重型发动机obd技术及试验规范介绍

国IV重型发动机OBD技术及认证试验规范介绍CATARC2007.5.16欧洲重型柴油车法规执行规划欧VOBDstage2NOx控制耐久性在用车符合性------2009年------欧IVOBDstage1NOx控制耐久性在用车符合性欧IVOBDstage1耐久性在用车符合性-------所有机型和车型欧VOBDstage2NOx控制耐久性在用车符合性-------确保NOx控制措施正确工作的要求简称为NOx控制欧IVOBDstage1耐久性在用车符合性新机型新车型2008年2007年2006年2005年可以看出：•OBD1阶段属于国4排放阶段的要求•OBD1阶段+NOx控制属于国4.5阶段的要求•OBD2+NOx控制阶段属于国5阶段的要求。技术及试验规范内容一、依据欧盟指令2005/55/EC和2005/78/EC和2006/51/EC中的有关技术内容。二、适用范围适用于设计车速大于25km/h的M2、M3、N1、N2和N3类及总质量大于3500kg的M1类机动车装用的排放水平达到国IV阶段的压燃式发动机（柴油机）。•三、重型发动机OBD系统要求•1．OBD的限值•2.定义•3.技术要求•3.1总体要求•3.2OBD1阶段监测要求•3.3确保NOx控制方式正确工作的要求•3.4．OBD系统的运行和OBD监测功能的临时中断•3.5故障指示器（MI）的激活•3.6故障代码的存储•3.7故障指示器熄灭•3.8清除故障代码•4．有关OBD系统型式认证的要求•4.1OBD系统型式认证试验•4.2对车辆的安装要求•4.3存在缺陷的OBD系统的型式认证•5.车载诊断系统（OBD）信息的获取•5.1替换零部件、诊断工具和测试设备•5.2.修理信息•6诊断信号的要求•7．本规范参考标准•附件1国IＶ重型发动机OBD系统认证程序1.OBD限值0.17.0OBD2----7.02)----5.01)NOx控制3)0.17.0OBD1颗粒物(PT)g/kWh(NOx)g/kWh注:1)超过此值要求激活故障指示灯2)超过此值要求启动扭矩限制器3)确保NOx控制措施正确工作的要求的简称总体要求•OBD系统的设计、结构和在汽车上的安装必须保证其在发动机全寿命期内能识别故障的种类。•每次发动机起动后，如果试验条件符合诊断的要求，一系列的诊断检查必须启动，并且至少完成一次。试验工况必须采用在正常行驶工况下都能发生的工况。•为监测故障，并把出现错误故障码的风险降至昀低。•发动机检查、诊断、维修所要求的对OBD系统的访问必须是无限制的和标准化的。3.技术要求OBD1阶段监测要求•燃油喷射系统的电路连续性和所有的功能性故障(如：燃油喷射量、燃油喷射正时等)；•其他所有发动机或后处理系统与排放相关的、且与发动机电脑相连的导致部件或系统，这些部件或系统的故障会导致排气污染物排放量超出OBD限值。例如：至少应包括废气再循环（EGR）系统、空气质量流量或空气体积流量（和温度）、增压压力和进气歧管压力（和实现这些功能的相关传感器）的监控和控制的系统或部件、降氮氧化物（deNOx）系统的传感器和执行器、电子激活主动再生型颗粒捕集器的传感器和执行器等。OBD1阶段监测要求（续）•任何其他与电控单元连接的、与排放相关的发动机或排气后处理的部件或系统必须进行电路断路监测，除非已采用其他监测方法；•对于装有消耗型反应剂的排气后处理系统的发动机，OBD系统必须监测：---任何必需的反应剂的缺少；---反应剂的消耗量和反应剂给料活动；OBD1阶段监测要求（续）•完全拆除催化转化器（如装有，安装在单独壳体内，它是或也可以不是降氮氧化物（deNOx）系统或颗粒捕集器的一部分）；•降氮氧化物（deNOx）系统效率的降低（如装有，仅针对氮氧化物排放）；•颗粒捕集器效率的降低（如装有，仅针对颗粒排放）；•组合式降氮氧化物-颗粒捕集器系统效率降低(如装有，针对氮氧化物和颗粒物排放)；OBD1阶段监测要求（续）作为替代方法监测排放后处理系统的严重功能性故障•催化转化器、降氮氧化物系统、颗粒捕集器、组合式降氮氧化物-颗粒捕集器系统；指后处理系统的一个永久的或暂时性的故障将导致发动机的气体排放物和颗粒排放物立即或延迟的增加，但OBD系统不对这种增加做出定量评估。