2019年是國六柴油機(jī)爭奪戰(zhàn)的決勝年。

國六排放法規(guī)的實(shí)施對于國內(nèi)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)既是機(jī)遇，同時(shí)又是挑戰(zhàn)。

       國內(nèi)主流柴油發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)，如濰柴、玉柴、錫柴、大柴、康明斯等，多爭先恐后的推出自家國六產(chǎn)品，前沿技術(shù)的升級、技術(shù)的革新，一次次刷新柴油車后市場服務(wù)人員對技術(shù)的認(rèn)知，市場的殘酷競爭，促使我們必須主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識，不斷接收新技能，逆水行舟,不進(jìn)則退。

       今天聯(lián)盟小哥提前跟大家分享，康明斯NS6國六后處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，相信很快大家就能在市場上接觸或者維修到，希望通過此文可以幫助到同行業(yè)的師傅們提前做好迎戰(zhàn)國六后市場服務(wù)的準(zhǔn)備。

系統(tǒng)構(gòu)架

1、國六與國4/5后處理結(jié)構(gòu)對比

-相較于國5硬件多出一套DOC+DPF，軟件多出熱管理及再生控制

-更多的傳感器，控制變得更精確，但也是控制系統(tǒng)更復(fù)雜；

-極低排放限制，要求極高精度的計(jì)量噴射系統(tǒng)。

2、國六后處理零件列表

DOC/DPF及再生介紹

1、什么是氧化催化器DOC？

      DOC的載體有陶瓷和金屬之分，通常陶瓷是堇青石的，金屬的種類較多，鐵、銅、黃銅等。載體上涂層，涂層主要是貴金屬成份，如：鉑、銥、鈀等。并且起催化化作用的主要是這些涂層上的貴金屬。

功能：

該技術(shù)使用含有貴金屬的催化劑使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的HC，CO，NO和顆粒表面的可揮發(fā)性成份進(jìn)一步氧化,從而降低HC,CO,PM的量，氧化（燃燒）注入到DOC內(nèi)的碳?xì)浠衔铮ú裼停瑸镈PF再生提供高溫環(huán)境

2、什么是顆粒物捕集器DPF ？

發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣進(jìn)入DPF后，氣態(tài)污染物在前端DOC被氧化并同時(shí)生成后端氧化碳顆粒物所需要的 NO2 。固態(tài)碳顆粒污染物被后端過濾器捕捉并通過催化劑的作用被氧化成二氧化碳。在正常的情況下，固態(tài)碳顆粒污染物在600度的高溫下才能被氧化成為CO2。

DPF定義

DPF是一個(gè)濾芯，把發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的所有黑煙全部收集在這個(gè)濾芯里，降低車輛的顆粒物排放。

DPF結(jié)構(gòu)

壁流式結(jié)構(gòu)，將流經(jīng)DPF的PM過濾在DPF內(nèi)部。

3、什么是DPF再生？為什么要再生？

什么是DPF再生

顆粒捕集器中收集到的黑煙（碳顆粒）越來越多，慢慢的就會(huì)導(dǎo)致排氣背壓高從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。把這些收集到的黑煙通過排氣加熱的方式燒掉的過程叫再生。

為什么需要再生

再生后的濾芯又可以保持通暢，不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能

DPF再生分類

被動(dòng)再生

      被動(dòng)再生一直都在進(jìn)行，只是由于排氣溫度不同，被動(dòng)再生的速度有所不同而已。

主動(dòng)再生

-行車再生

發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行到中負(fù)荷后時(shí)自動(dòng)執(zhí)行；例如跑高速，跑省道，發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)自動(dòng)執(zhí)行行車再生。

-原地再生

在城市工況、堵車等低速低負(fù)荷工況運(yùn)行一段時(shí)間后，需要司機(jī)停車后按動(dòng)車上的再生按鈕來執(zhí)行再生，通常當(dāng)再生指示燈點(diǎn)亮后就可以執(zhí)行原地再生。

4、后處理系統(tǒng)指示燈

5、后處理系統(tǒng)故障指示及代碼介紹

6、執(zhí)行原地再生指導(dǎo)

