SCR后处理故障排除指南

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潍柴蓝擎国IV 发动机
SCR 后处理故障排除指南
潍柴动力 技术中心
王秀雷 李万洋 孟媛媛
桑心成 2011年12月
目录
SCR后处理故障排除指南 (1)
目录2
第一章概述 (4)
1.1 SCR后处理概述 (4)
1.2 SCR后处理原理 (5)
1.3 SCR后处理组成 (5)
第二章故障诊断与案例分析 (12)
1.1 故障分类 (13)
第一类故障：尿素压力建立失败 (14)
第二类故障：尿素消耗少 (18)
第三类故障：OBD扭矩限制与不可清除代码 (20)
第四类故障：OBD灯 (26)
第五类故障：尿素加热不放行 (27)
第六类故障：NOx转化效率低 (29)
第七类故障：NOx转化效率监测不放行 (32)
第八类故障：NOx值测量不准确 (34)
第九类故障：闻到一股氨气味 (34)
第十类故障：尿素结晶 (35)
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第十一类故障：其他故障 (37)
2.2 部件故障分析 (37)
（一）尿素管及其接插件：易造成建压困难甚至建不起压力，SCR系统不工作，OBD灯亮，限扭等故障。

(37)
（二）尿素泵：易造成不能正常建压和喷射，OBD灯亮，限扭等故障。

(37)
（三）NOx传感器：易造成OBD灯亮，限扭等故障。

(38)
（四）尿素各个加热继电器：易造成尿素加热不放行，SCR系统不工作等故障。

(38)
（五）各个后处理的线束及接插件：各种现象。

(38)
附：部件检测 (40)
第三章潍柴动力蓝擎国IV柴油机闪码表 (45)
3.1故障码的读取 (46)
3.2手动清除故障码的方法 (47)
3.3潍柴动力蓝擎国IV闪码表（通用于WP高压共轨系列柴油机） (48)
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第一章概述
1.1 SCR后处理概述
发动机满足国IV排放有多种技术手段，潍柴动力率先采用了更先进的德国BOSCH（博世）电控高压共轨系统+SCR 后处理系统。

与EGR技术对比如图1所示，具有可靠性高、经济性好，安全、舒适，而且具有智能化的特点，同时可以达到国Ⅴ排放标准的要求，并全面满足OBD法规要求，更环保。

图1 SCR与EGR路线对比
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1.2 SCR后处理原理
SCR的原理为将尿素水解为氨气，氨气和废气中的NOx反应生成氮气和水，达到只选择NOx进行催化还原的目的，所以叫选择性催化还原。

尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）
(NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求温度200℃以上)
SCR后处理反应：（SCR催化转化器）
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O
1.3 SCR后处理组成
SCR后处理系统如图2所示，其中红色线表示发动机水管，用来冷却喷嘴和尿素箱，蓝色线表示尿素管，分别为吸液管、喷射管、回流管。

SCR后处理系统部件包括：
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●尿素控制单元，作用：系统控制。

●尿素泵，作用：尿素压力建立，内部有加热器对尿素泵加热。

●尿素喷嘴，作用：尿素喷射。

●SCR排气连接管，作用：喷嘴装在该管上，在管内完成大部分的尿素水解。

●尿素箱总成，作用：尿素溶液存贮，内有循环水路对尿素箱加热。

●尿素液力管路，作用：尿素溶液传输，内部有加热电阻对尿素管加热。

●电气连接，作用：控制、故障诊断。

●SCR催化转化器，作用：NOx催化反应。

●NOx传感器，作用：NOx信号测量，故障诊断。

●其他传感器，作用：信号测量、故障诊断。

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图2 SCR后处理系统部件7
蓝擎国IV系列柴油机按照欧洲研发流程开发，采用国际先进的铸造、加工、装配设备和工艺，配套零部件采取全球供应链采购模式，经过了充分的产品验证才推向市场，保证了产品的优秀品质。

