2016年01月5日轉(zhuǎn)載共軌之家---共軌原創(chuàng)氮氧傳感器工作原理與常見失效分析

1、2016年01月5日轉(zhuǎn)載共軌之家-共軌原創(chuàng)氮氧傳感器工作原理與常見失效分析共軌導(dǎo)讀柴油車排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，國(guó)四上來(lái)以后增加了尿素后處理系統(tǒng)，其中特別增加監(jiān)控氮氧化物NOX的監(jiān)控系統(tǒng)。在日常維修過(guò)程中，氮氧傳感器相關(guān)的故障經(jīng)常讓各位泵友摸不著頭腦。氮氧傳感器作為后處理系統(tǒng)最貴的一個(gè)傳感器，它是怎么工作的？出現(xiàn)故障后又要怎么解決？小軌今天就來(lái)和大家分享氮氧傳感器的工作原理與常見失效。故障案例：還是從故障案例說(shuō)起：一臺(tái)某品牌吊車，配備玉柴4110博士共軌發(fā)動(dòng)機(jī)，加裝SCR后處理系統(tǒng)，未過(guò)保修期。司機(jī)反映車輛限速并且尿素不減少，檢查發(fā)現(xiàn)報(bào)以下故障：以上都是典型的氮氧傳感器的故障。從故障碼可以明顯看出是

2、后處理氮氧傳感器出問(wèn)題了。找到NOX傳感器后發(fā)現(xiàn)：因?yàn)槭歉难b車型，安裝消聲器的大梁處正好多出一些，與傳感器觸碰到，車輛行駛過(guò)程中把NOX傳感器磨破皮，從而導(dǎo)致傳感器工作不正常。因?yàn)槭稚蠜](méi)有備件，只能先把破損的NOX傳感器修復(fù)好讓司機(jī)使用。修復(fù)好后把多余的大梁接觸點(diǎn)切除，安裝好傳感器后故障依然依舊。那就奇了怪了，還能有什么故障原因呢？確定氮氧傳感器沒(méi)有問(wèn)題后，接著排查氮氧傳感器相關(guān)的線束。排查后發(fā)現(xiàn)，NOX傳感器線束插頭1、2、3、4對(duì)應(yīng)的電壓分別是0V、0V、2.3V、2.8V。1號(hào)插孔沒(méi)上電，正常情況下應(yīng)該是24V電的。順著1號(hào)頭的線去找，找到給1號(hào)線供電的線束上保險(xiǎn)沒(méi)插牢，保險(xiǎn)插上后故障排

3、除。以上故障就是簡(jiǎn)單的線束問(wèn)題導(dǎo)致氮氧傳感器不工作，從而尿素系統(tǒng)不工作，車輛限速。氮氧傳感器作為國(guó)四階段最重要的監(jiān)控傳感器，它具體是怎么工作的，又有哪些常見的故障呢，小軌為大家詳細(xì)解析：傳感器原理1傳感器作用：氮氧傳感器用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中氮氧濃度，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)閉環(huán)控制的需要及車載OBD診斷系統(tǒng)的需要。一般裝在排氣管的催化劑后端?？蓱?yīng)用于氣體機(jī)或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)包括陶瓷探頭、線纜和處理芯片控制器，通過(guò)CAN通訊和ECU進(jìn)行通訊連接。2工作原理氮氧傳感器核心元件是多孔的ZrO2氧化鋯陶瓷管，它是一種固態(tài)電解質(zhì)，兩側(cè)面分別燒結(jié)上多孔鉑（Pt）電極。在加熱到一定溫度下，由于兩側(cè)氧濃度不

4、同，氧化鋯會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，電極兩側(cè)產(chǎn)生電荷移動(dòng)，移動(dòng)的電荷產(chǎn)生電流，根據(jù)產(chǎn)生電流的大小反映出氮氧的濃度不同，將氮氧的濃度通過(guò)CAN通訊反饋給電腦板ECU:露點(diǎn)保護(hù)功能：因?yàn)榈鮽鞲衅鞅旧黼姌O工作時(shí)就需要較高的溫度才能進(jìn)行，氮氧傳感器內(nèi)部有陶瓷結(jié)構(gòu)。大家都知道陶瓷在高溫情況下是萬(wàn)萬(wàn)不能碰到水的，碰到水后就會(huì)炸裂，所以氮氧傳感器會(huì)設(shè)置一個(gè)露點(diǎn)保護(hù)功能，這個(gè)功能的作用就是在檢測(cè)排溫達(dá)到一定的溫度后再等待一段時(shí)間。電腦版認(rèn)為在這么高溫度下，經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間后就算傳感器上有水也能被高溫的廢氣吹干。這就是為什么氮氧傳感器不是起動(dòng)后立即檢測(cè)氮氧濃度，而是要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才開始檢測(cè)，就是為了保護(hù)傳感器不炸裂。3

5、連接方式氮氧傳感器的計(jì)算芯片是比較復(fù)雜的，市場(chǎng)上用的最多的氧探頭上面有8根線，這些線都是連接到傳感器的控制芯片上的。主要有兩個(gè)作用：一是控制陶瓷探頭的加熱，另一個(gè)是反饋一些電流信號(hào)給芯片，在芯片內(nèi)部進(jìn)行一些比較計(jì)算。芯片計(jì)算過(guò)的氮氧信號(hào)再通過(guò)CAN通訊傳輸給電腦版，芯片出來(lái)的有五個(gè)針腳。但其實(shí)只有其中的4四根針腳有線跟電源以及電腦版進(jìn)行連接，其中一個(gè)針腳沒(méi)有使用，是標(biāo)示位。其余的4跟針腳分別對(duì)應(yīng)的是電源的正負(fù)極、CAN線的高位K54和低位K76（以博世EDC17CV電腦版為例）:4氮氧傳感器相關(guān)故障碼氮氧傳感器作為監(jiān)控后處理唯一的一個(gè)傳感器，出現(xiàn)故障后會(huì)導(dǎo)致無(wú)法正常監(jiān)控后處理的排放，有些故障還會(huì)導(dǎo)致車輛限速后處理系統(tǒng)不工作。OBD法規(guī)要求，很多的后處理故障都會(huì)存為不可清楚的歷史故障，不可清除的時(shí)間是400天或9600個(gè)小時(shí)（發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間），與氮氧傳感器相關(guān)故障碼如下：5氮氧傳感器常見失效除了上面講的傳感器線束容易出問(wèn)題外，還有最常見的問(wèn)題是：由于線束防水不好，導(dǎo)致水進(jìn)入傳感器芯片內(nèi)部，造成芯片