汽車(chē)氮氧傳感器：一篇文章講透氮氧傳感器！

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柴油車(chē)排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)，而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)故障后又該如何解決？今天我為大家詳細(xì)講解氮氧傳感器的工作原理及故障。
一、傳感器結(jié)構(gòu)介紹
目前氮氧化合物傳感器只能用于測(cè)量出口NOx的值。它通過(guò)車(chē)身總線與ECM通訊，同時(shí)在NOx傳感器總成內(nèi)部也有自診斷系統(tǒng)，傳感器監(jiān)測(cè)自身的工作情況并通過(guò)車(chē)身CAN總線向ECM匯報(bào)是否出現(xiàn)故障。整個(gè)NOx傳感器總成是一個(gè)零件！
1.1. 氮氧傳感器類(lèi)型
● 按品牌分類(lèi)：濰柴、玉柴、錫柴、上柴、重汽、康明斯等等。
● 按供電電壓分類(lèi): 24V跟12V兩種。
● 按插頭分類(lèi)：五針和四針兩種。
1.2. 氮氧傳感器測(cè)量的參數(shù)及范圍
1.3.氮氧傳感器結(jié)構(gòu)組成
氮氧化合物傳感器由傳感器探頭、控制模塊、連接插頭和連接電纜組成。
1.4.傳感器插頭
1.5.傳感器探頭
1.6.HD、HF型探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1.7.Bc4型探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)
二、傳感器工作測(cè)量原理2.1.監(jiān)控診斷
氮氧化合物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，而是通過(guò)一套氮氧化物監(jiān)測(cè)程序來(lái)對(duì)排氣中的NOx值是否超標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。
以下條件必須滿(mǎn)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
● 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。
2.2.氮氧化物監(jiān)控－常規(guī)監(jiān)控
氮氧化物常規(guī)監(jiān)控程序工作的條件為：
● 計(jì)量噴射量在800 to 3800 ml/h 6cyl engine.
600 to 3800 ml/h 4cy engine.
● 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍在1400 - 1700 rpm 6 cylinder engine.
1400 – 1750 rpm 4 cylinder engine.
● 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(mǎn)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)榈谝磺皇矣醒酰赃€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?br/>● 測(cè)量第二個(gè)腔室中被轉(zhuǎn)換出來(lái)的氧氣的含量。
2.3.氮氧化物監(jiān)控－附加監(jiān)控
在以下條件下運(yùn)行附加監(jiān)控程序:
● 第一次運(yùn)行常規(guī)監(jiān)控程序的結(jié)果超標(biāo)
● 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍在-1500 rpm 6 缸發(fā)動(dòng)機(jī)1500 rpm 4 缸發(fā)動(dòng)機(jī)
● 進(jìn)入排氣系統(tǒng)的NOx（NOx in）估算值在800 to 1800 ppm, 這就意味著發(fā)動(dòng)機(jī)在有一定負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下計(jì)量泵在噴射計(jì)量狀態(tài)
● NOx 傳感器讀值穩(wěn)定
● 在以上條件滿(mǎn)足后，系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)NOx值15秒鐘然后給出一個(gè)讀數(shù)平均值，接下來(lái)命令計(jì)量泵停止工作，然后再監(jiān)測(cè)20秒后給出另一個(gè)讀值平均值。將兩次取得的讀值平均值進(jìn)行比，如果超過(guò)設(shè)定的閾值，將確認(rèn)NOX超標(biāo)。
● 如果在運(yùn)行監(jiān)控程序時(shí)上述的條件一旦不滿(mǎn)足將退出附加監(jiān)控程序，然后等條件再一次滿(mǎn)足后重新執(zhí)行附加監(jiān)控。
● 一旦附加監(jiān)控程序完成，ECU將對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較：如果兩組數(shù)據(jù)差值過(guò)小，監(jiān)測(cè)器會(huì)
● 記錄一次錯(cuò)誤，如果連續(xù)兩次差值過(guò)小，故障代碼將被記錄，MIL燈將被點(diǎn)亮。如果前后兩次取樣差值大于預(yù)設(shè)值，監(jiān)控通過(guò)
注意
只有在常規(guī)監(jiān)控程序超差后才會(huì)執(zhí)行附加監(jiān)控程序。如果常規(guī)監(jiān)控合格將不執(zhí)行附加監(jiān)控程序。
要想清除降扭的影響，監(jiān)控程序必須運(yùn)行，且結(jié)果必須達(dá)標(biāo)。
百分比負(fù)荷與噴射量及催化器前氮氧化物值之間的關(guān)系如下：
● 負(fù)荷大于50%時(shí)噴射量超過(guò)：800ml/h 6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，600ml/h 4缸發(fā)動(dòng)機(jī)；
