这次分享下汽车尾气后处理ACU系统开发，这个系统也叫做SCR系统，但是我们这个功能稍有不同，所以就命名为ACU系统。先给大家看下最后的图片，
随着世界范围内人们环保意识的增强，对柴油机排放的要求越来越高。不同的国家、地区对排放要求的时间不同，欧盟从2013年开始执行欧VI排放标准。而我国则从2013年7月1日起执行国IV排放标准。随着欧IV、欧V以及将来欧VI排放法规在国内的实施，对柴油机SCR后处理系统的需求将逐渐增加。
1.1 SCR工作原理
化学机理
下面是化学反应式：
第一阶段：
CO(NH2)2+H2O—〉2NH3+CO2
第二阶段：
4NH3+4NO+O2—〉4N2+6H2O(A)
4NH3+4NO2—〉4N2+6H2O+O2(B)
8NH3+6NO2—〉7N2+12H2O。
1.2 SCR系统结构
图2 潍柴 SCR系统
1.2.1 系统特性
1)系统压力：9bar（相对）。
2)喷射量：36~7200g/h。
3)喷射频率：1Hz。
4)最大排气流量：3200kg/h。
5)加热方式：动态加热（通过电阻或冷却水）。
6)系统主要由尿素供给单元、尿素喷射单元、喷射控制单元以及其它一些附件组成。
1.3 SCR系统主要零部件（以潍柴国四SCR为例）
1.3.1、尿素供给单元
尿素供单元又叫SM（SupplyModule）。它的工作是将尿素水溶液从尿素罐中供给喷嘴模块。它由压力传感器、尿素泵、过滤器和反向阀组成。
各部分基本功能如下所述。
压力传感器：监测管路里液流压力，将输出信号反馈给喷射控制单元DCU；
尿素泵：压缩尿素溶液产生高压液流（通过两个电机的转动）；
反向阀：在尿素供给的时候保持单向供给，而在停止尿素供给的时候反向回路打开，从而将残留的尿素溶液抽回尿素箱。避免尿素结晶产生；
过滤器：装在供给单元的压力端，在输送如喷射单元之前对尿素溶液进行过滤。
为避免尿素低温结晶，在温度低时必须对之加热，这个由包围在过滤器周围的电加热器来完成。
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。
尿素泵建压必需满足以下条件：
? 无影响尿素泵建压的执行器、传感器、线束等故障；
? 排温超过180 ℃；
? 发动机转速大于550rpm；
? 系统解冻完成（可通过尿素箱温度、环境温度判断）
? 无尿素管路（进液管、回液管、压力管）堵塞或泄露，无喷嘴堵塞
（2）尿素泵12位接插件针脚定义、性能参数
1.3.2、尿素喷射单元
尿素喷射单元又叫DM（DosingModule）。它负责将尿素溶液喷入排气管。由于排气温度高，在工作过程当中必须随时对之施以冷却。
? 尿素箱用于储存尿素溶液，整体材质为塑料。
? 顶部安装了液位温度传感器、水加热接口、尿素溶液进出接口的集成件。
? 罐内尿素吸液管入口装有初滤器，以防大于0.1mm的颗粒进入喷射系统。
? 尿素箱加注口应符合欧洲标准DIN70070，与油箱口不同，可防止加错。
1.3.3.2 液位温度传感器结构
? 能够监测尿素溶液温度
? 能够通过发动机热水对尿素溶液加热
? 能够监测液位高度，满液位和零液位、空罐时向ECU发出报警信号
（1） 冷却水加热电磁阀
电磁阀的作用：
电磁阀用于尿素溶液的解冻。当尿素温度低于-5℃时，为防止尿素结晶，ECU打开电磁阀，热的发动机冷却液流经尿素箱，对尿素溶液进行加热。
（2） 液位温度传感器接插件
1.3.4 SCR箱
SCR箱的制作分催化剂、载体和封装三部分。
目前，潍柴主推集成式SCR箱：尿素喷嘴、上游排温传感器、氮氧传感器集成到SCR上。
防止尿素在排气管内结晶，降低对排气管的要求，降低了成本；
降低了喷嘴在排气管上的布置要求；
上游排温更接近SCR实际反应温度。
（1）NOx 传感器
氮氧化合物传感器总成是一个全智能设备，它由三个部分组成：传感头、控制模块和连接电缆。 目前提供的传感器只能用于测量出口NOx的值。 它通过车身总线与DCU、EECU通讯，同时在NOx传感器总成内部也有自诊断系统，传感器监测自身的工作情况并通过车身CAN总线向DCU、EECU汇报是否出现故障。整个NOx传感器总成是一个零件，任何一个分部件都不能被独立更换！
（2）尾气温度传感器（热敏电阻）（两个）
选用的型号：PT200
