楊 明 劉克江

泵送：

由于根據(jù)車型系列使用 2 個(gè)罐來(lái)存儲(chǔ)尿素與水的混合物（AdBlue），因此需要進(jìn)行泵送。 將尿素與水的混合物（AdBlue.）從被動(dòng)罐輸送至主動(dòng)罐稱為泵送。

進(jìn)行泵送必須滿足以下條件：

◆在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉的情況下，環(huán)境溫度超過(guò)-7℃的最低值至少10min

◆在發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)間關(guān)閉的情況下，環(huán)境溫度超過(guò)-0℃的最低值至少10min

◆主動(dòng)罐內(nèi)達(dá)到300g的儲(chǔ)備量

◆主動(dòng)罐和被動(dòng)罐包含一種尿素與水的液態(tài)混合物（AdBlue）（罐溫度低于 - 5℃）

然后泵送一定時(shí)間，以使主動(dòng)罐重新注滿。如果事先達(dá)到了“注滿”液位，則中斷泵送過(guò)程。液位傳感器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不進(jìn)行泵送。

輸送：

圖29 罐系統(tǒng)管路

圖30 泵送

◆過(guò)濾器

◆泵

◆蓄壓器

◆壓力傳感器

◆溫度傳感器

◆過(guò)濾器

◆計(jì)量管路

◆計(jì)量管路加熱裝置（如果需要）

◆計(jì)量閥

泵電機(jī)由 SCR 控制單元通過(guò)三相交流電流來(lái)控制。通過(guò)霍耳傳感器來(lái)監(jiān)控泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速規(guī)定值由 SCR 控制單元根據(jù)壓力傳感器信號(hào)計(jì)算出。

圖31 輸送

圖32 抽空

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)以規(guī)定轉(zhuǎn)速控制泵，從而將連至計(jì)量模塊的管路注滿，隨后建立壓力。然后才進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)壓力期間即進(jìn)行計(jì)量的正常運(yùn)行模式下，通過(guò)控制泵使計(jì)量管路內(nèi)的相對(duì)壓力達(dá)到550kPa。SCR3采用容積式輸送方式。即預(yù)輸送泵所提供尿素與水的混合物（AdBlue）容積實(shí)際上也在計(jì)量閥處噴入。

通過(guò)計(jì)量閥的持續(xù)開啟時(shí)間和開啟行程確定噴入量。但噴入量很小，在正常行駛條件下不會(huì)導(dǎo)致計(jì)量管路內(nèi)壓力明顯下降。

為了保持 550kPa的相對(duì)系統(tǒng)壓力，在尿素與水的混合物（AdBlue）要求較高時(shí)通過(guò)一個(gè)蓄壓器來(lái)為系統(tǒng)提供支持。例如突然從怠速運(yùn)行過(guò)渡到滿負(fù)荷狀態(tài)時(shí)（在交通信號(hào)燈前動(dòng)態(tài)起步）可能會(huì)導(dǎo)致尿素與水的混合物（AdBlue）要求較高。為在上述情況下避免壓力下降，通過(guò)蓄壓器為尿素與水的混合物（AdBlue）要求提供支持。

吸回：

關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后啟用罐法蘭模塊的泵并部分抽空計(jì)量管路和計(jì)量模塊，如圖32所示。然后計(jì)量模塊內(nèi)還有最多約 50% 的尿素與水的混合物（AdBlue）。由于可用時(shí)間有限，因此無(wú)法完全抽空計(jì)量模塊。僅抽空至留下規(guī)定容積，以確保結(jié)冰的尿素與水的混合物（AdBlue）能夠膨脹。為此罐法蘭模塊需要以下組件：

◆計(jì)量閥

◆計(jì)量管路

◆計(jì)量管路加熱裝置（如果需要）

◆過(guò)濾器

◆溫度傳感器

◆壓力傳感器

◆蓄壓器

◆泵

◆過(guò)濾器

圖33 結(jié)冰

即使出現(xiàn)故障必須關(guān)閉系統(tǒng)或例如無(wú)法再保持主動(dòng)罐內(nèi)的最低溫度時(shí)，也會(huì)進(jìn)行抽空。

在何種情況下都應(yīng)防止計(jì)量管路或計(jì)量模塊內(nèi)留有的尿素與水的混合物（AdBlue）結(jié)冰。

進(jìn)行抽空時(shí)計(jì)量閥處于打開狀態(tài)。

結(jié)冰：

如果環(huán)境條件（低于-11℃）導(dǎo)致尿素與水的混合物（AdBlue）結(jié)冰，則通過(guò)冰壓緩沖器為罐法蘭模塊組件提供保護(hù)，如圖33所示。

冰壓緩沖器通過(guò)隔膜使罐法蘭模塊內(nèi)部管路內(nèi)的容積增大，該功能針對(duì)罐法蘭模塊內(nèi)包含尿素與水的混合物（AdBlue）的剩余容量而設(shè)計(jì)。冰壓緩沖器內(nèi)部容積隨之增大后可防止罐法蘭模塊內(nèi)部組件結(jié)冰。冰壓緩沖器位于蓄壓器內(nèi)。

