車用氮氧傳感器，我們并不陌生，在現(xiàn)行國(guó)六的排放標(biāo)準(zhǔn)下，氮氧傳感器依然是重要的一種尾氣測(cè)量工具，配合卡車后處理系統(tǒng)，確保車輛尾氣達(dá)標(biāo)排放。借著各品牌卡車統(tǒng)一配套國(guó)六系統(tǒng)之際，我們?cè)賮?lái)回顧一下氮氧傳感器的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)，我們卡車維學(xué)院也在緊張制作國(guó)六后處理的整套線上課程。
傳感器結(jié)構(gòu)介紹
WINTER
以前的氮氧傳感器只用于測(cè)量出口NOx的值，現(xiàn)在配置兩個(gè)氮氧傳感器，分別檢測(cè)后處理箱進(jìn)口和出口的NOx的值。它通過(guò)車身總線與ECU通訊，同時(shí)在NOx傳感器總成內(nèi)部也有溫控系統(tǒng)，診斷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，傳感器監(jiān)測(cè)自身的工作情況并通過(guò)車身CAN總線向ECU匯報(bào)是否出現(xiàn)故障。整個(gè)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(cè)量的參數(shù)及范圍
1傳感器插頭
傳感器探頭
HD、HF型探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)
Bc4型探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)
上游與下游的區(qū)分
以前的氮氧傳感器只用于測(cè)量出口NOx的值，現(xiàn)在配置兩個(gè)氮氧傳感器，分別檢測(cè)后處理箱進(jìn)口和出口的NOx的值。它通過(guò)車身總線與ECU通訊，同時(shí)在NOx傳感器總成內(nèi)部也有溫控系統(tǒng)，診斷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，傳感器監(jiān)測(cè)自身的工作情況并通過(guò)車身CAN總線向ECU匯報(bào)是否出現(xiàn)故障。整個(gè)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(cè)量原理
工作過(guò)程：
氮氧傳感器在正常工作后實(shí)時(shí)的把排氣中NOx值傳送到ECU。ECU并不是通過(guò)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)的NOx值來(lái)判斷排氣是否合格，而是每一個(gè)排氣循環(huán)進(jìn)行一次檢測(cè)NOx值，進(jìn)而判斷是否超標(biāo)。
整個(gè)工作過(guò)程是這樣的。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，氮氧傳感器將探頭加熱至100攝氏度（露點(diǎn)溫度），等待ECU的檢測(cè)指令。ECU根據(jù)排氣溫度傳感器的溫度信號(hào)（大于120攝氏度）后，每個(gè)排氣循環(huán)對(duì)氮氧傳感器發(fā)出一次檢測(cè)指令。接到指令后，氮氧傳感器繼續(xù)加熱探頭，探頭中的二氧化鋯在高溫下完成測(cè)量，通過(guò)控制模塊計(jì)算后得出氮氧含量。具體工作原理如下圖所示。
● 在第一測(cè)量室內(nèi)尾氣中的氧氣被泵出同時(shí)在鉑金 材料上HC, CO, H2 被氧化。
● 第二測(cè)量室中，NOx在催化材料上還原同時(shí)釋放出O2。
● 測(cè)量第二測(cè)量室產(chǎn)生O2的量就代表了NOx含量。
氮氧檢測(cè)條件：
以下條件必須滿足，以運(yùn)行NOx監(jiān)控
● 沒(méi)有冷卻水溫度傳感器相關(guān)故障碼
● 沒(méi)有環(huán)境壓力傳感器相關(guān)故障碼
● 冷卻水溫度高于70攝氏度
● 海拔低于1600米
● 計(jì)量噴射量在800 to 3800 ml/h
● 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍在1400 – 1700 rpm
● Nox傳感器給出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的讀值
● 最少15秒鐘穩(wěn)定的噴油量
● 以上條件滿足后，ECU將進(jìn)行兩次采樣，然后將兩次采樣的值平均，得到的平均值與設(shè)定 好的限值進(jìn)行比較。如果得到的平均值低于限值，NOx常規(guī)監(jiān)控完成一次。如果得到的平均值高于限值將進(jìn)入附加監(jiān)控程序。歐5的發(fā)動(dòng)機(jī)上不會(huì)執(zhí)行附加監(jiān)控程序，當(dāng)?shù)谝淮纬Ｒ?guī)NOx監(jiān)控不合格ECU會(huì)再運(yùn)行一次常規(guī)監(jiān)控程序。
● 第一個(gè)腔室 泵出了氧氣但是剩下了NO。因?yàn)榈谝磺皇矣醒?，所以還原反應(yīng)不能發(fā)生。
● NO 滲透進(jìn)入第二個(gè)腔室并被還原成氮?dú)夂脱鯕狻?/p>
● 測(cè)量第二個(gè)腔室中被轉(zhuǎn)換出來(lái)的氧氣的含量。
傳感器維修指導(dǎo)案例
傳感器問(wèn)題檢測(cè)
探頭老化檢測(cè)不達(dá)標(biāo)：當(dāng)探頭在加熱高溫突然遇到水，容易膨脹冷縮導(dǎo)致陶瓷開裂。
