首页技术中心>康明斯发动机排气系统后处理排气处理液喷射单元综述

康明斯发动机排气系统后处理排气处理液喷射单元综述

2023/5/6 16:40:22

概述

该废气旁通式涡轮增压器是 Holset® HE400WG 型。它包括了一台涡轮增压器、废气旁通阀执行器和涡轮壳中的废气旁通阀。废气旁通式涡轮增压器改进了低转速时的康明斯ISL9.5发动机响应，但不牺牲涡轮增压器在高转速时的耐久性。它使废气在康明斯ISL9.5发动机工作的特定模式下绕过涡轮叶轮，从而实现这一点。在低转速运转过程中，涡轮增压器作为一个闭合系统涡轮增压器工作，将气体能量传送到压缩机叶轮，用于压缩进气。而在高转速运转过程中涡轮增压器成为一个开放式系统，让废气旁通流过涡轮。因为废气旁通过涡轮叶片，只有很少热量通过涡轮吸收和传给压缩机，降低进气歧管压力和涡轮转速。

安装在涡轮增压器上的旁通阀执行器包括压力滤罐、膜片和执行器杆。随着滤罐中压力的变化（由废气旁通阀控制器控制），执行器杆会相应地调整废气旁通阀。

废气旁通阀安装在涡轮机壳体内的涡轮增压器上。旁通阀开启，则废气旁通过涡轮叶片，降低涡轮机转速以调节进气歧管的压力。

后处理选择性催化还原（SCR）系统设计用于降低从康明斯ISL9.5发动机排放到氮和水中的氮氧化物排放。这可通过两个主要实体来实现：后处理柴油机排气处理液 (DEF) 喷射系统和后处理 SCR 催化器。后处理 SCR 催化器混合和转换 DEF，以消除不需要的气体排放到大气中。在排放系统中，SCR 催化器将需要超过 200° C [392° F] 的温度来正确地转换氮氧化物。

后处理 DEF 喷射系统监测并将 DEF 注入排放系统。DEF 喷射系统包含后处理喷嘴、后处理 DEF 喷射单元、后处理 DEF 储液罐和后处理 DEF 管。

在初始冷起动期间，康明斯ISL9.5发动机将进入 SCR 加热状态。在排放系统中，SCR 催化器将需要超过 200° C [392° F] 的温度来正确地转换氮氧化物。SCR 催化剂出口的氮氧化物传感器将监测排放系统的氮氧化物排放量，并将信息传送至 ECM。

后处理喷嘴：

后处理喷嘴将 DEF 喷入排放系统。后处理 DEF 喷射单元将正确数量的 DEF 供应给后处理喷嘴。

后处理柴油机排气处理液喷射单元：

后处理 DEF 喷射单元是喷射系统泵机制。后处理 DEF 喷射单元将 DEF 抽过吸入端口并加压。后处理 DEF 喷射单元过滤通过通过压力孔要喷入排气系统的 DEF。

有两种类型的 DEF 喷射单元总成。

储液罐安装喷射单元
远程安装喷射单元。

后处理 DEF 喷射单元的主要部件包括：

冷却液接头
后处理喷嘴 DEF 接头
压缩供气接头
空气切断阀电气接头
后处理 DEF 喷射单元电气接头
DEF 储液罐液位和温度传感器，如有配备。

后处理柴油机排气处理液罐：

DEF 储液罐设计用于储存 DEF 并向 ECM 报告 DEF 储液罐液位和 DEF 储液罐温度。
如果储液罐液位太低，将激活故障，康明斯ISL9.5发动机功率将下降。
- 参考第 11 节中的步骤 011-081。
- 参考第 19 节中的步骤 019-488。
如果 DEF 储液罐加注了不正确的处理液（除了 DEF 以外的任何处理液），后处理系统将不正常工作。故障将激活，康明斯ISL9.5发动机功率将下降。
参考 DEF 技术规范用户手册和/或维护保养手册第 V 节。
参考 Cummins® 选择性催化还原系统柴油机排气处理液技术规范（公告号 4021566）。
DEF 储液罐尺寸和形状变化。使用下列步骤获取 DEF 储液罐的更多详细信息。参考第 11 节中的步骤 011-081。

后处理柴油机排气处理液管：

后处理 DEF 管在 DEF 储液罐、后处理 DEF 喷射单元和后处理喷嘴之间来回运送 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，以防管内 DEF 冻结。
DEF 管接头、长度和设计依 OEM 变化。DEF 管包含电力加热芯。有关更详细的说明，参考 OEM 维修手册。

后处理 SCR 系统旨在使用这些主要部件降低康明斯ISL9.5发动机的氮氧化物排放。

后处理 SCR 温度传感器
后处理喷嘴
后处理 SCR 催化器。

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

当康明斯ISL9.5发动机已经运行一段时间或排放气体温度达到默认值时，ECM 将控制后处理 DEF 喷射单元开始其加注过程。后处理 DEF 喷射单元将从 DEF 储液罐抽出 DEF，加压 DEF ，然后过滤后处理 DEF 喷射单元中的 DEF。系统能够增强压力后，后处理 DEF 喷射系统能够喷射。此时，将有稳定的气流流经后处理喷嘴，帮助在需要的时候运送 DEF，并保持后处理喷嘴干净。

喷射状态

SCR 系统达到几个默认状态后，后处理 DEF 喷射单元将在康明斯ISL9.5发动机 ECM 的控制下喷射 DEF 到后处理喷嘴和排气系统内。DEF 然后通过后处理 SCR 催化器发生化学改变，以清洁排气。DEF 喷射率取决于车辆工作循环。在大多数工作循环中，喷射率不是必须恒定的。后处理 DEF 喷射阀将有节奏的驱动需要数量的 DEF 进入排气系统。

净化状态

当驾驶员将开关转换到 OFF（断开）位置时，喷射系统将关闭净化循环。净化循环降低了 DEF 被留在系统内的可能性，以及在冷天气冻结的可能。在净化循环中时，会从 DEF 喷射单元听到清晰的咔嗒声和延迟的抽水声。DEF 喷射单元将停止抽水，并滑动内部回复阀，使空气流回 DEF 喷射单元，改变 DEF 流向。空气将把所有的 DEF 推出后处理喷嘴和压力管，接着把未使用过的 DEF 推回 DEF 储液罐。该过程中，空气流经后处理喷嘴，并流回 DEF 喷射单元。DEF 喷射单元将暂时运行来净化系统中残留的 DEF。在完成净化后，大部分系统将不会有任何残留的 DEF。如果拆卸了后处理 DEF 喷射单元的主电源，经由电池中断或在净化状态完成前的其它方法，将有 DEF 冻结内部和 DEF 喷射单元损坏的风险。

加热状态

DEF 在 -11°C [12°F] 冻结。如果驾驶员在冷天起动康明斯ISL9.5发动机，将激活喷射加热状态。如果大气温度传感器读取大气状态可以造成 DEF 冻结，ECM 将控制喷射系统进入解冻状态。冷却液阀将由 ECM 控制打开，来解冻可能在 DEF 喷射单元内部的所有 DEF 和 DEF 储液罐内冻结的 DEF。康明斯ISL9.5发动机冷却液将流经储液罐加热管来解冻冻结的 DEF。DEF 喷射系统在每个部件完全解冻前将不会加注。如果在系统加注后持续低温，ECM 将控制保持加热特性，以防止 DEF 喷射系统再次冻结。该特性将循环冷却液阀，使康明斯ISL9.5发动机冷却液加热 DEF 储液罐和后处理 DEF 喷射单元。