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2020—12.28
氮氧传感器
车用氮氧传感器，我们并不陌生，在现行国六的排放标准下，氮氧传感器依然是重要的一种尾气测量工具，配合卡车后处理系统，确保车辆尾气达标排放。借着各品牌卡车统一配套国六系统之际，我们再来回顾一下氮氧传感器的相关知识，同时，我们卡车维学院也在紧张制作国六后处理的整套线上课程。
传感器结构介绍
WINTER
以前的氮氧传感器只用于测量出口NOx的值，现在配置两个氮氧传感器，分别检测后处理箱进口和出口的NOx的值。它通过车身总线与ECU通讯，同时在NOx传感器总成内部也有温控系统，诊断系统和控制系统，传感器监测自身的工作情况并通过车身CAN总线向ECU汇报是否出现故障。整个NOx传感器由传感器探头、控制模块、连接插头和连接电缆组成。
氮氧传感器类型
● 按品牌分类：潍柴、玉柴、锡柴、上柴、重汽、康明斯等等。
● 按供电电压分类: 24V跟12V两种。
● 按插头分类：五针和四针两种。
氮氧传感器测量的参数及范围
1传感器插头
传感器探头
HD、HF型探头内部结构
Bc4型探头内部结构
上游与下游的区分
以前的氮氧传感器只用于测量出口NOx的值，现在配置两个氮氧传感器，分别检测后处理箱进口和出口的NOx的值。它通过车身总线与ECU通讯，同时在NOx传感器总成内部也有温控系统，诊断系统和控制系统，传感器监测自身的工作情况并通过车身CAN总线向ECU汇报是否出现故障。整个NOx传感器由传感器探头、控制模块、连接插头和连接电缆组成。
二、传感器工作测量原理
工作过程：
氮氧传感器在正常工作后实时的把排气中NOx值传送到ECU。ECU并不是通过监测实时的NOx值来判断排气是否合格，而是每一个排气循环进行一次检测NOx值，进而判断是否超标。
整个工作过程是这样的。发动机启动后，氮氧传感器将探头加热至100摄氏度（露点温度），等待ECU的检测指令。ECU根据排气温度传感器的温度信号（大于120摄氏度）后，每个排气循环对氮氧传感器发出一次检测指令。接到指令后，氮氧传感器继续加热探头，探头中的二氧化锆在高温下完成测量，通过控制模块计算后得出氮氧含量。具体工作原理如下图所示。
● 在第一测量室内尾气中的氧气被泵出同时在铂金 材料上HC, CO, H2 被氧化。
● 第二测量室中，NOx在催化材料上还原同时释放出O2。
● 测量第二测量室产生O2的量就代表了NOx含量。
氮氧检测条件：
以下条件必须满足，以运行NOx监控
● 没有冷却水温度传感器相关故障码
● 没有环境压力传感器相关故障码
● 冷却水温度高于70摄氏度
● 海拔低于1600米
● 计量喷射量在800 to 3800 ml/h
● 发动机转速范围在1400 – 1700 rpm
● Nox传感器给出一个相对稳定的读值
● 最少15秒钟稳定的喷油量
● 以上条件满足后，ECU将进行两次采样，然后将两次采样的值平均，得到的平均值与设定 好的限值进行比较。如果得到的平均值低于限值，NOx常规监控完成一次。如果得到的平均值高于限值将进入附加监控程序。欧5的发动机上不会执行附加监控程序，当第一次常规NOx监控不合格ECU会再运行一次常规监控程序。
● 第一个腔室 泵出了氧气但是剩下了NO。因为第一腔室有氧，所以还原反应不能发生。
● NO 渗透进入第二个腔室并被还原成氮气和氧气。
● 测量第二个腔室中被转换出来的氧气的含量。
传感器维修指导案例
传感器问题检测
