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【DTS维修案例】博世DNOX2.2系统国四尿素后处理系统的典型故障及案例解析<二>

发布者： DTS     发布时间：2016年10月14日
五 尿素管路故障
后处理系统共包括3 段尿素管路，最容易出现3 类故障：管路堵塞、管路泄露及管路弯折。 
管路堵塞：一般由于尿素结晶或者尿素质量差引起，会影响尿素喷射和建压，造成排放不达标；
管路泄露：原因主要两种，管路接口型号不符或者接口密封不好，导致尿素泄露；管路老化或磨损，造成尿素泄露。
管路弯折：管路弯折会造成尿素建压失败或者喷射故障，导致排放不达标。
1、
SCR 尿素压力建立错误——压力管路泄露
故障码： 
441：SCR尿素压力建立错误。
故障现象：
故障灯、OBD 灯常亮，NOx 排放超标，尿素不能正常喷射。
故障机理：
当排气管温度达到建压的最低温度时，尿素泵就开始尝试建压，并检测所有尿素管路及尿素泵、喷嘴是否存在泄露或堵塞的故障。如果长时间尿素压力达不到9bar，ECU 就怀疑有尿素泄露，并报出此故障，后处理系统停止工作。
可能原因：
1）尿素管路接错，或吸液管有尿素泄露；
2）压力管有泄露；
3）尿素泵故障。
实际解决方法与步骤：
1）检查吸液管是否有接错、泄露、弯折的地方；
2）检查压力管是否泄露；
3）发现，压力管与尿素泵接口密封较差，有尿素泄露；
4）重新连接、加固后，再次跑车后，故障消失。
结论：
尿素压力管泄露，导致尿素泵内压力迟迟达不到9bar，所以就报出此故障。一般情况，管路的泄露或堵塞容易引起此故障，如果确认管路正常后，不排除尿素泵本身故障。
2上次驾驶循环SCR 未排空——司机操作故障
故障码： 
447：上次驾驶循环SCR 未排空。
故障现象：
司机T15 上电后，故障灯、闪码灯常亮，读取闪码447（上次驾驶循环未排空）。
故障机理：
为防止尿素残留在管路和泵内结晶，造成堵塞或对尿素泵造成损坏，要求司机熄火后，90 秒内不得切断整车电源。在这90 秒内，尿素泵继续工作，将管路、尿素泵内的尿素倒吸回尿素箱。如果司机没有按照要求操作，比如过早关闭整车开关，就会导致此故障。
可能原因：
1）司机违规操作；
实际解决方法与步骤：
1）询问司机上次驾驶熄火后，是否等到 90 秒后才关闭的整车开关；
2）司机关闭整车开关过早，没有达到 90 秒；
3）再次启动后，下次驾驶循环熄火后，司机正确操作，故障消除。
结论：
发动机熄火后，司机应该90 秒后再关闭整车电源开关。在温度较高时，此故障影响不大，但如果在冬天温度较低时，有可能导致残留在管路、尿素泵内的尿素结晶，造成堵塞甚至损坏尿素泵。
六 传感器相关故障
这里的传感器主要指上游排气温度传感器、环境温度传感器和NOx 传感器（氮氧传感器）。 
上游排气温度传感器和环境温度传感器主要有两类故障：
1）传感器电压信号高于上限或者低于下限：高于上限一般是由于线束、接插件开路或与电源短路引起，低于下限一般是线束、接插件与地短路引起；
2）温度示数不准：这时候就要考虑传感器安装是否到位，安装位置是否合适，或者传感器是否损坏。环境温度传感器有故障时，会影响尿素的加热功能，造成尿素结晶、尿素泵堵塞等，上游排温传感器出现故障时会造成尿素喷射控制失效，尾气排放不达标等。
总之，所有造成排放不达标的故障，如果不及时修复，都将导致扭矩限制。
NOx 传感器：
这个传感器出现故障时，测得的氮氧浓度无法经过AT101 报文发送给EDC17，就会报出“AT101报文超时的故障”，一般主要是由于接线问题引起：NOx 传感器有4 根线连接整车线束，分别为电源正、电源负、通讯CAN 地、通讯CAN 高，需检查这四根线束及及插件的电压是否正常，线束、接插件是否有开路、短路等故障。在保证线束、接插件没有故障的前提下，可以怀疑NOx 传感器是否损坏，尝试更换NOx 传感器进行确认。
1、
SCR 催化剂上游温度传感器电压信号高于上限——上游排温传感器线路开路
故障码： 
SCR催化剂上游温度传感器电压信号高于上限。
故障现象：
