□文/杨月海 张洪生
1 潍柴发动机SCR系统构成
潍柴发动机采用的博世DeNOx2.2 SCR系统可分为三部分：喷射尿素的尿素喷射系统、起催化消声作用的SCR催箱总成以及传感器等零部件。SCR主要包括尿素供给单元(尿素泵)、尿素喷射单元(尿素喷嘴)、尿素箱、尿素管路及喷射控制单元(DCU)，如图所示。博世DeNOx2.2系统没有单独的DCU，其DCU的功能都集成在发动机的ECU里。
发动机启动后，传感器采集发动机的运行参数，并将这些参数转换为电信号输送给发动机ECU，ECU据此计算出尿素溶液的喷射量，同时采集催化转
换器温度信号，通过控制尿素泵向尿素
喷嘴提供一定量的尿素溶液。尿素水溶
液经尿素吸液管由尿素箱吸入尿素泵，
继而经尿素输送管泵入尿素喷嘴。当系
统压力达到预定值并且有喷射请求后，
ECU控制计量喷嘴阀门开启，采用高
压雾化喷射方式向排气管内喷射适量的
尿素溶液。ECU控制尿素计量喷嘴开
度，实现尿素喷射量的精确控制。多余
的尿素溶液能够用于给计量喷嘴冷却，
并通过回液管返回尿素箱。
由计量喷嘴计量并以雾化形态喷射
出的尿素溶液在排气管混合区受高温加
热分解成氨气（NH
3
）和水，与排气充
分混合后进入SCR催化转换器。在催
化转换器中NH
3
与NO
x
在催化剂作用
下反应生成氮气和水排到大气中。当发
动机停机后，发动机
ECU控制SCR系统
进入回抽模式，将输
液管与回液管中残余
的尿素溶液抽回至尿
素箱中，防止低温环
境下尿素结冰导致系
统损坏。
由于尿素溶液在环境温度低于-11℃
时会结冰，为保证系统在低温时能正常
使用，系统具有解冻功能，解冻采用发
动机的冷却液。当ECU通过温度传感
器感应到尿素温度较低时，ECU控制
断水电磁阀打开。发动机冷却液流经加
热管对尿素箱内的低温尿素溶液进行加
热。当环境温度低于预先标定的温度限
值时，输液管和回液管将开启电加热，
避免尿素结冰导致管路堵塞甚至损坏。
2 SCR系统工作过程
①初步建压。发动机起动后，当尿
素建压条件达到时（系统无故障且前排
温传感器测量值大于180℃，发动机转
速大于550转），SCR系统开始建立
压力：尿素泵工作，吸液→填充→压力
建立(目标值5.5bar，建压时间不长
于35秒)。泵压力到达8bar，系统开
始自检。系统设定每次建压时间35秒，
一次建压不成功自动进行第二次建压，
但一个驾驶循环最多建压3次，如果三
次建压均失败，系统报错，此次驾驶循
环不再尝试建压。次与次之间伴随尿素
泵自动排气及泄压倒吸过程。
②自检。系统自行检查压力管路和
回流管路有无堵塞情况，如果有，控制
潍柴发动机SCR系统
故障检查方法
【摘要】文章简要介绍了潍柴发动机采用的博世DeNOx2.2 SCR
系统构成、工作原理和工作过程、使用要求，以及系统常见故
障的检查方法，供车辆使用者和维修工作者学习和参考。
图 SCR系统构成图
45
HEAVY TRUCK
《
重型汽车》
46
系统报错，管路和尿素泵泄压。如果检测通过（表示各管路均无堵塞情况），则系统建压成功，尿素泵
至喷嘴压力稳定在9±0.5bar。系统设定整个建压过程总时间为320秒，超过320秒，系统报错，此次驾驶循环不再尝试建压。
