东风商用车国四发动机及经典案例.ppt
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1、作者:时间:2011年6月12日,东风商用车国四发动机及经典案例,1,主要内容,2,国发动机系统结构,SCR系统需要还原剂,常用还原剂有NH3,NH3可从尿素中获得,SCR后处理系统用尿素为32.5%的尿素溶液,3,EQ4H发动机型号,4,EQH国三发动机,EQH国四发动机,国四发动机在国三基础上优化了发动机燃烧系统,并增加了发动机尾气后处理系统,国四发动机系统与国三区别,尿素水解:(NH2)2CO+H2O 2NH3+CO2NOx还原:NO+NO2+2NH3 2N2+3H2O氨气氧化:4NH33O2 2N2 6H2O,5,国四后处理系统布置,6,国发动机使用,AdBlue 供应,尿素的特点:尿
2、素是在农业、医药、食品及化妆品中广泛采用的原料,而且非常安全。无毒、无污染、无爆炸性、不易燃;有刺激性气味。使用适宜的运输与储存设备,不会对使用者造成不便。尿素的消耗量是柴油的5%7%。在50摄氏度以上容易结晶淅出尿素的潜在问题泄漏在大气中容易导致结晶,形成白色晶体。盐 腐蚀 危害软金属、某些聚合物及水泥容器需用不锈钢、铝或聚乙烯材料在零下11摄氏度时开始结冰,如车辆在寒冷气候运行,可能需要加热罐/管路。,尿素,7,国四后处理系统零件介绍,尿素罐模块化布置,8,国四后处理系统零件介绍,尿素罐加热回水管路,尿素罐加热取水管路,尿素喷嘴,尿素罐模块,尿素箱加热管路,目前尿素管无加热尿素罐加热水路与
3、冷却系统相通,9,国四后处理系统零件介绍,橡胶堵塞,盖子(带防丢链条),传感器电气接口,接头,尿素罐,通风阀,10,国四后处理系统零件介绍,尿素管,为特殊尼龙材料两端为ISO标准快插接头管子在储运等安装前过程中,需保持接头上的防尘帽掉失。,11,国四后处理系统零件介绍,冷却水出口,箭头方向,冷却水进口,加热电磁阀,冷却系统需加注干净的冷却液,以防电磁阀堵塞失效。,12,国四后处理系统零件介绍,圆桶式后处理器总成,尿素喷射口,后处理器总成,国四车型全部带金属软管,13,国四后处理系统零件介绍,氨扩散器,陶瓷载体,进口,消声结构部分,计量泵,空气进口,空气电磁阀接口,尿素回液口,尿素喷射口,尿素进
4、液口,电气接口,14,国四后处理系统零件介绍,油气分离器,压缩空气出口,防止压缩空气中的机油进入后处理器其上有方向标识,进出气接头为快插结构,直接接外径为6的尼龙管。更换周期为6万公里,压缩空气进口,15,国四后处理系统零件介绍,喷嘴,全不锈钢制造内部带陶瓷隔热层细小的喷口产生喷雾更换周期为2年或20万公里,安装定位凸台,喷口,尿素进口,16,国四后处理系统零件介绍,计量泵上的型号标识,4H快速贴标签,4H量产铭牌,国四法规型号标识,17,后处理器总成上的型号标识,在后处理器总成的后端盖上,端部带隔热板的,型号标在隔热板上。,18,国四法规型号标识,19,尿素喷射条件:在排气进口和出口上达到
5、230 摄氏度;没有 SCR 系统相关的故障代码 OBD;尿素罐液位高于 6%;空气压力高于 4 巴,而尿素压力为 3 巴;尿素温度超过-5 摄氏度;按照东风氮氧化物算法进行喷射;,后处理系统维护:确保添加及使用的尿素合乎规格,禁止添加其他成分的溶液。每日检查尿素液位、检查有无尿素液的泄漏,不要过多,不要过少(不低于18%)。压缩空气滤芯应定期排污和更换。尿素溶液的储存要求:尿素溶液包装材质为不锈钢、铝、中压聚乙烯或高压聚乙烯,贮存温度:030(温度为-11时开始结晶,温度超过55容易失效)。,国四后处理系统使用维护,20,国四后处理系统使用维护,后处理器总成进口的密封,后处理器总成进口端接口