例如：只监测颗粒捕集器载体的融化、堵塞、电子元件的故障等；NOx降低系统的拆除、化学试剂的缺少，试剂加热系统的故障，电子元件的故障等。严重功能性故障或OBD1阶段监测要求（续）•装有降氮氧化物系统发动机严重功能性故障的监测。例如：降氮氧化物（deNOx）系统完全拆除或用一个假系统替代（都是人为的严重功能性故障）、降氮氧化物（deNOx）系统缺少必需的反应试剂，SCR系统电器件的故障，降氮氧化物（deNOx）系统的任何部件电故障（如传感器，执行器，反应剂定量控制装置），包括反应剂加热系统、反应剂喷射系统的故障（如：空气不供应，喷嘴堵塞，喷射泵故障）（如适用）。OBD1阶段监测要求（续）•装有颗粒捕集器系统发动机严重功能性故障的监测；例如：颗粒捕集器载体烧结或堵塞导致压差超出制造厂规定范围，任何颗粒捕集器部件的电故障（如：传感器、执行器，定量控制装置），反应剂定量喷射系统（如喷嘴堵塞，定量喷射泵故障）的任何故障（如适用）。确保NOx控制措施正确工作的要求•任何发动机系统的设计、构造和安装应保证在发动机的使用寿命期间能够符合要求；•在型式认证中,如果发动机系统要求反应试剂,制造商必须说明排气后处理系统消耗的反应试剂的特性.例如,类型,浓度,工作条件温度,参考的国际标准等；概述发动机系统在下列条件下都应保持排放控制功能,尤其是在低环境温度：—海拔不超过1000米（或相当于大气压90kPa）；—环境温度在275K至303K（2℃至30℃）；—发动机冷却水温度在343K至373K（70℃至100℃）；概述NOx控制•在型式认证中,制造商应该向验证机构证明需要反应试剂的发动机系统,在适用的排放测试循环中,氨的排放不超过25ppm。•对于需要反应试剂的发动机系统,安装在车辆上的每个独立的反应试剂容器都应该有一种取样方法能获取容器内的流体.取样点应该不用使用特殊的工具或设备就能获得。概述NOx控制维修要求•制造商应该提供给新的重型柴油机的所有者一份书面说明,在说明中应指出,如果发动机排放控制系统不能正常工作,故障指示器将通知驾驶员问题出现,并且车辆的操作性能也会降低；•说明书应该使用非技术语言，指出正确使用和维护发动机的要求,包括消耗型反应试剂的相关使用；•如果车辆在正常保养期间之外需要补充可消耗试剂,说明书应根据重型车辆的类型说明试剂消耗的近似速率；•说明书中应说明当进行强制性生产一致性检查时如何使用和补充必需的反应试剂；•说明书应声明,如果车辆不使用用于减少排放污染的反应试剂,可能被认为是违法行为。NOx控制•与NOx排放控制有关的发动机系统异常运转应通过放置于排气中的传感器对NOx排放水平进行监测来确定。（例如，缺少所需反应剂、反应试剂质量差、不正确EGR流量、或EGR不起作用等）•发动机系统应具备监测排气流中NOx排放量的措施。任何NOx排放量高于本规范中规定OBD限值(5.0g/kWh)时，应激活MI来通知驾驶人员。确定NOx超标原因的不可清除故障代码应储存；储存时间至少为发动机工作400天或9600小时。对于NOx超标的原因，至少应明确以下几种情况（如适用）：反应剂用尽、反应剂定量给料动作中断、反应剂质量差、反应剂耗量过低、不正确EGR流量或EGR不起作用。对其它情况，允许制造厂用一个不可清除故障码“高NOx-原因不详”指明。发动机系统的NOx控制NOx控制•如果NOx排放值超过本规范中规定OBD限值(7.0g/kWh)时，扭矩限制器将起作用来降低发动机性能，这种方试应能让汽车驾驶人员明显觉察到,还应不断警示驾驶人员,并储存不可清除故障代码。•在发动机系统仅依靠EGR而不采用其它后处理系统来控制NOx排放的情况下，制造厂可以采用替代方法来代替采用传感器测定NOx的排放水平的要求。