随着SCR技术的普及,市场上的后处理系统也如雨后春笋般涌现,大家都想在尾气后处理的这块“大蛋糕中”分一块。早期,进口产品引领着后处理市场;SCR系统技术路线以空气辅助、纯液力两类为主导,空气辅助的以依米泰克和康明斯ECOFIT为代表,纯液力以博世系统为代表。近些年相继涌现出一大批国产后处理系统;如:凯龙、重汽、恒和、凯德斯等。凯龙、重汽、恒和后处理系统在之前的文章中都有过介绍,今天给大家介绍一下凯德斯后处理系统。
凯德斯系统概述
凯德斯简称KDS,旗下的产品大致分为两类,一、空气辅助 二、非气辅
目前市场上使用较多的是KDS3.1代后处理系统,主要使用在云内、江淮等发动机厂家。与其它空气辅助后处理系统的主要区别在于系统工作原理和尿素泵上,下文将结合一则凯德斯后处理的故障案例详细介绍。
故障案例
基本信息:某品牌国五轻卡、配EDC17CV54的电脑版、后处理装配的是凯德斯3.1后处理系统。
故障现象:车辆仪表故障灯点亮、动力不足,重载的时候明显跑不动、原地加速不限制转速、遇到大坡行驶非常吃力。
结合该车的情况,仪表上故障灯点亮,优先处理故障码,解码仪ECU系统读取到故障码如下:
通过故障码可以判断出,当前系统存在后处理相关故障,一般当我们在发动机系统看到P1400、P1401等故障时,就需要进入后处理系统进一步读取故障码。进入后处理系统,读取故障码如下:
“添蓝或空气流量低”指的就是预注失败的意思,根据故障码进行相关检查。
故障排查过程:
1、将尿素泵总成从尿素罐上拆下,检查尿素罐底部滤芯是否堵塞、进液是否漏气、尿素溶液是否缺少,检查均无异常。
2、检查喷嘴尿素管路是否脱落、漏液、喷嘴喷孔是否异常、尿素泵出液管是否异常;检查发现,尿素泵到喷嘴的管路有结晶。
此处有结晶间接的说明管路内一段时间已经没有尿素流通(说明:该车有段时间不烧尿素了) 。
3、现在的问题,基本锁定在了尿素泵上,重点要检查的是膜片泵总成、泵电机、内部是否堵塞。
模拟排温、起动车辆,能听到尿素泵工作的声音,说明电机应该是好的。下一步就需要拆检尿素泵了。
可以看到,内部膜片泵进液滤网以及压力测试腔内部结晶严重;结晶堵塞了尿素的流通通道,导致无法从尿素罐内吸液。和司机沟通发现,他之前加注过便宜的劣质尿素。
仔细清洗、装好后试车:
试车数据流:
可以看到系统已经正常喷射,故障灯熄灭,至此问题彻底解决。
4、由于司机要求更换新的尿素泵(并将修好的旧尿素泵带走备用),我们进行了更换并装车验证,系统一切正常。
新的尿素泵总成:
看了上面的案例,相信大家对凯德斯尿素泵有了初步的了解,同时是不是也有许多不明白的地方呢?
