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关键词：国六排放； 后处理失败； 驾驶性能限制系统； 氧化催化转化器； 柴油微粒捕集器； 选择性催化还原
0 前言
随着2018年《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（国六）》的正式实施，商用车全面进入国六阶段。 对比国V阶段存在后处理相关故障的车辆最大扭矩限制（发动机最大扭矩转速与调速器断油起始点转速之间的最大输出扭矩下降至外特征扭矩的60%），国六排放法规中与后处理相关的故障车辆限制分为初级驾驶性能限制系统（发动机最大扭矩转速与调速器断油起始点之间的最大输出扭矩降低至75％）外特性扭矩），以及严格的驾驶性能限制系统（除主驾驶性能限制外，车辆运行速度限制在20km/h，即跛行模式）。
因后处理故障而激活驾驶性能限制系统后，对用户的感知和影响将更加明显。 例如，国五轻型货物运输车虽然在发生后处理故障时最大扭矩受到限制，但由于负载较轻，实际影响较小。 但国六启动严格驾驶性能限制系统后，车辆在限速20公里/小时后将无法正常行驶。 为了快速消除用户对国六车辆后处理故障的投诉，本文根据现有国六柴油机的运行特点，对国六柴油机的典型后处理故障进行分析，探讨故障原因及排除方法。步骤，并形成可行的诊断计划。
1典型国六柴油机后处理结构及原理
为了满足国六排放法规对NOX和PM的严格要求，国六发动机在国五发动机的基础上进一步优化了尿素后处理系统，增加了后处理颗粒再生系统。 同时，通过提高共轨压力，增加EGR系统等辅助手段，达到减少NOX和PM排放的目的，实现排放升级。
国六后处理系统采用“氧化催化转换器（DOC）+柴油颗粒过滤器（DPF）+选择性催化还原（SCR）+氨氧化催化剂（ASC）”
技术和非空气辅助尿素喷射系统[1]。 系统结构如图1所示。
在尿素后处理系统中，通过控制尿素将32.5%的尿素水溶液喷入排气管。 在催化剂的作用下，还原剂NH3在290～400℃选择性地将NO和NO2还原为N2。 NH3与O2之间几乎不发生氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。 废气中的尿素和NOX在SCR系统催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成N2和H2O，降低NOX浓度[2]。 尿素后处理系统由国Ⅴ阶段切换到国Ⅴ阶段的主要目的是提高尿素与NOX的反应效率。 故障产生和故障排除机制基本相同，不是本研究的重点。
在柴油机后处理颗粒再生系统中，通过DOC进行催化氧化，将发动机排气中的HC、CO、NO和SOF（可溶性有机物）进一步氧化成CO2和H2O，从而降低HC、CO的含量和下午。 数量。
DOC将NO部分转化为NO2，可用于DPF被动再生； 而DOC在氧化HC的同时放热，可用于DPF的主动再生[2]。
废气中的颗粒物经过DOC后，被DPF捕获并净化，并通过发动机热管理在DPF内催化剂的作用下快速燃烧消除。 这个过程称为DPF再生[3]。 通过这个过程，有效降低了废气中的PM浓度。
国六后处理系统运行过程中，上述过程均受到闭环控制[4]。 当输出达到最大范围仍无法修正到合理状态时，就会出现国六后处理相关故障，并根据诊断逻辑触发相应的故障代码。 同时，系统根据故障的严重程度，启动初级驾驶性能限制和严重驾驶性能限制系统，提示用户需要维修。
2 国六柴油机后处理典型故障、原因及排除步骤
通过对国六后处理的结构和原理以及实际应用场景的情况分析，目前国六柴油机后处理的典型故障主要来自DOC、DPF、NOx传感器、温度传感器(4)、压差传感器及相关线路等一个或多个部件工作异常，工作异常后造成发动机故障。 为了增强本文的实用性和指导意义，笔者主要从车辆实际运行中出现的故障出发，重点分析国六新增的DOC、DPF及相关传感器和电路引起的典型故障，研究故障排除的思路和方法[5]。
2.1 故障一：DOC转化效率低