故障灯、闪码灯常亮，报出SCR 催化剂上游温度传感器电压信号高于上限故障， 测量上游排气温度，示数明显不准确，且不变化。
故障机理：
上游排气温度传感器及相关线路、接插件故障，导致传感器开路。当检测到此故障时，上游排气温度为默认值。
可能原因：
1）上游排温传感器接插件、线路开路；
2）传感器老化、损坏；
3）传感器 ECU 大插头线路故障，导致传感器开路；
实际解决方法与步骤：
1）检查上游排温传感器接插件；
2）检查传感器线束是否正常导通；
3）发现传感器线束由于磨损导致断开，接好后正常，故障消除。
结论：
所有报出“传感器电压高于上限”的故障，基本都是指传感器开路（极少情况是与电源短路引起），一般要检查接插件、线束是否正常导通，传感器是否漏接等。此故障，是因为传感器线束与底盘长时间摩擦，导致线路中断。
2、
环境温度信号不可信——环境温度传感器安装位置错误
故障码： 
235：环境温度信号不可信。
故障现象：
车辆运行一段时间后，故障灯、闪码灯常亮，并爆出235（环境温度信号不可信）的故障。
故障机理：
环境温度用来测量当前的大气温度，如果ECU 检测环境温度明显不符，比如过高或者过低，就会报出此故障。
可能原因：
1）环境温度传感器的安装位置错误（比如装在发动机仓内，离热源太近）；
2）传感器的线路电阻太大；
3）环境温度传感器损坏；
实际解决方法与步骤：
1）检查环境温度传感器安装位置是否符合要求；
2）发现传感器在发动机仓内，且距离发动机太近；
3）按照要求，调整环境温度传感器安装位置后，故障消除。
结论：
环境温度传感器安装位置错误，不仅会报出此故障，还可能影响尿素箱及管路的加热功能。安装要求参考传感器章节。
3、
CAN 接受帧AT101 超时错误—— 氮氧浓度传感器接线错误
故障码： 
421：CAN接收帧AT101 超时错误。
故障现象：
闪码灯、OBD 灯常亮，并报出421（CAN 接受帧AT101 超时错误）。
故障机理：
氮氧浓度传感器测得NOx 浓度后，不断地将测量结果通过CAN 总线中的AT101 报文发送给ECU，如果ECU
接收不到AT101 报文，就会报出此故障。
可能原因：
1）氮氧传感器接线故障，导致 AT101 没有发送出去；
2）氮氧传感器损坏；
3）CAN 总线网络故障；
实际解决方法与步骤：
1）检查氮氧传感器中 4 根针脚电压（1、2、3、4 号针脚应分别为24V、0V、2.2V、2.8V），判断是否存在接错、开路、短路等故障；
2）发现接插件中，1 号电源针脚电压为0，不正常；
3）将 1 号电源接好后，故障消除。
结论：
遇到这样的故障，首先检查氮氧传感器各接线是否正常。如果接线正常，可尝试更换氮氧传感器，检查氮氧传感器是否损坏。
七 加热系统故障
加热系统包括水加热和电加热，其中电加热由于继电器较多（5 个）、线束较多、加热电阻丝较多，所以故障率较高。主要表现为继电器损坏、加热电阻丝开路及线束开路、短路等。
如下图，五个继电器共用电源输出针脚K90（ECU 常供电24V），T15 上电后的初期，ECU 会对电加热系统进行故障自检：
加热电阻丝的故障自检1：首先，继电器1 闭合（K94 变为0V），其他继电器全部保持断开状态（控制针脚电压与K90 电压相同，都为24V），正常情况下，K58、K36、K20、K33 的电压约24V。如果测得某一跟管路的电压不正常，就会报出相关管路“加热电阻丝无负载”或“加热电阻丝短路”等故障，需检查各加热电阻丝、及K58、K36、K20、K33 是否出现开路、短路等故障；
继电器故障检测：ECU 能够检测各继电器是否正确安装，如果继电器漏装、损坏或线路故障，就会报出“某尿素管路加热继电器开路、短路等”故障，这时就要检查相关继电器、线束及接插件是否正常。
水加热的故障主要有：
1）水加热电磁阀线束、接插件故障；
2）水加热电磁阀机械故障，比如磨损、卡死等，可能会导致尿素箱加热失效、尿素箱温度过低；也有可能导致尿素箱持续加热、尿素温度过高，尿素挥发导致排放不达标；
3）水加热管路弯曲、堵塞，管路及接口泄露、堵塞等，会造成加热失效或冷却液泄露。

1、
尿素箱过度加热—— 尿素箱水加热电磁阀卡死
