康明斯ISF3.8 CM2220 AN 和 ISF3.8 CM2220 IAN 系列发动机维修手册
康明斯ISF3.8 CM2220 AN 和 IAN 发动机排气系统 - 综述
康明斯ISF3.8 CM2220发动机废气在配备涡轮增压器的发动机上扮演着重要角色。涡轮增压器由涡轮和压缩机组成,二者由轴承系统支撑的公共轴连接在一起。涡轮增压器使用来自发动机的排气流转动涡轮,后者反过来转动压缩机叶轮。一些发动机可能配备单涡轮增压器或双涡轮增压器配置。对于康明斯ISF3.8 CM2220发动机单涡轮增压器应用,废气流经涡轮增压器,然后进入排气系统。对于康明斯ISF3.8 CM2220发动机双涡轮增压器应用,废气流经高压涡轮增压器,然后流过低压涡轮增压器,最后进入排气系统。
康明斯ISF3.8 CM2220 AN 和 IAN 发动机涡轮增压式发动机 - 排气泄漏
检查康明斯ISF3.8 CM2220发动机排气歧管、涡轮增压器、排气管有无排气泄漏,消声器或催化器是否阻塞。泄漏或阻塞会导致涡轮和叶轮工作转速降低,减少压入气缸内的空气量。排气系统阻塞或泄漏的症状是:
康明斯ISF3.8 CM2220发动机排烟过大
康明斯ISF3.8 CM2220发动机进气歧管压力偏低
康明斯ISF3.8 CM2220发动机功率低。
注: 并非所有应用都配备选择性催化还原 (SCR) 后处理系统。
注: 分解管可以作为一个独立的部件,也可以作为整体式装置连接到 SCR 催化器上。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机后处理 SCR 系统设计用于降低从发动机排放到氮和水中的氮氧化物。后处理 SCR 排气系统混合和转换 DEF,以消除排放到大气中的氮氧化物。该系统包括后处理 SCR 催化器、后处理分解管和涉及的任何辅助管路(弯头等)。
注: 并非所有应用(带 SCR)都配备后处理 DEF (DEF) 控制器 (1)。配备后处理 DEF 控制器的应用的 SCR 催化器上有两个温度传感器。未配备后处理 DEF 控制器的应用将 DEF 控制模块功能集成到了发动机 ECM 中。这些应用仅在 SCR 催化器上有一个温度传感器。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机后处理 DEF 喷射系统监测并将 DEF 注入排气流中。SCR 喷射系统包括后处理 DEF 控制器 (1)、后处理 DEF 喷射单元 (2)、后处理分解管和 SCR 催化器 (3)、后处理 DEF 喷射阀 (4)、DEF 储液罐 (5) 和后处理 DEF 管 (6)。
注: 配备 DEF 控制模块的所有应用(带 SCR)都带有一个进口温度传感器 (1) 和一个出口温度传感器 (2)。未配备 DEF 控制模块的 SCR 催化器应用仅在 SCR 催化器上有一个进口温度传感器 (1)。
1. 后处理 SCR 设计用于使用这些主要部件降低发动机的氮氧化物排放。
2. 后处理 SCR 进口温度传感器
3. 后处理 SCR 出口温度传感器
4. 后处理 SCR 催化器
5. 后处理出口 NOx 传感器
6. 后处理 SCR 催化器温度传感器接口模块。
7. 在初始冷起动期间,发动机将进入 SCR 加热状态。为了使系统开始 DEF 喷射,SCR 催化器必须具有至少为 200°C [392°F] 的进口和出口温度传感器平均温度。
SCR 催化器出口处的氮氧化物传感器 (4) 将监测排气系统的氮氧化物排放量,并将信息送回 ECM。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机DEF 喷射阀安装在分解管上。分解管含有一个混合器,用于帮助将 DEF 均匀地分配到排气流中,从而将 DEF 转换为氨。
1. 后处理分解管进口
2. 后处理 DEF 喷射阀支架
3. 后处理分解管混合器
4. 后处理分解管出口。
注: 并非所有应用(带 SCR)都配备后处理 DEF (DEF) 控制器。配备后处理 DEF 控制器的应用将会在 SCR 催化器上有两个温度传感器。未配备后处理 DEF 控制器的应用将 DEF 控制模块功能集成到了发动机 ECM 中。这些应用仅在 SCR 催化器上有一个温度传感器。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机后处理 DEF 控制模块通过 J1939 数据通信接口控制后处理系统的功能并与发动机 ECM 进行通信。在监测环境条件的同时,它指令后处理 DEF 喷射单元和后处理 DEF 喷射阀进行净化、加注以及保持喷射。后处理 DEF 控制模块也控制任何必要的加热来使喷射系统解冻。后处理 DEF 控制模块检测到的任何故障都会被发送至 ECM。
86 针和 53 针接头的电气连接点。
参考下列步骤以了解更多信息。参考第 11 节中的步骤 011-057。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机后处理 DEF 喷射阀由后处理 DEF 控制模块控制并根据需要向排气流中喷射正确数量的 DEF。发动机冷却液供应至 DEF 喷射阀以保持阀的冷却和可操作状态。
密封垫
DEF 进口端口
至后处理 DEF 控制器的电气接头
冷却液进口和出口端口
隔热板。
