3516C and C175-16 Engines Selective Catalytic Reduction Caterpillar


Dosing Control System Operation

Usage:

3516C LY6



图 1g03222281

柴油机排气处理液(DEF)喷射控制机柜部件

图示阀门处于静态

(1) 喷射控制机柜

(2) 至 CEM 处喷射器的 DEF 管路

(3) 至 CEM 处喷射器的空气管路

(4) 压缩空气源(客户提供)

(5) DEF 源(客户提供)

(6) DEF 压力传感器

(7) 空气辅助压力传感器

(8) 空气压力调节器

(9) 空气辅助阀(电磁阀)

(10) DEF 缓冲罐回流阀(电磁阀)

(11) DEF 缓冲罐回流阀(气动)

(12) DEF 缓冲罐加注阀(电磁阀)

(13) DEF 缓冲罐加注阀(气动)

(14) DEF 液位传感器

(15) DEF 缓冲罐

(16) DEF 泵

下表适用于位于喷射控制机柜中的部件。

表 1
    电磁阀
   
气动阀
   
系统状态     DEF 缓冲器
罐加注    
空气辅助     DEF 缓冲器
罐回流    
DEF 缓冲器
罐回流    
DEF 缓冲罐加注    
休眠(休眠模式)     闭合 (1)
静态    
闭合
静态    
打开
静态    
打开
静态    
闭合
静态    
防寒(防冻结)保护模式     闭合     闭合     打开     打开     闭合    
准备喷射准备就绪
步骤 1    
闭合     打开     打开     闭合     闭合    
准备喷射准备就绪
步骤 2    
闭合     打开     闭合     打开     闭合    
准备喷射准备就绪
第 3 步    
闭合     闭合     闭合     打开     闭合    
准备喷射准备就绪
第 4 步    
闭合     打开     打开     闭合     闭合    
正常喷射操作     打开 (1)     打开     打开     闭合     打开 (1)    
休眠(休眠模式)     打开 (1)     闭合     打开     闭合     打开 (1)    
切断(等待运行之后)     闭合     打开     闭合     打开     闭合    
( 1 ) 需要加注时加注阀打开

有关故障诊断与排除, "警告操作"中包含的信息,观察以下定义。

打开 - 空气流或 DEF 流

闭合 - 无空气流或无 DEF 流

休眠(休眠模式)

SCR 喷射系统等待满足发动机或后处理条件。 当任一以下为真时,SCR 喷射系统将进入休眠模式:

  • 发动机不在运转。

  • 还有后处理电子装置未准备就绪。

  • SCR 系统 ECM 没有请求 DEF 流。

此模式下,DEF 缓冲罐自动加注启用。 如果液位传感器指示需要加注以保持充足的 DEF 液位,则罐将会加注。

防寒(防冻结)保护模式

任一以下情况下,系统将进入防寒保护模式:

  • DEF 歧管温度降至低于 −5° C (23° F)

  • DEF 罐温度降至低于 −10° C (14° F)

监控温度传感器以指示 DEF 是否可能会冻结。 利用加热器防止 DEF 冻结。

此模式下,DEF 缓冲罐自动加注停用。

防寒保护模式完成后,进程将继续准备喷射准备就绪。

DEF 加热系统

DEF 加热系统使用温度传感器和加热器组合来防止因 DEF 冻结而导致部件损坏。 加热器还使 SCR 喷射系统保持运作。 一些加热器是依据融化 DEF 需求的尺寸制造的。 一些加热器是依据防止冻结需求的尺寸制造的。 通电时,系统将保持 DEF 温度为 −5° C (23° F) 的最低温度。 防止下降到 −40° C (−40° F) 出现冻结。 发电机组操作期间,部件加热器可使用外部电源或发电机电源。 为防止系统断电时 DEF 冻结,要求客户要排放 DEF 罐。 系统的其余部分设计用于在没有机械故障的情况下抵御冻结的 DEF。

温度传感器监控以下项目:

  • DEF 罐温度

  • DEF 歧管温度

  • 喷射控制机柜温度

加热以下 DEF 系统部件:

  • DEF 罐

  • DEF 泵

  • DEF 歧管

  • DEF 管路

DEF 罐

DEF 罐加热器由 120 VAC 供电。 此电源可来自外部电源,或者发电机操作期间由机组供电。 此供电用由 SCR 系统 ECM 控制的继电器进行接通和断开。

SCR 系统 ECM 使用 DEF 罐温度传感器控制此加热器。

当温度降至低于 −5° C (23° F) 时,加热器通电,当温度升至高于 5° C (41° F) 时,加热器关闭。

Cat ET 将此温度报告为 "Aftertreatment #1 Catalyst Tank Temperature(后处理 #1 催化器罐温度)"并将继电器状态报告为 "Aftertreatment #1 Catalyst Tank Heater(后处理 #1 催化器罐加热器)"。

此加热器旨在防止 DEF 冻结。

发动机停机且可能出现冻结情况时,必须向加热器提供电源。 如果未提供电源,则必须排放 DEF 罐。

DEF 泵

DEF 泵加热器由直接来自 SCR 系统 ECM 的 24 VDC 供电。

SCR 系统 ECM 使用喷射控制机柜温度传感器控制此加热器。

当温度降至低于 −5° C (23° F) 时,加热器通电,当温度升至高于 5° C (41° F) 时,加热器关闭。

Cat ET 将此温度报告为 "Aftertreatment #1 Catalyst Tank Temperature(后处理 #1 催化器罐温度)"并将加热器状态报告为 "Aftertreatment #1 Catalyst Pump Heater(后处理 #1 催化器泵加热器)"。

不存在冻结可能性时,不需要排放 DEF 泵。

允许 DEF 在泵中冻结。 加热器可在发动机起动的 70 分钟内融化冻结的 DEF。

DEF 歧管

DEF 歧管加热器由通过发动机接口线束从蓄电池供应到喷射控制机柜的 24 VDC 供电。 此供电用由 SCR 系统 ECM 控制的继电器进行接通和断开。

SCR 系统 ECM 使用 DEF 歧管温度传感器控制此加热器。

当温度降至低于 5° C (41° F) 时,加热器通电,当温度升至高于 30° C (86° F) 时,加热器关闭。

Cat ET 将此温度报告为 "Aftertreatment #1 SCR Actual Dosing DEF Temperature(后处理 #1 SCR 实际喷射 DEF 温度)"并将继电器状态报告为 "Aftertreatment #1 SCR Catalyst Reagent Manifold Relay Status(后处理 #1 SCR 催化剂试剂歧管继电器状态)"。

不存在冻结可能性时,不需要排放 DEF 歧管。

允许 DEF 在歧管中冻结。 加热器可在发动机起动的 70 分钟内融化冻结的 DEF。

DEF 管路

DEF 管路加热器由通过发动机接口线束从蓄电池供应到喷射控制机柜的 24 VDC 供电。 此供电用 SCR 系统 ECM 控制的 2 个继电器进行接通和断开。 各继电器有一个独立的 ECM 输出。 一个继电器控制加热器蓄电池正极侧的接通和断开,另一个继电器控制加热器蓄电池负极侧的接通和断开。

SCR 系统 ECM 使用喷射控制机柜温度传感器控制这些加热器。

当温度降至低于 0° C (32° F) 时,加热器通电,当温度升至高于 5° C (41° F) 时,加热器关闭。

Cat ET 将此温度报告为 "Aftertreatment #1 SCR Cabinet Air Temperature(后处理 #1 SCR 机柜空气温度)"并将继电器状态报告为 "Aftertreatment #1 SCR Catalyst Line Heater #1 State(后处理 #1 SCR 催化器管路加热器 #1 状态)"和 "Aftertreatment #1 SCR Catalyst Line Heater #2 State(后处理 #1 SCR 催化器管路加热器 #2 状态)"。

