国四后处理系统的典型故障及解决方案

张宏蔚

济南长途汽车运输有限责任公司 山东省济南市 250031

随着社会发展，人们对环境保护意识的提高，环保部门近几年逐步出台相关政策，逐渐提高车辆尾气排放标准，商用车目前排放标准已到达国四水平，其技术支撑主要是加装了尾气后处理系统。它的基本组成主要由控制单元、SCR 箱、尿素泵、尿素箱、尿素喷射单元、喷嘴、传感器等组成。其中定量给料单元是保证该系统正常工作的核心控制和执行单元。由于定量给料单元的工作主要依赖发动机的运行工况数据和电控单元控制，因此CAN 线必不可少，通过 CAN 线达到电气数据共享和工作指令的传递，通过系统各元件的协调配合达到最终控制目标。

随着新技术、新材料的发展，后处理系统逐步稳定，现将部分典型故障及解析介绍如下：

1 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。

如：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：检查尿素箱及传感器，核实与原车尿素箱是否相同。

2 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。

如：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。

3 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。凡是造成尿素喷射及排放的故障，都有可能限制发动机扭矩。

如：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。

4 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：（1）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；（2）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。（3）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。

故障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。

故障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：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。

根据维修经验总结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。