③正常喷射。SCR 系统根据排温（大于200℃）和工况适时进行喷射。
④断电倒吸。发动机熄火（整车总电源开关不断开）后，SCR 系统进入倒吸过程，利用反向阀使尿素泵及尿素管中的液体排空，防止管路中残留尿素对系统造成影响。系统设定断电倒吸过程的时间为90秒，该过程中严禁关闭整车电源开关。
另外，在气温低于-11℃时，尿素结冰。潍柴SCR 系统中配备了加热系统，其中尿素箱为发动机冷却水加热，尿素泵及尿素管路为电加热，从而保证尿素喷射系统在低温环境下正常工作。
3 SCR 系统的使用要求
①当尿素箱液位低于10%时，仪表盘相应的指示灯闪烁警告，此时需及时加注尿素溶液。为防止因缺少尿素导致发动机限制扭矩，可备用适量的尿素溶液。禁止使用私自配置或不达标的尿素溶液，以及其他替代液体，杂质和金属离子会影响系统正常工作，缩短系统寿命。
②启动柴油发动机时，当发动机转速和排气温度达到设定值后，DeNOx 2.2系统开始工作，发动机停机后，系统进入倒抽阶段，清空系统内的尿素溶液，该阶段将持续两到三分钟，请不要在系统尚处于工作
状态时断开电源总开关。
③DeNOx 2.2系统正常关闭（整个倒抽过程结束）后，在-40～25℃的环境中可停机4个月而无须拆卸保存，在较高的温度下，无拆卸停机时间上限会相应缩短。但此期间不得断开液力和电气连接；应避开尿素喷嘴和泵中的尿素水蒸气的蒸发，建议停机前注满尿素箱以减少管路中的蒸发。
④停机时间超过4个月后，启动系统前应先预运转，以保证能正常启动，步骤如下：a.尿素箱重新注满尿素溶液；b.更换泵中的过滤器；c.启动DeNOx 2.2系统；d.若系统启动异常，关闭系统，在ECU 主继电器停止后（停止时间以不同应用而异），重启系统。
⑤如果启动失败，在没有诊断仪的条件下，可进行简单的外观检查。驾驶室仪表盘尿素箱灯亮，表明尿素水溶液剩余不足10%，应及时添加。
⑥若需要更换或拆卸尿素喷嘴，须在发动机完全停机一小时，排气管冷却后方可进行。注意底部的密封片为一次性器件，每次安装均须更换。
⑦车辆每运行3年或者行驶10万公里后，需要更换尿素泵滤芯。
4 SCR 系统常见故障检查方法
4.1 尿素液位温度传感器故障
①故障现象：故障灯、OBD 灯常亮，仪表中尿素液位显示不准确，报有“尿素液位传感器输入电压太大”相关故障码。
②故障原因：a.液位、温度传感器线束未连接、插接件损坏、插头退针；b.传感器线束开路、虚接；c.传感器线与电源短路；d.整车仪表线束连接异常；e.传感器损坏等。
③检查方法：a.首先检查最容易发生故障的部位：传感器接插件和线束；b.拔下传感器接插件，检查针脚是否退针造成线束开路，重新固定插针；c.用万用表测量液位传感接头两端电阻（浮子处于最上端时电阻应为5.6kΩ，处于最下端时电阻应为446kΩ)与标准值对照，确认液位传感器是否损坏；d.用万用表测量温度传感器接头两端电阻，与标准值对照，确认尿素温度传感器是否损坏。
4.2 尿素供给泵故障
①故障现象：故障灯、OBD 灯常亮，不素或尿素喷射较少，通过诊断仪检查显示“尿素泵驱动电磁阀开路”相关故障码。
②故障原因：a.供给泵驱动电磁阀线束未连接、插接件损坏、插头退针；b.线束开路、虚接、短路；c.尿素过滤器堵塞；d.尿素箱漏液，造成泵长期在无尿素条件下工作；e.尿素供给泵损坏。
