金杯輕卡一汽四環(huán)柴油國V發(fā)動機后處理原理設計

潘楠楠

由于環(huán)保部和工信部共同發(fā)布了《關于實施第五階段機動車排放標準的公告》。按照要求，從2016年4月1日起，北京市、天津市、河北省等東部11省市，開始實施機動車國五排放標準；自2017年7月1日起，全國所有地區(qū)制造、進口、銷售和注冊登記的重型柴油車均須符合國五排放標準；全國自2018年1月1日起，所有車型都須符合國五標準要求。國家對機動車排放要求越來越高，目前國內(nèi)輕卡國V車型發(fā)動機及后處理主流配置為高壓共軌+DOC+SCR和高壓共軌+DOC+DPF。金杯一汽四環(huán)所使用的是高壓共軌+DOC+SCR。

高壓共軌技術：高壓共軌電噴技術是指高壓油泵、噴油器、壓力傳感器和ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng)。工作原理是高壓油泵將燃油從油箱里泵出，經(jīng)燃油濾清器至帶壓力調(diào)節(jié)器的高壓油泵將燃油加壓至油軌，油軌分別與各缸噴油器連接。ECU對壓力調(diào)節(jié)器控制穩(wěn)定油壓。壓力傳感器實時傳遞壓力信號至ECU，保證油軌壓力穩(wěn)定，使過多的燃油返回燃油箱。

DOC：氧化型催化轉(zhuǎn)化器簡稱DOC，是安裝在發(fā)動機排氣管路中，通過氧化反應，將發(fā)動機排氣中一氧化碳和碳氫化合物轉(zhuǎn)化成無害的水和二氧化碳的裝置。

SCR：selective（選擇性）、catalytic（催化）、reduction（還原）的英文縮寫。其工作原理是將還原劑噴入排氣管，排氣中的氮氧化合物在催化器的作用下與還原劑反應被還原成氮氣和水，SCR 系統(tǒng)目前采用的還原劑是尿素。

一汽四環(huán)發(fā)動機所采用的是依柯卡特非空氣輔助噴射系統(tǒng)的SCR 系統(tǒng)，本系統(tǒng)由催化消聲器、尿素泵、尿素箱、尿素噴嘴、傳感器、控制單元（DCU）及相應的管路和線束構(gòu)成。尿素泵內(nèi)置控制裝置，可控制內(nèi)部柱塞泵按既定程序工作，DCU 通過CAN 總線與發(fā)動機ECU 通訊，獲得發(fā)動機允許參數(shù)，再加上催化器溫度信號，計算出尿素噴射量，通過CAN 總線控制尿素泵噴射適量的尿素到排氣管內(nèi)，尿素在排氣管內(nèi)遇到高溫分解成氨氣，與排氣充分混合后進入SCR 催化器，NH3 和NOx 反應生成氮氣和水，排出到大氣。

一汽四環(huán)SCR電氣原理詳述：

1、DCU工作狀態(tài)：當點火開關開到ON檔，控制單元（DCU）41腳高電位，DCU收到工作指令。蓄電池高電位通過20A保險絲再到后處理主繼電器進入16腳，后處理主繼電器閉合。蓄電池通過20A保險絲再到繼電器觸點進入45腳，DCU得到供電。

2、計量噴射泵工作：計量泵得到ON檔信號后，15腳高電位，計量噴射泵進入自檢階段，幾秒鐘后進入工作狀態(tài)，6腳是計量噴射泵供電針腳，9腳為公共地，計量噴射泵（16腳、17腳）與DCU（29腳、30腳）之間通過can通訊得到DCU指令控制噴射還原劑的噴射量。計量噴射泵13腳、14腳為控制噴射閥連接針腳。計量噴射泵本身自帶環(huán)境溫度傳感器，當環(huán)境溫度低于-5℃時，計量噴射泵開啟加熱模式防止尿素罐、計量噴射泵結(jié)冰。

3、NOx傳感器工作：NOx傳感器1腳得到ON檔的供電后，進入工作狀態(tài)，2腳為公共地；NOx傳感器（3腳、4腳）與DCU（29腳、30腳）之間通過can通訊，將收集到排氣中NOx化合物信息實時傳遞給DCU。

4、SCR后排溫傳感器：SCR后排溫傳感器將采集到的排氣溫度信息實時傳遞給DCU。

5、SCR尿素管路加熱：當環(huán)境溫度低于-5℃時，DCU1腳低電位，蓄電池通過20A保險絲 、后處理貯繼電器、管路加熱繼電器到DCU1腳，管路加熱繼電器閉合，使蓄電池通過10A保險絲 、管路加熱繼電器觸點、后處理管路加熱器、公共地連通，后處理管路加熱器進入工作狀態(tài)，防止管路結(jié)冰堵塞。

6、can通訊：DCU執(zhí)行J1939協(xié)議與發(fā)動機ECU之間建立can通訊（37腳、38腳），從而得到發(fā)動機的工況，根據(jù)發(fā)動機的工況來控制SCR系統(tǒng)。

《現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)構(gòu)造原理與故障診斷》北京理工大學出版社.2006年2月第二版

《汽車電子技術》.機械工業(yè)出版社.2003年2月第一版

《汽車工程手冊設計篇》.人民交通出版社.2001年5月第一版