排气管消声器原理了解吗？解析尿素泵工作原理

2023-04-19 23:50:29 汽车指南

全球柴油诊断

领导品牌

依米泰克（Emitec）尿素泵的诞生是在欧洲即将执行欧四排放前，还没有人生产车用尿素泵，康明斯在欧洲选择了SCR系统路线之后，就找到了格兰富，与格兰富一起开发了格兰富尿素泵。于是格兰富车用尿素泵诞生了，并成功在欧洲量产。格兰富后来将这款车用尿素泵卖给了依米泰克，格兰富尿素泵由此改名为依米泰克尿素泵。依米泰克是做催化剂的，在获得尿素泵技术后，它在柴油后处理的竞争能力得到了很大的提升。

市场上主流的后处理系统分为两类，一类是以博世为代表的纯液力的后处理系统，还有一类就是以依米泰克、康明斯等厂家为代表的空气辅助型后处理系统。两种系统虽然原理不同，但都能有效的降低尾气中的氮氧化物。

PART 1/后处理系统布局

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PART 2/后处理系统工作原理

依米泰克尿素泵采用的是压缩空气辅助喷射，通过CAN通讯线与发动机ECU进行通讯，获得发动机的实际运行参数，加上排气管温度传感器反馈的信号，计算出尿素喷射量，控制尿素泵计量喷射单元喷射尿素溶液到排气管中。压缩空气的作用主要是起雾化作用，使尿素溶液经喷嘴后尽可能的雾化。

尿素溶液在排气管中遇高温分解成氨气（NH3），与排气充分混合后进入SCR催化消声器，在催化消声器里，NH3和NOx发生反应生成氮气和水，排出到大气中。

由于尿素溶液在-11℃以下会结晶，因此在寒冷地区行驶的车辆需要加热装置解冻。需要加热的部件分别是尿素箱、尿素管路和尿素泵，其中尿素管路采用电加热，尿素箱采用发动机冷却液加热。

依米泰克气助SCR系统工作原理分为：初始化状态（待机）、建压状态、喷射状态、清空状态。

2.1

初始化阶段

点火开关打开，发动机不启动，尿素泵进入初始化阶段，此时电机会运转一下，使驱动轮上的参考点与电路板上的检测点对正，尿素泵自检所有内部电气部件，压力开关、温度传感器等。

2.2

建压阶段

空气切断电磁阀关闭，压缩空气暂时不进入尿素泵。尿素泵电机启动，带动隔膜泵8工作，将尿素溶液从尿素罐抽到尿素泵内。尿素溶液先经过单向阀9、单向阀7、压力开关10、空气开关11，回流到尿素箱中，然后尿素泵内部电路板控制空气切断电磁阀线圈1，将空气电磁阀2打开，压缩空气经过阀腔3、混合腔空气单向阀4，混合腔5，吹向尿素喷嘴，冷却尿素喷嘴。

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2.3

喷射阶段

等待喷射：建压完成后，空气切断电磁阀打开，空气压力调节到400kpa，进入尿素泵内部，吹向尿素喷嘴，系统是否喷射由发动机ECU根据设定中的氮氧化合物和排气温度等进行控制。

进行喷射：进入喷射状态后，压力开关一直保持1的状态。尿素泵通过CAN通讯线获取ECU或DCU喷射命令和目标值，计算喷射量，将定量尿素溶液与压缩喷射到排气管中。

尿素泵工作，膜片运转一次向管路注入0.8mL尿素溶液。

空气压力调节到400kpa、尿素压力300kpa。

排气温度，进口和出口温度超过200℃。

2.4

清空阶段

点火开关关闭后，尿素泵电机停止工作，压缩空气切断电磁阀仍然打开，压缩空气进行吹扫尿素泵内部、喷射管路和喷嘴，将尿素泵系统残留的尿素溶液从系统排除，目的是为了防止管路结晶，清空30秒后，空气切断电磁阀关闭，尿素泵进入待机状态。

