发动机后处理结构原理

柴油发动机后处理系统故障诊断思路分析1. 引言1.1 引言柴油发动机后处理系统是保障柴油发动机高效、环保运行的重要组成部分。

随着环保要求日益提高，后处理系统在柴油发动机中的作用愈发突显。

随之而来的也是一系列可能出现的故障问题。

故障诊断对于保障后处理系统的正常运行至关重要。

我们有必要对柴油发动机后处理系统的故障诊断思路进行深入分析和研究。

本文将从后处理系统概述、常见故障及原因分析、故障诊断步骤、故障诊断工具和方法、故障排除与修复等方面展开论述，希望能够为工程师们提供一些参考和帮助。

在现代社会，对于环境保护的要求越来越高，因此对柴油发动机后处理系统的故障诊断有了更为迫切的需求。

通过本文的研究，我们希望能够为相关人员提供一些实用的指导，使他们能够更好地诊断和修复柴油发动机后处理系统的故障，从而保障柴油发动机的高效、环保运行。

2. 正文2.1 后处理系统概述柴油发动机后处理系统是针对柴油发动机废气排放中的氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和碳氢化合物（HC）进行处理的系统，主要包括SCR（选择性催化还原）、DPF（颗粒物过滤器）和DOC（氧化催化器）等部件。

后处理系统的主要作用是将发动机废气中的有害物质转化为无害的气体排放，以满足环保要求。

后处理系统的工作原理是利用催化剂将废气中的有害物质在化学反应中转化为无害的物质，其中SCR系统通过尿素溶液喷射进入排气管中与NOx进行反应，将其转化为氮气和水蒸气；DPF系统则通过滤网捕获颗粒物并定期进行再生，将固态颗粒物氧化转化为气态颗粒物排放；而DOC系统则主要是通过氢气和一氧化碳将残余的碳氢化合物氧化为二氧化碳和水。

后处理系统是现代柴油发动机必不可少的重要部分，能有效减少排放对环境的影响。

对后处理系统的正常运行非常重要，需要及时诊断和处理各种故障，保证系统的有效工作。

2.2 常见故障及原因分析1. SCR催化转化剂堵塞：SCR催化转化剂堵塞是柴油发动机后处理系统常见的故障之一。

国四发动机后处理系统国四排放研究背景压燃式柴油机由于柴油及其燃烧方式的特征，排放的HC、CO相对汽油机少的多，但排放的NOx和PM大量并存。

因此，柴油机排放控制的重点应该是降低颗粒物和NOx的排放量。

为了满足欧Ⅳ及以上排放要求，柴油机单靠燃烧改进等机内净化技术已经很难满足越来越严格的排放法规，尾气必须通过柴油机外的排放后处理装置才能达标。

排气污染物限值变化趋势排放控制技术原理及缺点技术路线的选择根据汽车工业发达国家的发展经验，当前主要有两条技术路线：一、EGR+DPF/DOC路线（美国路线）二、优化燃烧+SCR路线（欧洲路线）SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是实现欧Ⅳ/Ⅴ最快捷的途径，也是实现欧Ⅵ的必要手段。

同时，采用SCR技术的发动机可以更有效的降低NOx的排放，并且有明显的节能特点。

决定因素：1、我国能源资源有限，50%以上依赖进口。

SCR技术比EGR技术节油5%～7%。

2、我国目前炼油水平不高，硫含量在250ppm以上。

EGR要求含硫量在50ppm以下。

3、SCR技术有达到国IV以上的排放标准潜力。

国IV机型和国V机型可选用同一发动机技术平台。

国四发动机后处理系统工作原理后处理系统选用了选择性催化还原系统，其作用是先通过优化燃，再使用选择性催化还原SCR来降低因燃烧优化而产生的NOx排放，欧洲普遍采用该系统。

其化学反应原理是采用尿素水溶液作为还原剂，尿素在高温下分解成成NH3和CO2，产生的NH3作为还原剂，将废气中的NOx还原成N2的过程。

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2ONO+NO2+2NH3→4N2+12H2O当SCR系统工作时，电控单元采集柴油机的转速和扭矩信号、排气管中的排气温度信号、催化器温度信号后电控单元根据输入参数，查找存储的尿素喷射脉谱图，计算出此时所需的尿素量。

国六柴油发动机后处理典型故障原因及排查方法研究（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）胡贤淼摘要：随着国六排放的升级，商用车已经全面切换进入国六阶段。

由于国六排放法规的加严，符合国六排放标准的柴油发动机，其后处理结构与国五柴油发动机完全不同，控制系统和逻辑以及产生的故障也更加复杂。

本文通过对国六柴油发动机后处理结构、运行特性和典型故障的研究，分析故障产生的原因，掌握故障对应排查方法，快速解决客户问题，降低故障对客户的影响，可以增加客户的出勤率，提升用户满意度，减少客户经济损失。

关键词：国六排放；后处理故障；驾驶性能限制系统；氧化催化转化器；柴油颗粒捕捉器；选择性催化还原中图分类号：U472.9 文献标识码：A0 引言随着GB 17691—2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》的正式执行，商用车已经全面进入国六阶段。