到目前为止，已有1万台潍柴动力蓝擎国IV柴油机在国内外运行，深得用户好评，实践证明蓝擎国Ⅲ：
故障率低更可靠——比机械泵发动机的故障率低63%
油耗进一步降低——采用SCR后处理技术，燃油喷射压力更高，同等情况下比EGR路线的国IV车辆低5-10%维护保养成本低——与机械泵发动机相比，按每年行驶18万公里计算，10L机低1650元/年、12L机低828元/年油品适应性更好——SCR对燃油硫含量不敏感，与EGR路线的过国IV车辆相比，优势巨大，且滤清系统对杂质、水的过滤能力更强，油品无特殊要求，且燃油系统三包期更长
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第一：振动小、噪声低，可靠性更高
机型噪声（分贝）振动对比WD615提速性能驾驶400公里疲劳程度
WD615 115 100%
WP10 97 提高10% 63%
WP12 96 提高15% 50%
第二：油耗低
潍柴动力充分利用电控高压共轨系统+SCR后处理系统，燃油喷射压力进一步提高，比EGR路线的国IV车辆低5-10%，并开发了一系列节油新技术，推出了省油专属技术产品和个性化动力。

目前推出的省油专属技术产品有：
（1）WP多功率省油开关
（2）省油1 + 1（省油恒温扇+省油断缸技术）
（3）个性化动力（重卡超级动力、重卡标准动力、搅拌车专用动力、客运专用动力、公交专用动力等等）
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WP12 对比WD12：
以常用标准载重公路运输车为例，按一年运行18万公里计算，WP12较WD12可节省828元。

第四、油品适应性好
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（1）高效增强过滤器：
蓝擎国Ⅲ装有高效加强型柴油滤清器，柴油杂质过滤能力强，较国Ⅱ发动机故障率降低了63%。

（2）除水放心滤
针对部分区域柴油含水量严重超标现象，潍柴动力联合欧洲专业油水分离器供应商共同开发了“除水放心滤”。

“除水放心滤”可以去除柴油中95%以上的水份，司机可以放心加油。

“除水放心滤”具有高效的油水分离功能，用户可以放心使用；
“除水放心滤”安装在车辆车架的明显位置上，方便司机排气、泵油；
“除水放心滤”带有大容量透明水杯，耐低温性能良好，方便司机观察水位并及时放水；
“除水放心滤”带有手压泵，车辆具有手压泵双保险。

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第二章故障诊断与案例分析故障诊断与排除原则：
发动机出现故障时，采用先易后难逐一排除法！
在未弄清楚问题前，不要轻易更换任何配件！
注意记录故障码！在未弄清楚问题前，不要轻易清除故障码！
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1.1 故障分类
第一类故障：尿素压力建立失败
第二类故障：尿素消耗少
第三类故障：OBD扭矩限制与不可清除代码
第四类故障：OBD灯
第五类故障：尿素加热不放行
第六类故障：NOx转化效率低
第七类故障：NOx转化效率监测不放行
第八类故障：NOx值测量不正确
第九类故障闻到一股氨气味
第十类故障尿素结晶
第十一类故障：其它故障
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第一类故障：尿素压力建立失败
第一步: 根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点关注建压相关功能故障和建压相关部件如：喷嘴、反向阀、尿素泵、加热继电器、加热电阻丝、排温传感器、尿素箱温度传感器等故障。

第二步：若是在寒冷地区，根据故障码，首先检查尿素加热部件，保证尿素加热功能正常。

第三步：应该可以从第一步中得到相关的故障信息，若没有建压相关功能故障，只有相关部件故障，则检查喷嘴、反向阀、尿素泵、加热继电器、加热电阻丝、排温传感器、尿素箱温度传感器等部件及其线束，可能是部件故障引起的系统始终没有尝试建压，加压放行的上游排气温度为180℃。

第四步：断电重启，若系统还是没有尝试建压，则考虑部件之间的线束接反了，进一步检查线束。

第五步：应该可以从第一步中得到相关的故障信息，若有建压相关功能故障，而没有相关部件故障，表示部件没有故障，则检查尿素管的安装，看有无尿素泄露和堵塞，可能是系统尝试建压，但失败了。

第六步：断电重启，若系统还是尝试建压，但失败了，则考虑部件之间的线束接反了，进一步检查线束。

第七步：信号质量也可导致系统不见压，这样的信号有尿素液位、尿素泵尿素温度。

第八步：必要的话，检查标定数据。

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第二类故障：尿素消耗少
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点关注建压相关功能故障和建压相关部件如：喷嘴、反向阀、尿素泵、加热继电器、加热电阻丝、排温传感器、尿素箱温度传感器等故障。

