金杯轻卡一汽四环柴油国V发动机后处理原理设计

潘楠楠

由于环保部和工信部共同发布了《关于实施第五阶段机动车排放标准的公告》。按照要求，从2016年4月1日起，北京市、天津市、河北省等东部11省市，开始实施机动车国五排放标准；自2017年7月1日起，全国所有地区制造、进口、销售和注册登记的重型柴油车均须符合国五排放标准；全国自2018年1月1日起，所有车型都须符合国五标准要求。国家对机动车排放要求越来越高，目前国内轻卡国V车型发动机及后处理主流配置为高压共轨+DOC+SCR和高压共轨+DOC+DPF。金杯一汽四环所使用的是高压共轨+DOC+SCR。

高压共轨技术：高压共轨电喷技术是指高压油泵、喷油器、压力传感器和ECU 组成的闭环系统。工作原理是高压油泵将燃油从油箱里泵出，经燃油滤清器至带压力调节器的高压油泵将燃油加压至油轨，油轨分别与各缸喷油器连接。ECU对压力调节器控制稳定油压。压力传感器实时传递压力信号至ECU，保证油轨压力稳定，使过多的燃油返回燃油箱。

DOC：氧化型催化转化器简称DOC，是安装在发动机排气管路中，通过氧化反应，将发动机排气中一氧化碳和碳氢化合物转化成无害的水和二氧化碳的装置。

SCR：selective（选择性）、catalytic（催化）、reduction（还原）的英文缩写。其工作原理是将还原剂喷入排气管，排气中的氮氧化合物在催化器的作用下与还原剂反应被还原成氮气和水，SCR 系统目前采用的还原剂是尿素。

一汽四环发动机所采用的是依柯卡特非空气辅助喷射系统的SCR 系统，本系统由催化消声器、尿素泵、尿素箱、尿素喷嘴、传感器、控制单元（DCU）及相应的管路和线束构成。尿素泵内置控制装置，可控制内部柱塞泵按既定程序工作，DCU 通过CAN 总线与发动机ECU 通讯，获得发动机允许参数，再加上催化器温度信号，计算出尿素喷射量，通过CAN 总线控制尿素泵喷射适量的尿素到排气管内，尿素在排气管内遇到高温分解成氨气，与排气充分混合后进入SCR 催化器，NH3 和NOx 反应生成氮气和水，排出到大气。

一汽四环SCR电气原理详述：

1、DCU工作状态：当点火开关开到ON档，控制单元（DCU）41脚高电位，DCU收到工作指令。蓄电池高电位通过20A保险丝再到后处理主继电器进入16脚，后处理主继电器闭合。蓄电池通过20A保险丝再到继电器触点进入45脚，DCU得到供电。

2、计量喷射泵工作：计量泵得到ON档信号后，15脚高电位，计量喷射泵进入自检阶段，几秒钟后进入工作状态，6脚是计量喷射泵供电针脚，9脚为公共地，计量喷射泵（16脚、17脚）与DCU（29脚、30脚）之间通过can通讯得到DCU指令控制喷射还原剂的喷射量。计量喷射泵13脚、14脚为控制喷射阀连接针脚。计量喷射泵本身自带环境温度传感器，当环境温度低于-5℃时，计量喷射泵开启加热模式防止尿素罐、计量喷射泵结冰。

3、NOx传感器工作：NOx传感器1脚得到ON档的供电后，进入工作状态，2脚为公共地；NOx传感器（3脚、4脚）与DCU（29脚、30脚）之间通过can通讯，将收集到排气中NOx化合物信息实时传递给DCU。

4、SCR后排温传感器：SCR后排温传感器将采集到的排气温度信息实时传递给DCU。

5、SCR尿素管路加热：当环境温度低于-5℃时，DCU1脚低电位，蓄电池通过20A保险丝 、后处理贮继电器、管路加热继电器到DCU1脚，管路加热继电器闭合，使蓄电池通过10A保险丝 、管路加热继电器触点、后处理管路加热器、公共地连通，后处理管路加热器进入工作状态，防止管路结冰堵塞。

6、can通讯：DCU执行J1939协议与发动机ECU之间建立can通讯（37脚、38脚），从而得到发动机的工况，根据发动机的工况来控制SCR系统。

《现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断》北京理工大学出版社.2006年2月第二版

《汽车电子技术》.机械工业出版社.2003年2月第一版

《汽车工程手册设计篇》.人民交通出版社.2001年5月第一版