6、处拆卸后,需换用新的密封垫,后处理器进口,垫片失效后,尿素泄露的后果,计量泵进口过滤网,在计量泵尿素进口接头上发现计量泵堵塞时可拆卸该接头进行清洗,一般情况下不得拆卸计量泵上接头,21,国四后处理系统使用维护,22,国四后处理系统使用维护,高硫燃油会降低后处理器催化转化效率,引起排放超标故障,23,国四后处理系统使用维护,尿素的储存,24,国四后处理系统使用维护,使用正确的尿素溶液,必须使用满足ISO22241或DB11 552-2008标准的尿素溶液,盖子上有加注提示标识,25,国四后处理系统使用维护,26,国四后处理系统使用维护,27,国四后处理系统使用维护,28,OBD系统介绍及增加故障
7、,国四发动机增加OBD后处理故障35个,其中:,1、NOx排放限制6个;2、NOx传感器4个;3、反应试剂5个;4、温度传感器11个;5、系统硬件故障9个;6、系统加热1个。,1、MIL灯亮;2、以下情况使系统限扭:a、NOx超过7mg/kWh;b、NOx传感器无信号50个小时后;c、无反应试剂或试剂质量差;d、温度传感器损坏50小时后;e、系统硬件故障。,OBD系统规定后处理故障等级:,29,国三发动机典型案例,30,高压共轨燃油系统原理图,31,共轨系统结构,ECU,转速传感器,燃油计量电磁阀,缸喷油器电磁阀,2缸喷油器电磁阀,3缸喷油器电磁阀,4缸喷油器电磁阀,5缸喷油器电磁阀,6缸喷油
8、器电磁阀,相位传感器,进气温度传感器,轨压传感器,水位传感器,机油温度传感器,机油油位传感器,水温传感器,燃油阻塞传感器,风扇转速传感器,电子油门踏板,其它传感器,风扇控制电磁阀,其它执行器,增压压力传感器,进气预热继电器,发动机制动电磁阀,排气制动电磁阀,起动机电磁阀,机油压力传感器,32,发动机电子,33,系统部件分工,发动机电子控制单元EECU;(大脑)传感器;(眼耳)执行器;(手脚)其它液力、电气部件;()整车电子控制网络CAN(电子工作环境),34,冷却液温度传感器,温度,电阻,传感器以及执行器介绍,35,转速传感器,36,发动机转速和相位传感器磁电式传感器,与EECU相连。显示发动
9、机转速(旋转计数器)。将发动机的转速传给EECU。给出发动机的位置。,转速传感器,相位传感器,发动机飞轮58齿,凸轮齿,传感器及执行器,37,转速传感器,永久电磁铁,电磁铁,电线,传感器壳体,软铁芯,线圈,壳体,有效磁通,离散磁通,空气隙,磁感应元件,磁场,相位齿轮,转速齿轮,38,机油液位,机油液位传感器机油液位探针安装在发动机油低壳上。热金属丝探针,ECU每15s测量一次,在1.75s内送出198mA电流,金属丝的阻抗根据沉浸的长度改变。ECU测量探针终端电压,并得出机油液位。,39,空气温度和压力传感器压电式和NTC热敏电阻 与EECU连接并受EECU激励。根据发动机的负荷和空气温度调节
