車用氮氧傳感器,我們并不陌生,在現行國六的排放標準下,氮氧傳感器依然是重要的一種尾氣測量工具,配合卡車后處理系統,確保車輛尾氣達標排放。借著各品牌卡車統一配套國六系統之際,我們再來回顧一下氮氧傳感器的相關知識,同時,我們卡車維學院也在緊張制作國六后處理的整套線上課程。
傳感器結構介紹
WINTER

以前的氮氧傳感器只用于測量出口NOx的值,現在配置兩個氮氧傳感器,分別檢測后處理箱進口和出口的NOx的值。它通過車身總線與ECU通訊,同時在NOx傳感器總成內部也有溫控系統,診斷系統和控制系統,傳感器監測自身的工作情況并通過車身CAN總線向ECU匯報是否出現故障。整個NOx傳感器由傳感器探頭、控制模塊、連接插頭和連接電纜組成。
氮氧傳感器類型
● 按品牌分類:濰柴、玉柴、錫柴、上柴、重汽、康明斯等等。
● 按供電電壓分類: 24V跟12V兩種。
● 按插頭分類:五針和四針兩種。
氮氧傳感器測量的參數及范圍

1傳感器插頭

傳感器探頭

HD、HF型探頭內部結構

Bc4型探頭內部結構

上游與下游的區分
以前的氮氧傳感器只用于測量出口NOx的值,現在配置兩個氮氧傳感器,分別檢測后處理箱進口和出口的NOx的值。它通過車身總線與ECU通訊,同時在NOx傳感器總成內部也有溫控系統,診斷系統和控制系統,傳感器監測自身的工作情況并通過車身CAN總線向ECU匯報是否出現故障。整個NOx傳感器由傳感器探頭、控制模塊、連接插頭和連接電纜組成。
二、傳感器工作測量原理
工作過程:
氮氧傳感器在正常工作后實時的把排氣中NOx值傳送到ECU。ECU并不是通過監測實時的NOx值來判斷排氣是否合格,而是每一個排氣循環進行一次檢測NOx值,進而判斷是否超標。
整個工作過程是這樣的。發動機啟動后,氮氧傳感器將探頭加熱至100攝氏度(露點溫度),等待ECU的檢測指令。ECU根據排氣溫度傳感器的溫度信號(大于120攝氏度)后,每個排氣循環對氮氧傳感器發出一次檢測指令。接到指令后,氮氧傳感器繼續加熱探頭,探頭中的二氧化鋯在高溫下完成測量,通過控制模塊計算后得出氮氧含量。具體工作原理如下圖所示。

● 在第一測量室內尾氣中的氧氣被泵出同時在鉑金 材料上HC, CO, H2 被氧化。
● 第二測量室中,NOx在催化材料上還原同時釋放出O2。
● 測量第二測量室產生O2的量就代表了NOx含量。
氮氧檢測條件:
以下條件必須滿足,以運行NOx監控
● 沒有冷卻水溫度傳感器相關故障碼
● 沒有環境壓力傳感器相關故障碼
● 冷卻水溫度高于70攝氏度
● 海拔低于1600米
● 計量噴射量在800 to 3800 ml/h
● 發動機轉速范圍在1400 – 1700 rpm
● Nox傳感器給出一個相對穩定的讀值
● 最少15秒鐘穩定的噴油量
● 以上條件滿足后,ECU將進行兩次采樣,然后將兩次采樣的值平均,得到的平均值與設定 好的限值進行比較。如果得到的平均值低于限值,NOx常規監控完成一次。如果得到的平均值高于限值將進入附加監控程序。歐5的發動機上不會執行附加監控程序,當第一次常規NOx監控不合格ECU會再運行一次常規監控程序。

● 第一個腔室 泵出了氧氣但是剩下了NO。因為第一腔室有氧,所以還原反應不能發生。
● NO 滲透進入第二個腔室并被還原成氮氣和氧氣。
● 測量第二個腔室中被轉換出來的氧氣的含量。
傳感器維修指導案例
傳感器問題檢測

