发动机排放故障与DEF系统问题

[南汇村长]

设备背景与排放系统概述
现代重型机械普遍采用选择性催化还原（SCR）和柴油机颗粒过滤器（DPF）系统，以满足严格的排放标准。SCR 系统使用柴油排放液（DEF）将氮氧化物转化为氮气和水，从而降低尾气污染。DPF 负责捕集和燃烧柴油烟尘。2016 年款 Cat 299D2 XHP 是配备高效 SCR/DPF 系统的典型小型履带装载机，搭载 C3.8 ACERT 发动机，具备额定功率约110马力。
DEF循环问题表现
一台重建后的 299D2 XHP 出现 DEF 系统无法循环的问题，导致 DPF 再生被抑制。具体表现为发动机启动后 DEF 压力极低或负压，DEF 注射器几乎没有流量。即便使用 12V 直流电手动激活注射器，仍只能看到微量液体流动，无法建立正常循环压力。系统 ET 软件显示 DEF 压力波动异常，最高压力仅约 21.7 psi，运行中常维持在 1.7 psi。
可能原因分析
• DEF管路结晶或堵塞：长期未使用或旧液晶化导致管路和注射器阻塞。
• DEF泵损坏或失效：泵内齿轮、端口或三相线存在问题，可能导致吸入和排出不连续。
• DEF过滤器或吸入管屏网堵塞：阻碍液体流动，影响压力建立。
• 系统传感器或ECM错误：压力传感器或控制模块异常，会阻止自动再生。
• SCR触发降功率（Derate）：系统感知 DEF 缺失或循环异常，会降低发动机输出以保护排放组件。
排查与解决方法
• 清洗 DEF 储液罐、吸油管线和泵进出口，确保管路畅通。
• 检查并更换 DEF 泵和注射器，确认机械部分无卡滞。
• 检查 DEF 压力传感器、ECM 软件和相关电气线路，确保读数准确。
• 确认 SCR 系统未触发降功率，必要时复位或重新校准 DPF/DEF 模块。
• 进行人工再生前，确保发动机达到高温运行条件以激活再生程序。
实际案例与经验
在一次维修案例中，一台长期闲置的 299D2 XHP 出现 DEF 系统压力过低，导致 DPF 再生被抑制。技术人员清洗储液罐、管路和泵，同时更换 DEF 注射器和压力传感器，最终恢复 DEF 流量约 50 psi，DPF 再生顺利进行。该案例表明，DEF 系统维护需兼顾液体循环、泵机械状态及电控系统，单纯冲洗或更换滤网往往不足。
术语注解
• DEF（Diesel Exhaust Fluid）：尿素溶液，用于 SCR 系统降低氮氧化物排放。
• SCR（Selective Catalytic Reduction）：选择性催化还原系统，依靠 DEF 转化氮氧化物。
• DPF（Diesel Particulate Filter）：柴油颗粒过滤器，捕集并燃烧颗粒物。
• Derate（降功率）：发动机控制系统在异常条件下限制输出以保护设备。
• 再生（Regeneration）：DPF 高温燃烧积碳过程，恢复滤芯容量。
正确排查 DEF 系统故障需结合液体力学、电控信号及传感器状态，以保障发动机排放系统正常运行，避免因 DEF 循环异常导致 DPF 再生失败和设备降功率。