博世6.5尿素泵建压失败原因分析
2018-02-09 15:00:06   来源:   作者:   评论:0 点击:

         博世6.5尿素泵是博世公司针对亚洲后处理行情推出的一款无气式尿素泵。相对之前推出的博世2.2尿素泵,它降低了尿素泵的工作压力(从9bar将为5bar)。
        如图所示泵内结构,尿素泵在建压的时候将尿素溶液从尿素罐吸入到尿素泵内,尿素溶液经过吸液接头→电机→滤芯→压力传感器→喷射接头(→回液接头)。
        尿素泵建压失败原因可概括为漏(密封件)、堵(滤芯、滤网)、旧(橡胶件、密封圈)。
        预注建压的泵内液体流动过程:吸液接头滤网→压力平衡单元→单向阀板(进口)→电机隔膜→单向阀板(出口)→滤芯→单向节流阀、压力平衡膜片、回液接头(压力传感器、喷射接头)


 
        下面来看下每个液体依次经过的部件:
        1、吸液接头
        吸液接头内有滤网,最容易出现的故障是堵塞,导致建压失败。吸液接头内有滤网,对尿素内的杂质初步过滤,保护泵内零部件。泵在长时间使用后,滤网会积累很多杂质,增加吸液阻力和压力损失,影响吸液效率,造成建压失败;同时,还会加快泵内零部件的磨损,需要按时更换。如果尿素溶液质量差、杂质多,会加快接头的堵塞,影响吸液效率。从外观上无法直接观察到堵塞情况,如果感觉吸液缓慢或者直接建压失败,需要考虑吸液接头堵塞的情况。另外,吸液接头暴露在外面,难免会发生磕碰和损坏,密封性下降。如果表面出现裂纹和损伤,也会出现漏液和建压失败的可能。
        喷射接头漏液也会发生类似的情况。
        2、单向阀板
        单向阀板的作用是在建压过程中控制液体的流动方向,与电机配合可实现尿素溶液的单向流动。
        单向阀板实现单向功能主要依靠的是两个橡胶件的密封作用,橡胶件的寿命与它的材料、使用温度、压力关系很大。橡胶件长期使用或其他故障造成老化,会造成尿素泵吸液能力下降,严重时会出现建压失败的现象。还有,如果吸液接头和尿素箱内滤网出现破损,杂质颗粒会积存在橡胶件周围,影响密封性和吸液效率。单向阀板容易出现密封不严,无法起到单向密封作用,会出现吸液缓慢或无法吸液现象,导致建压失败。
        3、电机
        电机是尿素泵最关键的零部件,由O型圈、偏心轮、连接杆、主轴承、连接杆轴承、弹性轴承、泵支架、螺钉、电机定子(含PCB板)、电机转子和驱动膜片(隔膜)组成。该机构通过无刷直流电机旋转,使同轴连接的偏心轮带动膜片往复运动,从而控制管路内压力。
        该机构为智能执行器(Intelligent actuator),其控制电路不仅可以接受ECU以PWM形式传来的转速信号,完成电机的驱动功能,还可以通过PWM信号向ECU传递温度和故障信号。
        电机的主要故障有:轴承磨损老化、驱动膜片老化变形、电机PCB板元器件老化或损坏。其中,电机PCB板损坏会导致电机工作异常或者停转,是主泵最易损坏的部位。由于PCB板没有保护外壳,安装位置距尿素泵顶盖很近,一旦顶盖受到严重撞击或者泵内环境潮湿,很容易出现损坏。
        电机驱动膜片长时间拉伸、压缩、与支架摩擦,会逐渐老化变形,弹性下降,增加电机功率损失,降低电机的吸液能力。
        电机沾水易发生短路烧毁,所以尿素泵在维修完毕后,一定要清理干净泵内的水滴,用气枪吹干净再安装上下盖,因为安装完毕后内部的水分是不容易挥发出来的。
        4、滤芯
        滤芯是阻断尿素杂质流向喷嘴和回液阀的最后一道关口,如果滤纸破损或者脱落,滤芯自身杂质则会很容易堵塞喷嘴和回液节流阀。
        滤芯经过长时间的过滤和浸泡,堵塞会越来越严重,压力损失增加,建压时间延长,严重时会导致建压失败。即使使用的尿素质量合格,滤芯片在长时间使用后也会出现堵塞现象,需要3个月更换一次。
        5、压力传感器
        压力传感器在测试的时候如果压力值停止在某一数值,毫无变化,那就说明压力传感器有问题,压力值(或信号针脚电压值)持续增加并维持在500kPa以上,才能建压成功,所以在建压过程中要观察压力值的变化,仅仅30s左右的时间即可,如果压力达不到500kPa那就失败了。
        压力传感器正面有一个通气孔,直接连接外界空气(泵内),如果该孔堵塞或者顶盖透气塞堵塞,压力信号会受到一定的影响,不能反馈正常压力信号,严重时会报压力异常或造成尿素泵建压失败。
        压力传感器内部电子元器件容易出现故障,压力传感器无法正确测量尿素压力,导致建压失败。
        6、单向节流阀(回液阀)和清空泵(电磁阀)
        单向节流阀位于壳体的回液管路内,与清空电磁阀协调工作,将液体回路分割为高压回路和低压回路。建压阶段,尿素通过单向节流阀泄压,经过回液接头和尿素管后流入尿素箱。



 
        建压阶段,清空电磁阀的弹簧将驱动膜片压紧在膜片上盖,封闭低压回路。由于驱动膜片与阀体之间配合间隙小,一旦生锈、卡滞或者安装不当,会造成封闭不严,无法建立尿素压力,出现漏液或者建压失败的情况。
        定位套的作用是限制单向节流阀的位置,防止密封圈漏出造成的密封失效。
单向节流阀的小滤网能够阻拦泵内杂质,小滤网阻塞严重会使得泵内压力飙升;严重时,尿素压力克服弹簧阻力泄压,通过低压回路流入回液管路,对尿素泵壳体和电器件进行保护。
        车辆在停车时,尿素泵会进入清空阶段,对泵内的尿素溶液泄压和清空。如果司机操作不当或者过早断电,会使得尿素泵清空不彻底。单向节流阀内形成尿素结晶,造成堵塞,导致建压不成功。单向节流阀堵塞后可以用温水浸泡,使尿素溶解后继续使用;如果结晶严重,需要果断更换单向节流阀。
        7、加热板
        加热板负责泵内的解冻和控制泵内的温度,电加热高效、稳定,对尿素温度可控性好。在寒冷地区或者低温天气,如果加热板损坏或加热效率下降,会造成尿素泵解冻不完全、建压不成功的情况。
        加热板上有一个过热保护装置,对加热电阻起到一定的保护作用,防止高温对加热板使用寿命的影响。如果加热保护装置失效,尿素泵会过度加热,尿素温度偏高。(电机可以监测加热电阻丝温度)。
        8、针脚
        在进行测试尿素泵之前先要观察引线框针脚是否断掉或者虚接,如果有问题就需要立即更换。针脚虚接会造成电机转速波动大或异常、压力信号不稳,影响尿素泵的正常工作;车辆行进过程中或大负荷工作(加热或高喷射量)时,可能会造成电火花或高温烧毁,发生危险。针脚最容易出现的故障是断裂或锈蚀,它可能导致尿素泵建压失败。
        另外,尿素泵在整车上的安装方向、整体系统的布局也会对尿素泵建压有一定的影响,车主要注意定期保养维护。

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