第二步：若是在寒冷地区，根据故障码，首先检查尿素加热部件，保证尿素加热功能正常。

第三步：检查尿素压力建立知否正常，若建压失败，则参考第一类故障进行检查。

第四步：若建压成功，进一步检查喷嘴，将其拆下，观察喷射是否正常，喷嘴的机械卡死是诊断不出来的。

第五步：询问车辆的运行工况，若车辆大部分时间在低负荷区运行，会导致排温偏低，则尿素喷射不放行（最低200℃）。

第六步：进一步检查线束，看看部件之间的线束有没有接反。

第七步：必要的话，检查标定数据。

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第三类故障：OBD扭矩限制与不可清除代码
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点关注引起OBD扭矩限制与不可清除开发的功能故障和部件故障。

第二步：根据第一步对故障码的结果，对照表一，锁定是哪个故障引起了OBD扭矩限制与不可清除代码。

第三步：必要的话，检查标定数据。

第四步：参考故障诊断手册对故障进行逐一排查。

表1 OBD扭矩限制与不可清除代码表
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第四类故障：OBD灯
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点关注引起OBD灯亮的功能故障和部件故障。

第二步：根据第一步对故障码的结果，对照表一，锁定是哪个故障引起了OBD灯。

第三步：检查OBD灯及其线束，确定OBD灯工作正常。

第四步：必要的话，检查标定数据。

第五步：参考故障诊断手册对故障进行逐一排查。

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第五类故障：尿素加热不放行
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点尿素加热和环境温度传感器相关故障。

第二步：根据第一步的结果，必要的话，检查环境温度传感器及其线束，确认传感器工作正常。

第三步：根据第一步的结果，必要的话，检查尿素加热继电器、电磁阀及其线束。

第四步：根据第一步的结果，必要的话，检查尿素加热电阻及其线束，尿素箱加热水路。

第五步：若尿素泵加热报故障，且断电重启后，故障仍然存在，必要的话，更滑尿素泵。

第六步：必要的话，检查标定数据。

第七步：参考故障诊断手册对故障进行逐一排查。

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第六类故障：NOx转化效率低
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是NOx转化效率相关的故障。

第二部：依次进行如下的检查工作：
a)检查NOx传感器和排气管，若NOx传感器的测量信号偏大，会导致转化效率故障；
b)检查尿素喷射，若尿素喷射量偏小，会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；
c)检查喷嘴，若喷嘴故障（如机械卡死或卡死一部分，系统无法检测这种机械故障），则尿素喷射量偏小，
会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；
d)检查尿素压力，尿素管路有泄漏，则尿素压力控制会偏低，实际尿素喷射量偏小，会导致NOx传感器
的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；
e)检查尿素溶液，若尿素溶液质量不合格（浓度低，杂质多等），会导致NOx传感器的测量信号偏大，继
而导致转化效率故障；
f)检查尿素是否结晶，若结晶在SCR箱内部，则箱子的转速效率会下降；
g)检查发动机和SCR箱，若发动机或者SCR箱老化严重，会导致NOx原始排放偏大或NOx传感器的测
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量信号偏大，继而导致转化效率故障；
h)检查环境相关的因素，若环境温度、压力传感器坏，车又在类似三高的环境运行，则可能会报转化效
率故障，尤其在海拔较高的地方；
第三步：必要的话，检查标定数据，若放行发动机工况的具体条件不合理，可能误报错。

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第七类故障：NOx转化效率监测不放行
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是NOx转化效率相关的故障。

第二步：检查NOx传感器，确认NOx传感器工作正常，ECU能够读到NOx测量值，且NOx传感器状态为1。

第三步：检查尿素喷射的放行条件，包括：SCR状态在剂量控制模式下，尿素压力9bar左右，排温在200℃以上，确认尿素喷射放行。

第四步：检查尿素喷射状态，确认，尿素真的在喷射。

第五步：检查环境温度，环境压力传感器及其线束，确认，这两个传感器工作正常，且环境压力大于900hpa，环境温度大于2℃。

第六步：确认发动机工况在合适的范围内，如：排温大于300℃，废气流量大于：500Kg/h。

第七步：必要的话，检查标定数据，若放行发动机工况的具体标定不合理，则NOx转化效率监测不放行。

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第八类故障：NOx值测量不准确
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是NOx信号相关的故障。