探头老化检测不达标：当探头在加热高温突然遇到水，容易膨胀冷缩导致陶瓷开裂。
电路问题：当电路承受过大的电流和电压时容易损坏元器件。
氮氧化合物传感器室内理论ppm值为：0±20ppm
传感器针脚数值的检测：
在钥匙门处于通电状态下，用万用表测量传感器插头电压，即可判断传感器是否故障。
以2号针脚作为负极，检测1号脚与2号脚之间的电压，正常电压范围是23V—28V，与蓄电池电压一致。（传感器电源有15电 常电供应）
测量3号脚与2号脚之间的电压，正常电压范围为1.5V-2.5V。
测量4号脚与2号脚之间的电压，正常电压范围为2.5V-3.5V。
（CAN线路电压相加应为5V）
判断传感器CAN信号是否异常时，应测量断电状态下，整车CAN线路之间电阻，正常值为120Ω左右，若数值正常，说明整车CAN通讯不存在问题，传感器CAN信号异常为传感器故障。
若整车CAN通讯电阻大于120Ω，则先检查传感器到ECU的CAN网络通讯。
传感器装配及安装操作指南
为将氮氧化合物传感器安装至尾气系统上，请使用完好、清洁、干燥的工具，务必使用标准扭矩扳手来紧固螺丝，当发现氮氧化合物传感器有机械损伤时，请勿安装。同时请遵照以下顺序安装：
1、用螺丝将传感器的电子控制单元固定在汽车的相应位置，依据螺丝类型确定相应的扭矩，扭矩最大容许力由安装表规定（＜60N/mm2）。
2、摘去传感器探头的保护盖，并勿使任何尘土弄脏被润滑的螺纹，请勿擦拭螺纹表面的防磨剂。
3、将传感器探头插入尾气系统的排气管，用手拧紧六角螺母，在拧六角螺母时，握住传感器触头底部，接触金属卡扣的部分，防止电缆线弯曲扭转。
4、最后用标准扭力扳手（推荐扭矩在50±10Nm之间）来紧固六角螺母，紧固后线缆的最大允许转角为180°。
5、将配对的插头连接到传感器电子控制单元部分的插座上，保证插座内清洁，为防止反接插头插座均使用了接插指示标号。
传感器装配及安装操作指南
传感器安装及注意事项：
为将氮氧化合物传感器安装至尾气系统上，请使用完好、清洁、干燥的工具，务必使用标准扭矩扳手来紧固螺丝，当发现氮氧化合物传感器有机械损伤时，请勿安装。同时请遵照以下顺序安装：
1、用螺丝将传感器的电子控制单元固定在汽车的相应位置，依据螺丝类型确定相应的扭矩，扭矩最大容许力由安装表规定（＜60N/mm2）。
2、摘去传感器探头的保护盖，并勿使任何尘土弄脏被润滑的螺纹，请勿擦拭螺纹表面的防磨剂。
3、将传感器探头插入尾气系统的排气管，用手拧紧六角螺母，在拧六角螺母时，握住传感器触头底部，接触金属卡扣的部分，防止电缆线弯曲扭转。
4、最后用标准扭力扳手（推荐扭矩在50±10Nm之间）来紧固六角螺母，紧固后线缆的最大允许转角为180°。
5、将配对的插头连接到传感器电子控制单元部分的插座上，保证插座内清洁，为防止反接插头插座均使用了接插指示标号。
传感器拆卸及注意事项：
若需要从尾气系统拆卸氮氧化合物传感器，请遵照以下顺序。
1、拆除传感器的电子控制单元部分与插座相连接的接插头，在氮氧化合物传感器上电时请勿拆除，带电拆除可能导致发动机电子控制单元的严重故障。
2、将传感器电子控制单元部分拆除。
3、将排气管上的传感器探头拆除
注意
为防止探头温度过高引起烫伤，请在传感器断电至少15分钟后进行拆除，一个传感器不能使用超过2个安装拆卸周期，因为传感器探头上螺纹的防磨剂会逐渐损耗，当需要更多次安装时需在螺纹处涂抹更多的防磨剂，推荐电子控制单元连接器的插头插拔次数不超过20次。
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