這是小軌的第 1710 篇原創(chuàng)分享

作者 l  小軌 

來源 l 共軌之家（ID：gongguizhijia）

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“國六”標(biāo)準(zhǔn)號稱是目前世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，將于2020年開始實施。但是現(xiàn)在在國內(nèi)的一些一線城市，滿足第六階段排放標(biāo)準(zhǔn)的重型柴油車已經(jīng)大面積運行，主要是垃圾車、清洗車、灑水車等城市環(huán)衛(wèi)車輛和輕型客貨車。

而康明斯SCR系統(tǒng)在國四、國五階段采用的尿素泵叫做UA2（Ecofit）也就是很常見的氣助式尿素噴射系統(tǒng)泵，但是康明斯國六階段采用的UL2卻是一種非氣助式尿素噴射系統(tǒng)！那么到底康明斯為何針對國六會做這么大的調(diào)整呢？今天我們就開始來看下康明斯這套UL2系統(tǒng)吧！

首先看下尿素泵分為兩部分，尿素泵部件總成與噴射閥部件總成。

這個泵的工作原理與天納克尿素泵比較相似，采用容積式液泵設(shè)計，電機與尿素溶液分開；我們分開看下：

【尿素泵部件總成介紹】

尿素泵由泵體、主濾芯、尿素泵防凍膠套、主濾芯外殼四部分組成；

泵體：泵電機轉(zhuǎn)速在800~3500rpm；泵電機運轉(zhuǎn)起來后為整個尿素管路提供壓力；泵電機集成在PCB板上，PCB板內(nèi)置有ePRV閥，使用ePRV閥控制尿素泵的最大輸出壓力（不采用機械減壓閥），尿素路進出口單向閥采用彈簧閥設(shè)計可提高尿素大流量下的耐久性也不易被堵塞、卡滯；

主濾芯：過濾尿素內(nèi)的雜質(zhì)（30微米）；

尿素泵防凍軟膠套：當(dāng)泵關(guān)閉時，壓力衰減至100Kpa，主濾上有大量殘余尿素如溫度低至-11℃，尿素水溶液發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，軟膠套可以起到提升抗凍能力的作用；

主濾芯外殼：起到固定主濾芯、軟膠套的作用；

尿素泵自身也有強大的解凍能力，在尿素泵中部有發(fā)動機冷卻水進行循環(huán)，冷卻水直接通過金屬結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)特性給泵內(nèi)尿素解凍。

【尿素泵部件總成介紹】

噴射閥部件總成由3部分尿素噴射閥、尿素壓力傳感器、噴射閥殼體組成；

尿素噴射閥：定時定量的噴射尿素，使尿素霧化后噴入混合器；

尿素壓力傳感器：實時監(jiān)測當(dāng)前的尿素壓力，與泵電機形成尿素路的閉環(huán)控制；

噴射閥殼體：通過發(fā)動機排氣對噴射閥進行解凍，噴射閥殼體采用金屬結(jié)構(gòu)。當(dāng)尿素系統(tǒng)解凍完成時，尿素循環(huán)對噴嘴進行冷卻確保噴射閥不被燒毀；

國四、國五階段康明斯采用的為純機械式噴嘴，而國六階段UL2.2尿素系統(tǒng)采用電控式噴嘴。但是和博世系統(tǒng)的電控尿素噴嘴不同的是，博世噴嘴通過冷卻液循環(huán)冷卻尿素噴嘴，而UL2.2系統(tǒng)通過尿素循環(huán)對噴嘴進行冷卻；

這款系統(tǒng)按照工作流程劃分，可分為5個階段，分別是：待機準(zhǔn)備階段、預(yù)注階段、計量噴射階段、延遲階段（根據(jù)噴嘴溫度確定是否延遲）、關(guān)閉階段；

