2）檢查尿素管路是否接錯、接反；

(3）檢查吸液管是否彎折、堵塞；

(4）檢查吸液管、壓力管是否存在泄露的痕跡；

(5）以上沒有問題后，檢查尿素泵接口是否有明顯堵塞現(xiàn)象；

(6）更換尿素泵后，故障消除，尿素正常建壓。

結(jié)論：一般情況下，尿素管路接錯、堵塞、泄露容易引起此故障，但這次的故障是因為尿素泵內(nèi)部的機械故障，無法正常吸尿素，導(dǎo)致建壓失敗。

3 噴嘴故障

噴嘴的結(jié)構(gòu)相對簡單，所以涉及到的故障也比較典型，主要有：（1）噴嘴電磁閥故障：接插件、線束損壞，造成開路、短路等；磁閥線圈燒毀，可以通過測量電阻進行判斷。（2）噴嘴機械故障：由于添加的尿素質(zhì)量差，或者噴嘴老化，造成尿素噴嘴磨損（往往會造成尿素消耗高）；由于尿素結(jié)晶或其他顆粒物質(zhì)進入，導(dǎo)致噴嘴堵塞；或由于其他原因，造成噴嘴變形、斷裂等。凡是造成尿素噴射及排放的故障，都有可能限制發(fā)動機扭矩。

如：尿素消耗量較大——添加劣質(zhì)尿素，導(dǎo)致噴嘴磨損泄露。

故障現(xiàn)象：尿素消耗量偏高，與燃油消耗比遠大于1/20，沒有他其他相關(guān)故障。

故障機理：如果沒有報故障，能說明后處理系統(tǒng)的線束、電器件等基本正常?？赡艹霈F(xiàn)的原因就是：尿素管路泄露、尿素泵泄露、尿素箱泄露等，還有就是尿素噴嘴磨損，導(dǎo)致尿素從噴嘴處泄露。

可能原因：

（1）管路及相關(guān)電器件出現(xiàn)尿素泄露；

（2）噴嘴磨損，導(dǎo)致尿素噴射量增加。

實際解決方法與步驟：

（1）檢查尿素箱、尿素泵、尿素管路等是否有尿素泄露的痕跡；

（2）如果沒有尿素泄露，就啟動車輛，使車輛保持較高功率運行，使排氣溫度達到尿素泵建壓的最低溫度200℃，檢測尿素泵壓力直到穩(wěn)定在9bar左右；

（3）發(fā)動機不要熄火，保持發(fā)動機繼續(xù)怠速運行；

（4）將尿素噴嘴取出排氣管，觀察噴嘴是否有泄露情況；

（5）如果有泄漏，更換新的尿素噴嘴。

結(jié)論：噴嘴磨損嚴重，活塞密閉性差，有泄露尿素的現(xiàn)象。

4 SCR箱及排氣管故障

SCR箱內(nèi)有載體和催化劑，如果發(fā)生故障可能會造成排放不達標，限制發(fā)動機扭矩等。主要有以下幾類：（1）催化劑失效：由于SCR 箱被撞擊，或者被其他物質(zhì)污染覆蓋（比如黑煙中的顆粒），造成催化還原效率降低，最終造成排放不達標，限制發(fā)動機扭矩；（2）SCR箱堵塞：SCR 箱變形或因其他原因堵塞，造成排氣背壓高，嚴重者會出現(xiàn)冒黑煙、發(fā)動機轉(zhuǎn)速抖動、動力不足等故障，同時排放也會受到影響。（3）排氣管被腐蝕：由于尿素溶液具有腐蝕性，所以我們要求排氣管使用不銹鋼材料，且內(nèi)表面光滑，盡可能減少排氣管焊接口。如果排氣管不能滿足以上要求，就有可能造成尿素在排氣管上殘留、腐蝕，造成排氣管損壞。

