博世DNOX22系统国四尿素后处理系统地典型故障及案例解析汇报.docx
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博世DNOX22系统国四尿素后处理系统地典型故障及案例解析汇报
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
一尿素箱相关故障
尿素箱主要包括箱体外壳和液位温度传感器总成。
传感器较易出现故障，常见故障为：
液位显示不准确，温度显示异常，及故障灯常亮并报出液位温度传感器故障等。
引起这类故障的原因主要是：
传感器损坏，传感器接插件虚接、短路，及相关线束故障。
有时，液位温度传感器与主机厂电器参数不匹配也会造成液位、温度异常，甚至报出传感器故障。
1、
尿素液位传感器电压高于上限（低于下限）——传感器接插件退针
故障现象：
故障灯、OBD灯常亮，报出闪码445（尿素液位传感器电压高于上限），仪表中尿素液位的显示不准确。
故障机理：
此故障一般是由于传感器线束或接插件开路引起，请检查传感器接插件1号针脚（ECU针脚K57）是否出现开路、与电源短路的故障。
如果不能解决，进一步检查其他针脚、线束是否有故障。
可能原因：
1）尿素液位传感器接插件或整车线束大插头退针；
2）尿素液位线束开路或虚接；
3）K57与电源短路；
4）尿素液位传感器损坏。
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素液位传感器接插件和线束；
2）拔下尿素液位传感器接插件，检查是否存在针脚退针造成线束开路；
3）如有，重新固定插针。
2、
尿素液位、温度显示异常——传感器参数与主机厂要求产品不匹配
故障现象：
尿素液位显示不准确（比如，尿素很少时，仪表显示尿素100%），尿素温度与当前环境温度差别很大，且没有报出相关传感器故障。
故障机理：
这种故障一般是由于尿素箱传感器与主机厂指定的不匹配，或者整车更换过尿素箱使得尿素箱内部的传感器与原车出厂前的型号不同。
传感器的电器参数不同，导致数据标定不匹配，液位温度显示错误。
可能原因：
1）司机更换了尿素箱，与原车尿素箱不同；
2）整车厂配套时，自主采购尿素箱，但没有通知主机厂技术人员重新标定数据；
3）传感器或相关线束被损坏，导致电器参数变化（这种可能性较小），但没有报出传感器相关故障；
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素箱及传感器，核实与原车尿素箱是否相同；
二尿素泵故障
尿素泵的故障主要有两个方面，机械故障与电器故障。
电器故障一般指12孔接插件相关的电器件故障，包括尿素泵电机、尿素压力传感器、换向阀及尿素泵加热电阻丝，故障率相对较高；机械故障指尿素泵堵塞、尿素泵内部机械件故障引起的建压失败等。
总之，与SCR尿素压力相关的故障，首先要检查尿素管路是否接错、堵塞、泄露，尿素泵是否堵塞等。
1、
尿素换向阀执行高端开路——尿素泵12孔接插件退针
故障码：
452：
尿素换向阀执行高端开路；
451：
尿素泵电机驱动开路。
故障现象：
故障灯、OBD灯常亮，尿素不消耗。
故障机理：
尿素换向阀在尿素泵12孔接插件内，由ECU控制，它的作用是：
为防止尿素溶液残留在管路和泵内，每次发动机熄火后，换向阀工作，90秒内将管路内的尿素溶液倒吸回尿素箱。
像这种同时报出多个故障，且在同一个接插件内，接插件出现故障的可能行较大，比如锁片松动导致退针，或者接插件进水等。
可能原因：
1）接插件松动或退针；
2）接插件进水；
3）相关线束故障。
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素泵接插件；
2）发现接插件内个别针脚退针；
3）将退针的线束修复后，故障消除。
结论：
尿素泵接插件退针，导致换向阀、尿素泵电机的开路故障。
1、
SCR尿素压力建立错误——尿素泵内部机械故障
故障码：
441：
SCR尿素压力建立错误。
故障现象：
每次跑车几分钟到几十分钟后，故障灯、OBD灯常亮，就会报出441（SCR尿素压力建立错误）的故障，尿素不消耗。
故障机理：
尿素喷射前，尿素泵将尿素建立到9bar的压力，通过尿素泵内的压力传感器进行检测。
当发动机启动之后，尿素泵多次尝试对尿素建压，如尿素压力仍达不到9bar，就会报出此故障。
此故障的导致原因一般为：
尿素量过少、尿素管路接反、吸液管堵塞或漏气、压力管泄露等，极少数是因为尿素泵故障。
可能原因：
1）尿素量过少；
2）吸液管接错、堵塞或漏气；
3）压力管泄露；
4）尿素泵堵塞或者尿素泵机械故障。
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素液位是否足量；
2）检查尿素管路是否接错、接反；
3）检查吸液管是否弯折、堵塞；
4）检查吸液管、压力管是否存在泄露的痕迹；
5）以上没有问题后，检查尿素泵接口是否有明显堵塞现象；
6）更换尿素泵后，故障消除，尿素正常建压。
结论：