③检查方法：a.首先检查最容易发生故障的部位：接插件和线束；b.检查尿素箱内是否有适量的尿素，
注意尿素箱中不能完全没有尿素溶液；c.检查尿素过滤器是否附着大量杂质，堵塞过滤器。如果堵塞，用压缩空气对过滤器进行清洗；d.如以上检查均正常，则更换尿素供给泵。
4.3 尿素喷嘴故障
①故障现象：故障灯、OBD 常亮，不素、尿素喷射较少或过多，排气管内部有大量尿素结晶，通过诊断仪检查有“尿素喷嘴开路”相关故障码。
②可能原因：a.尿素喷嘴线束未连接、插接件损坏、插头退针；b.线束开路、虚接、短路；c.尿素管路接头烧坏，尿素管路渗漏，供液异常；d.尿素喷嘴卡死、磨损或内部损坏，喷射雾化异常。
③检查方法：a.首先检查最容易发生故障的部位：接插件、线束和尿素管路；b.如果在冬天，请检查尿素管路内部是否冻结，确认尿素箱加热和尿素管路加热是否正常工作；c.检查尿素管路中的尿素溶液是否有杂质或者检查尿素过滤器是否破损，如果有破损或者有杂质，很容易造成喷嘴内部磨损损坏，需立即更换新的尿素过滤器，并对尿素管路进行清理；d.如以上检查均正常，则更换尿素喷嘴。
4.4 氮氧传感器故障
①故障现象：故障灯、OBD 常亮，发动机限扭，通过诊断仪检查有“NOx 传感器通讯失败”、“NOx 传感器通讯NOX 数值不合理”相关故障码。
②故障原因：a.NOx 传感器接线故障；b.NOx 传感器未加热；c.与 NOx 传感器连接的CAN 线故障；d.NOx 传感器损坏。
③检查方法：a.检查NOx传感器中4根针脚电压，判断是否存在接错、开路、短路等线路故障；b.在系统上电条件下，检查NOx传感器是否加热；
c.检查与NOx传感器相连的CAN线是否存在短路或短路；
d.如以上检查均正常，则更换NOx传感器。
4.5 排温传感器故障
①故障现象：OBD 灯亮，通过诊断仪检查有“上游温度传感器输入电压太大”相关故障码，诊断仪检测排气温度示数明显不准确，且没有变化。
②故障原因：a.排气温度传感器接插件或线路开路；b.传感器线束、插头由于磨损、烧坏或其他原因导致断开或者短路；c.传感器老化、失效。
③检查方法：a.检查传感器接插
件是否松脱；b.检查传感器线束是否
导通；c.测量传感器两针脚的电阻是
否在正常范围内，如超出正常范围，则
传感器失效，更换传感器。
4.6 排放超标故障
①故障现象：OBD 灯亮，发动机
限扭，通过诊断仪检查有“NOx值超
标（超3.5）”、“NOx值超标（超7）”
故障码。
②故障原因：a.尿素箱无尿素或
尿素溶液不符合标准；b.供给模块故
障；c.尿素喷嘴故障导致不素或
者喷雾效果差；d.ECU线束连接异常，
SCR 系统不能正常工作；e.排温传感
器故障；f.催化器损坏（堵塞、老化）；
g.NOx传感器失效；h.发动机原机排
放恶化。
③检查方法：a.用诊断仪检查除
了该故障码之外，是否存在其他故障码，潍柴发动机
如存在，首先排除与这些故障码相关的
故障；b.添加符合国标要求的尿素溶
液；c.检查供给模块、尿素喷嘴、各
类传感器、线束、管路是否工作正常；
d.检查ECU数据版本是否正确，硬件
是否损坏；e.检查催化器是否有老化、
堵塞、结晶或损坏现象，如果有，则更
