淺析重型柴油車SCR加熱系統(tǒng)的工作原理及檢修

山東交通技師學(xué)院 丁行海，朱洪濤

重型柴油車要達到國四及以上排放標準，在尾氣處理上一般要選用適合的SCR系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進行處理。車用尿素溶液成了重型柴油車達到國四排放及以上標準的必備用品。車用尿素溶液是指尿素濃度為32.5%且溶劑為超純水的尿素水溶液，俗稱汽車尿素、汽車環(huán)保尿素，在中國和歐洲稱為AdBlue，在美洲稱為DEF，在巴西稱為ARLA32。車用尿素溶液會在環(huán)境溫度低于-11.5 ℃時開始結(jié)冰，實際應(yīng)用中在-20 ℃時會完全結(jié)冰。

發(fā)動機控制單元（ECU）通過環(huán)境溫度傳感器和尿素箱溫度傳感器來控制加熱系統(tǒng)工作。如果環(huán)境溫度過低或者尿素箱溫度過低，ECU會先為SCR系統(tǒng)加熱，等到（尿素箱、尿素泵、尿素管路）解凍完成后，才會發(fā)出預(yù)注命令。解凍完成后，如果環(huán)境溫度一直較低，系統(tǒng)會保持加熱，防止尿素溶液再次凍結(jié)。

S C R 加 熱 系 統(tǒng) 有2 種方式：電加熱和冷卻液加熱。本文所述的加熱繼電器屬于電加熱。

1 SCR加熱系統(tǒng)的工作原理

博世DeNOx2.2系統(tǒng)對尿素泵和尿素管路采用電加熱方式。尿素泵中有電加熱裝置，尿素管路的外表由加熱電阻元件包裹。加熱時，ECU控制加熱繼電器吸合，由24 V電源給加熱電阻元件供電，從而實現(xiàn)對尿素泵和尿素管路的加熱。加熱控制電路如圖1所示。

車輛接通點火開關(guān)后，如果環(huán)境溫度過低或者尿素箱溫度過低，ECU開始對尿素泵和尿素管路進行加熱，ECU分別控制端子K94、端子K92、端子K50、端子K26、端子K25完成搭鐵，5個加熱繼電器同時吸合，4個加熱元件同時工作。

圖1 SCR加熱系統(tǒng)控制電路

端子K58、端子K36、端子K20監(jiān)測3條尿素管路的加熱電阻元件是否工作，端子K33監(jiān)測尿素泵加熱元件是否工作。當線路接通，加熱元件正常工作時，相關(guān)端子為低電位（接近于0 V），如果某個電路沒有接通，則相應(yīng)的端子保持高電位（24 V），ECU會記錄故障代碼，同時點亮SCR系統(tǒng)故障指示燈，嚴重時會導(dǎo)致柴油機限扭。

2 SCR加熱系統(tǒng)故障1例

故障現(xiàn)象 一輛一汽解放天V車，搭載濰柴WP12.430E40柴油機，電腦板型號為EDC17CV44/54，后處理是博世DeNOx2.2系統(tǒng)，儀表報SCR后處理故障。

故障診斷 接車后首先試車，確認故障現(xiàn)象屬實。連接故障檢測儀讀取故障代碼，讀取到的當前故障代碼為“P0294 尿素加熱主繼電器開路故障”，讀取到的歷史故障代碼有：“P028e 尿素壓力管（泵到嘴）加熱電阻絲對搭鐵短路”“P029a 尿素吸液管（箱到泵）加熱電阻絲對搭鐵短路”“P0287 尿素回流管（泵到箱）加熱電阻絲對搭鐵短路”。

根據(jù)故障代碼描述，首先懷疑加熱系統(tǒng)的主繼電器（圖1中所示繼電器1）故障。該車后處理加熱繼電器與熔絲在駕駛室外熔絲盒里。拔下該主繼電器，測量主繼電器各孔的電壓，測量值均正常。測量該繼電器端子85與端子86間的電阻，測量值為∞ Ω，說明繼電器線圈斷路，主繼電器的安裝位置和內(nèi)部線圈如圖2所示。

圖2 主繼電器位置和內(nèi)部線圈

故障排除 更換尿素加熱主繼電器后試車，故障現(xiàn)象消失，故障排除。