國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)車輛知識(shí)的簡(jiǎn)介:
國(guó)六排放法規(guī)已經(jīng)頒布,全國(guó)**區(qū)域的4省29市范圍,將在今年7月1日起,提前實(shí)施國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。部分地區(qū)將提前實(shí)行國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn),這是**為了藍(lán)天保衛(wèi)事業(yè)而必將實(shí)施的一項(xiàng)政策,隨著政策的實(shí)施落地,國(guó)六車型的到來,必將對(duì)維修服務(wù)人員的技術(shù)能力帶來新的挑戰(zhàn),為了滿足大家對(duì)國(guó)六車輛求知若渴的欲望,本文為您提供國(guó)六知識(shí)的簡(jiǎn)介。
國(guó)六排放法規(guī):
一、商用車發(fā)動(dòng)機(jī)各階段排放標(biāo)準(zhǔn)限值規(guī)定:
國(guó)六排放法規(guī)主要還是降低NOx和PM的排放,法規(guī)的實(shí)施不僅僅對(duì)排放限值提出要求,同時(shí)對(duì)未能達(dá)到排放限值要求的車輛做到嚴(yán)厲監(jiān)控,對(duì)車輛的駕駛性能進(jìn)行限制,初級(jí)為限扭,嚴(yán)重的限速20km/h(跛行模式)。
二、“國(guó)六”排放法規(guī)與“國(guó)五”排放法規(guī)相比:
1、苛刻的NOx限值 :
國(guó)五階段NOx的限值是2.0g/kWh,國(guó)六階段要求將為0.4g/kWh;
2、PN、NH3限值的要求:
對(duì)顆粒物的排放濃度(PM)以及個(gè)數(shù)(PN)要求大大提高,NH3限值的要求需要增加氨捕集器(ASC);
3、穩(wěn)態(tài)工況(WHSC)/瞬態(tài)工況(WHTC)兩種工況試驗(yàn)循環(huán)要求;
4、增加發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架非標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)(WNTE)、整車車載道路試驗(yàn)(PEMS)非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試循環(huán) ;
5、排放耐久與質(zhì)保期 ;
6、為了保證國(guó)六排放實(shí)施,法規(guī)實(shí)施了4個(gè)方面的保障措施:
◆精細(xì)的OBD要求;
◆ 整車PEMS:整車成為排放監(jiān)管對(duì)像;
◆遠(yuǎn)程排放監(jiān)測(cè);
◆ 符合性核查:主管部門可抽查廠家、 4S店、客戶等車輛;
國(guó)六博世系統(tǒng)概述:
國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU、進(jìn)氣系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)都發(fā)生了變化。
一、電控單元ECU:為滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)和越來越多的功能,Bosch ECU針對(duì)國(guó)六進(jìn)行了更新?lián)Q代。
◆輕型商用車ECU: ◆重型商用車ECU:
二、國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng):空氣流量計(jì)、渦輪增壓器、進(jìn)氣中冷、節(jié)流閥(TVA)、進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度傳感器、廢氣再循環(huán)閥(EGR閥)、EGR冷卻器 。
◆HFM空氣流量計(jì):
多用于乘用車和部分輕型卡車,安裝在空濾后,增壓前,對(duì)小的空氣流量計(jì)算比較精準(zhǔn)。
注意:安裝時(shí)穩(wěn)流管方向與進(jìn)氣方向保持一致。
◆PFM空氣流量計(jì):
適用于大排量的重型車,安裝在增壓器之后,根據(jù)孔板前后壓差計(jì)算流速,確定新鮮空氣體積。
◆渦輪增壓器:
對(duì)于國(guó)六的發(fā)動(dòng)機(jī)大多配置可調(diào)渦流增壓器,通過閥門的調(diào)節(jié)**進(jìn)入渦輪的廢氣量,改變渦輪轉(zhuǎn)速來**增壓端的增壓壓力。
