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【DTS維修案例】國四SCR后處理系統(tǒng)典型故障全面解析

發(fā)布者: DTS     發(fā)布時間:2016年10月26日

國四SCR后處理系統(tǒng)典型故障全面解析



一、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(zhǔn)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(jī)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。


1、尿素液位傳感器電壓高于上限(低于下限)——傳感器接插件退針


故障現(xiàn)象:
故障燈、OBD 燈常亮,報出閃碼445(尿素液位傳感器電壓高于上限),儀表中尿素液位的顯示不準(zhǔn)確。
故障機(jī)理:
此故障一般是由于傳感器線束或接插件開路引起,請檢查傳感器接插件1 號針腳(ECU 針腳K57)是否出現(xiàn)開路、與電源短路的故障。如果不能解決,進(jìn)一步檢查其他針腳、線束是否有故障。
可能原因:
1)尿素液位傳感器接插件或整車線束大插頭退針;
2)尿素液位線束開路或虛接;
3)K57 與電源短路;
4)尿素液位傳感器損壞。
實際解決方法與步驟:
1)檢查尿素液位傳感器接插件和線束;
2)拔下尿素液位傳感器接插件,檢查是否存在針腳退針造成線束開路;

3)如有,重新固定插針。


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

故障現(xiàn)象:尿素液位顯示不準(zhǔn)確(比如,尿素很少時,儀表顯示尿素100%),尿素溫度與當(dāng)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(jī)理:這種故障一般是由于尿素箱傳感器與主機(jī)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(biāo)定不匹配,液位溫度顯示錯誤。

可能原因:1)司機(jī)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(jī)廠技術(shù)人員重新標(biāo)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:1)檢查尿素箱及傳感器,核實與原車尿素箱是否相同;



二、尿素泵故障


尿素泵的故障主要有兩個方面,機(jī)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(jī)、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(jī)械故障指尿素泵堵塞、尿素泵內(nèi)部機(jī)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。


1、尿素?fù)Q向閥執(zhí)行高端開路——尿素泵12 孔接插件退針

故障碼:452:尿素?fù)Q向閥執(zhí)行高端開路;451:尿素泵電機(jī)驅(qū)動開路。

故障現(xiàn)象:故障燈、OBD 燈常亮,尿素不消耗。

故障機(jī)理:尿素?fù)Q向閥在尿素泵12 孔接插件內(nèi),由ECU控制,它的作用是:為防止尿素溶液殘留在管路和泵內(nèi),每次發(fā)動機(jī)熄火后,換向閥工作,90 秒內(nèi)將管路內(nèi)的尿素溶液倒吸回尿素箱。像這種同時報出多個故障,且在同一個接插件內(nèi),接插件出現(xiàn)故障的可能行較大,比如鎖片松動導(dǎo)致退針,或者接插件進(jìn)水等。

可能原因:1)接插件松動或退針;2)接插件進(jìn)水;3)相關(guān)線束故障。

實際解決方法與步驟:1)檢查尿素泵接插件;2)發(fā)現(xiàn)接插件內(nèi)個別針腳退針;3)將退針的線束修復(fù)后,故障消除。

結(jié)論:尿素泵接插件退針,導(dǎo)致?lián)Q向閥、尿素泵電機(jī)的開路故障。


2、SCR 尿素壓力建立錯誤——尿素泵內(nèi)部機(jī)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(jī)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(jìn)行檢測。當(dāng)發(fā)動機(jī)啟動之后,尿素泵多次嘗試對尿素建壓,如尿素壓力仍達(dá)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(jī)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(jī)械故障,無法正常吸尿素,導(dǎo)致建壓失敗。


三、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(jìn)行判斷。2)噴嘴機(jī)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(jìn)入,導(dǎo)致噴嘴堵塞;或由于其他原因,造成噴嘴變形、斷裂等。以上,凡是會影響尿素噴射及排放的故障,都有可能限制發(fā)動機(jī)扭矩。


