简述
随着欧五欧六的推广,未来的后处理系统要具有超高的转化效率、紧凑的设计、超低的购买成本和使用成本。其中,后处理系统的转化率未来要有很大提升,国四氮氧化物转化率约为75%,国五氮氧化物转化率约为80%,到欧六产品氮氧化物转化率将进一步提高。目前康明斯正在使用的后处理产品氮氧化物转化效率可达95%左右。
Ecofit UL2的应用
康明斯排放系统解决方案作为后 处理和部件设计的引领者,提供了高端水平的技术和满足不断更新的车辆排放标准。Ecofit UL2尿素系统应用在欧六后处理系统上,下面我们看下整个系统的组成。
首先是DOC+DPF处理碳氢化合物和颗粒物,最后再进行催化还原SCR,布局上采用了多个排温,增加了前氮氧传感器,能够更加精准的判断后处理的工作状态。

欧六后处理工作示意简图
DOC(Diesel Oxidation Catalyst):氧化催化净化器
DPF(Diesel Particulate Filter):颗粒捕捉器
SCR:选择性催化还原
A:废气进气口 B:尾气排放口

UL2尿素泵布置安装图
1,尾气处理系统2,尿素罐
3,DCU控制单元4,UL2尿素泵
5,喷嘴6,排气温度传感器
7,尾气压力传感器8,氮氧传感器
UL2供给单元特点:
从上述安装图上可以看出是底盘安装,尿素泵采用冷却水加热,增强防冻部件,喷嘴附带集成计量控制系统,温度和压力传感器。
Ecofit UL2尿素泵工作过程

尿素泵工作回路简图
按照工作流程划分,可分为5个阶段,分别是:待机阶段、预注阶段、计量喷射阶段、延迟阶段(根据喷嘴温度确定是否延迟)、关闭阶段。
1.待机阶段:钥匙开关打开,系统自检,解冻完成,等待预注命令。

当以下状态都满足时,会收到预注命令
Ø 发动机处于运转状态
Ø 尿素罐温度高于-4度
Ø 无后处理相关故障(尿素罐/泵/喷射阀等相关故障)
Ø 质量传感器监测到尿素浓度32.5%±2%
Ø 系统(尿素罐/泵,喷射阀,尿素管线)解冻完成
2.预注建压过程
接收到预注命令后,泵电机开始运转,将尿素溶液吸入到尿素泵,喷射阀保持关闭


尿素溶液在尿素泵内部通过吸液接头先到达内置滤芯,再经过两个吸液单向阀,通过隔膜往复运动通过一个排出单向阀将尿素溶液排出,

尿素泵单向阀板:两个吸液单向阀,一个排液单向阀

吸液阀与排液阀

预祝建压和喷射等待工作状态
ECM向泵下达命令,尿素泵电机90%的占空比来建立尿素压力,当压力达到预设的6bar后尿素泵电机转由闭环控制。
尿素溶液通过喷射接头喷出,经过喷射管路到达喷嘴,喷嘴开启将尿素溶液雾化喷射至排气系统中,尿素溶液通过喷嘴上的回液接头,回流至尿素罐,工作压力8.5bar。
预注成功后,不管喷射阀是否开启喷射,喷射单元都将持续运转保持喷射系统尿素压力和对喷射阀进行冷却;
3.喷射阶段
喷射条件,同时满足以下条件:
Ø DEF压力 850±100 Kpa;
Ø SCR进出口平均温度超过200 ℃(根据车型);
Ø 没有SCR 系统的现行故障码;
Ø 满足发动机负荷的要求(氮氧化物的排放要高过一定值);
ECM根据发动机状态(排温,废气流量,Nox值)等计算出喷射量,控制喷射阀喷射尿素到混合器;即使计算的喷射量为0,尿素泵电机依旧运转以冷却喷射阀和维持泵压力;

喷嘴雾化效果

启动喷射状态
4. 延迟阶段
收到关闭指令后,满足下面所有条件即可触发延迟
Ø SCR前温度大于450度;
Ø 环境温度大于30度;
Ø 延迟阶段泵继续运转以冷却喷嘴,持续600s;
Ø 延迟完成后电机停止转动

4. 关闭阶段
✔ 满足以下任意条件时,收到关闭指令
Ø 供电系统故障;
Ø 钥匙开关Key off 发动机熄火;
Ø 钥匙开关Key on 发动机熄火;
Ø 系统温度低于零下11℃;
关闭后尿素溶液会从高压力流向低压力,尿素管路会残留100Kpa压力尿素;

组件介绍
1. 尿素泵接头

2. 尿素泵主体


3. 尿素泵电路板

4. 尿素泵电机以及电机驱动电路板

5. 尿素泵单向阀板:两个吸液单向阀,一个排液单向阀

吸液阀与排液阀内部小阀体构造
6. 喷射计量单元,其中加热组件大约15Ω,电磁计量单元阻值约13.6Ω,可以降低雾化颗粒直径至24微米,使尿素溶液与尾气充分混合,改进氮氧化物转化效率,降低结晶可能性


