后处理系统图
国六后处理系统设计与安装要点及整车测试简介
目录
1.国六后处理系统结构及原理简介 2.国六后处理系统部件介绍 3.国六后处理系统的安装要求 4.国六后处理系统零部件的维护与保养 5.国六环保测试介绍
一、后处理系统结构及原理
图1 后处理系统结构原理图
排气净化消声器由DOC、DPF、SCR催化器三部分组成，柴油机运行过程中，排气 依次流经DOC、DPF、SCR催化器。
烧需要），排气温度就会提高！
装于增压器后的排气节流阀关闭排气道
时，气流的减弱使得增压器转速降低、
效能下降，和进气节流功效相同——降
低了气缸进气量。
1.2.2、DPF主动再生
即便是有了通过节流提高排温、促进DPF再生的手段，DPF的滤网（多孔陶瓷 体）上的沉积物（包括碳烟和不可燃的灰分）仍会不断累积增加，只是沉积速度 明显减缓。
那堆积在DPF壁面的碳烟，会不会把发动
机憋死呢？
国六发动机就有了热管理的概念，简单理
解就是通过进、排气节流控制，来提高排气温
度，使得沉积在DPF壁面的碳烟烧掉；通常柴
油机都是稀薄燃烧（空气给的多，燃油给的
少），因为多余的空气会吸热，这就降低了排
气温度。而适当关闭进气节流阀时，气缸进气
量会降低，实现当量燃烧（空气量刚好满足燃
2.7、SCR选择性催化转化器
SCR 是 Selective（选择性）、Catalytic（催化）、Reduction（还原）的英 文缩写。 其工作原理是排气从增压器涡轮流出后进入消声器中，同时由安装在消声 器上的尿素喷射单元将适量的尿素水溶液以雾状形态喷入消声器中，尿素液滴在高 温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气（NH3），氨气在催化 剂的作用下将氮氧化物（NOx）有选择性地还原为氮气（N2），反应示意图所示。有 时为了防止过多的氨气逃逸造成二次污染，还需要在 SCR 催化剂后方布置促进氨气 氧化成氮气的催化剂。
满足EPA Tier4F 排放标准的后处理系统在振动压路机上的应用
88建筑机械SURVEYING专题论述满足EPA Tier 4F 排放标准的后处理系统在振动压路机上的应用吴 闯，林栋冰，杨全超（徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司，江苏 徐州 221004）［摘要］以徐工12t 单钢轮振动压路机为例，阐述了满足EPA Tier4F 后处理系统的应用设计要点。
［关键词］ EPA Tier4F ；后处理系统；压路机［中图分类号］U415.52+1 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2019）05-0088-02Application of post -processing system meeting EPA Tier4F emission standard in vibratory rollerWU Chuang ， LIN Dong -bing ， YANG Quan -chao近年来，中国出口至美国的工程机械总量稳步增加。
作为进入美国市场的门槛，排放标准是各制造商共同面对的问题。
EPA Tier4F 是美国在2015年已经开始实施的最终Ⅳ阶段排较标准。
本文以徐工12t 级单钢轮振动压路机为例，介绍发动机及后处理系统的相关设计要点。
1 后处理系统应用设计要点发动机的后处理系统主要用于处理发动机废气中的NO X 、PM 颗粒物等污染排放物。
后处理系统通常由EGR 、DOC 、DRT 、SCR 、DEF 、DEF TANK 、DEF SM 等部件组成。
（1）后处理系统的布置形式。
在完成发动机及后处理选型后，需要对后处理系统的布置形式进行设计。
图1提供了几种后处理系统（DOC+DRT+SCR）的常用布置形式。
图1 后处理系统布置图对于单钢轮振动压路机，发动机机舱内的空间十分有限，后处理系统布置难度较大。
本产品后处理系统（DRT+SCR ）的布置方式如图2所示。
空滤器DRTSCR散热器发动机尿素罐尿素泵图2 徐工某型号单钢轮振动压路机后处理布置形式（2）避免后处理器安装在整机剧烈振动的部位。
WISE15C针脚图—国四国五后处理系统—ECU件号1001228607 )
24V输出 能承受电流3A X2-24
1
1
X2-74 24V输出
能承受电流4A 与X2-56之和小于6A
2
2
X2-75 尿素箱水加热(PWM)
6
6
Reduction agent tank valve 尿素箱水加热(PWM)
4
4
5
X2-48 环境温度信号线
7
环境温度地线
X2-32
8
24V输出 能承受电流4A
Inj4H Inj4L Inj5H Inj5L Inj6H Inj6L
Metering Unit
流量计量单元
Injector 1, Bank 1 Injector 2, Bank 1 Injector 3, Bank 1
Injector 4, Bank 2 Injector 5, Bank 2 Injector 6, Bank 2
3
远程油门踏板
4
5
6
多态开关 Multiple state switch
Vehicle speed sensor n 车速传感器(霍尔传感器)
U
L1
Reduction agent tank
U 2
level&temp.