1、當(dāng)再生指示燈(圖1)點(diǎn)亮或閃爍時(shí)，在安全前提下請務(wù)必就近停車，拉起駐車制動(dòng)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，按下原地再生開關(guān)（圖5），執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)原地再生，需要30至45分鐘

2、原地再生時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有明顯升高（1500轉(zhuǎn)），待發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)恢復(fù)至怠速后，再生指示燈（圖1）熄滅后可以正常行駛。

3、再生過程中不允許對發(fā)動(dòng)機(jī)有任何操作,如按下再生開關(guān)后無反應(yīng)，請檢查離合是否踩下、剎車制動(dòng)是否踩下、油門踏板是否踩下、巡航和動(dòng)力輸出（PTO）開關(guān)是否按下、空調(diào)開關(guān)是否按下、禁止再生開關(guān)（圖4）是否按下。

4、如再生指示燈(圖1)熄滅，熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)等待五分鐘后，連續(xù)執(zhí)行三次點(diǎn)火循環(huán)，即可熄滅OBD故障指示燈(圖2) 。

注意：

再生期間渦輪增壓器會(huì)發(fā)出輕微的“突突”聲。這屬于正?，F(xiàn)象。

DPF上的干碳煙和有機(jī)物再生后生成灰分（Ash），灰分不能主動(dòng)清除，累積到一定程度需要人工清除。

系統(tǒng)傳感器介紹

1、壓差傳感器

作用：測量DPF進(jìn)口和出口的壓力差，為DPF再生和OBD診斷提供數(shù)據(jù)

原理：DPF進(jìn)口與出口之間的壓力之差，作用在隔膜上，會(huì)造成其電阻值的變化，這個(gè)差值會(huì)被轉(zhuǎn)換成壓差信號，通信給ECM控制單元。

傳感器內(nèi)部工作原理

施加在隔膜上的壓力通過硅片傳遞引起電阻值改變 。

2、熱電偶溫度傳感器

原理

-熱電偶是常用的測溫元件,是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí)，當(dāng)兩接合點(diǎn) 熱電偶溫度不同時(shí)，就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流，這種現(xiàn)象成為“熱電效應(yīng)”

-如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時(shí)，顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢所對應(yīng)的溫度值。

-熱電偶的熱電勢將隨著測量端溫度升高而增長，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長度、直徑無關(guān)。

由不同電極材料A、B組成的熱電偶，當(dāng)冷端溫度T0恒定時(shí)，產(chǎn)生的熱電勢在一定的溫度范圍內(nèi)是熱端溫度 T 的單值函數(shù)(賽貝克效應(yīng))

3、氮氧化物傳感器

采用進(jìn)口/出口兩個(gè)氮氧化物傳感器方案，采用更精確的閉環(huán)控制邏輯。

部件位置:

國六NOx傳感器有兩個(gè)，分別布置在后處理系統(tǒng)的進(jìn)口和出口，且不能互換。

氮氧化合物傳感器由三個(gè)部分組成：

1、傳感頭

2、連接電纜

3、控制模塊

注意：用水沖洗工作中的氮氧傳感器會(huì)導(dǎo)致傳感器損壞。

工作過程

1、當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，NOx傳感器將加熱到100 ℃ 。

2、之后等待ECM發(fā)出一個(gè) “露點(diǎn)”溫度信號（Dew Point） 

-“露點(diǎn)” 溫度是指：在這個(gè)溫度后排氣系統(tǒng)內(nèi)將不會(huì)有能損壞NOx傳感器的濕氣存在。目前露點(diǎn)溫度被設(shè)定為140℃，溫度值是參考EGP的出口溫度傳感器測出的數(shù)值。

3、傳感器當(dāng)接收到ECM發(fā)來的露點(diǎn)溫度信號后，傳感器將自行加熱到一定溫度（最大可為800 ℃ ）

4、加熱到工作溫度后，傳感器開始自檢工作。

5、自檢通過后，傳感器將氮氧化物值發(fā)送到CAN總線上，發(fā)動(dòng)機(jī)ECM通過這些信息對氮氧化物的排放進(jìn)行監(jiān)測。

