2015年10月11日转载共归之家共轨原创 | 康明斯SCR后处理尿素喷射系统简介

共轨导读

之前几期的每周一课中，我们已经介绍过博世的后处理系统和解放的气驱后处理系统的工作原理，本期共轨之家与大家一起学习同样在市场上比较受欢迎的一款后处理系统——康明斯EcoFit尿素喷射系统。该系统为康明斯自主研发的后处理系统，用于减少氮氧化物的排放，控制方式和逻辑都和博世系统有较大区别。本期将着重介绍关于EcoFit康明斯尿素喷射系统的一些关键零部件以及其工作原理。

SCR系统一般包括4大模块：1. 发动机排放控制模块、2. OBD车载诊断模块、3. 车用尿素喷射模块、4. SCR催化器模块。国四的车辆主要的区别就是新增了尿素喷射模块和SCR催化器模块，本期介绍EcoFit康明斯尿素喷射模块，关于SCR催化器模块以后将会做专题。

一、尿素计量泵

计量泵只是一个执行机构。直接受控于发动机ECM，并将DEF和空气在泵内混合，混合好后送至喷嘴处。

计量泵的自诊断系统在ECM中，技术参数如下：

-计量泵是高精密部件；

-计量泵耗气量17.5~22L/min.要考虑空压机的泵气量与负荷率；

-要防止脏空气进入，有专门滤清器（5微米）；

-正常工作耗电量32瓦，内部加热器工作时<200瓦, 峰值时<300瓦，最长工作时间30秒；

-供气压力范围6~12巴；

两种安装类型可供选择，不同的安装方式结构略有不同：

1）罐上安装型计量泵：

2）底盘安装型计量泵：

ECM计算出在各种发动机工况下精确的尿素喷射率，以及整车压缩空气系统时的尿素混合空气量，然后将雾化的尿素通过喷嘴注入排放处理系统，与尾气混合后通过催化剂。

尿素计量泵内部结构详解：

1、空气切断阀:

此阀受ECM控制，

有两种选项：12V or 24V

两个功能:

-调节压力

-空气路开关

特性

-最大进气压力：10bar

-工作温度：-40℃~+85 ℃

-调压后是：3.15~3.8Bar

2、主滤芯组件总成

在组装之前先用植物油或等效物润滑主滤芯上的O型圈，将滤芯压入泵体滤芯腔并确保滤芯体完全入座。

插入压力缓冲器并确保入座。不要润滑密封环处。

拧紧滤清器盖，扭矩= 20 Nm。

压力缓冲器用于减小尿素喷射时系统产生的压力变化，使尿素压力保持恒定。

呼吸阀用来平衡滤清腔内和腔外的大气压力差。

二、尿素喷嘴

喷嘴是一个要求高耐久性能的部件，它将雾化的尿素和空气混合物喷射入催化剂载体。康明斯喷嘴的独特在于尾气气流的中心进行喷射，最大限度的降低尿素结晶的风险。喷嘴大节流面积的设计也提高了其杂质耐受度。

1、4孔轴向喷射式喷嘴

喷嘴由304号不锈钢焊接而成，喷射管直接焊接在喷嘴外壳上，4个有角度的喷射孔：

2、3 孔轴向喷射式喷嘴

喷嘴有3个喷孔，在安装时必须保证喷孔朝向催化器。

尿素溶液的喷射方向不能和排气管中的气流方向相反。

3孔的喷嘴只适用于提供独立气源的车辆上。

3、ECOFIT喷嘴与现有产品喷嘴比较

两种喷嘴的喷射条件（空气流量与DEF量）相同，ECOFIT 喷嘴的雾化效果好于老产品上的喷嘴。

三、尿素罐总成（含液位温度传感器）

1、液位温度传感器

液位传感器用于感知罐内液体的液位，在传感器杆中有数个的位置点，当磁性的浮子到达某一位置点时，传感器的电阻将发生变化。

不同的ECM所用的液位温度传感器不能通用。

DEF罐上应该在明显位置上有容积标识。

尿素罐内的液位温度传感器：

2、尿素罐加热电磁阀

罐加热电磁阀安装在DEF罐加热管路中，通过ECM控制电磁阀的通断来控制DEF罐温度。

罐加热电磁阀应该安装在DEF罐液位温度传感器的上游，流过罐加热电磁阀的冷却水必须与电磁阀上标注的水流方向一致。

四、油气分离器

康明斯的SCR系统采用压缩空气辅助喷射的技术手段。压缩空气的作用主要是携带计量后的尿素溶液到喷嘴，这样可以使得尿素溶液获得更好的雾化效果，更好的参与催化还原反应。

但采用压缩空气辅助喷射装置的康明斯后处理装置是必须要配有油气分离器的，因为后处理系统所需的压缩空气来自于车辆储气筒，里面很容易会掺有空气压缩机串的机油和各种颗粒杂质，而这些东西如果没有经过过滤处理直接进入尿素喷射系统的话，很容易导致管路和喷嘴的堵塞或损坏，所以日常使用中要注意定期更换油气分离器。