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这款康明斯国六尿素泵,你见过吗?

2019-06-02 04:00:00 共轨之家
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“国六”标准号称是目前世界上最严格的排放标准,将于2020年开始实施。

但是现在在国内的一些一线城市,满足第六阶段排放标准的重型柴油车已经大面积运行,主要是垃圾车、清洗车、洒水车等城市环卫车辆和轻型客货车。

而康明斯SCR系统在国四、国五阶段采用的尿素泵叫做UA2(Ecofit)也就是很常见的气助式尿素喷射系统泵,但是康明斯国六阶段采用的UL2却是一种非气助式尿素喷射系统!

这款康明斯国六尿素泵,你见过吗?

那么到底康明斯为何针对国六会做这么大的调整呢?今天我们就开始来看下康明斯这套UL2系统吧!

系统结构

这款康明斯国六尿素泵,你见过吗?

首先看下尿素泵分为两部分,尿素泵部件总成与喷射阀部件总成

这个泵的工作原理与天纳克尿素泵比较相似,采用容积式液泵设计,电机与尿素溶液分开;我们分开看下:

尿素泵部件总成介绍

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尿素泵由泵体、主滤芯、尿素泵防冻胶套、主滤芯外壳四部分组成;

泵体:泵电机转速在800~3500rpm;泵电机运转起来后为整个尿素管路提供压力;泵电机集成在PCB板上,PCB板内置有ePRV阀,使用ePRV阀控制尿素泵的最大输出压力(不采用机械减压阀),尿素路进出口单向阀采用弹簧阀设计可提高尿素大流量下的耐久性也不易被堵塞、卡滞;

主滤芯:过滤尿素内的杂质(30微米);

尿素泵防冻软胶套:当泵关闭时,压力衰减至100Kpa,主滤上有大量残余尿素如温度低至-11℃,尿素水溶液发生结冰现象,软胶套可以起到提升抗冻能力的作用;

主滤芯外壳:起到固定主滤芯、软胶套的作用;

尿素泵自身也有强大的解冻能力,在尿素泵中部有发动机冷却水进行循环,冷却水直接通过金属结构的热传导特性给泵内尿素解冻。

尿素泵部件总成介绍

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喷射阀部件总成由3部分尿素喷射阀、尿素压力传感器、喷射阀壳体组成;

尿素喷射阀:定时定量的喷射尿素,使尿素雾化后喷入混合器;

尿素压力传感器:实时监测当前的尿素压力,与泵电机形成尿素路的闭环控制;

喷射阀壳体:通过发动机排气对喷射阀进行解冻,喷射阀壳体采用金属结构。当尿素系统解冻完成时,尿素循环对喷嘴进行冷却确保喷射阀不被烧毁;

国四、国五阶段康明斯采用的为纯机械式喷嘴,而国六阶段UL2.2尿素系统采用电控式喷嘴。但是和博世系统的电控尿素喷嘴不同的是,博世喷嘴通过冷却液循环冷却尿素喷嘴,而UL2.2系统通过尿素循环对喷嘴进行冷却;

原理讲解

这款系统按照工作流程划分,可分为5个阶段,分别是:待机准备阶段、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;

待机准备阶段:钥匙开关打开,系统自检,解冻完成,等待预注命令;

预注阶段:满足预注条件,尿素泵开始工作减压。开环建压到6bar后,进入闭环控制,建压到8.5bar左右。电机持续工作,维持压力,冷却喷射阀;

计量喷射阶段:闭环控制状态,电机维持工作保持压力在7.5bar~9.5bar,ECM按照需求控制喷射阀喷射量;

延迟阶段:ECM给延迟冷却喷嘴指令;

关闭阶段:尿素泵电机停止工作,泵内压力自然释放;

UL2.2待机准备阶段

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钥匙打开,系统自检

待机阶段持续1秒

当以下状态都满足时,会收到预注命令

发动机处于运转状态

尿素罐温度高于-4度        

无后处理相关故障(尿素罐/泵/喷射阀等相关故障)

质量传感器监测到尿素浓度32.5%±2%

系统(尿素罐/泵,喷射阀,尿素管线)解冻完成

UL2.2 预注建压过程

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接收到预注命令后,泵电机开始运转,喷射阀保持关闭;

开环控制;

ECM向泵下达命令;

尿素泵电机90%的真空比来建立尿素压力;

当压力达到预设的限制6bar后尿素泵电机转由闭环控制;

闭环控制;

ECM继续控制尿素泵电压运转建立目标压力8.5bar左右;

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;

对喷射阀进行冷却;

UL2.2 喷射阶段

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喷射条件,同时满足以下条件:

DEF压力 850±100 Kpa;

SCR进出口平均温度超过200 ℃(根据车型);

没有SCR 系统的现行故障码;

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;

ePRV阀工作原理

如果在喷射阀压力传感器监测不到压力或者压力过低的情况下,ECM会提高泵转速指令,以提高喷射压力。ePRV阀通过泵的转速和电流来计算喷射压力,如果压力超过限值,ePRV控制泵停止工作;

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UL2.2 延迟阶段及触发条件

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收到关闭指令后,满足下面所有条件即可触发延迟

SCR前温度大于450度;

环境温度大于30度;

延迟阶段泵继续运转以冷却喷嘴,持续600s;

延迟完成后电机停止转动

UL2.2 关闭阶段

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满足以下任意条件时,收到关闭指令

供电系统故障;

钥匙开关Key off 发动机熄火;

钥匙开关Key on 发动机熄火;

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

部分DEF会流向尿素罐;

尿素管路会残留100Kpa压力尿素;

系统总结

这款康明斯国六尿素泵,你见过吗?

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这款康明斯国六尿素泵,你见过吗?

(文/卡车之家特约作者:共轨之家)

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