● 6缸發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大于60%、4缸發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大于45%時(shí)，催化器前氮氧化物值將超過(guò)800ppm.
2.4.傳感器的精度
三、傳感器維修指導(dǎo)案例3.1.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(kāi)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
3.2.傳感器探頭更換演示
使用尿素泵檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)“確定”是否氮氧ppm超標(biāo)。
1、取下故障探頭，將損壞的氮氧化合物傳感器電纜線的外皮退去至電路板端，并使用膠布或扎帶固定住，防止退回原始位置（如下圖所示）。
2、在氮氧化合物傳感器電纜線的中間位置將其剪斷，取新探頭，將8根電纜線對(duì)應(yīng)相連接（如下圖所示）。
3、探頭匹配：將8條電纜線連接好后，使用尿素泵檢測(cè)設(shè)備將新探頭跟電路板進(jìn)行匹配設(shè)置，直到新的探頭和電路板成功匹配為止，（如下圖所示）。
4、探頭匹配成功后使用熱縮管套入電纜線上，并使用烙鐵將連接好的8條線進(jìn)行焊接，焊接完成后將熱縮管加熱處理（如下圖所示）。
5、將焊接好的傳感器外皮退回原來(lái)位置并固定好（如下圖所示）。
6、將維修完成的氮氧化合物傳感器再次使用尿素泵檢測(cè)設(shè)備測(cè)試確認(rèn)正常。
四、傳感器運(yùn)輸和儲(chǔ)存注意事項(xiàng)4.1.氮氧化合物傳感器儲(chǔ)存條件
氮氧化合物傳感器原理決定了傳感器的工作溫度應(yīng)大于600℃，故處于高溫狀態(tài)下的陶瓷感應(yīng)體濺入的液態(tài)或水會(huì)非常敏感，液態(tài)或水會(huì)造成瞬間收縮造成機(jī)械應(yīng)力損傷。
運(yùn)輸箱必須在密封的環(huán)境下運(yùn)輸和儲(chǔ)存，推薦客戶(hù)要保證傳感器在最初的密封包裝箱
內(nèi)儲(chǔ)存知道使用，儲(chǔ)存溫度范圍為：-40℃至+105℃（無(wú)供電條件下）。
4.2.傳感器存儲(chǔ)注意事項(xiàng)
氮氧化合物傳感器是極為敏感的產(chǎn)品，為避免損壞，請(qǐng)嚴(yán)格遵守以下操作指南：
● 機(jī)械振動(dòng)：避免任何對(duì)傳感器產(chǎn)生的任何機(jī)械振動(dòng)，如果不小心將傳感器跌落在地上，應(yīng)做報(bào)廢處理，注意：保護(hù)帽是為保護(hù)感應(yīng)單元隔離灰塵和污垢，不是為保護(hù)機(jī)械振動(dòng)的。
● 清潔：傳感器應(yīng)該在干凈、干燥、無(wú)污染污垢和無(wú)壞氣候條件（如水、冰雪、沙塵）條件下操作和儲(chǔ)存，在安裝感應(yīng)原件到排氣系統(tǒng)前拿掉保護(hù)帽后盡量避免任何灰塵、水、液體、污垢落在感應(yīng)原件上。
● 上漆：不要在傳感器的任何地方噴漆或涂鴉。
● 傳感器的清洗：不要使用機(jī)械性、化學(xué)性以及壓縮氣體對(duì)傳感器任何部件進(jìn)行清洗那樣會(huì)使傳感器中毒或老化，感應(yīng)原件和內(nèi)部未連接的連接器不應(yīng)接觸任何液體。
● 電子插頭：給傳感器供電后，不要拔出連接器插頭，這樣會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元。
● 供電電壓：不要將供電電壓反向，連接器有保護(hù)反向安裝的措施。
● 防靜電：操作過(guò)程必須滿(mǎn)足防靜電
● 在組裝線是儲(chǔ)存和運(yùn)輸：請(qǐng)用合適的方式對(duì)傳感器儲(chǔ)存，避免任何潛在的機(jī)械振動(dòng)，請(qǐng)單個(gè)拿傳感器，避免成捆拿（如下圖所示）。
1、不要將電纜線纏繞在傳感器電子控制單元上方（如下圖所示）
2、不要拖拽電纜線（如下圖所示）
3、不要把電纜線打結(jié)（如下圖所示）
4、不要折疊電纜線（如下圖所示）
5、在感應(yīng)單元索環(huán)處，電纜線彎曲半徑要大于20mm（如下圖所示）
6、支路電纜與傳感器電子控制單元縱向軸角度應(yīng)小于15度（如下圖所示）
7、由于環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的水滴（如下圖所示）
五、傳感器裝配及安裝操作指南5.1.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(chē)的相應(yīng)位置，依據(jù)螺絲類(lèi)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)。
注意
若有多個(gè)傳感器安裝于該系統(tǒng)，請(qǐng)注意將不同安裝位置（上游/下游）傳感器的相應(yīng)插頭插座標(biāo)號(hào)匹配正確，對(duì)于Uninox傳感器，沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)刂酚蓀in5開(kāi)路獲得，另外的傳輸?shù)刂酚蓀in5短路到GND獲得，獲得地址在設(shè)計(jì)汽車(chē)線路時(shí)確定。
不同安裝位置（上游/下游）傳感器標(biāo)號(hào)匹配
5.2.氮氧化物電控模塊安裝時(shí)
需要注意連接電纜拉伸不能過(guò)緊，同時(shí)還要考慮到應(yīng)力的釋放。必須要考慮保護(hù)傳感器模塊，安裝位置應(yīng)避開(kāi)排氣系統(tǒng)高溫的影響。為了保證傳感器背面的透氣膜片不被雜質(zhì)堵塞、遮蔽或污染。
5.3.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。
一般氮氧化合物傳感器在車(chē)身上的安裝位置

