电控柴油机SCR 系统故障诊断策略

陕西工业职业技术学院刘波

柴油机因具有良好的动力性和燃油经济性被广泛用于商用车，但其尾气排放中含有大量的氮氧化物，会造成排放超标，而国六排放法规对柴油机尾气排放要求极高，传统的尾气处理方式难以达到国六要求，由于选择性催化还原技术（SCR）良好的经济性、耐久性及对燃料中硫不敏感，同时SCR系统能有效的降低氮氧化物，因此SCR成为首选的后处理模块，被优先应用于柴油机尾气排放系统。但该系统结构较为复杂，一旦维护不当或出故障，将会造成尾气超标更严重的后果。因此，该系统的故障诊断与检修应被重视。

1 SCR系统组成

S CR系统主要由尿素箱（内有循环水路对其加热）、尿素供给模块（尿素泵）、空气滤清器、温度传感器、NOx传感器、SCR系统ECU、喷雾器、氧化催化器、SCR转换器等组成。SCR系统的组成如图1所示。

2 SCR系统工作原理

当发动机运转时，尿素供给模块中的尿素泵从尿素箱中吸取尿素，SCR系统ECU根据各传感器信息分析计算出相应尿素量与经空气滤清器过滤的空气形成尿素混合气。尿素混合气经喷雾器喷入排气管与发动机尾气进行相关化学反应。该反应分为两部分进行：生成还原剂部分和NOx还原部分。

图1SCR系统的组成

（1）生成还原剂。首先，尿素液在高温下分解成氨气（NH3）和氰酸（HNCO）。然后，氰酸（HNCO）和水反应生成NH3和CO2。

（2）NOx还原。NH3与NOx在催化剂的作用下生成无污染的N2和水蒸气（H2O）。

3 故障分类

SCR系统装有自诊断系统，能实时监控相关部件，发现与排放有关部件出故障时，通过CAN总线将故障信息发送给发动机ECU，发动机ECU根据故障种类及故障属性做出相关响应，储存故障代码、点亮故障灯，必要时减少喷油量，限制发动机扭矩输出。因此，及时对SCR系统进行故障检测与诊断，能有效避免因尾气排放系统故障而造成的排放超标，同时能使车辆尽快恢复正常状态，减少运营损失。根据SCR系统的结构及原理，其故障类型有6大类：喷射压力低、尿素用量大、有氨气味、尿素结晶、汽车无动力和系统断开，下面详细分析故障原因。

（1）喷射压力低。首先读取故障代码，确定故障范围。重点检查与喷射相关的部件，喷雾器、尿素供给模块、排气温度传感器、尿素箱温度传感器等。其次，如果是寒冷地区，要重点关注尿素箱加热是否正常。再次，细心检查相关管路有无弯曲和老化等现象。

（2）尿素用量大。尿素用量的增大，与系统的供给模块、喷雾器关系密切。首先，检查系统是否存在压力高等故障。其次，检查储液箱是否存在泄漏，相关管路是否有泄漏发生。最后，检查喷雾器是否存在泄漏故障，喷雾器弹簧回位卡死会导致尿素泄漏。

（3）有氨气味。闻到排气中有氨气味，说明尿素液与NOx的浓度不匹配，存在尿素液过剩。首先，读取故障代码，确定故障范围。其次，检查空气滤清器，检查滤清器是否存在阻塞，导致尿素混合气过浓。最后，重点检查相关传感器是否存在故障，重点检查NOx传感器、排温传感器，因SCR系统采集这些传感器的信号作为尿素喷射量的决定参数。

（4）尿素结晶。尿素结晶是因为排气管温度低及尿素喷射量大导致。首先，检查排气管温度是否达到正常。其次，按照有氨气味的故障检查方法，检查是否存在喷射量过大的故障。最后，确认发动机进气量是否符合正常情况。

（5）汽车无动力。若SCR系统故障灯亮，同时出现汽车无动力现象，说明尾气中NOx已超标，导致发动机降低喷油量已达到限制扭矩的方式提醒驾驶人尽快维修。首先，通过诊断仪读取故障码，确定故障大致范围。其次，重点检查温度传感器，NOx传感器、尿素箱液位传感器、尿素泵、喷雾器等是否存在故障。最后，关注汽车冷却系统是否存在故障，导致尿素箱不能被加热。

（6）系统断开。通过诊断仪检查，出现系统断开，说明SCR系统通电中断，导致系统不工作，SCR系统与发动ECU系统通信存在故障，导致通信中断。首先，检查SCR系统供电是否存在异常。其次，检查CAN线是否存在短路或断路故障。最后，检查SCR系统电脑是否存在异常。

4 结语

SCR系统具有自诊断功能，当发生故障时，系统能做出相关诊断，维修人员通过诊断仪能读出故障，为维修提供方便。但通过诊断仪只能读出部分故障或大致故障范围，但不能确定具体故障点，因此维修人员要从SCR系统的组成、工作原理，故障现象去深入分析，这样才能有助于维修人员快速判断和维修故障，减少车辆运营损失，也避免车辆因尾气超标而造成环境污染。