在型式认证时，制造厂应证明，与采用传感器测定NOx的排放水平的要求相比，所采用的替代方法具有等同性和足够的精确度。发动机系统的NOx控制NOx控制•在汽车仪表盘上应有一个特定的机械或电子的指示器来通知驾驶员反应试剂贮存罐内反应试剂剩余量，反应试剂贮量指示器应安装在尽量接近油面指示器的位置。当反应试剂贮量出现以下情况时，显示仪表应报警：—反应试剂贮量低于贮存罐的10%容量、或低于制造厂选择的高于10%的百分比。或—制造商认为的反应试剂剩余量能行驶的距离小于燃油箱内剩余燃料所能行驶的距离。•当反应剂罐中的反应剂用尽时，应激活MI(故障指示灯)提示驾驶人员，同时启动扭矩限制器。反应试剂控制NOx控制---发动机系统应有一种方法，来确认液体反应试剂的特性,反应试剂的特性由制造厂提出,并记录在车辆上；---如果反应试剂储存罐中的反应剂特性不能满足制造厂规定的昀低要求，应根据其对排放的影响程度点亮故障指示灯或启动扭矩限制器；---发动机系统应测量反应剂消耗量的方法,并提供外部设备访问反应剂消耗量信息；---通过标准诊断器连接器串行口应能读出发动机前48小时运行期间、或消耗至少15升反应剂的运行期间（选择两者中较长者），发动机系统的反应试剂实际平均消耗量和理论上需要的反应试剂平均消耗量；若反应剂实际平均消耗量与规定消耗量差值超过50％，应根据对排放影响水平激活故障指示灯或启动扭矩限制器；或与NOx排放控制有关的发动机系统异常运转应通过放置于排气中的传感器对NOx排放水平进行监测来确定。（例如，缺少所需反应剂、不正确EGR流量、或EGR不起作用等）反应试剂控制NOx控制续上---为监测反应试剂的消耗量，至少应监测下列参数：—车载反应试剂罐内的反应剂液面；—反应试剂流量或反应剂喷入排气后处理系统位置，应从技术上保证尽可能喷射到要求的喷入点；---在反应剂定量给料机构动作在不应中断的情况下中断，应启动扭矩限制器。但如果中断是由于发动机运行工况的需要、并由发动机ECU要求的（例如，发动机的排放性能不需要反应剂定量给料的工况），这种中断不要求起动扭矩限制器，但是这种中断下的工况应为制造厂已向型式认证机关递交资料并加以明确说明的工况。NOx控制扭矩限制器它将警告驾驶人员发动机系统运行异常或汽车正以不正确方式行驶，从而促进驾驶员对故障及时采取纠正措施•当扭矩限制器起作用时，无论在什么情况下，发动机扭矩不能超过下列给定值：—对于N316吨、M1〉7.5吨、M3/III和M3/B7.5吨的车辆，发动机昀大扭矩的60%；—对于N1,N2,N3≤16吨,3.5M1〉7.5吨、M2,M3/I,M3/II,M3/A和M3/B≤7.5吨的车辆，发动机昀大扭矩的75%；NOx控制•应提供排放控制系统和扭矩限制器的功能工作特性的详细说明的书面资料，尤其提供ECU使用的在ETC测试循环中NOx浓度与NOx排放（g/kWh）明确的对应关系的计算方法；•当发动机怠速时，如果激活扭矩限制器的条件已不复存在，则扭矩限制器应复原到未激活状态。如果不存在扭矩限制器激活得到修正的理由，扭矩限制器不应自动复原到未激活状态；•不能使用开关或维修工具的方法使扭矩限制器回到未激活状态；•扭矩限制器不能用于军用车辆、救援车辆、救火和救护车辆，扭矩限制器的永久不激活状态只能由厂家设定，并且用以发动机族系内特殊用途的发动机指定特定的身份识别。扭矩限制器NOx控制排放控制监测系统的工作条件•应在保证在如下工况下正常工作:-环境温度266K-308K(-7℃～35℃)-海拔低于1600米-发动机冷却温度大于343K(70℃)上述监测条件不适用于对于反应试剂罐中的反应试剂存量的监测,在任何使用工况下,都应监测反应试剂的存量。•当跛行回家的策略激活,这时的导致扭矩下降的比扭矩限制器起作用时的还低,此时排放控制监测系统可以不工作；•在四个OBD测试循环中不正确的NOx控制措施应被监测到；NOx控制•应监测排放控制监测系统的传感器的电故障、