NOx 传感器：安装、故障排除和维修说明
NOx 传感器：设置、故障排除和维修说明
氮氧化物传感器由探头和控制单元组成。它们使用电缆线束牢固地连接在一起，形成一个单元。该装置安装在废气系统中，用于识别废气流中的氮氧化物。氮氧化物对健康有害，由发动机燃烧过程中的高温、高压或过量氧气产生。因此，NOx 传感器是现代内燃机机动车辆废气管理系统的重要组成部分。
一、设计和功能
NOx 传感器
NOx 传感器安装在 Euro 5/6 以上的汽油和柴油车辆上，符合严格的排放值。相应的发动机管理系统需要传感器数据来计算废气再循环率、空气燃料混合物或尿素喷射量。该传感器对于直接喷油的车辆是必需的，因为由于分层充电作，这些车辆会产生大量的氮氧化物。这些车辆还配备了 NOx 储存催化器。在柴油车中，该传感器与选择性催化还原 （SCR） 系统结合使用。在这里，尿素被引入废气流中，并将氮氧化物还原为无害的氮气 （N2） 和水 （H2O）。通过记录废气测量数据，NOx 传感器使发动机管理系统能够提供最佳剂量的 尿素，从而有效减少对环境有害的氮氧化物。一旦达到所需的工作温度，NOx 传感器就会持续测量废气中的氮氧化物含量。确定的值由 NOx 传感器的控制单元处理，并通过 CAN 数据总线转发到更高级别的控制单元，例如 SCR 或发动机控制单元。根据收到的信息，这些控制单元可以计算出需要向 SCR 催化转化器上游喷射多少尿素才能实现最佳的氮氧化物减少。直接集成在探头中的加热元件也确保了传感器所需的约 300° 工作温度。NOx 传感器单元可以单独安装，也可以作为系统对安装在排气系统中。这取决于相应车辆中安装的系统版本。如果使用两个传感器，一个位于 SCR 催化转化器的上游，另一个位于 SCR 催化转化器的下游。下游传感器的任务是监测 SCR 催化转化器的效果。这确保了系统功能并更精确地控制废气净化系统。这种安排有助于符合日益严格的排放限制。
二、相关信息
传感器的工作原理
废气通过扩散屏障进入第一个腔室。该泵组容纳了第一个泵单元和一个测量单元。废气中的残余氧气使用第一个腔室中的测量池测定。另一个与外部空气相连的测量池用作参考。废气中的氧含量与参考空气中的氧含量之差在两个测量单元之间产生一个电压，传感器单元的控制单元将其用作测量变量，从而控制第一个泵单元的电流。泵单元将残余氧气从第一个测量室中输送出来。剩余的氮氧化物 （NOx） 通过另一个扩散屏障进入包含涂层电极的腔室 2。该电极具有将氮氧化物 （NOx） 催化分解成氮气 （N²） 和氧 （O²） 的特性。所得氮组分 （N²） 通过多孔层向外扩散。氧气成分 （O²） 通过第二个泵单元输送到外部空气中。传感器单元的控制单元记录第二个泵单元的泵电流，并通过数据总线将处理后的信息发送到发动机控制单元。该传感器信号在那里进行处理，因此可以监测和控制 NOx 的减少。
NOx 传感器中的集成加热元件
集成的加热元件可在传感器中保持恒定和最佳的工作温度。这使得传感器可以被加热到预定义的工作温度，而不受环境温度和发动机温度的影响。这确保了 NOx 传感器即使在低温下也能做出最佳反应。加热元件的温度通常由发动机控制装置调节。发动机控制单元根据环境条件调整加热输出。这不仅提高了氮氧化物测量的精度，而且对传感器的使用寿命也有积极影响。
三、重要信息
失败的原因和症状
由于排气系统中的安装位置及其环境条件，传感器的功能寿命不是无限的。
故障或故障可能由以下原因引起
- 传感器功能效率下降
- 因老化而磨损。与 lambda 传感器一样，NOx 传感器单元也会老化
- 由于废气成分、温度和振动等作条件
- 传感器头 烟灰
- 短距离运行、混合气成分不正确或油耗高
- 环境影响
- 湿气、水或道路盐
- 机械损伤
- 安装不正确、事故或貂咬伤
- 电源故障
- 电缆中断
- 外部或内部短路
- SCR 系统故障
- 有缺陷的组件 – 尿素的剂量不正确会导致沉积物。这些可能会损坏传感器并导致其故障
如果 NOx 传感器发生故障，可能会出现以下症状。
- 发动机警告灯亮起
- 组合仪表显示屏中的 SCR 系统警告
- 在控制单元中保存错误代码
- SCR 系统故障或紧急作
- 油耗增加或发动机性能不佳
四、实用技巧
NOx 传感器故障排除
NOX 传感器的功能由相应的上级系统控制单元监控，从而通过车载诊断 （OBD） 进行监控。与组件相关的故障，如不正确的运行准备、电气短路或电缆中断，被直接识别并记录在故障存储器中。因此，应首先使用合适的诊断设备读出废气相关系统的故障存储器。来自控制单元通信的数据构成了实际故障排除和成功维修工作的基础。但是，建议在直接开始扩展控制单元诊断之前，对整个排气管进行目视检查。当噪声行为发生变化时，通常可以检测到外部损坏，并且可能是由管道、连接或消声器处的裂纹或生锈引起的。还应通过摇晃或敲击相应的组件来检查已安装的消音器和催化转化器是否有缺陷，例如内部部件松动。由于污垢、水或道路盐等环境影响，此处的接线或电源插头连接可能已损坏。因此，控制单元上的电气插头连接也应包含在故障排除过程中。如果未检测到损坏，则应根据制造商的规格使用合适的测量设备检查电源和数据总线通信。
五、其他提示
维护和维修说明
- 安装只能由经过培训的合格人员进行。
- 作为故障排除过程的一部分，在控制单元诊断后，应首先对发动机舱或排气系统上的组件和外围设备进行目视检查。
- 如果接线或传感器外壳损坏，应更换 NOx 传感器。
- 在维修时，应始终将传感器作为一个完整的单元进行更换。
- 确保传感器和安装位置正确！不要混淆催化器前后的位置。
- NOx 传感器的螺纹不得额外涂上热螺丝膏。
- NOx 传感器必须以规定的拧紧扭矩拧紧！
- 我们建议传感器的拧紧扭矩为 50 Nm。
- 在安装之前，重要的是要确保产品适合预期的应用，并且它具有所需的尺寸、连接和特性或功能。
- 在安装带有控制单元的 NOx 传感器后，可能还需要使用合适的诊断设备将其调整到车辆上！
- 请始终遵守车辆制造商提供的相关安装和拆卸说明！
