挖掘机AdBlue柴油排气处理故障诊断
本案例中的这台挖掘机之前已经检查过机器并更换了零件。我与操作员进行了小小交谈，他说在第二次检修后，这台挖机运作了大约四个小时，然后就进入了4级警告——发动机、机器性能严重降级。4级警告更恼人的状况是，一打开点火开关就会持续发出警报，且在故障修复之前无法关闭。
这个案例的有趣之处在于，这台机器之前也遇过类似的问题，并且adblue（蓝驱，柴油排气处理技术，下文都简称为adblue）/def喷油嘴已经更换了两次。有人告诉我，真正的def喷油嘴成本约为600英镑，这代表我们已经投入了1200英镑来更换零件，但机器依旧无法使用。
如同所有的诊断工作一样，验证故障是首要工作。如我所料，当我开启点火开关，我们听到4级警告的警报并且显示当前故障。故障代码可以在技术手册中查到，但4级警告as00r4代表1级故障码ca3568的故障在维修后经过一段时间仍然存在，该时间长度取决于机器的规格。
每当我们在处理adblue柴油排气处理液的问题时，我总是确保储存桶中有添加剂并确保adblue的质量。adblue或def柴油排气处理液，由32.5%的尿素溶液与67.5%的水组成，在-11°c以下冻结。如果机器运行时添加液不足，故障警告灯会亮起，如果没有加满，最终会使发动机限制性能。如果它完全耗尽，则会阻止机器启动。在这种情况下，有太多都是因为adblue所导致。内置式传感器回报浓度水平为33.2%，如果你无法读取质量传感器，可以使用示波器来测试质量。
我们从目视检查中看不出任何明显的问题，因此我们必须关注1级代码ca3568，他指出adblue/ def喷油嘴故障。首先是使用picoscope检查喷油嘴的作动情况，来检查机器是否供电驱动喷油嘴。
1.a通道：供电电压
2.b通道：接地
3.c通道：电流
komatsu因为有最全方位的监控器而出名。在某种程度上，它可以当诊断工具，你可以在当中显示当前数据、清除故障码并执行作动测试。由于故障仍然存在，因此机器在运行期间没有激活喷油嘴。为了获取上面的捕获纪录，我们透过监控器对喷油嘴进行作动测试。这是一个脉冲的动作，解释了喷油嘴作动的一定时间。
我们很开心可以控制喷油嘴，甚至可以辨认出喷油嘴正在移动的针状凸波。
确定在正常运作期间未作动喷油嘴的原因。我的想法之一是，如果ecu看到传感器的值不正确，它可能不会下指令给喷油嘴，因为那里没有其他喷油嘴。当我们再一次查看监控器，我们观察到nox（氮氧化物）传感器输出值。
我们知道adblue没有被喷射，这解释了scr出口处的nox值很高，但涡轮出口浓度水平将保持不变。就像它被卡住了一样，但我们通过举升动臂来增加发动机的负载时，我们看到读数下降到负值，然后他们开始跳动，直到发动机回到怠速然后返回到静态值。由于nox传感器看的到且很容易接近，我们认为可以对它做非侵入性检测，因此我们将示波器连接到scr出口nox传感器的can h和 can l端子。
基于使用picoscope捕获到的数据，我们可以应用j1939串型译码来协助我们以正确的格式查看。这有助于我们区分废气后处理网络上存在的各种ecu。在这个机器的案例中，废气后处理ecu实际上内建在发动机的ecm中，这就是为什么我们将nox传感器和发动机放在同一个网络上的原因。我应用了一个链接文件，它以可读的形式显示pgn和源地址值。我关注废气后处理气体1，我认为它是涡轮出口/排气入口处的nox传感器。数据显示没有发生任何事情，但我们的监控器显示的值是240ppm。我将数据导出为csv文件，以便更好操作它来使用j1939 da文件查看数据。
我还添加了来自出口nox传感器的数据，它在140ppm左右徘徊。这与监控器上的数据有关，会不会是我们的nox传感器有故障? 我不能把它排除在外，但现在是时候变得更具侵入性了。
我们决定拆下喷油嘴，看看是否可以强制供电来启动喷油嘴，看看喷油嘴是否有堵塞。
尽管喷油嘴被激活(我们甚至听到”喀喀声”)，但它没有喷射任何的adblue，表示它已经堵塞。
这代表将要更换第三次喷油嘴。这看起来不太对劲，所以我们回到监控器并且从komatsu发现了另外一个奇怪的记录！