三、國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng):主要有高壓共軌系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)系統(tǒng)、排氣氧濃度傳感器。
◆高壓共軌系統(tǒng)兩個(gè)**參數(shù),高壓油軌的壓力和噴油器開啟時(shí)間;
◆高壓油軌壓力的兩種**方式,高壓油泵內(nèi)的計(jì)量單元和高壓油軌**閥來**;
◆重型商用車大多使用高壓油泵計(jì)量單元**軌壓;
◆乘用車和部分輕型商用車會(huì)配置兩種**方法,用軌壓**閥快速降壓,用高壓油泵計(jì)量單元快速加壓。
◆正時(shí)系統(tǒng)是通過凸輪軸和曲軸傳感器信號(hào)組合完成。
◆排氣氧濃度傳感器主要是用于噴油量的閉環(huán)**以及老化后的修正。
四、國(guó)六排氣后處理系統(tǒng):包括氧化催化器(DOC),DOC前溫度傳感器,DOC前燃油噴射系統(tǒng)(HCI),顆粒捕集器(DPF),DPF前溫度傳感器,DPF兩端壓差傳感器,還原催化器(SCR),尿素噴射系統(tǒng),SCR前NOx傳感器,氨捕集器(ASC),ASC后NOx傳感器,顆粒傳感器(PM)。
◆在國(guó)五只有SCR的基礎(chǔ)上,后處理需增加DOC、DPF和ASC,才能滿足國(guó)六階段的排放要求;
◆需要增加系列傳感器、執(zhí)行器和閉環(huán)**策略,以支持DOC-DPF-SCR的監(jiān)測(cè)、**和正常工作。
國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線:
一、重汽國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線:
1、發(fā)動(dòng)機(jī)型譜:
2、技術(shù)路線:
◆發(fā)動(dòng)機(jī)部分:
① 1800bar共軌系統(tǒng)
② 單級(jí)WGT+旁通閥**
③ 電控進(jìn)氣節(jié)流閥
④ TFI4壓差式空氣流量傳感器
⑤ 冷卻EGR,熱端EGR閥
◆后處理部分:
① DOC+cDPF+SCR+ASC
② cDPF再生:被動(dòng)+主動(dòng)HCI
注:cDPF--壁流式催化型顆粒捕集器,集成DPF與DOC功能于一體,作為壁流式DPF對(duì)排氣中的顆粒物進(jìn)行過濾,同時(shí)作為DOC對(duì)NOx和一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔锏扰艢獬煞诌M(jìn)行催化氧化。
3、MCO7發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器布置:
4、MC11發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器布置:
二、國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線:
1、技術(shù)路線:
國(guó)六主要新增DOC、DPF后處理系統(tǒng)(ASC集成在SCR內(nèi)后端);濰柴9H及以上排量發(fā)動(dòng)機(jī)不帶EGR系統(tǒng),9H以下排量發(fā)動(dòng)機(jī)帶EGR系統(tǒng)。
2、WP4.1N/WP4.6N后處理系統(tǒng):
共4個(gè)排溫傳感器、1個(gè)壓差傳感器、1個(gè)尿素噴嘴、2個(gè)NOx傳感器(N系列發(fā)動(dòng)機(jī)沒有HCI碳?xì)鋰娚湎到y(tǒng))。
3、WP9H/10H/WP12/WP13箱式后處理系統(tǒng):
共4個(gè)排溫傳感器、1個(gè)壓差傳感器、1個(gè)尿素噴嘴、1個(gè)NOx傳感器。
4、國(guó)六氣體機(jī)技術(shù)路線:
①稀薄燃燒+DOC+SCR
②當(dāng)量燃燒+TWC
③當(dāng)量燃燒+EGR+TWC
濰柴歐VI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用當(dāng)量+EGR+三元催化后處理器路線。
濰柴主要燃?xì)猱a(chǎn)品:WP4.6N、WP7、WP10H、WP13
當(dāng)量燃燒:
理論上每千克燃料完全燃燒時(shí)需要空氣的質(zhì)量,這種空氣和燃料的比例稱為化學(xué)當(dāng)量比 ,按發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的過量空氣系數(shù)λ,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式可以分為稀薄燃燒(λ>1)和當(dāng)量燃燒(λ=1).由于稀薄燃燒的熱負(fù)荷相對(duì)小,經(jīng)濟(jì)性好及總成本較低,在歐三、歐四甚**歐五排放階段,稀薄燃燒+催化氧化后處理器是大多數(shù)廠家采用的技術(shù)路線。到歐六階段,由于NOx限值大為降低,稀薄燃燒需要加上SCR后處理器,成本大為增加,而當(dāng)量燃燒可以更容易地實(shí)現(xiàn)低排放,所以國(guó)際上主流技術(shù)路線分為兩種:
◆稀薄燃燒+DOC催化氧化+SCR(選擇性催化還原技術(shù)) ◆當(dāng)量燃燒+EGR(廢氣再循環(huán))+TWC(三元催化后處理)如果熱負(fù)荷能承受,可不需要EGR。
國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)新增零部件
一、博世系統(tǒng)新增零部件:
1、電控單元ECU:
◆國(guó)六階段,輕型商用車大部分排放路線同時(shí)使用EGR+DOC+DPF/SCR,原來國(guó)五的EDC17C81仍可以用,同時(shí)新增了154引腳6MB刷寫速度的MD1CC878電腦板。
◆對(duì)于重型商用車,其ECU將由之前的154引腳6MB刷寫速度的EDC17CV44/54 ECU切換到336引腳8MB刷寫速度MD1CE100 ECU或MD1CE100降配版240引腳,6MB刷寫速度的MD1CE108 ECU。
2、DPM碳?xì)鋰娚湎到y(tǒng):
布置于DOC上游,主要作用是向排氣管噴射燃油,經(jīng)過DOC催化器氧化,提升排氣溫度600℃左右,燃燒DPF顆粒捕集器累積的顆粒物,DPF再生時(shí)開始噴射,燃油噴射量由DOC前后溫度傳感器信號(hào)計(jì)算。
發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓油路提供4-8巴的燃油壓力,當(dāng)有再生請(qǐng)求時(shí),截止閥開啟,燃油計(jì)量閥輸送燃油**噴射單元,噴射單元是一個(gè)機(jī)械閥,當(dāng)燃油壓力大于2.65巴時(shí) ,機(jī)械閥向排氣管噴燃油。
3、DOC氧化型催化器:
在國(guó)六系統(tǒng)中,DOC作用**關(guān)重要,其主要作用有以下三點(diǎn):
1)降低HC排放:將尾氣中未燃燒的HC、潤(rùn)滑油HC氧化為H?O、CO?;
2)將NO氧化為NO?:NO?將DPF捕集的碳顆粒氧化為氣態(tài)的CO?;
3)氧化噴入排氣管的燃油:氧化柴油放熱使DPF溫度升高,DPF內(nèi)碳與氧氣反應(yīng)生成CO?;
4、DPF柴油顆粒捕捉器:
用于捕集尾氣中的顆粒,以滿足國(guó)六排放對(duì)顆粒數(shù)量(PN)的要求
DPF是一個(gè)壁流式的過濾器,相鄰間隔的通道在兩端分別堵住,通道之間存在濾網(wǎng),尾氣流經(jīng)濾網(wǎng)時(shí),碳顆粒物被攔截,這樣可以在較短的行程距離完成較高效的過濾,其形式可見下圖。
顆粒捕集持續(xù)發(fā)生,DPF內(nèi)顆粒會(huì)越積越多**終堵塞DPF,必須通過再生的方式清除碳顆粒。DPF再生方式分被動(dòng)再生、主動(dòng)再生兩種。
◆DPF再生策略:
DPF清理積碳的2種技術(shù)路線:
被動(dòng)再生:300℃左右NO?氧化碳為CO?;
主動(dòng)再生:600℃左右O?氧化碳為CO? ;
5、國(guó)六主流尿素噴射系統(tǒng):
國(guó)六階段,SCR催化還原不可或缺,博世主流尿素噴射系統(tǒng)是博世6-5和2.2 ,**系統(tǒng)功能可以集成在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU里,也可以采用**尿素噴射**單元DCU,國(guó)六ECU與BOSCH 后處理部件的匹配如下。
◆對(duì)于輕型卡車,一般用EDC17C81,MD1CS089,MD1CC878 配流量為5.4kg/h的Dnox6-5系統(tǒng);
◆對(duì)于重型卡車,一般用MD1CE108,MD1CE100配流量為7.2kg/h的Dnox2.2系統(tǒng)。
6、國(guó)六后處理系統(tǒng)傳感器:
6.1 國(guó)六管式后處理:
6.2 國(guó)六箱式后處理:
6.3 排溫傳感器(T4、T5、T6、T7 )
國(guó)六排溫傳感器由兩種**形式:ECU直接**,CAN線**排溫傳感器模塊。
**器接收四個(gè)溫度傳感器信號(hào),通過CAN線和ECU通訊。
6.4 PM顆粒物傳感器(累積傳感器)
傳感器電極表面顆粒物的積累,會(huì)導(dǎo)致電學(xué)性質(zhì)(電阻、電容)發(fā)生變化,用來測(cè)量DPF發(fā)生故障時(shí)顆粒物的排放,監(jiān)控DPF效率,內(nèi)部集成電加熱,氧化除煙灰再生,CAN數(shù)據(jù)通訊。
6.5 壓差傳感器:
通過DPF上游和下游壓差測(cè)量(?P),估算DPF累積的碳煙顆粒質(zhì)量,當(dāng)DPF積碳過多時(shí),壓差高的故障會(huì)被激活,禁止DPF主動(dòng)再生。
6.6 尿素箱溫度液位濃度集成傳感器:
通過CAN通訊發(fā)送液位、濃度、溫度信號(hào)給ECU。
尿素濃度測(cè)量利用聲波在不同濃度的尿素溶液中傳播速度不同,測(cè)量同一段距離的聲波反彈時(shí)間,計(jì)算傳播速度來判斷尿素濃度。
二、重汽國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)新增零部件介紹:
1、EGR閥:
采用了EGR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)新增有EGR閥,濰柴國(guó)六9H機(jī)型及以上排量發(fā)動(dòng)機(jī)不帶EGR,而重汽國(guó)六曼系列MC07/MC09/MC11/MC13均采用了EGR。
◆EGR閥作用:降低燃燒峰值溫度、降低氧的濃度,抑制NOx生成。
◆EGR閥默認(rèn)狀態(tài):全關(guān)(0%)。
◆EGR閥驅(qū)動(dòng)方式:MC11\09是CAN線**EGR ,MC13\07是電控氣動(dòng)EGR。
◆CAN線**EGR閥:當(dāng)ECU刷寫程序后,需要重新上下一次電,使CAN EGR正常工作,EGR具有自清潔功能。
◆電控氣動(dòng)EGR:需要保證EGR閥供氣,鑰匙下電后ECU執(zhí)行自清潔功能,即主動(dòng)擺動(dòng)閥片3次。
2、進(jìn)氣節(jié)流閥TVA:
TVA閥作用:開度的**是基于期望的進(jìn)氣壓力值的閉環(huán)**。
1)通過**閥片開度,**發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量,有效**空燃比,進(jìn)行熱管理。
2)DPF再生時(shí)提升發(fā)動(dòng)機(jī)排溫。
TVA閥默認(rèn)狀態(tài):全開(0%)
TVA閥驅(qū)動(dòng)方式:H橋
TVA閥何時(shí)工作:低負(fù)荷低轉(zhuǎn)速、再生工況。
3、TFI4壓差式空氣流量傳感器:
◆特性
①主要優(yōu)勢(shì)優(yōu)化了 -50℃~250℃溫度補(bǔ)償測(cè)試。
②CAN 通訊,測(cè)量精度高。
③特殊設(shè)計(jì)保證了基于壓差傳感器的非常低的漂移。
④由于測(cè)量值受到文丘里管前管路走向的影響,不同變型車需要校對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣模型。
4、電控放氣閥增壓器WGT:
◆在中冷后和增壓器旁通閥之間裝有一個(gè)脈沖電磁閥(增壓壓力**閥)。
◆放氣閥可以在低負(fù)荷下開啟,實(shí)現(xiàn)廢氣旁通,提高尾氣排溫。
◆基于期望的中冷后壓力值的閉環(huán)**。
三、國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)新增零部件介紹:
1、濰柴文丘里壓差傳感器:
文丘里壓差傳感器安裝在文丘里流量計(jì)上,文丘里流量計(jì)安裝在EGR單向閥之后的進(jìn)氣管路上。目前WP4.1N、4.6N、WP7進(jìn)排氣同側(cè)/異側(cè)均采用壓差傳感器。
測(cè)量原理:
廢氣流經(jīng)文丘里管的喉口時(shí),會(huì)在喉口前后產(chǎn)生壓力差,廢氣流量越大,產(chǎn)生的壓差越大,文丘里壓差傳感器可以**測(cè)量壓差,并反饋給ECU;ECU根據(jù)EGR冷卻后溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、文丘里壓差傳感器等信號(hào)計(jì)算出廢氣流量。
2、MAF空氣流量傳感器:
MAF傳感器安裝在穩(wěn)流管上,其總成安裝在空壓機(jī)取氣后,油氣分離器回氣口前的進(jìn)氣管路上;注意穩(wěn)流管安裝方向。
測(cè)量原理:
MAF傳感器為熱膜式進(jìn)氣流量傳感器,是EGR技術(shù)路線的重要部件。它根據(jù)流經(jīng)傳感器不同流量的氣體帶走不同熱量,在傳感器芯片上產(chǎn)生溫度梯度,并通過內(nèi)部電路將溫度梯度轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào);ECU接收頻率信號(hào)通過數(shù)據(jù)標(biāo)定的頻率與流量特性曲線,得到相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣流量值。
傳感器相關(guān)故障:
1、電路故障:簡(jiǎn)單斷路短路等;
2、CAN故障:PM、Nox、尿素質(zhì)量/液位/溫度傳感器硬件采用了CAN通訊;