下面我们带大家来学习凯德斯后处理系统的工作原理及内部组成。
凯德斯3.1尿素系统工作原理
该系统属于空气辅助后处理系统,系统的工作过程可以分为以下5个步骤:
1、自检:
车辆总电源打开后DCU上电;点火开关打开后:NOx传感器上电,DCU激活开始自检初始化。
此过程会进行压缩空气检测:尿素泵内部的空气电磁阀打开,检测整车气源气体压力是否正常,若检测气体压力大于标定数值则进入下个状态,若气体压力小于这个值,则进行数次气体检测,检测失败则报空气压力低故障。自检过程OBD故障指示灯常亮,启动发动机后无故障才会熄灭。
注:自检的时候,泵内部的两个电磁阀会一起打开;压缩空气一路流到喷嘴喷出;另一路到压力测试腔,由压力传感器测试气压,判断当前气压是否满足预注条件,再经尿素喷射管至喷嘴喷出;若检测到压力在正常范围内则进入预注阶段。
2、预注阶段:
当DCU检测到发动机启动后尿素泵开始运转,从尿素罐中抽吸尿素溶液,将尿素液力管路填充满尿素,目的是为了排出尿素管路中的空气。预注成功后将打开空气电磁阀,压缩空气将一直从喷嘴吹出。此时泵将进入等待状态。
注:预注的时候,泵内部的两个空气电磁阀同时关闭,此时泵内没有空气流通。步进电机开始工作,将尿素从尿素罐中抽出,充满整个尿素管路,当系统检测到压力传感器反馈的压力大于0.1Bar(参考值)时,系统会认为尿素已经填满整个管路,提示预注成功,进入喷射等待阶段。
3、喷射等待
该状态为一个过渡状态,尿素溶液填充满整个尿素管路,气体一直从喷嘴的气孔喷出,对喷嘴进行冷却。
注:此过程中尿素泵不工作,空气电磁阀打开,排空电磁阀关闭,喷嘴内一直有气体吹出。
4、喷射阶段:
DCU依据原始氮氧化物、循环油耗、发动机扭矩、进排气空气质量流量、排气温度等参数变量,按照逻辑计算出需要的尿素喷射量;然后将该数据发送给尿素泵,尿素泵从尿素罐中定量抽取尿素溶液,从喷嘴喷射出来,喷射阶段压缩空气会一直从喷嘴喷出。尿素溶液被喷射到排气管中,与发动机排气进行均匀混合并进行化学反应,净化尾气。
后处理喷射条件:
排温>200℃、水温60-70℃以上、尿素溶液不低于10%、环境温度不低于-11℃、压缩空气压力满足系统要求。
注:空气电磁阀打开,步进电机小泵开始运转,将尿素供给到喷嘴,压缩空气和尿素在喷嘴内混合后喷出。尿素喷射量的多少由电机转动的圈数决定,泵转动一圈,所提供的尿素量是一定的,DCU根据泵转动的圈数来判断当前尿素供给量是否合适。
5、排空阶段
钥匙门下电后,尿素泵内部排空电磁阀打开,气体将尿素泵、尿素喷射管和喷嘴内的尿素溶液通过喷嘴吹出;避免尿素泵、尿素管路和喷嘴结晶堵塞。排空采用的是间隔吹扫方式,累计排空43s(不同项目排空时间略有不同)
注:两个空气电磁阀同时打开,步进电机小泵停止运转,压缩空气对泵内部管路及尿素液路进行吹扫,但如上图所示,步进电机内部尿素及进液至步进电机入口的尿素无法排空。
凯德斯3.1尿素泵介绍
看完了故障案例以及系统工作原理,我们再来深入认识下尿素泵。
空气电磁阀:用来控制气路的打开与关闭,并对气体进行调压。当钥匙开关打到ON档时,会打开自检。
电阻:86Ω左右。
断水电磁阀:控制冷却液在SCR系统内部的流通和关闭,开机时会自检。
该部件和其它后处理系统中的加热水阀功能是一样的,用于后处理系统解冻,它集成在了尿素泵内部,上面有两根线,用来控制电磁阀的打开和关闭。
电阻:37Ω左右。
步进电机小泵:接收DCU指令运转,从尿素罐内部抽取尿素以实现预注和喷射。该部件由电机和膜片泵两部分组成,电机由DCU控制,膜片泵和依米泰克的结构类似,尿素的供给量由电机转动的圈数决定。
压力传感器:检测混合室内的压力,并反馈给DCU,判断当前系统状态。
压力传感器用来检测尿素和空气压力,此尿素泵内部只有一个压力传感器,可以分别单独检测尿素和空气的压力,分阶段进行。压力传感器上面有三根线,工作原理和其它系统压力传感器相同,不可以直接按压传感器端面,以防导致传感器损坏。
排空电磁阀:在排空阶段,DCU控制排空电磁阀打开,对尿素泵内部进行吹扫
该电磁阀只有在自检和排空的时候打开,其它时间关闭。电磁阀有两根接线,正常情况下测量的电阻为86Ω左右,和空气电磁阀相同。