一般情况下，尿素管路接错、堵塞、泄露容易引起此故障，但这次的故障是因为尿素泵内部的机械故障，无法正常吸尿素，导致建压失败。
三喷嘴故障
喷嘴的结构相对简单，所以涉及到的故障也比较典型，主要有：
1）喷嘴电磁阀故障：
接插件、线束损坏，造成开路、短路等；磁阀线圈烧毁，可以通过测量电阻进行判断。
2）喷嘴机械故障：
由于添加的尿素质量差，或者喷嘴老化，造成尿素喷嘴磨损（往往会造成尿素消耗高）；由于尿素结晶或其他颗粒物质进入，导致喷嘴堵塞；或由于其他原因，造成喷嘴变形、断裂等。
以上，凡是会影响尿素喷射及排放的故障，都有可能限制发动机扭矩。
1、SCR尿素喷嘴驱动高端对电源短路——喷嘴针脚线束故障
故障码：
453/P2049：
SCR尿素喷嘴驱动高端对电源短路。
故障现象：
故障灯、OBD灯常亮，并报出453（SCR尿素喷嘴驱动高端对电源短路）的故障。
故障机理：
尿素喷嘴电磁阀有两个针脚，K09、K10对应接插件编号2、1，，K10指电磁阀的驱动高端，K09驱动低端。
此故障指的就是K10针脚与电源短路，需检查K10接插件及线束。
可能原因：
1）接插件故障，导致K10电源短路；
2）K10相关线束故障，导致与外部电源短路。
实际解决方法与步骤：
1）检查喷嘴接插件，没有损坏或短路；
2）测量K10针脚电压，约24V，超出正常范围；
3）检查整车线束大插头，发现喷嘴K10线束与其他带电线束短路；
4）修复线束后，故障消除。
结论：
整车线束大插头中的喷嘴线束（K10）与电源短路。
2、尿素消耗量较大——添加劣质尿素，导致喷嘴磨损泄露
故障现象：
尿素消耗量偏高，与燃油消耗比远大于1/20。
没有他其他相关故障。
故障机理：
如果没有报故障，能说明后处理系统的线束、电器件等基本正常。
可能出现的原因就是：
尿素管路泄露、尿素泵泄露、尿素箱泄露等，还有就是尿素喷嘴磨损，导致尿素从喷嘴处泄露。
可能原因：
1）管路及相关电器件出现尿素泄露；
2）喷嘴磨损，导致尿素喷射量增加。
实际解决方法与步骤：
1）检查尿素箱、尿素泵、尿素管路等是否有尿素泄露的痕迹；
2）如果没有尿素泄露，就启动车辆，使车辆保持较高功率运行，使排气温度达到尿素泵建压的最低温度200℃，检测尿素泵压力直到稳定在9bar左右；
3）发动机不要熄火，保持发动机继续怠速运行；
4）将尿素喷嘴取出排气管，观察喷嘴是否有泄露情况；
5）如果有泄漏，更换新的尿素喷嘴。
结论：
喷嘴磨损严重，活塞密闭性差，有泄露尿素的现象。
四
SCR箱及排气管故障
SCR箱内有载体和催化剂，如果发生故障可能会造成排放不达标，限制发动机扭矩等。
主要有以下几类：
催化剂失效：
由于SCR箱被撞击，或者被其他物质污染覆盖（比如黑烟中的颗粒），造成催化还原效率降低，最终造成排放不达标，限制发动机扭矩；
SCR箱堵塞：
SCR箱变形或因其他原因堵塞，造成排气背压高，严重者会出现冒黑烟、发动机转速抖动、动力不足等故障，同时排放也会受到影响。
排气管被腐蚀：
由于尿素溶液具有腐蚀性，所以我们要求排气管使用不锈钢材料，且内表面光滑，尽可能减少排气管焊接口。
如果排气管不能满足以上要求，就有可能造成尿素在排气管上残留、腐蚀，造成排气管损坏。
1、排气管生锈、腐蚀——排气管加工和安装欠佳
故障现象：
排气管约1个多月时间就腐蚀坏掉，更换排气管后仍然如此。
故障机理：
尿素溶液有很强的腐蚀性，所以喷嘴下游排气管材料必须为不锈钢，内表面非常光滑，且不允许有焊接痕迹，减少管路接口。
如果不符合以上要求，就容易造成尿素残留，腐蚀排气管。
可能原因：
1）排气管材料问题，抗腐蚀性差；
2）排气管内表面不光滑，造成尿素残留结晶；
3）排气管内部有焊接痕迹；
4）排气管连接口较多。
实际解决方法与步骤：
1）检查排气管是否符合加工安装要求。
2、SCR箱实际平均转换效率低于阈值1（阈值2）——SCR箱老化和结晶
故障码：
431/P0420：
SCR实际平均转换效率低于阈值1，排放超5；
432/P0420：
SCR实际平均转换效率低于阈值2，排放超7。
故障现象：
故障灯、OBD灯常亮，尿素喷射正常，没有其他相关故障。
故障机理：
这两个故障是指尾气中NOx浓度较大，已经超出了国四法规要求。
如不及时修复，就会导致发动机扭矩限制。
可能原因：
1）发动机原始排放劣化，后处理系统上游，从增压器出来后的尾气的排放太差；
2）SCR箱劣化，导致转换效率低；
3）尿素喷射量误差大，实际喷射量比设定值少；
4）油品不好。
实际解决方法与步骤：
1）首先检查、判断发动机原始排放是否严重恶化，比如严重冒黑烟等；
2）检验油品是否太差；
3）检查尿素喷嘴是否堵塞、泄露，导致喷射量控制不准；
4）检查SCR箱是否老化或结晶，是否被炭烟覆盖、堵塞等。
结论：
此故障是因为SCR箱老化、结晶，导致转化效率低，从而排放不达标。
有时，尿素喷射量过少，明显低于设定值（比如因为喷嘴故障），也会引起此故障。
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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