记录列表中，第二条显示adblue/def喷油嘴在6347小时的时候有过热警告，等于就是在我们检查机器的前20小时。在此之下，有两项发动机冷却系统相关的纪录，一项是发动机冷却液过热。这在建筑设备中并不少见。这些机器所处的环境通常灰尘很多，吸入空气来冷却发动机会把这些污垢与灰尘带入并堵塞散车鳍片，这些纪录是否跟喷油嘴故障有关呢？
拆下喷油嘴的冷却管告诉我们任何我们需要知道的事情。从上图中可以看到，管子的端口已经被堵死了。从车身上拆下管路出口可以让我们看得更远，果然，整条管子都完全堵塞了，冷却液无法在喷油嘴周围通过。
我还没完全完全了解到冷却对于adblue喷射器有这么重要，我在汽车领域第一次接触adblue时，喷油嘴通常附有一个大型散热器，并且会放置在车辆行驶时空气会经过的地方。由于喷油嘴只会在再生过程中承受高温，这通常只会在车辆行驶时发生。然而，对于这类型的机器，产生气流是不可能的，因此必须透过其他方式来进行冷却。订购另一个喷油嘴，并且清理了流向喷油嘴本体的管路与冷却液通道，我们希望这是问题的原因。不过建议在冷却系统恢复工作之前对其进行彻底的清洗。在所有类型的非公路机械上有越来越多的废气后处理系统，使得系统更加复杂。我们想知道是否有测试可以快速检查主要作动器的运行与健康状态。安装在komatsu的系统是bosch denoxtronic 2.2。有些轻型或中型商用车上也会看到这套系统。可以在下图中看到这些作动器的基本配置。
为了了解我们无法手动运作泵和喷射器的情况下也可以进行测试，我们首先需要了解系统的工作原理。
从根本上来说，adblue废气后处理系统有一定数量的组件。包括了：
1.adblue储存桶
2.供应模块
3.添加控制模块
4.def 剂量单元
5.scr – 选择性催化还原装置，包含氨过滤器
6.温度传感器
7.nox传感器
8.用于管路、储存桶和供应模块的加热器组件
9.adblue 质量传感器
10.adblue液面传感器
11.滤清器
使用液压图更容易解释回路里的执行部分：
1.添加控制模块
2.adblue储存桶
3.滤清器
4.单向检查阀与节流阀。节流阀透过限制流量来产生压力
5.压力传感器
6.4/2流量控制阀
7.电动马达驱动单向定量泵
8.2/2电磁阀(def喷射器)
当点火开关打开后，一旦液体达到工作温度，泵会启动系统。泵从储存桶中抽取液体，油箱压力将上升至9bar(130psi)左右。这个压力是由回油管中的节流阀产生的，压力是流动的阻力。单向阀可以预防液体从返回侧的储存桶进入供应管路。
在运行期间，废气后处理ecu会命令喷油嘴打开，使溶液进入排气系统造成化学反应。当adblue被引入高温环境时，尿素会分解成氨与异氰酸。这与水蒸气结合产生水解反应、co2与nh3(氨)。在含有催化剂和高浓度氧气的环境中，在一个含有催化剂与高水平氧气的环境中，发现稀薄燃烧发动机在燃烧后，氨会与废气中的nox结合形成氮气、二氧化碳和水。
当发动机关闭时，废气后处理ecu会命令4/2流量控制阀(6.)，切换它的位置来使泵运送液体从供应管路返回到储存桶。由于单向阀和喷油嘴于关闭位置，真空会开始在管路中建立。为了防止管道塌陷，喷油嘴以高频脉冲使空气进入管道并控制真空量。压力传感器将侦测管路中的真空变化，这在寻找堵塞的时候很有用处。
随着对系统的有更好的了解，我们藉由运行主动测试当做了一个快速检测，同时监测压力传感器，泵电流与def喷油嘴。
通道a – adblue压力
通道b – adblue泵电流
通道c – adblue/def 喷油嘴
查看通道a。在开始测试之前的压力读数为791mv，这代表系统位运作时为大气压力。当泵开始运作，我们可以看到电流改变表示工作开始且压力开始上升。一旦压力达到稳定，会启动喷油嘴。当测试停止，随着4/2阀开启，压力立即下降。泵仍在转动以将 adblue 带回储存桶中，我们开始看到真空开始，因为压力下降到大气压力以下并继续下降到 609 mv 的电压。喷油嘴已经启动，但压力读数没有变化，这表明可能存在堵塞。
相比之下，下面是在已知良好的系统完成的数据(虽然连接略有不同)。信道a上仍存在压力，但我们使用电压来确定电机速度，而不是电源上的电流。