故障码： 
446/ P2043：尿素箱过度加热。
故障现象：
跑车一段时间后，闪码灯、OBD 灯常亮，并报出446（尿素箱过度加热）故障。
故障机理：
尿素箱通过发动机冷却液进行加热，由EDC17 控制水加热的电磁阀。由于尿素75℃易挥发，所以尿素箱的温度不可以太高。如果水加热电磁阀不能正常关闭，导致发动机冷却液一直对尿素箱加热，就可能导致尿素箱温度过高，并报出此故障。其他导致尿素箱温度高的原因，也会报出此故障。
可能原因：
1）尿素箱水加热电磁阀卡死，处于常开状态；
2）尿素箱温度传感器故障。
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素箱的实际温度，确定温度传感器的真实性；
2）检查尿素箱水加热电磁阀，发现处于常开状态；
3）更换新的尿素箱水加热电磁阀后，故障消除。
结论：
水加热电磁阀卡死，或者水加热电磁阀选错为常开型（应该为常闭），就可能导致尿素箱温度过高。
2、
尿素管加热继电器开路—— 尿素管路及尿素泵加热继电器漏装
故障码： 
461：尿素管加热继电器开路；
463/ P3043：尿素加热主继电器开路；
465/ P3033：尿素泵加热继电器开路。
故障现象：
故障灯、OBD 灯常亮，并报出尿素加热主继电器、尿素管路加热继电器、尿素泵加热继电器开路的故障。
故障机理：
继电器1 就是“尿素加热主继电器”，继电器2、3、4 是“尿素管路加热继电器”，继电器5 是“尿素泵加热继电器”，如果以上继电器漏装或线路损坏，就会报出开路的故障。
可能原因：
1）继电器漏装；
2）继电器相关线束、接插件故障。
实际解决方法与步骤：
1）检查全部 5 个继电器安装情况；
2）将 5 个继电器正确安装后，故障消除。
结论：
后处理的电加热部分包括5 个继电器，4 段加热电阻丝。5 个继电器漏装或出现线路故障，就会报出相应故障。
3、
尿素管加热电阻丝开路—— 尿素管路及尿素泵加热电阻丝漏装
故障码： 
464：尿素管加热电阻丝开路；
465/ P3083：尿素泵加热电阻丝开路。
故障现象：
故障灯、OBD 灯常亮，并报出尿素管加热电阻丝、尿素泵加热电阻丝开路的故障。
故障机理：
如果尿素管路、尿素泵仅仅接了加热继电器，而没有连接加热电阻丝，或者电阻丝没有完全按照针脚图要求连接，ECU 也能够检测出此故障。
可能原因：
1）加热电阻丝漏接；
2）K58、K36、K20、K33 没有按照针脚图接线，或者有开路的故障。
3）其他接线没有完全按照针脚图接线要求。
实际解决方法与步骤：
1）检查电阻丝是否安装；
2）正确连接电阻丝，保证 K58、K36、K20、K33 也连接正确，故障消除。
结论：
ECU 不仅能检测加热继电器故障，也能检测加热电阻丝的故障，如漏接加热电阻丝，或K58、K36、K20、K33接线错误，就报出此故障。
国四后处理系统的故障有以下特点：
1．所有影响后处理系统工作的故障，都会报出闪码，区别就是：有些故障很明确（比如，尿素泵加热电阻丝开路），有些故障范围较广（比如，尿素泵建压错误，可能包括尿素管路、尿素泵等故障）。在深入了解后处理结构的基础上，通过读取故障码，都可以找到排查故障的方向；
2. 有些故障并不立刻报出，需经过一定的驾驶循环或时间才开始报故障。比如，整车厂生产安装过程中，避免不了插、拔、安装尿素喷嘴，为防止整车出厂前留下故障码，车辆使用早期是不报尿素喷嘴相关故障的；
3. 有些故障修复后，虽然闪码灯、OBD 灯会立刻熄灭，但需要经历一定驾驶循环或时间，才可以清除历史故障代码（国家环保部要求）；
4. 有些故障，只有在后处理系统工作过程中才能够检测出来，一旦熄火后就成为历史故障，下次后处理工作时又会报出。比如尿素管路堵塞的故障，刚启动车辆时，由于后处理系统没有工作，所以不做管路检测；当开始建立尿素压力时，就开始检查管路是否堵塞，才会报出故障，一旦熄火后此故障消失。
5．国四后处理系统的故障都属于部件故障，只要对后处理的工作原理及各个结构了解透彻，就很容易解决。

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