10、流量和正时,传感器及执行器,电子油门踏板类型:电位计和开关告诉ECU驾驶者要求的扭矩值输出电压取决于踏板的位置,40,机油压力传感器MEMS传感器0V-5V信号电平输出EECU激励控制最小压力报警指示灯。,油轨压力传感器压电式与EECU连接测量油轨压力喷油系统重要参数,传感器及执行器,41,水位传感器水位探针安装在膨胀水箱上,连接器朝下。在两电极之间EECU循环产生一交替电流。ECU测量恒电流电路提供的电流。电路阻抗与水位相关(探针电极尺寸可变)。当电极不再浸没(最大电阻和最小电流),ECU将这一信息传给VECU点亮液位和指示灯。,传感器及执行器,42,电子控制风扇发动机风扇离合器是一个带有转
11、速传感器、控制电磁阀和硅油离合器的组合件。根据发动机的要求(温度、跛行回家模式、空气条件下的操作),控制单元通过电磁阀控制离合器的滑移率。,燃油阻塞传感器安装在燃油滤清器上部。常闭开关,压差大于3bars时断开。只能在发动机停机时探测。,排气螺钉,燃油阻塞传感器,加热器部件,传感器及执行器,43,传感器及执行器,44,喷油器控制,45,高压油泵,冲程:12mm,几何容积 680 mm3,46,燃油计量原理,压力稳定要求:Q泵轨=Q喷油器+Q喷嘴回轨压升高:Q泵轨Q喷油器+Q喷嘴回轨压降低:Q泵轨Q喷油器+Q喷嘴回,Q齿轮泵=,Q泵轨=,Q泵回,+,Q喷油器,Q喷嘴回,47,油轨,48,油轨压力
12、传感器,壳体,压缩,扩张,压缩,轨压,金属横隔膜,信号处理电路,金属横隔膜,金属横隔膜,压电式电阻器,压缩,扩张,扩张,压力,电压,49,传感器,端钮支架,差动芯片,接头,壳体,油轨压力传感器,50,柱塞,弹簧,壳体,垫圈,燃油(到油箱),燃油(来自油轨),座体,限压阀,51,限压阀,52,硬件结构组成,MOTOROLA的MPC555/556型32位的高性能微处理器 2MB 闪存32KB RAM16个独立可编程的通道或接口 16个可自由编程的IO接口 22路模拟信号输入通道 18路数字信号输入通道 20多路执行器和指示灯输出通道等强大的外围子系统,ECU具有每秒约2000万次的运算处理速度。,
13、ECU,53,整车电子网络架构技术开发,VECU,数字仪表,CAN,J1587,K线,完全自主开发,CAN,胎压检测,AMT,LCM,Windows&Locks,LIN,ABS/ASR,集成的诊断系统,搭建VECU为主控单元,CAN总线通讯的整车电子网络架构,EECU,54,一句话描述系统功能,研发工程师通过标定,将优化后的喷射参数以数据的形式固化于ECU中.,第55页,电控柴油机常见维修方法,1先外后内 在发动机出现故障时,先对电子控制系统以外的可能故障部位予以检查。这样可避免本来是一个与电子控制系统无关的故障,却对系统的传感器、电脑、执行器及线路等进行复杂且又费时费力的检查,即真正的故障可
14、能是较容易查找到却未能找到。2先简后繁 能以简单方法检查的可能故障部位先予以检查。比如直观诊断最为简单,我们可以用看、摸、听等直观检查方法将一些较为显露的故障迅速地找出来。直观诊断未找出故障,需借助于仪器仪表或其他专用工具来进行诊断时,也应对较容易检查的先予以检查。3先熟后生 由于结构和使用环境等原因,发动机的某一故障现象可能是以某些总成或部件的故障最为常见,应先对这些常见故障部位进行检查。若未找出故障,再对其他不常见的可能故障部位予以检查。这样做,往往可以迅速地找到故障,省时省力。,第56页,4代码优先 电子控制系统一般都有故障自诊断功能。当电控发动机运行时,故障自诊断系统监测到故障后,以代