特殊情况：如果在发动机正常运行期间，SCR系统故障变为现行故障，SCR系统将关闭。但首先排空尿素系统。

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PART 3/尿素泵系统结构介绍

3.1

尿素泵外部结构

3.2

尿素泵针脚定义

3.3

尿素泵内部结构

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PART 4/尿素泵系统电气部件介绍

4.1

空气切断电磁阀

功能：控制压缩空气是否进入尿素泵内部，控制压缩空气维持在400kpa。

电池发线圈电阻值：12Ω。

4.2

尿素泵电机

功能：尿素泵电机启动，带动隔膜泵工作，将尿素溶液从尿素罐抽到尿素泵内。进行建压。

供电：24V,工作时约为8V。

4.3

压力开关

功能：检测尿素压力建立是否成功，压力低于220kpa压力开关断开，220-280kpa压力开关闭合。

压力开关相当简单，就是一个弹簧膜片连接触点的方式。原始状态是0，当尿素产生压力挤压弹簧片，弹簧接触到触点后就会闭合，闭合后压力开关的状态变会为1。

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4.4

偏心轮传动机构

功能：由电机带动工作，将尿素溶液从尿素罐抽到尿素泵内。进行建压。

4.5

铝板加热模块

4.6

电路板

功能：尿素泵内部电气部件供电、具有自我诊断、控制尿素泵建压、喷射、清空。

CAN通讯、发送OBD信息。

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4.7

尿素箱水加热电磁阀

功能：水加热电磁阀用于尿素箱尿素加热解冻使用，当ECU或DCU控制单元通过尿素箱温度传感器感应到尿素箱尿素温度低于0℃设定值时，此时电控单元控制水加热电磁阀打开，热的发动机冷却液通过加热管道流向尿素箱，使尿素箱的尿素温度迅速上升到5℃设定值。（不同厂家设定值不一致。）

线圈电阻值：为46±0.3Ω、线圈电感450mH、绝缘电阻≥10M Ω。

4.8

尿素箱液位及温度传感器

功能：

1、检测尿素溶液温度。

2、检测液位高度，满液位和零液位，空罐时向ECU发出报警信号。

通过发动机防冻液对尿素溶液进行加热。

尿素箱液位及温度传感器为一体式，安装在尿素箱内部。尿素液位越高、电阻越小、信号电压越小；尿素温度越高、电阻越小、信号电压越小。

4.9

排气管温度传感器

功能：用来控制NOx传感器的露点检测、尿素喷射的控制、喷射量的修正。

排气温度低于200℃，将停止尿素喷射。

电阻值：20℃左右时，传感器电阻约为200 Ω、信号电压约为0.9V。

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4.10

环境温度传感器

功能：检测大气环境温度，用于合理性判断，OBD中断监控以及尿素加热控制。

环境温度传感器和水温传感器相同，均为热敏电阻式传感器，外界温度的变化引起传感器电阻发生变化，不同的温度对应不同的电阻，ECU测试电阻所在电路的分压值，从而判断环境温度。冬季后处理系统解冻过程中，作为尿素管路系统解冻开始与结束时间的参考数据。

环境温度传感器电阻值：

4.11

DCU

功能：计算尿素喷射量、化冰控制、催化温度和尿素液位温度传感器信号处理，支持ODB。尿素控制过程：通过CAN总线和发动机ECU通讯，获取发动机运行状态数据，同事采集催化器前后温度信号，根据设定好的各种脉谱，适时计算发动机实际工作状态下SCR系统的尿素喷射量，从而使发动机排气中的NOx成分被精确还原。

4.12

氮氧传感器

功能：氮氧传感器内置的三个腔体，将尾气中的O2分离，再将尾气中的Nox分解成N2和O2，以此计算出尾气中的NOx含量，经过传感器自带的控制器分析、计算，以CAN报文的形式发送到ECU或后处理控制单元（DCU），检测排气管中NOx的PPm值，用于OBD监控，当氮氧超过设定值时，ECU限制发动机扭矩。

传感器CAN通讯线电阻值测量：

测量线束CAN-H和CAN-L之间的电阻值约为60Ω左右。（个别车系约为120Ω左右）

4.13

压缩空气滤清器

功能：进入计量泵的压缩空气需经过油气分离过滤，颗粒过滤（过滤直径不大于0.1毫米），因此需要安装油气分离器。通过按油气分离器底部的插针可以检测内部是否存在空气，油气分离器应垂直安装，放气口朝下。油气分离器上标有气体流动方向，安装时请注意；安装在易于接近的地方，利于定期维护。注意事项：若发现油气分离器内部滤网有较多的油水杂质，利用煤油或者汽油清洗，然后用清洁的压缩空气吹干或者晾干，最后安装上即可。如若堵塞较为严重，必须进行更换。