汽車(chē)氮氧傳感器：氮氧傳感器壞了對(duì)車(chē)有什么影響

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汽車(chē)氮氧傳感器：氮氧傳感器工作原理

1、氧傳感器：當(dāng)氧傳感器故障時(shí)，ECU無(wú)法獲取這些信息，就不知道噴射的汽油量是否正確，而不合適的油氣空燃比會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低，增加排放污染；
2、輪速傳感器：它主要是收集汽車(chē)的轉(zhuǎn)速來(lái)判斷汽車(chē)有沒(méi)有打滑的征兆，所以，就有一一個(gè)專(zhuān)門(mén)收集汽車(chē)輪速的傳感器來(lái)完成這項(xiàng)工作，一般安裝在每個(gè)車(chē)輪的輪轂上，而一旦傳感器損壞，ABS會(huì)失效；
3、水溫傳感器：當(dāng)水溫傳感器故障后，往往冷車(chē)啟動(dòng)時(shí)顯示的還是熱車(chē)時(shí)的溫度信號(hào)，ECU得不到正確的信號(hào)，只能供給發(fā)動(dòng)機(jī)較稀薄的混合氣，所以發(fā)動(dòng)機(jī)冷車(chē)不易啟動(dòng)，且還會(huì)伴隨怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，加速動(dòng)力不足的問(wèn)題；
4、電子油門(mén)踏板位置傳感器：當(dāng)傳感器失效后，ECU無(wú)法測(cè)得油門(mén)位置信號(hào)，無(wú)法獲得油門(mén)門(mén)踏板的正確位置，所以會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)加速無(wú)力的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不能加速的情況；
5、進(jìn)氣壓力傳感器：進(jìn)氣壓力傳感器顧名思義就是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)不同的轉(zhuǎn)速負(fù)荷，感應(yīng)一系列的電阻和壓力變化，轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，供ECU修正噴油量和點(diǎn)火正時(shí)角度。一般安裝在節(jié)氣門(mén)邊上，假如故障了會(huì)引起點(diǎn)火困難、怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力等問(wèn)題。