故障1、排氣管生銹、腐蝕——排氣管加工和安裝欠佳。

故障現(xiàn)象：排氣管約1 個多月時間就腐蝕壞掉，更換排氣管后仍然如此。

故障機理：尿素溶液有很強的腐蝕性，所以噴嘴下游排氣管材料必須為不銹鋼，內(nèi)表面非常光滑，且不允許有焊接痕跡，減少管路接口。如果不符合以上要求，就容易造成尿素殘留，腐蝕排氣管。

可能原因：

（1）排氣管材料問題，抗腐蝕性差；

（2）排氣管內(nèi)表面不光滑，造成尿素殘留結(jié)晶；

（3）排氣管內(nèi)部有焊接痕跡；

（4）排氣管連接口較多。

實際解決方法與步驟：

（1）檢查排氣管是否符合加工安裝要求。

故障2、SCR箱實際平均轉(zhuǎn)換效率低于閾值1（閾值2）——SCR箱老化和結(jié)晶。

故障碼：431/P0420：SCR實際平均轉(zhuǎn)換效率低于閾值1，排放超5；432/P0420：SCR實際平均轉(zhuǎn)換效率低于閾值2，排放超7。

故障現(xiàn)象：故障燈、OBD燈常亮，尿素噴射正常，沒有其他相關(guān)故障。

故障機理：尾氣中NOx濃度較大，已經(jīng)超出了國四法規(guī)要求。如不及時修復(fù)，就會導(dǎo)致發(fā)動機扭矩限制。

可能原因：

（1）發(fā)動機原始排放劣化，后處理系統(tǒng)上游，從增壓器出來后的尾氣的排放太差；

（2）SCR箱劣化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率低；

（3）尿素噴射量誤差大，實際噴射量比設(shè)定值少；

（4）油品不好。

實際解決方法與步驟：

（1）首先檢查、判斷發(fā)動機原始排放是否嚴重惡化，比如嚴重冒黑煙等；

（2）檢驗油品是否太差；

（3）檢查尿素噴嘴是否堵塞、泄露，導(dǎo)致噴射量控制不準；

（4）檢查SCR箱是否老化或結(jié)晶，是否被炭煙覆蓋、堵塞等。

結(jié)論：此故障是因為SCR 箱老化、結(jié)晶，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化效率低，從而排放不達標。有時，尿素噴射量過少，明顯低于設(shè)定值（比如因為噴嘴故障），也會引起此故障。

根據(jù)維修經(jīng)驗總結(jié)國四后處理系統(tǒng)的故障有以下特點：

（1）所有影響后處理系統(tǒng)工作的故障，都會報出閃碼，區(qū)別就是：有些故障很明確（比如，尿素泵加熱電阻絲開路），有些故障范圍較廣（比如，尿素泵建壓錯誤，可能包括尿素管路、尿素泵等故障）。在深入了解后處理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過讀取故障碼，都可以找到排查故障的方向；

（2）有些故障并不立刻報出，需經(jīng)過一定的駕駛循環(huán)或時間才開始報故障。比如，整車廠生產(chǎn)安裝過程中，避免不了插、拔、安裝尿素噴嘴，為防止整車出廠前留下故障碼，車輛使用早期是不報尿素噴嘴相關(guān)故障的；

（3）有些故障修復(fù)后，雖然閃碼燈、OBD燈會立刻熄滅，但需要經(jīng)歷一定駕駛循環(huán)或時間，才可以清除歷史故障代碼（國家環(huán)保部要求）；

（4）有些故障，只有在后處理系統(tǒng)工作過程中才能夠檢測出來，一旦熄火后就成為歷史故障，下次后處理工作時又會報出。比如尿素管路堵塞的故障，剛啟動車輛時，由于后處理系統(tǒng)沒有工作，所以不做管路檢測；當開始建立尿素壓力時，就開始檢查管路是否堵塞，才會報出故障，一旦熄火后此故障消失。

（5）國四后處理系統(tǒng)的故障都屬于部件故障，只要對后處理的工作原理及各個結(jié)構(gòu)了解透徹，就很容易解決。