故障现象：我公司已向服务站求助。 配备国六柴油机的汽车，发动机运转正常柴油机的点火原理，但发动机故障报警灯和排放故障指示灯（MIL灯）亮； 发动机排气管冒出白烟。 有刺鼻的气味。 使用故障诊断工具检测并读取故障码：P0420——氧化催化转换器（DOC）转换效率低——被动监测（DOC转换效率低）。
电控发动机的故障诊断一般从两个方面开始：一方面根据故障表现进行范围锁定，另一方面根据发动机电控单元中的故障码进行辅助分析。 这两方面结合起来就形成了故障排除的方法和流程。
检查分析：从故障表现来看，发动机运转正常船用物资，但冒白烟，说明发动机点火系统正常。 柴油进入排气系统但不正常燃烧[6]； 有刺鼻气味，说明热管理出现异常。 ，导致进入排气系统的柴油和尿素都没有与废气充分反应，柴油和尿素的混合物从排气管排出，产生刺鼻的气味。 因此，故障初步定位在后处理上。
从故障码分析，触发故障码P0420的诊断条件：发动机在一定工况下运行时，如果DOC上游温度在一定范围内，且与下游的温差大于极限、发动机转速达到一定极限、HC喷射等（诊断条件1）； DOC 转换效率低于极限（诊断条件 2）。 当任何条件被触发时，系统将报告DOC转换效率低的故障代码。 因此，可初步判断故障原因如下：①DOC温度传感器异常或安装错误（对应诊断条件1）； ② DOC老化或损坏（对应诊断条件2）； ③DOC被去除（对应诊断条件2）。 按照先易后难的原则，制定了故障处理流程图（图2）。 具体调查流程如下。
(1)检查DOC上下游温度传感器的安装、线束与电源的连接是否正常，线束是否有断路、短路现象。 如有异常，修理或更换传感器或线束； 若无异常，则进行下一步。 一般情况下，如果智能排气温度传感器出现故障，会同时出现与之相关的故障码。
(2)目视检查DOC是否已被去除。 如果已删除，请重新安装新的 DOC。 如果未删除，请转至下一步。
(3)检查DOC上下游温度传感器探头是否异常，是否有积碳。
检查DOC上下游温度传感器探头是否有衬垫。 如果是，则拆下垫片或更换传感器座，恢复传感器的正常安装。 检查智能排气温度传感器是否分别正确安装在DOC和SCR的上游和下游（表1）。
(4) 拆检DOC：关闭系统电源，取出DOC，检查DOC出口端面是否有裂纹、泄漏、烧毁等损坏情况。 如果 DOC 损坏，则需要更换新的。
故障排除：在指导服务站处理此故障处理过程中，智能排气温度传感器没有相关故障码，因此主要检查方法是DOC目视检查和检查相关传感器安装是否升高和错位。 检查时，需要按照上述步骤一一检查，避免做出错误的判断。 经过指导，服务站检查结果是DOC被破解。 更换DOC后试车，故障排除。
2.2 故障二：DPF堵塞故障 故障现象：我公司得到服务站的帮助。 对于配备国六柴油机的汽车，启动发动机后，发动机故障灯常亮，MIL灯、排气温度过高报警灯和行车发动机报警灯亮，DPF再生灯亮。亮起或闪烁； 发动机功率不足，速度受限甚至熄火； 排气管冒出黑烟。 使用故障诊断工具检测并读取故障码：P244B——DPF堵塞故障（DPF碳负载过载）。
检查分析：根据故障表现分析，多个发动机故障灯亮，DPF再生故障灯亮，说明DPF相关系统有故障。 发动机冒黑烟、动力不足、限速甚至熄火，表明严重的驾驶性能限制系统已被触发。 根据故障表现，故障初步定位在后处理DPF上。 不排除DPF多次提示再生后，用户未能及时再生，导致故障。
从故障码分析，触发P244B的诊断条件为：当发动机处于正常燃烧模式且DPF温度在正常温度之间时（诊断条件1），且监测到DPF压差大于诊断阈值（诊断条件2），DPF报告阻塞故障。 由此可以得出初步故障原因为：DPF压差传感器气管堵塞（对应诊断条件1）； DPF碳负载过大，不进行再生（对应诊断条件2）； DPF 堵塞（对应于诊断条件 2）。 按照先易后难的原则，制定了故障处理流程图（图3）。 具体检查流程如下。
(1)根据DPF压差传感器故障排除步骤，检查DPF压差传感器线束连接和电源是否正常，线束是否断路或短路。 如果线束或连接器异常，则修理或更换连接器和线束。 一般当DPF压差传感器出现故障时，会同时出现相关的故障码。