对比国五阶段后处理相关故障的车辆限制最高扭矩（发动机最大扭矩转速至调速器断油开始点转速间的最大输出扭矩降至外特性扭矩的60%），国六排放法规后处理相关故障的车辆限制区分为初级驾驶性能限制系统（发动机最大扭矩转速至调速器断油开始点转速间的最大输出转矩降至外特性扭矩的75%），和严重驾驶性能限制系统（除初级驾驶性能限制外，限制车辆运行速度至20 km/h，即跛行模式）。

在后处理故障激活驾驶性能限制系统后，对用户带来的感知和影响将更加明显。

如国五轻货运输车辆在后处理故障时虽然被限制最大扭矩，但由于载重较轻，实际上产生影响较小。

而国六激活严重驾驶性能限制系统后，限速至20 km/h 后车辆则无法正常运营。

为快速消除用户对国六车辆后处理故障的抱怨，本文基于现有国六柴油发动机的运行特性，对国六柴油发动机后处理典型故障进行分析，探究故障产生的原因以及排查的步骤，形成可行的诊断方案。

1 典型国六柴油机后处理的结构和原理为满足国六排放法规对NO X 和PM 的严苛要求，国六发动机在国五发动机基础上进一步优化了尿素后处理系统，并增加了后处理颗粒再生系统。

发动机后处理结构原理
1汽车发动机后处理结构
汽车发动机后处理系统是一种过滤和加工汽车排气的技术，它的目的是减少汽车尾气污染物的释放。

汽车发动机后处理系统以排气为主要输入和输出，采用多种技术将汽车排气中的污染物过滤等处理，以达到减少汽车尾气污染的目的。

汽车发动机后处理系统通常由以下两个系统组成：氧化催化剂和DPF(柴油颗粒滤清器)。

1.1氧化催化剂
氧化催化剂是一种滤芯，它通过吸收CO、NOx、SOx等污染物，将其催化氧化为二氧化碳和水，使汽车尾气中汽车污染物减少，从而实现汽车排放环保要求。

1.2DPF（柴油颗粒滤清器）
DPF是一种真空滤芯装置，它采用特殊的陶瓷膜进行颗粒物的过滤，从而将柴油发动机排气中的微小颗粒物过滤掉，达到汽车尾气环保的要求。

汽车发动机后处理系统实施中，有时会出现“堵塞”现象，此时应检查滤芯是否有“堵塞”，确认后该滤芯应及时更换，以避免影响系统的正常运行。

汽车发动机后处理系统原理是以排气为主要输入和输出，采用多种技术将汽车排气中的污染物过滤等处理，从而实现汽车尾气污染物减少，为实现汽车环保提供了有效的手段。

国V SCR 后处理系统工作原理及典型故障分析席佩佩，徐志雷（山东唐骏欧铃汽车制造有限公司，山东 淄博 255100）中图分类号：U464.112 文献标志码：B 文章编号：1003-8639（2018）05-0063-04SCR 系统即选择性催化还原系统（Selective Catalytic Reduction System），是应用于发动机排气系统，将排气中的氮氧化物（NO x ）进行选择性催化还原成氮气和水，以降低NO x 排放量的排气后处理系统。

SCR 后处理系统是国V 柴油机主流配置，分为空气辅助式和无气辅助式。

1 SCR系统构成SCR 系统由催化消声器、计量喷射系统、尿素罐、喷嘴、DCU、管路（尿素吸液管、喷射管、回液管，集成电加热功能）、空气滤清器（空气辅助式专用）、传感器和线束构成。

SCR 系统构成如图1所示。

本文主要介绍SCR 系统的电控部分。

1.1 DCUDCU（Dosing Control Unit）即尿素喷射控制器，外形如图2所示。

主要功能如下。

1）控制尿素喷射 DCU 通过CAN 总线和发动机ECU 通信，获取发动机运行状态参数，同时采集催化器温度信号，实时计算尿素喷射量，并驱动计量泵从尿素箱抽取相应量的尿素，经压力管将尿素送到喷嘴，喷入催化消声器。

 2）控制尿素加热系统工作 尿素溶液在-11℃会结冰，为了保证SCR 在寒冷的冬天也能正常工作，就必须将尿素溶液加热解冻；当DCU 通过尿素箱温度传感器和环境温度传感器断定尿素溶液结冰后，DCU 将会控制冷却水电磁阀（图3）打开，利用发动机冷却液，对尿素箱的尿素液进行解冻。

同时控制尿素管路加热丝得电，对尿素管路进行加热，防止尿素管路结冰。

3）OBD 诊断功能 DCU 可通过CAN 总线向ECU 发送OBD 信息。

识别可能导致排放超标的故障区域，并以故障代码的形式储存在电控单元储存器中，同时点亮仪表OBD 故障灯。

当故障导致排放明显恶化时，激活发动机扭矩限制功能，避免排放进一步恶化，提醒驾驶员尽早进行维修。