上海柴油机股份有限公司国四电控柴油机后处理系统说明.doc

1、上 海 柴 油 机 股 份 有 限 公 司国 四 电 控 柴 油 机 后 处 理 系 统 说 明上 海 柴 油 机 股 份 有 限 公 司 所 采 用 的 后 处 理 系 统 为 氨 基SCR（ Selective Catalytic Reduction ） 系 统 。氨 基 SCR 系 统 ， 是 通 过 在 国 三 发 动 机 的 排 气 管 后 加 装 除 NOx 的 还 原 剂（ 尿 素 ） 对 尾 气 进 行 后 处 理 ， 从 而 达 到 国 四 排 放 标 准 。SCR 系 统 的 结 构 示 意 及 其 原 理 如 图 1 所 示 ， 主 要 由 催 化 剂 、 尿 素 供 给

2、系 统 (Urea Dosing System， 简 称 UDS)、 控 制 系 统 （ ECU、 传 感 器 、 线 束 等 ）以 及 相 应 的 连 接 管 路 组 成 。 SCR 系 统 通 过 UDS 把 尿 素 从 尿 素 罐 喷 入 发 动 机尾 气 中 ， 由 喷 嘴 喷 出 的 尿 素 在 催 化 剂 表 面 和 尾 气 中 的 NOx 发 生 化 学 反 应 ，将 NOx 还 原 为 无 污 染 的 N2,并 且 通 过 控 制 尿 素 泵 上 的 电 磁 阀 实 现 对 尿 素 喷射 开 始 和 终 止 的 控 制 。 采 用 氨 基 催 化 剂 的 SCR 系 统 具 有

3、 以 下 优 点 ：(1)很 高 的 NOx 转 化 率 ；(2)宽 广 的 温 度 窗 口 ；(3)抗 硫 中 毒 ；(4)很 好 的 热 稳 定 性 。催化剂催化剂有三个模块构成（如图 1所示） ，沿尾气流动方向，依次为两块用于NOx还原的催化剂模块和一块用于氧化逃逸氨的模块。发动机尾气中的大部分 NOx在模块一和模块二的催化剂表面和尿素发生化学反应生成 N2，但在此过程中尿素是过量的，未发生反应的尿素会产生氨逃逸，逃逸的氨在模块三的催化剂表面发生氧化反应生成 N2，从而避免了氨逃逸引起的环境的污染。尿素喷射系统Grundfos 公 司 的 尿 素 喷 射 系 统 (Urea Dosing

4、 System， 简 称 UDS)由SCR 的 电 子 控 制 单 元 (Electronic Control Unit， 简 称 ECU)控 制 ， SCR的 ECU 和 发 动 机 的 ECU 通 过 CAN(Controller Area Network， 局 域 网 控 制器 )总 线 进 行 通 信 ,并 根 据 从 发 动 机 电 控 单 元 传 来 的 相 关 参 数 进 行 尿 素 喷 射管 理 。尿 素 通 过 系 统 供 给 的 6bar 以 上 的 压 缩 空 气 经 由 尿 素 喷 嘴 喷 入 排 气 管 中 ,加热 装 置 可 以 保 证 UDS 在 -40， UDS

5、 还 集 成 了 自 我 故 障 诊 断 系 统 还 可 以 将 故 障代 码 发 到 CAN 总 线 上 。 UDS 对 于 12V 或 者 24V 的 直 流 电 源 均 可 适 应 。控制系统SCR的控制系统由 ECU、传感器（包括催化剂模块进出、口温度传感器，进口处排气压力传感器）和连接线束组成，ECU 是整个后处理系统的神经中枢，它不仅测取所有的传感器信号，并通过 CAN总线和发动机 ECU进行通信，获取发动机的运行工况。然后驱动执行机构，不仅能够实现对尿素喷射量、喷射正时、加热等一系列控制，还具有自我诊断功能，出现故障时记录故障代码，并做出相应的系统反应。控制系统原理如图 3所示，

6、采集和或取得的信号有：发动机转速、发动机负荷、进气压力、进气温度、SCR 前后排气温度、排气压力、大气压力、进气温度、等，执行器执行的动作有：尿素喷射控制、故障诊断、CAN 通信控制等。图 1 上 柴 国 四 电 控 柴 油 机 SCR 系 统 结 构 示 意 图图 2 催 化 模 块 结 构 示 意 图图 3 SCR 控 制 单 元 接 线 图指令清单、说明及其功能描述表：序号 指令 说明 单位 功能描述1 urea dose 尿素喷射量 mL/h 控制尿素的喷射量2 dosing mode 尿素喷射模式 控制尿素的喷射模式3 Engine load 发动机负荷 % 指示发动机目前负荷4 E

7、ngine speed 发动机转速 rpm 指示发动机目前转速5 Boost air temp 进气温度 指示发动机进气温度6 Boost pressure 进气压力 kPa 指示发动机进气压力7 Air mass flow 进气量 kg/h 指示发动机进气质量流量8 NOx conc 氮氧化物浓度 ppm 指示 SCR前的氮氧化物浓度9 T_SCR1 SCR温度 1 指示 SCR前的排气温度10 T_SCR2 SCR温度 2 指示 SCR后的排气温度11 Urea level 尿素液位 L 指示尿素罐内尿素溶液液位12 Urea rail temp 尿素温度 指示管道内尿素溶液温度13 Ur

8、ea tank temp 尿素温度 指示尿素罐内尿素溶液温度14 AFR 空燃比 - 指示发动机的空燃比15 Exhaust pressure 排气背压 kPa 指示发动机排气背压16 Urea conc 尿素浓度 % 指示尿素罐内尿素溶液浓度17 Urea back pressure 尿素背压 kPa 指示尿素喷嘴背压18 Tail NOx conc 氮氧化物浓度 ppm 指示 SCR后氮氧化物浓度19 NOxSensorStatus氮氧传感器状态 - 指示传感器的各种状态参数（Nox 浓度、传感器温度等信号）20 NOxSensorError 氮氧传感器错误状态 - 氮氧传感器错误状态（短

9、路、开路）检查21 NOxSensorCtrl 氮氧传感器控制 - 启动 SCR前的氮氧传感器22 TailNOxSensorCtrl 氮氧传感器控制 - 启动 SCR后的氮氧传感器23 UDSPumpState 尿素泵状态 - 指示尿素泵的实际工作状态24 UDSError 尿素泵错误 - 指示尿素泵内部错误，如电磁阀、驱动单元和 EEPROM等25 UDSAirUrea 空气尿素比指示 - 提示空气尿素比过低26 UDSTemp 尿素泵温度 - 指示结冰条件27 UDSPurgeStatus 纯度状态 - 指示尿素溶液的纯度状态28 DosingCommand 尿素喷射命令 - 控制尿素是否喷射29 AmberWarningLampStatus 黄色报警灯状态 - 向发动机控制单元发送 SCR错误标识符备注：SCR：S elective Catalytic ReductionCRT: Continuously Regenerating Technology Diesel Particulate FilterNOx:氮氧化物