发动机操作期间,DEF 管路加热器将防止管路冻结。

排放 DEF 管路中的空气,以便发动机正常停机。

注: 如果发动机运转期间电源切断或紧急停机激活,将不会进行排空循环。 如果可能会出现冻结,则必须手动排放管路或在恢复正常操作前先进行融化。

加热器状态

表 2
通过 Cat ET 报告的加热器控制继电器状态    
加热器     参数     接通状态     断开状态    
DEF 罐     后处理 #1 DEF 罐加热器     100%     0%    
DEF 泵     后处理 #1 DEF 泵加热器
 (1)    
100%     0%    
DEF 歧管     后处理 #1 DEF 歧管继电器状态     打开     熄灭    
DEF 管路     后处理 #1 DEF 管路加热器 #1 状态     主动     不活动    
后处理 #1 DEF 管路加热器 #2 状态 主动     不活动    
( 1 ) 此参数仅在客户参数状态屏幕上有提供。

准备喷射准备就绪

SCR 喷射系统检查空气阀、DEF 控制阀和 DEF 喷射泵的操作。

系统将报告所有意外电压、电流或压力值的故障代码。

系统将继续循环该值,直至所有指示确定系统准备好喷射 DEF。

步骤 1

空气辅助阀(电磁阀)通电,导致阀打开。 在 DEF 压力传感器处测量产生的空气压力。

采取此动作旨在检查以下情况:

  • DEF 管路中有无堵塞

  • DEF 缓冲罐回流阀有无卡住

  • 所有空气管路和 DEF 管路是否存在并正确连接

步骤 2

DEF 回流阀(电磁阀)通电,导致阀关闭。 此动作导致 DEF 回流阀(气动)打开,预期结果是 DEF 压力传感器处产生压力降。

如果没有产生压力降,DEF 回流阀可能卡住或某条管路可能堵塞。

如果没有产生压力降,则将设定一个代码,并且系统将返回休眠状态。

第 3 步

空气辅助阀(电磁阀)断电,导致阀关闭。 此动作减少了 DEF 喷射泵上的背压。

DEF 喷射泵通过 SCR 系统 ECM 指令接通,并将 DEF 循环回到 DEF 缓冲罐中。 此动作充注 DEF 喷射泵。

第 4 步

DEF 回流阀(电磁阀)断电,导致阀打开。

此动作造成 DEF 回流阀(气动)关闭,导致泵向喷射泵充注 DEF。

DEF 压力指示一个完整的系统充注后,SCR 喷射系统将继续正常喷射操作。

准备喷射准备就绪模式下,DEF 缓冲罐自动加注停用。

如果步骤 4 中系统不能建立足够的压力,系统将返回步骤 3 多次试图建立压力。 如果系统仍不能建立压力,则将设定代码,系统将返回休眠状态。

正常喷射操作

如果排气温度达到了 200° C (392° F),出现最少 NOX 还原,喷射将开始。 正常喷射操作期间,DEF 通过喷射泵应用到喷射器。 理想的 DEF 喷射速率通过闭环系统利用 NOX 传感器的反馈进行确定。 该传感器测量从清洁排放模块(CEM)流出的排气中的氮氧化物含量。 喷射速率由后处理 ECM 通过改变至喷射泵的指令信号频率进行控制。 SCR 喷射系统将转到切断系统状态,并激活意外系统参数代码。

此模式下,DEF 缓冲罐自动加注启用。 如果液位传感器指示需要加注以保持充足的 DEF 液位,则罐将会加注。

切断(等待运行之后)

此模式下,DEF 缓冲罐自动加注停用。

当保持正确 NOX 还原所需的全部喷射部件故障时,将设定代码。 如果此情况不再存在,喷射过程将继续。 只要喷射控制机柜仍提供有 24V 的电源,喷射系统就将自动从喷射器净化到 DEF 缓冲罐。

注: 如果因紧急停机而使系统关闭,切断状态将不能从喷射器彻底净化到 DEF 缓冲罐。 紧急停机将切断来自喷射控制机柜的 24V 电源。

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