15、码的方式将该故障储存到电脑的存储器内,同时通过“检测发动机”等警告灯向驾驶员报警。这时可人工或仪器读取故障码,并检查和排除故障码所指的故障部位。待故障代码所指的故障消除后,如果发动机故障现象还未消除,或者开始就无故障代码输出,则再对发动机可能的故障部位进行检查。5先思后行 对发动机的故障现象先进行故障分析,了解可能的故障原因有哪些,然后再进行故障检查。这样可避免故障检查的盲目性:既不会对与故障现象无关的部位作无效的检查,又可避免对一些有关部位漏检而不能迅速排除故障。6先备后用 电子控制系统的一些部件性能好坏,电气线路正常与否,常以其电压或电阻等参数来判断。如果没有这些数据资料,系统的故障检查将
16、会很困难,往往只能采取新件替换的方法,这些方法有时会造成维修费用猛增且费工费时。因此在检修该型车辆时,应准备好维修车型的有关检修数据资料。除了从维修手册、专业书刊上收集整理这些检修数据资料外,另一个有效的途径是利用无故障车辆对其系统的有关参数进行测量,并记录下来,作为日后检修同类型车辆的检测比较参数。如果平时注意做好这项工作,会给系统的故障检查带来方便。,第57页,1、拆换整车或发动机上的电器件时必须先关掉电源后进行。2、电路中不允许用铜丝等导体代替保险或易熔线,不允许用 规定以外的保险丝。3、当发动机正在运行或点火锁处于ON档时,不能断开电源总开关。4、严禁采用短路“试火”的方法检修电路系统
17、。5、整车进行电焊作业时,必须按下面操作进行。对装有机械式电源总开关的车辆,具体操作方法为:断开蓄电池的正极和负极电源线,然后把正极和负极电源线相连并接至车架上,最后闭合电源总开关。电焊完毕后,必须恢复初始状态。6、不能将整车停留在高压线等强磁场的地方;,发动机使用注意事项,第58页,当发动机故障出现时,发动机性能将会被削弱,油轨压力将将受到限制。根据故障的类型,有可能的三种压力限制档次:-1300bar=发动机功率下降5%-1000bar=发动机功率下降20%-850bar=发动机功率下降50%、发动机功率下降5%的传感器有:进气压力传感器、发动机冷却水温传感器、进气温度传感器、发动机机油温
18、度传感器、发动机机油油位传感器、风扇离合器转速传感器、发动机停机开关,发动机常见故障数据分析,第59页,、发动机功率下降20%的发动机零部件有:发动机ECU电源供电继电器、ECU、电瓶充电电压不正确、风扇离合器转速调节电磁阀短路或断路、飞轮壳与高压泵转速传感器、发动机机油压力传感器、发动机功率下降50%的发动机零部件有:燃油压力传感器、排气制动阀、发动机制动阀、喷射压力超出工作范围、燃油流量电磁阀,第60页,传感器缺省值的具体情况如下:传感器 缺省值1、发动机机油液位传感器-发动机润滑系统无油2、发动机冷却水温传感器-983、发动机进气温度传感器-604、发动机进气压力传感器-大气压力=0mb
19、ars 进气压力=1013mbars5、发动机机油压力传感器-6bars6、发动机燃油压力传感器-1500bars,第61页,发动机无法起动故障分析思路,DCi11发动机无法起动故障主要是电路或油路问题产生,准确判断问题出在哪个方面至关重要。因此首先应观察驾驶室仪表盘或用诊断仪对电路进行诊断,如没有故障码显示则应考虑油路问题:一、电路问题诊断,拔掉发动机进气压力和温度传感器线束插头,仪表盘显示“进气压力和进气温度传感器开路或短路到地”,用万用表测量线束插头,引脚1接地,引脚2和3有5V电压;拔掉油门踏板位置传感器线束插头,仪表盘显示“油门踏板位置传感器开路或短路到地”;通过上述检验可初步判断整
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