换催化器；f.检查发动机本体影响燃
烧排放的相关零件（如喷油器、增压器
等）是否性能劣化或出现故障，确认发
动机原始排放是否劣化并更换相关零部
件。
陶瓷轴承运转不正常时，常见以下现象：陶瓷轴承过热、噪音过大、寿命过低、振动大、达不到机器性能要求、陶瓷轴承在轴上松动、轴转动困难等。陶瓷轴承在运转中不能直接观察到的，但可通过噪音、振动、温度以及润滑剂等等状况，观察陶瓷轴承的异常。
机械损伤严重时，在接触外表发生金属剥离以及出现大面积的杂乱划伤。一般情况下，陶瓷轴承机械损
伤是指轴瓦的合金外表出现不同水平的沟痕。接触面损伤与烧蚀现象同时存在，造成机械损伤的主要原因是陶瓷轴承外表难以形成油膜，或油膜被严重破坏。
陶瓷轴承裂纹缺陷、部分缺口有裂纹。其原因有：主机的冲击负荷过大，主轴与陶瓷轴承配合过盈量大；较大的剥离摩擦引起裂纹；安装时精度不良；使用不当（用铜锤、卡入大异物）和摩擦裂纹。座圈产生裂纹多因数陶瓷轴承配合过紧、陶瓷轴承外圈或内圈松动、包容件变形和安装陶瓷轴承的表面加工不良等。座圈内落入异物、润滑油不足或润滑油牌号不合适均可造成座圈滚道严重磨损。应检查使用条件，同时，设
定适当过盈及检查材质，改善安装及使
用方法，检查润滑剂以防止摩擦裂纹。
滚道运转表面金属剥落，呈明显凹
凸状。陶瓷轴承滚动体和内、外圈滚道
面上均承受周期性脉动载荷的作用，从
而产生周期变化的接触应力。当应力循
环次数达到一定数值后，在滚动体或内、
外圈滚道工作面上就产生疲劳剥落。如
果陶瓷轴承的负荷过大，会使加剧疲劳。
另外，陶瓷轴承安装不正、轴弯曲也会
产生滚道剥落现象。重新研究使用条件
和选择陶瓷轴承及游隙，并检查轴和陶
瓷轴承箱的加工精度、安装方法、润滑
剂及润滑方法。
保持架碎裂、铆钉松动或断裂，滚
动体破碎。原因如下：力矩负荷过大，
润滑不足，转速变动频繁、振动大，陶
瓷轴承在倾斜状态下安装，卡入异物。
保持架碎裂多因润滑不足、滚动体破碎、
座圈歪斜等。查使用条件和润滑状态
是否适宜，注意陶瓷轴承的使用，研究
保持架的选择是否合适，陶瓷轴承箱的
刚性是否负荷要求。
陶瓷轴承蠕变。内径面或外径面打
滑，造成镜面或变，有时卡住。原因
有配合处过盈不足、套筒紧固不够、异
常升温、主机负荷过大等。需重新研究
过盈量是否合适，检查使用条件，检查
轴和陶瓷轴承箱的精度。
陶瓷轴承生锈和腐蚀有滚道轮、滚
动体表面的坑状锈、全面生锈及腐蚀。
多因水、腐蚀性物质（漆、煤气等）的
侵入，润滑剂不合适。由于水蒸气的凝
结而附有水滴，高温多湿时停转，运输
过程防锈不良。表面局部或全部生锈腐
蚀，滚动体变线条状生锈。其原因有：
保管不良、包装不当、防锈剂不足，水
分酸溶剂等侵入，直接用手拿陶瓷轴承。
要防止保管中生锈，定期不定期重新进
行涂油包装，强化密封性能，定期检查
润滑油，对油质不合格或变质及时更换，
要正确的使用陶瓷轴承；改善密封装置。
陶瓷轴承穴蚀，外表层发生塑性变
形和冷作硬化，滑动陶瓷轴承在压力冲
击载荷反复作用下局部丧失变形能力,
逐步形成纹并不断扩展，然后随着磨屑
的脱落，受载外表层形成穴。
陶瓷轴承常见故障及预防
□文/刘 潇
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