(2)按照DPF压差传感器故障排除步骤，检查DPF压差传感器读数值是否正常。 若异常，拆下DPF压差传感器进气管，检查管内是否有破损、堵塞或积水的情况（如果处于寒冷地区，还需检查管内是否被冻住）。 若管路存在上述现象，应清洗进气管路或直接更换进气管。 如果燃气管道均正常，但传感器读数异常，请更换传感器。 如果传感器和燃气管道正常，则进行下一步。
(3) 接通系统电源，检查DPF再生灯状态。 如果DPF再生灯亮或闪烁，请参考DPF再生操作流程进行行车再生（DPF灯亮）或停车再生（DPF灯闪烁）； 如果 DPF 再生指示灯不亮，请继续执行下一步。
(4)DPF拆卸与检查。 目视检查 DPF 是否已拆除。 如果是这样，请重新安装 DPF。 如果未拆卸DPF，请关闭系统电源，拆下DPF，检查DPF前端是否有积碳或灰尘沉积。 如果积碳或积尘严重（图4），则需要清洗DPF并重新安装。 如果无法清洗DPF，则直接更换DPF。
另外，在拆解检查过程中，还需要检查DPF的前、后或侧面是否有裂纹，后端面是否有黑点、斑点，是否有腐蚀剥落等情况。或浸水的迹象，以及是否有任何损坏，例如燃烧。 如果DPF出现上述损坏柴油机的点火原理，则需要更换新的DPF。
故障排除：在指导服务站处理本次故障处理过程中，没有出现DPF压差传感器故障的相关故障码，因此主要检查方法是目视检查和用户排查。 检查内容包括相关传感器是否安装错误或错位、用户是否未及时再生DPF、DPF是否被拆除或破裂等。 服务站与用户沟通得知，再生灯打开后没有进行再生操作，导致DPF严重堵塞。 服务站进行再生操作后，试车故障排除。
3国六柴油机后处理典型故障排除方法及思路
以上两个案例主要从DOC和DPF的常见故障入手，分析故障码的诊断情况，对应到实车可能出现的故障点。 同时，根据系统的工作原理，我们制定了相应的故障排除方法和流程。 DOC和DPF零件作为国六柴油机新增的主要总成零件，具有一定的代表性故障。 根据国六发动机的特点，结合前面分析的故障，诊断思路总结如下。
(1)故障征兆的获取。 当国六柴油机出现后处理相关故障时，一般会伴随发动机故障灯、MIL灯、驾驶性能系统警告灯点亮。 因此船用柴油机，在确认故障现象时，首先检查上述故障灯是否亮起，获得初步锁定，缩小排查范围。
(2) 获取故障码。 由于国六柴油机的后处理实行完全闭环控制，并增加了多个传感器，因此故障一般都有比较明显的方向性故障码。 通过故障码一般可以初步圈定故障范围。 例如，如果传感器发生故障，通常会出现一个或多个相应的信号合理性故障代码。
(3)故障诊断逻辑分析。 根据故障码分析故障的诊断条件，包括诊断的准备条件和判断条件。 只有了解了诊断条件，才能制定相应的诊断流程和故障排除步骤。 由于故障排除过程本质上是对诊断条件的逆向分析，只有不满足诊断条件才会触发相应的故障。
(4)根据诊断情况设计故障处理流程。 根据诊断情况，设计相应的故障处理流程。 在设计诊断过程中，对于DOC和DPF故障，主要通过排除法进行诊断，即首先检查DOC和DPF正常工作的条件是否满足。 例如，根据相应传感器和线束的故障状态，以及线束或传感器是否出现故障代码，我们可以初步判断是否存在线束和传感器故障。 然后，在正常工作情况下，检查DOC和DPF是否有故障，例如检查DOC和DPF是否被拆除或损坏。
同时，在工艺设计过程中遵循先易后难的原则。 如果优先考虑更简单的电路和传感器检查，可以避免频繁去除DOC和DPF，从而影响维护时间。 结合系统故障排除方法和先易后难的原则，可以设计出比较完整的故障排除流程和思路，避免系统分析后故障排除流程不完整、维护时间过长。
4。结论
在国六柴油机后处理系统相关故障的维修中，DOC和DPF故障是非常典型的故障类型。 掌握相关的维修诊断思路对于提高国六发动机的维修能力具有重要意义。 国六车的后处理故障种类比国五车更多，检验流程也更复杂。 因此，掌握正确的检查方法，进行系统的故障排除，可以更有效地处理国六柴油机后处理相关故障。 本文旨在通过典型故障排查流程的设计，介绍一些思路，总结经验和思路，希望能为其他用户或维护人员提供帮助。
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