参考下列步骤以了解更多信息。参考第 11 节中的步骤 011-059。
后处理 DEF 喷射单元是喷射系统泵机制。后处理 DEF 喷射单元通过其吸入端口吸取 DEF 并对它进行过滤。然后,后处理 DEF 喷射单元对 DEF 进行加压并以恒定压力将其供应至 DEF 喷射阀。它不会计量要喷射的 DEF 量。任何未经使用的 DEF 都会通过回流端口返回 DEF 储液罐。
后处理 DEF 喷射单元的主要部件包括:
后处理 DEF 喷射单元滤清器(内部)和盖
电气接头
进口端口
回流端口
出口端口
参考以下步骤以了解关于后处理 DEF 喷射单元的更加详细的描述。参考第 11 节中的步骤 011-058。对于后处理 DEF 喷射单元滤清器,请使用以下步骤。参考第 11 节中的步骤 011-060。
后处理 DEF 喷射单元滤清器需要定期维护保养。使用《ISF3.8 CM2220 AN 操作和维护保养手册》(公告号 4022092)中的以下步骤以了解维护保养规程。请参考第 2 节中的步骤 102-002。
DEF 储液罐设计用于储存 DEF 并向后处理 DEF 控制模块报告 DEF 储液罐液位和 DEF 储液罐温度。
如果储液罐液位过低,它会触发一个低警告。如果这受到忽略,储液罐液位会进一步降低,它将会设置一个罐空故障并触发发动机减额。参考 OEM 维修手册。
如果储液罐加注了不正确的处理液(除了 DEF 以外的任何处理液),后处理系统将无法正常工作。一个故障将会变为现行状态,发动机减额会被触发。
参考《Cummins® 选择性催化还原 (SCR) 系统柴油机排气处理液 (DEF) 技术规范》(公告号 4021566)以了解柴油机排气处理液信息。
DEF 储液罐尺寸和形状变化。参考 OEM 维修手册。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机后处理 DEF 管在 DEF 储液罐、后处理 DEF 喷射单元和后处理 DEF 喷射阀之间来回运送 DEF。
DEF 在加注或操作状态期间注入管,随后在净化状态被清除,以防系统冻结。DEF 管接头、长度和设计随车辆制造商而变化。根据应用类型,DEF 管可能与由 DEF 喷射控制模块控制的电加热元件组合在一起。参考 OEM 维修手册。
康明斯ISF3.8 CM2220发动机SCR 系统包含许多部件,但是需要最少量的维修或驾驶员干扰。SCR 系统由四个主要状态组成:加注、喷射、净化和加热。加注状态:在发动机起动时,后处理 DEF 控制模块指令后处理 DEF 喷射单元启动其加注过程。后处理 DEF 喷射单元会从 DEF 储液罐中吸取 DEF。DEF 通过 DEF 控制供应至 DEF 喷射阀。后处理 DEF 喷射阀打开和关闭以排出系统中的所有空气。在正常操作过程中,这一过程最多可能需要 2 分钟。一旦系统能够建立压力并且除去了 DEF 管中的大部分气泡,后处理 DEF 喷射系统就能够喷射。、喷射状态:当排气温度达到 200ºC [392ºF] 时,后处理 DEF 喷射阀会快速启动并将排气流中喷射 DEF。然后,DEF 被转化为氨并流经后处理柴油机排气催化器,在该处将会发生化学反应以减小排放到氮和水中的氮氧化物。当系统处于喷射状态时,后处理 DEF 喷射单元连续运行。喷射的 DEF 量由后处理 DEF 喷射阀进行计量。DEF 喷射率取决于车辆工作负载循环。未经后处理 DEF 喷射阀使用的所有 DEF 都将返回 DEF 储液罐。
净化状态:在驾驶员将钥匙置于 OFF(断开)位置时,喷射系统将会以一个净化循环来停机,这是为了防止 DEF 留在系统中,否则在寒冷天气中会有冻结的可能。在处于净化循环中时,从 DEF 喷射单元听到清晰的咔嗒声和泵送声。DEF 喷射单元滑动其内部回流阀并在 DEF 控制的流动方向上做一个变更。DEF 喷射单元从后处理 DEF 喷射阀和管中吸出所有 DEF,然后将未经使用的 DEF 送回 DEF 储液罐。在这一过程中,后处理 DEF 喷射阀将会打开,从而消除管路中形成的真空以实现更加完整的净化过程。在完成净化后,系统中的大部分地方将没有任何剩余的 DEF。如果在净化状态完成之前断开了后处理 DEF 控制模块的主电源(通过蓄电池切断或其他方式),则 ECM 中将会记录一个内部故障。可在 INSITE™ 服务软件中查看未完成的净化计数。
加热状态:DEF 在 -12ºC [11ºF] 冻结。如果驾驶员在冷天起动发动机,将激活喷射加热状态。如果大气温度传感器读取到环境条件低于 -4ºC [25ºF],则后处理 DEF 控制器将会指令喷射系统进入解冻状态。后处理喷射单元将会接通其内部加热器,以便对其内部的所有残留 DEF 进行解冻。如果应用有 DEF 管加热选项,则加热式 DEF 管也将会被指令接通。如果 DEF 储液罐温度降至 -5ºC [23ºF] 以下,则后处理 DEF 控制模块将会指令打开 DEF 储液罐冷却阀。如果应用有储液罐加热选项,发动机冷却液将流经储液罐来解冻冻结的 DEF。在每个部件完全解冻前,DEF 喷射系统不会进行加注。如果在系统加注后持续低温,后处理 DEF 控制模块将会指令保持加热特性,以防止 DEF 喷射系统再次冻结。此特性将会循环接通和断开至 DEF 管、DEF 储液罐和后处理 DEF 喷射单元的加热。
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