目前沒(méi)有明確的氮氧傳感器，只有氧傳感器。
基本工作原理是：在一定條件下，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21%，濃混合氣燃燒后的廢氣實(shí)際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。 在高溫及鉑的催化下，帶負(fù)電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負(fù)離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。

氮氧傳感器分為電流型、電壓型、阻抗型的。
目前市面上批量生產(chǎn)的就大陸公司有氮氧傳感器，其陶瓷敏感芯片為日本NGK公司生產(chǎn)，敏感芯片為雙室三級(jí)氧泵結(jié)構(gòu)，前兩級(jí)氧泵主要排除尾氣中的O2、CH等，并將NO2轉(zhuǎn)換為NO，第三級(jí)氧泵主要分解NO，并測(cè)量NO分解后產(chǎn)生的氧原子，由氧原子與氮原子的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出排氣中有多少氮氧混合物。

氮氧傳感器，應(yīng)該是汽車(chē)氧傳感器的吧？還是什么設(shè)備的？

電化學(xué)原理

汽車(chē)氮氧傳感器：汽車(chē)氮氧傳感器壞了會(huì)不會(huì)影響車(chē)子？

氧傳感器作為電子控制燃油噴射系統(tǒng)的重要部件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和尾氣排放的有效控制起著至關(guān)重要的作用，一旦氧傳感器及其連接線路出現(xiàn)故障，不但會(huì)使排放超標(biāo)，還會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工況惡化，導(dǎo)致車(chē)輛出現(xiàn)怠速熄火、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)失準(zhǔn)、功率下降等癥狀。
氮氧傳感器壞了對(duì)車(chē)有什么影響
氧傳感器通常有兩個(gè)，位于排氣歧管處的為前氧，后氧則位于三元催化后面。前氧用于調(diào)節(jié)混合氣濃度，而后氧的任務(wù)是監(jiān)測(cè)三元催化器工作狀況。前氧故障對(duì)車(chē)子的影響就是會(huì)導(dǎo)致混合氣無(wú)法修正，進(jìn)行造成汽車(chē)油耗增加，功率下降等。而后氧故障則意味著無(wú)法判斷三元催化的運(yùn)行工況，一旦三元催化出現(xiàn)故障，無(wú)法及時(shí)檢修，最終也會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況。
洗節(jié)氣門(mén)是大家都知道的保養(yǎng)項(xiàng)目，其實(shí)清洗氧傳感器更重要，畢竟氧傳感器工作環(huán)境更惡劣，更容易受傷害，更何況它影響到噴油量。氧傳感器的清洗可以用三元催化器清洗劑泡10分鐘，然后用電吹風(fēng)將其吹干即可。汽車(chē)氧傳感器其實(shí)并沒(méi)有固定的更換周期，不過(guò)還是建議10萬(wàn)公里以上的車(chē)要對(duì)氧傳感器進(jìn)行更換。

會(huì)影響的，如果氮氧傳感器壞了就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)ECU無(wú)法接受尾氣排入大氣中的氮氧化合物的含量，增加廢氣排放

會(huì)影響的，如果氮氧傳感器壞了就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)ECU無(wú)法接受尾氣排入大氣中的氮氧化合物的含量，增加廢氣排放。

不影響，但是油耗會(huì)變高，車(chē)子跑起來(lái)沒(méi)什么力，發(fā)動(dòng)機(jī)還會(huì)抖

影響排氣，尾氣，檢測(cè)尾氣無(wú)法通過(guò)