UL2.2計(jì)量噴射系統(tǒng)

1、結(jié)構(gòu)介紹：

UL2.2 尿素泵結(jié)構(gòu)：

尿素泵設(shè)計(jì)：容積式液泵設(shè)計(jì)，隔膜設(shè)計(jì)將流體與電機(jī)分開，調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速800-3500RPM。

功能：給噴射閥提供壓力，主濾芯過濾尿素。

防凍設(shè)計(jì)：當(dāng)泵關(guān)閉時(shí)，泵內(nèi)壓力會(huì)自然衰減，主濾芯不會(huì)因結(jié)凍而損壞，尿素泵能承受尿素冷凍后膨脹的體積。

解凍能力：來自發(fā)動(dòng)機(jī)升溫后的冷卻液在尿素泵內(nèi)循環(huán)使之解凍，直接通過金屬結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)特性給泵內(nèi)尿素解凍。

UL2.2 噴射閥結(jié)構(gòu)：

噴射閥設(shè)計(jì)：具有脈寬調(diào)制功能的電磁閥 ，液/電分離設(shè)計(jì)能保護(hù)電子器件，噴射閥內(nèi)安裝壓力傳感器，進(jìn)口安裝濾網(wǎng)防止碎片進(jìn)入。

功能：使尿素霧化后噴入混合器，在關(guān)機(jī)時(shí)使系統(tǒng)減壓，進(jìn)口濾芯過濾尿素雜質(zhì) 。

解凍：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣解凍噴射閥，直接通過金屬結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)溶解泵內(nèi)尿素。

冷卻：尿素液循環(huán)冷卻噴射閥。

2、工作原理

工作階段

*注意：若無特殊說明泵內(nèi)壓力均為相對壓力

待機(jī)準(zhǔn)備階段

■鑰匙打開，系統(tǒng)自檢

-待機(jī)階段持續(xù)1秒

■當(dāng)以下狀態(tài)都滿足時(shí)，會(huì)收到預(yù)注命令

-發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

-尿素罐溫度高于-4度         

-無后處理相關(guān)故障（尿素罐/泵/噴射閥等相關(guān)故障）

-系統(tǒng)（尿素罐/泵，噴射閥，尿素管線）解凍完成

預(yù)注建壓過程

■噴射閥沒有向分解管內(nèi)噴射尿素

■ECM向泵下達(dá)指令

-ECM繼續(xù)控制泵電機(jī)將壓力建立到目標(biāo)壓力850±100kPa

-泵電機(jī)無論有無噴射命令均運(yùn)轉(zhuǎn)，以冷卻噴射閥

噴射階段

■噴射條件，同時(shí)滿足以下條件：

-DEF壓力 850±100 Kpa

-SCR進(jìn)出口溫度超過200 ℃(根據(jù)平臺)

-沒有SCR 系統(tǒng)的現(xiàn)行故障碼

-滿足發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的要求（氮氧化物的排放要高過一定值）

■ECM根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)（排溫，廢氣流量，Nox值）等計(jì)算出噴射量，控制噴射閥噴射尿素到混合器

■即使計(jì)算的噴射量為0，尿素泵電機(jī)依舊運(yùn)轉(zhuǎn)以冷卻噴射閥和維持泵壓力

關(guān)閉階段

■滿足以下任意條件時(shí)，收到關(guān)閉指令

-供電系統(tǒng)故障

-鑰匙開關(guān)Key off 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火

-鑰匙開關(guān)Key on 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火

■關(guān)閉后尿素溶液會(huì)從高壓力流向低壓力

-部分DEF會(huì)流向尿素罐

-尿素管路會(huì)殘留100Kpa壓力尿素

觸發(fā)延遲階段條件

■收到關(guān)閉指令后，滿足下面所有條件即可觸發(fā)延遲

-SCR前溫度大于450度

-環(huán)境溫度大于30度

■延遲階段泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以冷卻噴嘴，持續(xù)600s

■延遲完成后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)