被動(dòng)罐液位測(cè)量和溫度測(cè)量：

在被動(dòng)罐內(nèi)（如果安裝）裝有與 SCR2結(jié)構(gòu)相同的液位傳感器和溫度傳感器。這是用于測(cè)量液位的超聲波傳感器（直接壓電元件），可對(duì)15～400mm范圍內(nèi)的液位進(jìn)行探測(cè)，如圖34所示。溫度傳感器嵌入罐法蘭內(nèi)，按照NTC原理工作（負(fù)溫度系數(shù)）。液位傳感器和溫度傳感器的信號(hào)不直接發(fā)送至SCR控制單元，而是發(fā)送至罐法蘭內(nèi)的一個(gè)分析單元，因?yàn)镾CR控制單元無(wú)法直接對(duì)超聲波傳感器和溫度傳感器的結(jié)果進(jìn)行處理。在分析單元內(nèi)將超聲波數(shù)值和溫度傳感器測(cè)量值轉(zhuǎn)化為一個(gè) PWM 信號(hào)（脈沖寬度調(diào)制信號(hào)），SCR控制單元可對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理。

圖34 被動(dòng)罐超聲波傳感器液位測(cè)量范圍

主動(dòng)罐液位測(cè)量和溫度測(cè)量：

在主動(dòng)罐內(nèi)的傳感器單元內(nèi)有一個(gè)液位傳感器和一個(gè)溫度傳感器。使用嵌入傳感器單元內(nèi)的一個(gè)超聲波傳感器（直接壓電元件）來(lái)測(cè)量液位。液位傳感器利用一個(gè)按照超聲波運(yùn)行時(shí)間測(cè)量原理工作的壓電元件工作，可對(duì) 25～400mm 范圍內(nèi)的液位進(jìn)行探測(cè)。為此利用直接壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。即壓電元件作為傳感器和接收器工作。壓電元件發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖，脈沖從加注媒介尿素與水的混合物（AdBlue）上反射。所需運(yùn)行時(shí)間是所經(jīng)路徑的衡量標(biāo)準(zhǔn)。溫度傳感器同樣嵌入傳感器單元內(nèi)并按照 NTC 原理工作（負(fù)溫度系數(shù)）。液位傳感器和溫度傳感器的信號(hào)不直接發(fā)送至 SCR 控制單元，而是發(fā)送至傳感器單元，因?yàn)?SCR 控制單元無(wú)法直接對(duì)壓電元件和溫度傳感器的結(jié)果進(jìn)行處理。在傳感器單元內(nèi)將壓電元件數(shù)值和溫度傳感器測(cè)量值轉(zhuǎn)化為一個(gè) SENT 協(xié)議，SCR 控制單元可對(duì)該協(xié)議進(jìn)行處理。

在“停留-駐車-行駛”狀態(tài)下，上述傳感器處于啟用狀態(tài)。

使用 SCR3時(shí)，除直接液位測(cè)量外，還結(jié)合質(zhì)量監(jiān)控進(jìn)行附加液位測(cè)量，如圖35所示。借助一個(gè)組合式壓電元件組合測(cè)量質(zhì)量監(jiān)控/液位。

通過(guò)組合式壓電元件測(cè)量液位時(shí)，可對(duì)17～ 58/59mm 范圍內(nèi)的液位進(jìn)行監(jiān)控。

如圖 35中A ，通過(guò) 2 個(gè)測(cè)量來(lái)確定尿素與水的混合物（AdBlue）質(zhì)量監(jiān)控時(shí)的聲音傳播時(shí)間。將從發(fā)送超聲波信號(hào) t2 至接收超聲波信號(hào) t2a）的聲音傳播時(shí)間測(cè)量值用作第一次測(cè)量。第二次測(cè)量建立在聲音傳播時(shí)間t1 和 t1a 數(shù)值基礎(chǔ)上。

圖35 直接壓電元件/組合式壓電元件

圖36 尿素與水的混合物（AdBlue ）濃度

聲音速度：

在一種物質(zhì)內(nèi)的聲音速度取決于該物質(zhì)的化學(xué)特性，因此是一個(gè)物質(zhì)常數(shù)。這表示，在不同化合物中聲音的傳播速度不同。就是說(shuō)，在由 2 種成分組成的液體中，系統(tǒng)的聲音速度以特性方式隨組成成分而改變，因此在濃度關(guān)系（校準(zhǔn)測(cè)量）已知的情況下可通過(guò)聲音速度測(cè)量來(lái)確定當(dāng)前組成成分。

聲音速度與溫度的關(guān)系很大。因此，規(guī)定校準(zhǔn)測(cè)量?jī)H在特定溫度下有效。如果在其他溫度下進(jìn)行測(cè)量，需要重新在該溫度下記錄校準(zhǔn)曲線，如圖36所示。

（待續(xù)）