第二步：检查NOx传感器和排气管，确认排气管没有太大的漏气，并且NOx传感器安装正确，详见SCR 后处理系统匹配安装规范。

第三步：检查NOx传感器线束，确认通讯正常，供电正常。

第四步：检查排气被压，排气被压影响到进入NOx传感器的NOx分子数，继而影响到NOx测量。

第五步：检查废气的NO与NO2的比例，若NO2比例偏高，则测量的NOx值偏高。

第四步：必要的话，检查标定数据，确认NOx传感器相关报文的发送和接收放行正确。

第九类故障：闻到一股氨气味
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是尿素喷射量相关的故障，包括：转速传感器，喷油器，进气压力、温度传感器，排温传感器，喷嘴，尿素压力传感器等部件故障。

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第二步：检查转速传感器及其线束，转速信号是计算尿素喷射量的依据之一。

第三步：检查喷油器，若实际喷油量比设定喷油量少，则引起尿素喷射量的相对偏大。

第四步：检查进气压力、温度传感器及其线束，进气量是计算尿素喷射量的依据之一。

第五步：检查排温传感器及其线束，排温信号是计算尿素喷射量的依据之一。

第六步：检查尿素压力传感器及其线束，若尿素压力信号测量偏差太大，会导致基于尿素压力的尿素喷射量修正偏大，从而引起尿素喷射过量。

第七步：检查喷嘴及其线束，若喷嘴卡死在常开位置，则尿素喷射量超过设定量太多。

第八步：必要的话，检查标定数据，确认发动机原始排放、进气量标定足够精确。

第十类故障：尿素结晶
第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是NOx转化效率、NOx信号相关故障。

第二步：尿素喷射量大是尿素结晶的原因之一，具体请参考第九类故障的检查方法和步骤。

第三步：检查排气管设计及其材料。

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第四步：检查喷嘴底座设计及其材料。

第五步：检查喷嘴的喷射方位是否符合技术要求。

第六步：必要的话，检查标定数据，确认发动机原始排放、进气量标定足够精确。

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第十一类故障：其他故障
随着SCR系统市场推广的进一步提高，本类故障还需结合用户反馈，进行进一步的提炼和总结。

2.2 部件故障分析
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附：部件检测
检测部件检测项目标准值
尿素泵驱动两针脚之间电阻770～950欧姆
K93－K07波形
（24V供电，
转速：1500rpm，
负荷：500 N*M，
UPump_rps：12%，
UDosVIV_rps：7.23%）
反向阀驱动 2.09与地线之间电压（怠速） 3.2～4.9伏
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两针脚之间电阻770～950欧姆
K30－K08波形
喷嘴驱动流量计量单元的电阻 2.60～3.15欧姆（环境温度20℃）
数据流（怠速时电流）1380～1420mA
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K10－K09波形
（24V供电，
转速：1500rpm，
负荷：500 N*M，
UPump_rps：12%，
UDosVIV_rps：9.7%）42
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第三章潍柴动力蓝擎国IV柴油机闪码表
蓝擎国Ⅲ柴油机具有自诊断功能：
一旦检测出车辆异常，ECU将产生对应的闪码，使闪码灯亮，并自动进入保护模式。

如闪码灯亮起，车辆可能发生了较大异常，需及时排除。

司机也可以手动进行车辆检查：
用手按诊断开关后，如闪码灯闪烁提示，则可能为历史故障未清除的闪码，或当前不影响行车的车辆异常，这时如无车辆检修条件可正常驾驶，尽快检查车辆。

在ECU自动保护模式下，发动机仍能保持以降低功率的方式（“跛行回家”）带故障运行，转速受到限制。

少数较严重的故障发生时，发动机将停止喷油、熄火。

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3.1故障码的读取
故障码的读取有两种途径： 通过故障诊断仪读取；
或通过发动机闪码灯的闪码读取。

诊断开关每给出一个脉冲信号，闪码灯报一个闪码；诊断开关一直导通时，闪码灯常亮！ ECU 错误内存最多存储10个错误；
每个闪码由3
亮
灭
3.2手动清除故障码的方法
在T15导通前就按下（接通）故障诊断开关，接着打开钥匙开关（T15接通），维持诊断开关4-8秒后释放。

若不能删除某个故障码，则为当前故障。

需要先清除硬件故障，再清除ECU故障内存。

如果无法排除故障码，请尽快通知专业人员处理。

注意：排除完故障后，请用设备或手动将故障码清除。

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3.3潍柴动力蓝擎国IV闪码表（通用于WP高压共轨系列柴油机）
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50。