電路問(wèn)題：當(dāng)電路承受過(guò)大的電流和電壓時(shí)容易損壞元器件。
氮氧化合物傳感器室內(nèi)理論ppm值為：0±20ppm
傳感器針腳數(shù)值的檢測(cè)：
在鑰匙門處于通電狀態(tài)下，用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器插頭電壓，即可判斷傳感器是否故障。
以2號(hào)針腳作為負(fù)極，檢測(cè)1號(hào)腳與2號(hào)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(yīng)）
測(cè)量3號(hào)腳與2號(hào)腳之間的電壓，正常電壓范圍為1.5V-2.5V。
測(cè)量4號(hào)腳與2號(hào)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(yīng)為5V）
判斷傳感器CAN信號(hào)是否異常時(shí)，應(yīng)測(cè)量斷電狀態(tài)下，整車CAN線路之間電阻，正常值為120Ω左右，若數(shù)值正常，說(shuō)明整車CAN通訊不存在問(wèn)題，傳感器CAN信號(hào)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(wǎng)絡(luò)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(tǒng)上，請(qǐng)使用完好、清潔、干燥的工具，務(wù)必使用標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手來(lái)緊固螺絲，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氮氧化合物傳感器有機(jī)械損傷時(shí)，請(qǐng)勿安裝。同時(shí)請(qǐng)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(yīng)位置，依據(jù)螺絲類型確定相應(yīng)的扭矩，扭矩最大容許力由安裝表規(guī)定（＜60N/mm2）。
2、摘去傳感器探頭的保護(hù)蓋，并勿使任何塵土弄臟被潤(rùn)滑的螺紋，請(qǐng)勿擦拭螺紋表面的防磨劑。
3、將傳感器探頭插入尾氣系統(tǒng)的排氣管，用手?jǐn)Q緊六角螺母，在擰六角螺母時(shí)，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(zhuǎn)。
4、最后用標(biāo)準(zhǔn)扭力扳手（推薦扭矩在50±10Nm之間）來(lái)緊固六角螺母，緊固后線纜的最大允許轉(zhuǎn)角為180°。
5、將配對(duì)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(nèi)清潔，為防止反接插頭插座均使用了接插指示標(biāo)號(hào)。
傳感器裝配及安裝操作指南
傳感器安裝及注意事項(xiàng)：
為將氮氧化合物傳感器安裝至尾氣系統(tǒng)上，請(qǐng)使用完好、清潔、干燥的工具，務(wù)必使用標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手來(lái)緊固螺絲，當(dāng)發(fā)現(xiàn)氮氧化合物傳感器有機(jī)械損傷時(shí)，請(qǐng)勿安裝。同時(shí)請(qǐng)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(yīng)位置，依據(jù)螺絲類型確定相應(yīng)的扭矩，扭矩最大容許力由安裝表規(guī)定（＜60N/mm2）。
2、摘去傳感器探頭的保護(hù)蓋，并勿使任何塵土弄臟被潤(rùn)滑的螺紋，請(qǐng)勿擦拭螺紋表面的防磨劑。
3、將傳感器探頭插入尾氣系統(tǒng)的排氣管，用手?jǐn)Q緊六角螺母，在擰六角螺母時(shí)，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(zhuǎn)。
4、最后用標(biāo)準(zhǔn)扭力扳手（推薦扭矩在50±10Nm之間）來(lái)緊固六角螺母，緊固后線纜的最大允許轉(zhuǎn)角為180°。
5、將配對(duì)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(nèi)清潔，為防止反接插頭插座均使用了接插指示標(biāo)號(hào)。
傳感器拆卸及注意事項(xiàng)：
若需要從尾氣系統(tǒng)拆卸氮氧化合物傳感器，請(qǐng)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(shí)請(qǐng)勿拆除，帶電拆除可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的嚴(yán)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(guò)高引起燙傷，請(qǐng)?jiān)趥鞲衅鲾嚯娭辽?5分鐘后進(jìn)行拆除，一個(gè)傳感器不能使用超過(guò)2個(gè)安裝拆卸周期，因?yàn)閭鞲衅魈筋^上螺紋的防磨劑會(huì)逐漸損耗，當(dāng)需要更多次安裝時(shí)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(shù)不超過(guò)20次。
