柴油车 NOx转化率低导致发动机故障灯亮问题解决探讨
摘要：发动机作为汽车动力源，是车辆最重要的部件之一。发动机是否正常，一般都是通过声光提示向外界展示其状态，故障灯是最直接的提醒。故障灯亮会导致发动机工作不平稳，动力性受影响、并增加汽车污染物的排放。国六排放法规的实施对柴油车污染物排放提出更高的要求。目前柴油机主要匹配SCR系统来改善尾气，以降低尾气污染物的排放。SCR系统包括尿素喷射装置，催化反应装置。NOx转化效率低是SCR系统催化反应装置工作异常，是目前国六柴油机故障灯的主要问题。通过几个方面的分析及措施验证，对NOx转化效率低问题进行有效改善。
关键词：发动机；故障灯；催化反应；SCR；NOx
发动机状态正常，是保证驾驶安全的重要前提。柴油车发动机故障灯亮后，通过故障诊断仪诊断确认故障代码为P20EE，故障名称为NOx转化效率低，是目前国六柴油机故障灯的主要问题。这种故障维修通常的处理方式是更换尿素、再生、更换SCR。故障灯亮会导致发动机工作不平稳，动力性受影响、并增加汽车污染物的排放。发动机排放污染物分为气态（NOx、CO、NH3）、固态污染物（PM（颗粒物质量）和PN（粒子数量））。国六排放法规对NOx
、颗粒物等主要的污染物，提出更高的排放要求。发动机SCR系统的设计和功能，主要就是为了处理这两大类污染物。本文通过几个方面探讨该故障的直接原因，及如何减少该故障发生的频率。
1 SCR系统结构及工作机理
SCR是选择性催化还原技术（ Selective Catalytic Reduction Technology）的简称，是现阶段柴油发动机后处理应用的主要技术方式。SCR系统包括储存车用尿素液的尿素喷射装置、SCR催化反应模块。SCR系统工作机理是：当上游传感器探测到排气管中有氮氧化物时，尿素喷射装置自动喷出车用尿素液，尿素与氮氧化物在混合室中均匀混合并流转到SCR催化反应模块中发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和水蒸气排出。
SCR系统示意图
2 NOx传感器信号与ECU关联工作机理
NOx传感器在正常工作后实时监测排气中NOx值并传送到ECU。ECU通过氮氧化物监测程序来对尾气中的NOx值进行数据计算，计算结果再与设定的阈值进行对比做出判断，并不以实时监测的NOx值来判断排气是否合格。
具体的流程：ECU检测到后处理单元内排气温度高于预设阈值，且持续一定时间，判断NOx传感器表面的水汽已经清除，通过CAN线发信号至NOx传感器，当前条件已经达到露点温度，NOx传感器开始加热采集信号。采集的信号传递至ECU进行计算，再依据计算结果发出控制指令。
3 SCR故障导致的故障模式
SCR故障导致触发发动机故障灯亮，通过诊断仪检测到故障代码为P20EE，故障名称为NOx转化效率低。
4 NOx转化效率低故障发生原因及问题解决
NOx转化效率低故障模式多由于催化反应异常导致，而造成催化反应异常的原因包括尿素品质、NOx传感器状态、EGR阀状态、尿素泵状态、尿素喷嘴状态等。
4.1 尿素品质检查
车用尿素成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水。尿素的浓度是SCR还原系统中关键因素之一。
①检查尿素浓度传感器接线及接头是否有破损、退针，并监测是否有尿素品质传感器报文，若无报文，则更换线束或传感器。
②用浓度仪测量尿素罐内的尿素浓度是否满足32.5%±1.5%的要求(图示)。若不满足，则更换合格尿素；同时对比诊断仪监测的尿素浓度值是否与浓度仪测量值基本一致，若不一致，则更换尿素浓度传感器；
发动机故障灯亮
4.2 NOx传感器状态检查
①检查线路情况或用硬件检查线束接收报文判断线路是否开路、短路，如线路破损或接收不到报文需更换线束；
②检查发动机和后处理线束是否正常安装，注意SCR前后NOx传感器插件连接是否正确。
NOx传感器图示
③待发动机排温超过200摄氏度时通过诊断仪监测上、下游NOx传感器读值，检查读值是否正常且随时间波动。若异常，则更换NOx传感器；