1、SCR 尿素噴嘴驅(qū)動高端對電源短路——噴嘴針腳線束故障

故障碼:453/ P2049:SCR 尿素噴嘴驅(qū)動高端對電源短路。

故障現(xiàn)象:故障燈、OBD 燈常亮,并報出453(SCR 尿素噴嘴驅(qū)動高端對電源短路)的故障。

故障機(jī)理:尿素噴嘴電磁閥有兩個針腳,K09、K10 對應(yīng)接插件編號2、1,,K10 指電磁閥的驅(qū)動高端,K09 驅(qū)動低端。此故障指的就是K10 針腳與電源短路,需檢查K10 接插件及線束。

可能原因:1)接插件故障,導(dǎo)致K10 電源短路;2)K10 相關(guān)線束故障,導(dǎo)致與外部電源短路。

實際解決方法與步驟:1)檢查噴嘴接插件,沒有損壞或短路;2)測量K10 針腳電壓,約24V,超出正常范圍;3)檢查整車線束大插頭,發(fā)現(xiàn)噴嘴 K10 線束與其他帶電線束短路;4)修復(fù)線束后,故障消除。

結(jié)論:整車線束大插頭中的噴嘴線束(K10)與電源短路。


2、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(yuǎn)大于1/20。沒有他其他相關(guān)故障。

故障機(jī)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。可能出現(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(yùn)行,使排氣溫度達(dá)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(jī)不要熄火,保持發(fā)動機(jī)繼續(xù)怠速運(yùn)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(yán)重,活塞密閉性差,有泄露尿素的現(xiàn)象。



四、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(dá)標(biāo),限制發(fā)動機(jī)扭矩等。主要有以下幾類: 

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(dá)標(biāo),限制發(fā)動機(jī)扭矩;SCR 箱堵塞:SCR 箱變形或因其他原因堵塞,造成排氣背壓高,嚴(yán)重者會出現(xiàn)冒黑煙、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速抖動、動力不足等故障,同時排放也會受到影響。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。

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(jī)理:尿素溶液有很強(qiáng)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。


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(jī)理:這兩個故障是指尾氣中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(jī)扭矩限制。

可能原因:1)發(fā)動機(jī)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(jī)原始排放是否嚴(yán)重惡化,比如嚴(yán)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(zhǔn);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(dá)標(biāo)。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。




五、尿素管路故障


后處理系統(tǒng)共包括3 段尿素管路,最容易出現(xiàn)3 類故障:管路堵塞、管路泄露及管路彎折。 
管路堵塞:一般由于尿素結(jié)晶或者尿素質(zhì)量差引起,會影響尿素噴射和建壓,造成排放不達(dá)標(biāo);管路泄露:原因主要兩種,管路接口型號不符或者接口密封不好,導(dǎo)致尿素泄露;管路老化或磨損,造成尿素泄露。管路彎折:管路彎折會造成尿素建壓失敗或者噴射故障,導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)。

1、SCR 尿素壓力建立錯誤——壓力管路泄露


故障碼: 441:SCR尿素壓力建立錯誤。

故障現(xiàn)象:故障燈、OBD 燈常亮,NOx 排放超標(biāo),尿素不能正常噴射。

故障機(jī)理:當(dāng)排氣管溫度達(dá)到建壓的最低溫度時,尿素泵就開始嘗試建壓,并檢測所有尿素管路及尿素泵、噴嘴是否存在泄露或堵塞的故障。如果長時間尿素壓力達(dá)不到9bar,ECU 就懷疑有尿素泄露,并報出此故障,后處理系統(tǒng)停止工作。

可能原因:1)尿素管路接錯,或吸液管有尿素泄露;2)壓力管有泄露;3)尿素泵故障。

實際解決方法與步驟:1)檢查吸液管是否有接錯、泄露、彎折的地方;2)檢查壓力管是否泄露;3)發(fā)現(xiàn),壓力管與尿素泵接口密封較差,有尿素泄露;4)重新連接、加固后,再次跑車后,故障消失。

結(jié)論:尿素壓力管泄露,導(dǎo)致尿素泵內(nèi)壓力遲遲達(dá)不到9bar,所以就報出此故障。一般情況,管路的泄露或堵塞容易引起此故障,如果確認(rèn)管路正常后,不排除尿素泵本身故障。


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