尿素箱液位温度传感器 T 3
U 4
这四个灯如果 是CAN仪表控 制可以不接
t
Catalyst temp. sensor 上游排气温度
25A
电源 +
T15
Ignition switch
T50
Starter switch
发动机转速输出(PWM)
巡航加
巡航减 巡航关闭
Cruise control (+)
后处理系统讲解(原理及故障)5-文档资料
4
仪表
MIL灯 驾驶员报警灯 尿素液位指示灯 DPF碳载量指示灯 DPF再生状态灯 发动机故障灯
5
MIL灯介绍
应GB17691-2018要求，在仪表有Mil灯，用于提示排放相关故障。
国五 或
国六
国六MIL灯和国五区别：国六MIL灯的显示状态更加复杂，但不再和排放限扭有直接联系 。
26
DPF
何时激活主动再生——大量的标定工作保证积碳模型的准确性
27
DPF
变型车
积碳模型VS变型车
以下结构的变化会影响国六后处理 积碳模型的变化： 发动机功率 路谱 排气管长度 车辆功能 进气系统 后处理系统结构
监控项目 尿素液位 尿素质量
尿素消耗低
尿素不喷射
EGR阀卡滞 系统被篡改 尿素解冻不成
功
计时开始
不计时
OBD系统确认故障发 生后
OBD系统确认故障发 生后
OBD系统确认故障发 生后
OBD系统确认故障发 生后
OBD系统确认故障发 生后
满足解冻条件后
驾驶员警告 激活
液位<10%前 计时开始后
计时开始后
计时开始后
DFC_PPDsBattErrSplyLine DFC_PPDsHeatrMonErr DFC_PPDsHeatrOL DFC_PPDsHeatrPcbCirc DFC_PPDsHeatrScb DFC_PPDsHeatrScg DFC_PPDsIDEMon DFC_PPDsIDENegUOff DFC_PPDsIDENegUOn DFC_PPDsIDEPosOverU DFC_PPDsIDEPosScb DFC_PPDsIDEPosScg DFC_PPDsIDEShntCirc DFC_PPDsPwrDcdcMax DFC_PPDsPwrDcdcMin DFC_PPDsSnsrSig DFC_PPDsSnvtyFac DFC_PPDsTempMeaHi DFC_PPDsTempMeaLo DFC_PPDsTempMeaNPL
SCR系统
利用STAR-CD对重型柴油机SCR系统进行布置优化图1 SCR系统原理图尿素选择性催化还原系统（SCR）是未来降低重型柴油机的NOX排放的一种有效方式。
利用计算流体力学软件STAR-CD来模拟混和管中尿素水溶液的喷雾情况，通过计算优化排气管道形状以及喷射位置和喷射角度，避免尿素水溶液撞壁出现沉积，堵塞管路。
20世纪90年代以来，世界各国对发动机排放法规的不断严格，大大推动了发动机技术的发展。
我国从2008年7月１日起全面实施国Ⅲ排放法规，2010年1月1日将要实施国Ⅳ排放法规。
目前，国内的几家大型柴油机厂大都通过机内净化降低碳烟，然后利用SCR系统降低NOX排放的方法来满足国Ⅳ排放法规对碳烟和NOX的限制。
图2 SCR系统网格和边界条件位置图SCR系统包括：尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。
系统的基本工作原理是（见图1）：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被还原为N2，防止泄漏。
一般情况下，消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。
在SCR中发生的化学反应如下：尿素水解：（NH2）2CO+H2O→2NH3+CO2NOX还原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2ONH3氧化：4NH3＋3O2→2N2＋6H2O在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素的水解和热解气相化学反应以及NOX在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。
利用数值模拟研究这些过程，可以优化混和管路的设计和尿素喷射装置的布置，从而优化SCR系统的布置，预测催化效率，减少试验成本。
