電控柴油機SCR 系統故障診斷策略

陜西工業職業技術學院劉波

柴油機因具有良好的動力性和燃油經濟性被廣泛用于商用車，但其尾氣排放中含有大量的氮氧化物，會造成排放超標，而國六排放法規對柴油機尾氣排放要求極高，傳統的尾氣處理方式難以達到國六要求，由于選擇性催化還原技術（SCR）良好的經濟性、耐久性及對燃料中硫不敏感，同時SCR系統能有效的降低氮氧化物，因此SCR成為首選的后處理模塊，被優先應用于柴油機尾氣排放系統。但該系統結構較為復雜，一旦維護不當或出故障，將會造成尾氣超標更嚴重的后果。因此，該系統的故障診斷與檢修應被重視。

1 SCR系統組成

S CR系統主要由尿素箱（內有循環水路對其加熱）、尿素供給模塊（尿素泵）、空氣濾清器、溫度傳感器、NOx傳感器、SCR系統ECU、噴霧器、氧化催化器、SCR轉換器等組成。SCR系統的組成如圖1所示。

2 SCR系統工作原理

當發動機運轉時，尿素供給模塊中的尿素泵從尿素箱中吸取尿素，SCR系統ECU根據各傳感器信息分析計算出相應尿素量與經空氣濾清器過濾的空氣形成尿素混合氣。尿素混合氣經噴霧器噴入排氣管與發動機尾氣進行相關化學反應。該反應分為兩部分進行：生成還原劑部分和NOx還原部分。

圖1SCR系統的組成

（1）生成還原劑。首先，尿素液在高溫下分解成氨氣（NH3）和氰酸（HNCO）。然后，氰酸（HNCO）和水反應生成NH3和CO2。

（2）NOx還原。NH3與NOx在催化劑的作用下生成無污染的N2和水蒸氣（H2O）。

3 故障分類

SCR系統裝有自診斷系統，能實時監控相關部件，發現與排放有關部件出故障時，通過CAN總線將故障信息發送給發動機ECU，發動機ECU根據故障種類及故障屬性做出相關響應，儲存故障代碼、點亮故障燈，必要時減少噴油量，限制發動機扭矩輸出。因此，及時對SCR系統進行故障檢測與診斷，能有效避免因尾氣排放系統故障而造成的排放超標，同時能使車輛盡快恢復正常狀態，減少運營損失。根據SCR系統的結構及原理，其故障類型有6大類：噴射壓力低、尿素用量大、有氨氣味、尿素結晶、汽車無動力和系統斷開，下面詳細分析故障原因。

（1）噴射壓力低。首先讀取故障代碼，確定故障范圍。重點檢查與噴射相關的部件，噴霧器、尿素供給模塊、排氣溫度傳感器、尿素箱溫度傳感器等。其次，如果是寒冷地區，要重點關注尿素箱加熱是否正常。再次，細心檢查相關管路有無彎曲和老化等現象。

（2）尿素用量大。尿素用量的增大，與系統的供給模塊、噴霧器關系密切。首先，檢查系統是否存在壓力高等故障。其次，檢查儲液箱是否存在泄漏，相關管路是否有泄漏發生。最后，檢查噴霧器是否存在泄漏故障，噴霧器彈簧回位卡死會導致尿素泄漏。

（3）有氨氣味。聞到排氣中有氨氣味，說明尿素液與NOx的濃度不匹配，存在尿素液過剩。首先，讀取故障代碼，確定故障范圍。其次，檢查空氣濾清器，檢查濾清器是否存在阻塞，導致尿素混合氣過濃。最后，重點檢查相關傳感器是否存在故障，重點檢查NOx傳感器、排溫傳感器，因SCR系統采集這些傳感器的信號作為尿素噴射量的決定參數。

（4）尿素結晶。尿素結晶是因為排氣管溫度低及尿素噴射量大導致。首先，檢查排氣管溫度是否達到正常。其次，按照有氨氣味的故障檢查方法，檢查是否存在噴射量過大的故障。最后，確認發動機進氣量是否符合正常情況。

（5）汽車無動力。若SCR系統故障燈亮，同時出現汽車無動力現象，說明尾氣中NOx已超標，導致發動機降低噴油量已達到限制扭矩的方式提醒駕駛人盡快維修。首先，通過診斷儀讀取故障碼，確定故障大致范圍。其次，重點檢查溫度傳感器，NOx傳感器、尿素箱液位傳感器、尿素泵、噴霧器等是否存在故障。最后，關注汽車冷卻系統是否存在故障，導致尿素箱不能被加熱。

（6）系統斷開。通過診斷儀檢查，出現系統斷開，說明SCR系統通電中斷，導致系統不工作，SCR系統與發動ECU系統通信存在故障，導致通信中斷。首先，檢查SCR系統供電是否存在異常。其次，檢查CAN線是否存在短路或斷路故障。最后，檢查SCR系統電腦是否存在異常。

4 結語

SCR系統具有自診斷功能，當發生故障時，系統能做出相關診斷，維修人員通過診斷儀能讀出故障，為維修提供方便。但通過診斷儀只能讀出部分故障或大致故障范圍，但不能確定具體故障點，因此維修人員要從SCR系統的組成、工作原理，故障現象去深入分析，這樣才能有助于維修人員快速判斷和維修故障，減少車輛運營損失，也避免車輛因尾氣超標而造成環境污染。