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Komatsu PC210 LC 挖土机 AdBlue 故障

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发表于 2022-4-12 16:45:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

在Pico,Steve开始玩一些虚拟机必须提供更精细的机械,而我发现自己还深陷在田野当中,充满热量,看着一些正在运行的东西,直到他停止,这在某种程度上已经成为一个流行的笑话。我喜欢这些机器带给我的挑战,因为你的诊断方式必须改变。零件并没有现成的,通常无法在同一天订购,而且总体要贵上3-4倍。


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接下来的冒险从一个背景故事开始,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,他回报说在第二次检修后,它运作了大约四个小时,然后进入了4级警告,发动机、机器性能严重降级。4级警告的另外一项烦人的部分是,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。


这个故事有趣之处在于,这台机器之前也遇过类似的问题,并且AdBlue/DEF喷射器已经更换了两次。有人告诉我,真正的DEF喷射器成本约为600英镑,这代表我们已经投入了1200英镑的零件,但机器依旧无法使用。


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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的问题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,可以使用折射器来测试质量。


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喷射器故障。首先是使用PicoScope检查喷射器的作动情况,来检查机器是否供电驱动喷射器。


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1. A通道:供电电压
2. B通道:接地
3. C通道:电流

Komatsu 有名的是他有最全方位的监控器。在某种程度上,他可以当诊断工具,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射器。为了获取上面的捕获纪录,我们透过监控器对喷射器进行作动测试。这是一个脉冲的动作,解释了喷射器作动的一定时间。如果你想在Komatsu监控器的范例查看故障代码,请参阅此处


我们很开心可以控制喷射器,甚至可以辨认出喷射器正在移动的针状凸波。


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确定在正常运作期间未作动喷射器的原因。其中一种想法是,如果ECU看到传感器的值不正确,它可能不会下指令给喷射器,因为那里没有其他喷射器。当我们再一次查看监控器,我们观察到NOx传感器输出值。


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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。


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藉由使用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标题。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,这就是为甚么我们将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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论坛上有更多关于如何从PicoScope捕获的数据来确定数值的信息以及J1939 DA文件中提供的讯息。你可以从我们的一位用户那里了解更多信息,稍后我会在论坛中解释如何以上述格式导出并查看数据。


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。


我们决定拆下喷射器,看看是否可以强制供电来启动喷射器,看看喷射器是否有堵塞。


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尽管喷射器被激活(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射器。这看起来不太对劲所以我们回到监控器并且从Komatsu发现了另外一个怪异纪录!


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纪录列表中的第二个是AdBlue/DEF喷射器在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,这些纪录是否跟喷射器故障有关呢?


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拆下喷射器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,冷却液无法在喷射器周围通过。


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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,喷射器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。由于喷射器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。订购另一个喷射器,并且清理了流向喷射器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。


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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:


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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会命令喷射器打开,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。


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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。由于单向阀和喷射器于关闭位置,真空会开始在管路中建立。为了防止管道塌陷,喷射器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喷射器。


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通道A – AdBlue压力
通道B – AdBlue泵电流
通道C – AdBlue/DEF 喷射器

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,会启动喷射器。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。喷射器已经启动,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。


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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。安装新的喷射器后,我们清除了故障码并在运行时再次纪录数据。


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有趣的是,当看喷射器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,我们必须将注意力放在喷射器或实际的SCR催化剂。


当我们查看净化端时,可以看到压力电压稳定在770mV,对此我感到满意。


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我希望这在某些程度上有帮助。在诊断的过程中有一些曲折,但有更好的产品之器可能会使行动计划远离CAN测试。然而,可以肯定的说我学到了一些新东西! 感谢RCT Power Services的Roy有机会与他一起参与这次的诊断冒险。


作者:Ben Martins
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