图3 在某一位置不同的喷射方向本文介绍了在某重型国Ⅳ柴油机的开发过程中，利用CFD工具对管道的几何形状、尿素喷射装置的位置及喷射角度进行优化设计，从而保证在混和管路不出现粒子撞壁后的结晶。
凯龙后处理
25
OBD故障诊断 • 目前已实现的故障诊断功能包括两部分，一是计量泵故障，由计量泵 自行诊断，通过CAN总线上的状态信息帧发送出来，另一部分是由 DCU检测的SCR系统部件故障： • 计量泵故障： 计量泵电磁线圈短路或者开路故障； 计量泵回流管堵塞故障； 计量泵内部加热故障； 压缩空气压力过低故障； 计量泵驱动单元故障； 计量泵EEPROM故障； • SCR系统部件故障： CAN通讯故障； 所有传感器超限故障、开路故障、短路故障、采样值固定输出故 障等； 尿素罐液位过低或过高故障； 冷却水加热电磁阀工作故障； 催化剂是否脱开故障等；
故障模式 7 4 5 5 4 1 4 5 4 5 6 5 18 12 2 19 7 12 19 1 6 5 4 12 12 12 12 7 16 0 11 0 0
故障描述 催化器缺失 短路 开路 开路 短路 尿素罐空 短路 开路 短路 开路 空气电磁阀短路 空气电磁阀开路 压缩空气和尿素流量低 驱动单元故障 内部EEPROM模块故障 CAN通讯故障 回流管堵塞 内部加热器故障 CAN通讯故障 NOx信号 加热器短路故障 加热器开路故障 供电故障 与ECU通讯故障 RAM存储器故障 FLASH存储器故障 EEPROM存储器故障 喷嘴堵塞 排放超5g 排放超7g 加热电磁阀故障 后处理非严重故障 后处理严重故障
4 5
催化器进口温度传感器 催化器出口温度传感器
00CA9 00CAD
7F601 6 计量泵 7F602 7F603 C9A 7 Nox传感器 CA0 CA2 8 9 10 11 12 13 DCU 喷嘴 NOx排放 加热电磁阀 后处理系统 后处理系统 7F600 00DBC 7F401 7F604 00D21 00FFA
康明斯_依米泰克_后处理解析
• ISDe4 除完成一般运行试验外，DCEC 发动机内部整车考核 100 万公里,后期终端客户试验里 程为 350 万公里,确保发动机的使用可靠性;
• 发动机整车三高试验(高温\高原\高寒),能保证发动机具备广泛的应用范围.
• 发动机完全具备国三的控制特性
• 发动机外围尺寸与国三保持一致
ISDe 欧 4 成本优势
燃油系统
CM2150E 双核模块，
采用 Cummins 高压油泵，
在国 III 基础上升级，
系统压力和欧三相同
增加存储能力，软件
采用 CRIN 3 喷油器
增加了 OBD 功能。
Turbocharger
后处理系统
外形尺寸
HX40W 同国三型号相 集成的排放处理系统
国四发动机和国三及未来
同
带一个 Nox 传感器，满足 OBD1+ 国五发动机相同，应用选
应用选件通用
欧 III 型号相同压缩空气驱动的尿素喷射泵
CES 开发喷射算法和喷嘴
ISDe 国四 性能上得到的益处
• 大幅提高扭矩
• 相对国三 ISDe 高达 17%的改进
– 6 缸最大扭矩 1100 Nm
– 4 缸最大扭矩 760 Nm • 功率提高
– 6 缸最大功率 300 ps – 4 缸最大功率 200 ps
• 极大地改进了燃油经济性
– 相对国三 ISDe 降低 7%
• 将尿素的消耗计算在内，如行驶 50,000 英里，油耗的降低相当于每年节省 800 英镑（英国）
• 保养间隔的改进
– 使用 CH-4 以上的润滑油，可保证发动机的良好运行并延长更换周期
– 低排放
– 更低的周期运行成本
国六柴油发动机后处理典型故障原因及排查方法研究
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。
EGR与SCR系统简介
<编号>
部件组成-DOC氧化催化转换器
EGR系统
氧化催化转化器可以降低碳氢、一氧化碳以及部分微粒 氧催化转化器是一个圆筒形的陶瓷载体，中间有许多细长的通道，可以大大增加陶瓷载体内部的表面积 活性催化材料是用真空金属化的方法加到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触时就会被转化 利用发动机尾气热量加热陶瓷体表面的催化剂到足够温度, 有效降低尾气中可分解有机颗粒 > 90 %未燃烧或部分燃烧的HC被转化成水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2.