待機準(zhǔn)備階段：鑰匙開關(guān)打開，系統(tǒng)自檢，解凍完成，等待預(yù)注命令；

預(yù)注階段：滿足預(yù)注條件，尿素泵開始工作減壓。開環(huán)建壓到6bar后，進入閉環(huán)控制，建壓到8.5bar左右。電機持續(xù)工作，維持壓力，冷卻噴射閥；

計量噴射階段：閉環(huán)控制狀態(tài)，電機維持工作保持壓力在7.5bar~9.5bar，ECM按照需求控制噴射閥噴射量；

延遲階段：ECM給延遲冷卻噴嘴指令；

關(guān)閉階段：尿素泵電機停止工作，泵內(nèi)壓力自然釋放；

【UL2.2 待機準(zhǔn)備階段】

? 鑰匙打開，系統(tǒng)自檢

? 待機階段持續(xù)1秒

? 當(dāng)以下狀態(tài)都滿足時，會收到預(yù)注命令

? 發(fā)動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)

? 尿素罐溫度高于-4度         

? 無后處理相關(guān)故障（尿素罐/泵/噴射閥等相關(guān)故障）

? 質(zhì)量傳感器監(jiān)測到尿素濃度32.5%±2%

? 系統(tǒng)（尿素罐/泵，噴射閥，尿素管線）解凍完成

【UL2.2 預(yù)注建壓過程】

? 接收到預(yù)注命令后，泵電機開始運轉(zhuǎn)，噴射閥保持關(guān)閉；

? 開環(huán)控制；

? ECM向泵下達(dá)命令；

? 尿素泵電機90%的真空比來建立尿素壓力；

? 當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)設(shè)的限制6bar后尿素泵電機轉(zhuǎn)由閉環(huán)控制；

? 閉環(huán)控制；

? ECM繼續(xù)控制尿素泵電壓運轉(zhuǎn)建立目標(biāo)壓力8.5bar左右；

? 預(yù)注成功后，不管噴射閥是否開啟噴射，噴射單元都將持續(xù)運轉(zhuǎn)；

? 保持噴射系統(tǒng)尿素壓力；

? 對噴射閥進行冷卻；

【UL2.2 噴射階段】

? 噴射條件，同時滿足以下條件：

? DEF壓力 850±100 Kpa；

? SCR進出口平均溫度超過200 ℃(根據(jù)車型)；

? 沒有SCR 系統(tǒng)的現(xiàn)行故障碼；

? 滿足發(fā)動機負(fù)荷的要求（氮氧化物的排放要高過一定值）；

? ECM根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)（排溫，廢氣流量，Nox值）等計算出噴射量，控制噴射閥噴射尿素到混合器；

? 即使計算的噴射量為0，尿素泵電機依舊運轉(zhuǎn)以冷卻噴射閥和維持泵壓力；

ePRV閥工作原理

如果在噴射閥壓力傳感器監(jiān)測不到壓力或者壓力過低的情況下，ECM會提高泵轉(zhuǎn)速指令，以提高噴射壓力。ePRV閥通過泵的轉(zhuǎn)速和電流來計算噴射壓力，如果壓力超過限值，ePRV控制泵停止工作；

【UL2.2 延遲階段及觸發(fā)條件】

? 收到關(guān)閉指令后，滿足下面所有條件即可觸發(fā)延遲

? SCR前溫度大于450度;

? 環(huán)境溫度大于30度;

? 延遲階段泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)以冷卻噴嘴，持續(xù)600s;

?  延遲完成后電機停止轉(zhuǎn)動

【UL2.2 關(guān)閉階段】

? 滿足以下任意條件時，收到關(guān)閉指令

? 供電系統(tǒng)故障；

? 鑰匙開關(guān)Key off 發(fā)動機熄火;

? 鑰匙開關(guān)Key on 發(fā)動機熄火;

? 系統(tǒng)溫度低于零下11℃；

? 關(guān)閉后尿素溶液會從高壓力流向低壓力

? 部分DEF會流向尿素罐;

? 尿素管路會殘留100Kpa壓力尿素;

-End-

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