3、傳感器自診斷故障:如PM傳感器自診斷溫度過高等;
4、 合理性故障:指?jìng)鞲衅魇Щ蛳到y(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致測(cè)量值不合理;
其中合理性故障,當(dāng)傳感器發(fā)生漂移,或傳感器安裝錯(cuò)誤后,或者系統(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致測(cè)量值不合理時(shí),會(huì)導(dǎo)致合理性故障報(bào)出。合理性故障國(guó)五較少,但在國(guó)六階段,基本上所有傳感器和執(zhí)行器都需要診斷,如發(fā)生合理性類故障,則需要排查誤安裝、系統(tǒng)故障、傳感器自身漂移、CAN干擾等。
◆EGR閥默認(rèn)狀態(tài):全關(guān)(0%)。
◆EGR閥驅(qū)動(dòng)方式:MC11\09是CAN線**EGR ,MC13\07是電控氣動(dòng)EGR。
◆CAN線**EGR閥:當(dāng)ECU刷寫程序后,需要重新上下一次電,使CAN EGR正常工作,EGR具有自清潔功能。
◆電控氣動(dòng)EGR:需要保證EGR閥供氣,鑰匙下電后ECU執(zhí)行自清潔功能,即主動(dòng)擺動(dòng)閥片3次。
2、進(jìn)氣節(jié)流閥TVA:
TVA閥作用:開度的**是基于期望的進(jìn)氣壓力值的閉環(huán)**。
1)通過**閥片開度,**發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量,有效**空燃比,進(jìn)行熱管理。
2)DPF再生時(shí)提升發(fā)動(dòng)機(jī)排溫。
TVA閥默認(rèn)狀態(tài):全開(0%)
TVA閥驅(qū)動(dòng)方式:H橋
TVA閥何時(shí)工作:低負(fù)荷低轉(zhuǎn)速、再生工況。
3、TFI4壓差式空氣流量傳感器:
◆特性
①主要優(yōu)勢(shì)優(yōu)化了 -50℃~250℃溫度補(bǔ)償測(cè)試。
②CAN 通訊,測(cè)量精度高。
③特殊設(shè)計(jì)保證了基于壓差傳感器的非常低的漂移。
④由于測(cè)量值受到文丘里管前管路走向的影響,不同變型車需要校對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣模型。
4、電控放氣閥增壓器WGT:
◆在中冷后和增壓器旁通閥之間裝有一個(gè)脈沖電磁閥(增壓壓力**閥)。
◆放氣閥可以在低負(fù)荷下開啟,實(shí)現(xiàn)廢氣旁通,提高尾氣排溫。
◆基于期望的中冷后壓力值的閉環(huán)**。
三、國(guó)六發(fā)動(dòng)機(jī)新增零部件介紹:
1、濰柴文丘里壓差傳感器:
文丘里壓差傳感器安裝在文丘里流量計(jì)上,文丘里流量計(jì)安裝在EGR單向閥之后的進(jìn)氣管路上。目前WP4.1N、4.6N、WP7進(jìn)排氣同側(cè)/異側(cè)均采用壓差傳感器。
測(cè)量原理:
廢氣流經(jīng)文丘里管的喉口時(shí),會(huì)在喉口前后產(chǎn)生壓力差,廢氣流量越大,產(chǎn)生的壓差越大,文丘里壓差傳感器可以**測(cè)量壓差,并反饋給ECU;ECU根據(jù)EGR冷卻后溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、文丘里壓差傳感器等信號(hào)計(jì)算出廢氣流量。
2、MAF空氣流量傳感器:
MAF傳感器安裝在穩(wěn)流管上,其總成安裝在空壓機(jī)取氣后,油氣分離器回氣口前的進(jìn)氣管路上;注意穩(wěn)流管安裝方向。
測(cè)量原理:
MAF傳感器為熱膜式進(jìn)氣流量傳感器,是EGR技術(shù)路線的重要部件。它根據(jù)流經(jīng)傳感器不同流量的氣體帶走不同熱量,在傳感器芯片上產(chǎn)生溫度梯度,并通過內(nèi)部電路將溫度梯度轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào);ECU接收頻率信號(hào)通過數(shù)據(jù)標(biāo)定的頻率與流量特性曲線,得到相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣流量值。
傳感器相關(guān)故障:
1、電路故障:簡(jiǎn)單斷路短路等;
2、CAN故障:PM、Nox、尿素質(zhì)量/液位/溫度傳感器硬件采用了CAN通訊;
3、傳感器自診斷故障:如PM傳感器自診斷溫度過高等;
4、 合理性故障:指?jìng)鞲衅魇Щ蛳到y(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致測(cè)量值不合理;