什么是NOX
柴油机主要污染物
<编号>
包括NO和NO2NO－无色气体NO2－黄褐色气体由氮气与氧气在一定条件下反应生成(例如燃烧)。产生条件：高温富氧足够的反应时间主要产生于柴油机高负荷工况在阳光下与碳氢化合物反应形成构成光化学烟雾最直接的方式是降低缸内燃烧温度
什么是PM
柴油机主要污染物
<编号>
排气经稀释后通过过滤器所收集到的所有沉积物。主要成分包括碳颗粒, 燃油与机油中的重碳氢, 硫酸盐, 硝酸盐及灰分产生条件低温缺氧燃烧不完全主要发生在发动机低负荷，冷启动状态时柴油机产生的颗粒物都是PM2.5 最直接的方式是提高喷射压力和提高缸内温度来控制PM的排放量
以上图片仅供参考
<编号>
部件组成-EGR控制阀
EGR系统
常见的EGR控制阀由发动机电脑控制,接收来自发动机电脑的直流电源 常见的EGR控制阀内为常闭阀 常见的EGR控制阀使用内部电机，克服弹簧力打开 常见的EGR控制阀内部有位置传感器用于指示位置 不要施加外力来开关提升阀。 不可维修。EGR控制阀总成不可解体
<编号>
部件组成-DPF颗粒捕捉器
潍柴国四SCR后处理常见故障及排除方法
目录SCR后处理故障排除指南 ...................................................................................................................................................... 错误！未定义书签。
目录1第一章概述 (3)1.1 SCR后处理概述 (3)1.2 SCR后处理原理 (4)1.3 SCR后处理组成 (4)第二章故障诊断与案例分析 (11)1.1 故障分类 (12)第一类故障：尿素压力建立失败 (13)第二类故障：尿素消耗少 (17)第三类故障：OBD扭矩限制与不可清除代码 (19)第四类故障：OBD灯 (26)第五类故障：尿素加热不放行 (27)第六类故障：NOx转化效率低 (29)第七类故障：NOx转化效率监测不放行 (32)第八类故障：NOx值测量不准确 (34)第九类故障：闻到一股氨气味 (34)第十类故障：尿素结晶 (35)第十一类故障：其他故障 (37)2.2 部件故障分析 (37)（一）尿素管及其接插件：易造成建压困难甚至建不起压力，SCR系统不工作，OBD灯亮，限扭等故障。
(37)（二）尿素泵：易造成不能正常建压和喷射，OBD灯亮，限扭等故障。
(37)（三）NOx传感器：易造成OBD灯亮，限扭等故障。
(38)（四）尿素各个加热继电器：易造成尿素加热不放行，SCR系统不工作等故障。
(38)（五）各个后处理的线束及接插件：各种现象。
(38)附：部件检测 (40)第三章潍柴动力蓝擎国IV柴油机闪码表 (45)3.1故障码的读取 (46)3.2手动清除故障码的方法 (47)3.3潍柴动力蓝擎国IV闪码表（通用于WP高压共轨系列柴油机） (48)第四章ECU针脚定义图及常规测量 ................................................................................................................................ 错误！未定义书签。