测量范围：-40℃ 至750℃
基本特征：当在0度的时候PT200的电阻值是200欧（使用上和PT100一样）
接线口：3个电器接线口
最大通过电流不能超过0.8mA
外形如图：
1.3.5 加热系统
? 水加热：当尿素箱温度低于-8℃，同时发动机冷却液温度达到55℃时，ECU打开冷却液电磁阀，热的冷却液流经尿素箱对尿素进行加热解冻。
? 电加热：尿素管、尿素泵通过电阻丝进行加热，当满足加热条件时，ECU控制加热继电器闭合，开始进行加热。 尿素管加热解冻目标温度为0℃。
? 实际运行过程中，加热时间随环境温度、尿素箱加热器形状、发动机工作状态及尿素管路加热能力而改变。
（1）电磁阀继电器参数
冷却液开关电磁阀为常闭型电磁阀，工作环境温度为-40~80℃，工作电压24V，工作压力0.07MPa~1.6MPa，最大允许电流10A，消耗功率12W，切换频率≥0.5Hz，吸合电压≥17V，断开电压≤6V。
（2）电加热针脚参数
? 电磁阀安装：阀体上标有流动方向，安装时需要注意方向，要求电磁铁朝上。
? 加热水管安装：加热用冷却水管路推荐使用纤维加强的三元乙丙橡胶管，内 径为13mm。接头部分分别安装在尿素箱传感器总成和冷却液开关电磁阀上，利用卡箍紧固。
? 电加热：电加热控制由一个主继电器和四个控制继电器组成。继电器安装盒和继电器的工作温度范围为-40~80℃。继电器线圈的额定工作电压为直流24V，工作电压范围是直流18~32V。继电器触点材料电阻值不应随温度的变化而有太大的变化，继电器线圈电阻范围100~3000Ω。
? 加热继电器电流要求：主继电器：所有电热丝总电流的1.5倍，但最大不应超过15A；尿素泵加热继电器（集成在泵体内部）：10A；其它加热继电器（回流管、吸液管和压力管）：电热丝最大电流的1.5倍，其中回流管加热继电器允许的最大电流为2.2A，吸液管加热继电器允许的最大电流为2.2A，压力管加热继电器允许的最大电流为600mA。
? 电磁阀安装：阀体上标有流动方向，安装时需要注意方向，要求电磁铁朝上。
? 加热水管安装：加热用冷却水管路推荐使用纤维加强的三元乙丙橡胶管，内 径为13mm。接头部分分别安装在尿素箱传感器总成和冷却液开关电磁阀上，利用卡箍紧固。
? 电加热：电加热控制由一个主继电器和四个控制继电器组成。继电器安装盒和继电器的工作温度范围为-40~80℃。继电器线圈的额定工作电压为直流24V，工作电压范围是直流18~32V。继电器触点材料电阻值不应随温度的变化而有太大的变化，继电器线圈电阻范围100~3000Ω。
? 加热继电器电流要求：主继电器：所有电热丝总电流的1.5倍，但最大不应超过15A；尿素泵加热继电器（集成在泵体内部）：10A；其它加热继电器（回流管、吸液管和压力管）：电热丝最大电流的1.5倍，其中回流管加热继电器允许的最大电流为2.2A，吸液管加热继电器允许的最大电流为2.2A，压力管加热继电器允许的最大电流为600mA。
? 电磁阀安装：阀体上标有流动方向，安装时需要注意方向，要求电磁铁朝上。
? 加热水管安装：加热用冷却水管路推荐使用纤维加强的三元乙丙橡胶管，内 径为13mm。接头部分分别安装在尿素箱传感器总成和冷却液开关电磁阀上，利用卡箍紧固。
? 电加热：电加热控制由一个主继电器和四个控制继电器组成。继电器安装盒和继电器的工作温度范围为-40~80℃。继电器线圈的额定工作电压为直流24V，工作电压范围是直流18~32V。继电器触点材料电阻值不应随温度的变化而有太大的变化，继电器线圈电阻范围100~3000Ω。
? 加热继电器电流要求：主继电器：所有电热丝总电流的1.5倍，但最大不应超过15A；尿素泵加热继电器（集成在泵体内部）：10A；其它加热继电器（回流管、吸液管和压力管）：电热丝最大电流的1.5倍，其中回流管加热继电器允许的最大电流为2.2A，吸液管加热继电器允许的最大电流为2.2A，压力管加热继电器允许的最大电流为600mA。
1.3.7、喷射控制单元
喷射控制单元又叫DCU（DosingControlUnit）。它是控制SCR正确有序运行的大脑。一般安装在底盘上，工作环境温度-40°C~85°C，有两种CAN接口，有15路模拟信号输入（压力/温度传感器）和两路数字信号输入，最大总电流耗40A，有过压保护等功能。