探頭老化檢測不達標:當探頭在加熱高溫突然遇到水,容易膨脹冷縮導致陶瓷開裂。

電路問題:當電路承受過大的電流和電壓時容易損壞元器件。
氮氧化合物傳感器室內理論ppm值為:0±20ppm
傳感器針腳數值的檢測:
在鑰匙門處于通電狀態下,用萬用表測量傳感器插頭電壓,即可判斷傳感器是否故障。
以2號針腳作為負極,檢測1號腳與2號腳之間的電壓,正常電壓范圍是23V—28V,與蓄電池電壓一致。(傳感器電源有15電 常電供應)
測量3號腳與2號腳之間的電壓,正常電壓范圍為1.5V-2.5V。
測量4號腳與2號腳之間的電壓,正常電壓范圍為2.5V-3.5V。
(CAN線路電壓相加應為5V)
判斷傳感器CAN信號是否異常時,應測量斷電狀態下,整車CAN線路之間電阻,正常值為120Ω左右,若數值正常,說明整車CAN通訊不存在問題,傳感器CAN信號異常為傳感器故障。
若整車CAN通訊電阻大于120Ω,則先檢查傳感器到ECU的CAN網絡通訊。

傳感器裝配及安裝操作指南
為將氮氧化合物傳感器安裝至尾氣系統上,請使用完好、清潔、干燥的工具,務必使用標準扭矩扳手來緊固螺絲,當發現氮氧化合物傳感器有機械損傷時,請勿安裝。同時請遵照以下順序安裝:
1、用螺絲將傳感器的電子控制單元固定在汽車的相應位置,依據螺絲類型確定相應的扭矩,扭矩最大容許力由安裝表規定(<60N/mm2)。
2、摘去傳感器探頭的保護蓋,并勿使任何塵土弄臟被潤滑的螺紋,請勿擦拭螺紋表面的防磨劑。
3、將傳感器探頭插入尾氣系統的排氣管,用手擰緊六角螺母,在擰六角螺母時,握住傳感器觸頭底部,接觸金屬卡扣的部分,防止電纜線彎曲扭轉。
4、最后用標準扭力扳手(推薦扭矩在50±10Nm之間)來緊固六角螺母,緊固后線纜的最大允許轉角為180°。
5、將配對的插頭連接到傳感器電子控制單元部分的插座上,保證插座內清潔,為防止反接插頭插座均使用了接插指示標號。
傳感器裝配及安裝操作指南
傳感器安裝及注意事項:
為將氮氧化合物傳感器安裝至尾氣系統上,請使用完好、清潔、干燥的工具,務必使用標準扭矩扳手來緊固螺絲,當發現氮氧化合物傳感器有機械損傷時,請勿安裝。同時請遵照以下順序安裝:
1、用螺絲將傳感器的電子控制單元固定在汽車的相應位置,依據螺絲類型確定相應的扭矩,扭矩最大容許力由安裝表規定(<60N/mm2)。
2、摘去傳感器探頭的保護蓋,并勿使任何塵土弄臟被潤滑的螺紋,請勿擦拭螺紋表面的防磨劑。
3、將傳感器探頭插入尾氣系統的排氣管,用手擰緊六角螺母,在擰六角螺母時,握住傳感器觸頭底部,接觸金屬卡扣的部分,防止電纜線彎曲扭轉。
4、最后用標準扭力扳手(推薦扭矩在50±10Nm之間)來緊固六角螺母,緊固后線纜的最大允許轉角為180°。
5、將配對的插頭連接到傳感器電子控制單元部分的插座上,保證插座內清潔,為防止反接插頭插座均使用了接插指示標號。

傳感器拆卸及注意事項:
若需要從尾氣系統拆卸氮氧化合物傳感器,請遵照以下順序。
1、拆除傳感器的電子控制單元部分與插座相連接的接插頭,在氮氧化合物傳感器上電時請勿拆除,帶電拆除可能導致發動機電子控制單元的嚴重故障。
2、將傳感器電子控制單元部分拆除。
3、將排氣管上的傳感器探頭拆除
注意
為防止探頭溫度過高引起燙傷,請在傳感器斷電至少15分鐘后進行拆除,一個傳感器不能使用超過2個安裝拆卸周期,因為傳感器探頭上螺紋的防磨劑會逐漸損耗,當需要更多次安裝時需在螺紋處涂抹更多的防磨劑,推薦電子控制單元連接器的插頭插拔次數不超過20次。