当我们量测在净化期间的压力与电压，我们可以看到它没有低于800mv。这使我们相信我们看到故障机器上的压力传感器堵塞。安装新的喷油嘴后，我们清除了故障码并在运行时再次纪录数据。
有趣的是，当喷油嘴的电流在流动时，我们可以看到adblue的压力在下降。这表示adblue确实被送到排气系统当中。由于这是一个已知的状况，我们可以用这个压力下降来凸显之后的堵塞问题。如果nox的水平有问题，尽管压力下降，我们也必须将注意力放在喷油嘴或实际的scr催化剂上。
当我们查看净化端时，可以看到压力电压稳定在770mv，结果令人满意。
希望这篇案例对你有帮助。
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每当我们在处理adblue柴油排气处理液的问题时，我总是确保储存桶中有添加剂并确保adblue的质量。adblue或def柴油排气处理液，由32.5%的尿素溶液与67.5%的水组成，在-11°c以下冻结。如果机器运行时添加液不足，故障警告灯会亮起，如果没有加满，最终会使发动机限制性能。如果它完全耗尽，则会阻止机器启动。在这种情况下，有太多都是因为adblue所导致。内置式传感器回报浓度水平为33.2%，如果你无法读取质量传感器，可以使用示波器来测试质量。
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1.a通道：供电电压
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我们知道adblue没有被喷射，这解释了scr出口处的nox值很高，但涡轮出口浓度水平将保持不变。就像它被卡住了一样，但我们通过举升动臂来增加发动机的负载时，我们看到读数下降到负值，然后他们开始跳动，直到发动机回到怠速然后返回到静态值。由于nox传感器看的到且很容易接近，我们认为可以对它做非侵入性检测，因此我们将示波器连接到scr出口nox传感器的can h和 can l端子。
基于使用picoscope捕获到的数据，我们可以应用j1939串型译码来协助我们以正确的格式查看。这有助于我们区分废气后处理网络上存在的各种ecu。在这个机器的案例中，废气后处理ecu实际上内建在发动机的ecm中，这就是为什么我们将nox传感器和发动机放在同一个网络上的原因。我应用了一个链接文件，它以可读的形式显示pgn和源地址值。我关注废气后处理气体1，我认为它是涡轮出口/排气入口处的nox传感器。数据显示没有发生任何事情，但我们的监控器显示的值是240ppm。我将数据导出为csv文件，以便更好操作它来使用j1939 da文件查看数据。
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3.添加控制模块
4.def 剂量单元
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6.温度传感器
7.nox传感器
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2.adblue储存桶
3.滤清器
4.单向检查阀与节流阀。节流阀透过限制流量来产生压力
5.压力传感器
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相比之下，下面是在已知良好的系统完成的数据(虽然连接略有不同)。信道a上仍存在压力，但我们使用电压来确定电机速度，而不是电源上的电流。
当我们量测在净化期间的压力与电压，我们可以看到它没有低于800mv。这使我们相信我们看到故障机器上的压力传感器堵塞。安装新的喷油嘴后，我们清除了故障码并在运行时再次纪录数据。
有趣的是，当喷油嘴的电流在流动时，我们可以看到adblue的压力在下降。这表示adblue确实被送到排气系统当中。由于这是一个已知的状况，我们可以用这个压力下降来凸显之后的堵塞问题。如果nox的水平有问题，尽管压力下降，我们也必须将注意力放在喷油嘴或实际的scr催化剂上。
当我们查看净化端时，可以看到压力电压稳定在770mv，结果令人满意。
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