發布日期：2022-10-09 點擊率：98
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柴油車排放法規越來越嚴，而氮氧傳感器作為后處理系統最貴的一個傳感器，它是怎么工作的？出現故障后又該如何解決？今天我為大家詳細講解氮氧傳感器的工作原理及故障。
一、傳感器結構介紹
目前氮氧化合物傳感器只能用于測量出口NOx的值。它通過車身總線與ECM通訊，同時在NOx傳感器總成內部也有自診斷系統，傳感器監測自身的工作情況并通過車身CAN總線向ECM匯報是否出現故障。整個NOx傳感器總成是一個零件！
1.1. 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。
1.2. 氮氧傳感器測量的參數及范圍
1.3.氮氧傳感器結構組成
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型探頭內部結構
1.7.Bc4型探頭內部結構
二、傳感器工作測量原理2.1.監控診斷
氮氧化合物傳感器在正常工作后實時的把排氣中NOx值傳送到ECU。ECU并不是通過監測實時的NOx值來判斷排氣是否合格，而是通過一套氮氧化物監測程序來對排氣中的NOx值是否超標進行檢測。
以下條件必須滿足，以運行NOx監控
● 沒有冷卻水溫度傳感器相關故障碼
● 沒有環境壓力傳感器相關故障碼
● 冷卻水溫度高于70攝氏度
● 海拔低于1600米
● 在第一測量室內尾氣中的氧氣被泵出同時在鉑金 材料上HC, CO, H2 被氧化。
● 第二測量室中，NOx在催化材料上還原同時釋放出O2。
● 測量第二測量室產生O2的量就代表了NOx含量。
2.2.氮氧化物監控－常規監控
氮氧化物常規監控程序工作的條件為：
● 計量噴射量在800 to 3800 ml/h 6cyl engine.
600 to 3800 ml/h 4cy engine.
● 發動機轉速范圍在1400 - 1700 rpm 6 cylinder engine.
1400 – 1750 rpm 4 cylinder engine.
● Nox傳感器給出一個相對穩定的讀值
● 最少15秒鐘穩定的噴油量
● 以上條件滿足后，ECU將進行兩次采樣，然后將兩次采樣的值平均，得到的平均值與設定 好的限值進行比較。如果得到的平均值低于限值，NOx常規監控完成一次。如果得到的平均值高于限值將進入附加監控程序。歐5的發動機上不會執行附加監控程序，當第一次常規NOx監控不合格ECU會再運行一次常規監控程序。
● 第一個腔室 泵出了氧氣但是剩下了NO。因為第一腔室有氧，所以還原反應不能發生。
● NO 滲透進入第二個腔室并被還原成氮氣和氧氣。
● 測量第二個腔室中被轉換出來的氧氣的含量。
2.3.氮氧化物監控－附加監控
在以下條件下運行附加監控程序:
● 第一次運行常規監控程序的結果超標
● 發動機轉速范圍在-1500 rpm 6 缸發動機1500 rpm 4 缸發動機
● 進入排氣系統的NOx（NOx in）估算值在800 to 1800 ppm, 這就意味著發動機在有一定負荷的運轉條件下計量泵在噴射計量狀態
● NOx 傳感器讀值穩定
● 在以上條件滿足后，系統將監測NOx值15秒鐘然后給出一個讀數平均值，接下來命令計量泵停止工作，然后再監測20秒后給出另一個讀值平均值。將兩次取得的讀值平均值進行比，如果超過設定的閾值，將確認NOX超標。
● 如果在運行監控程序時上述的條件一旦不滿足將退出附加監控程序，然后等條件再一次滿足后重新執行附加監控。
● 一旦附加監控程序完成，ECU將對兩組數據進行比較：如果兩組數據差值過小，監測器會
● 記錄一次錯誤，如果連續兩次差值過小，故障代碼將被記錄，MIL燈將被點亮。如果前后兩次取樣差值大于預設值，監控通過
注意
只有在常規監控程序超差后才會執行附加監控程序。如果常規監控合格將不執行附加監控程序。
要想清除降扭的影響，監控程序必須運行，且結果必須達標。
百分比負荷與噴射量及催化器前氮氧化物值之間的關系如下：
● 負荷大于50%時噴射量超過：800ml/h 6缸發動機，600ml/h 4缸發動機；
● 6缸發動機負荷大于60%、4缸發動機負荷大于45%時，催化器前氮氧化物值將超過800ppm.
2.4.傳感器的精度
三、傳感器維修指導案例3.1.傳感器問題檢測
探頭老化檢測不達標：當探頭在加熱高溫突然遇到水，容易膨脹冷縮導致陶瓷開裂。
電路問題：當電路承受過大的電流和電壓時容易損壞元器件。
氮氧化合物傳感器室內理論ppm值為：0±20ppm
3.2.傳感器探頭更換演示
使用尿素泵檢測設備檢測“確定”是否氮氧ppm超標。
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根電纜線對應相連接（如下圖所示）。
3、探頭匹配：將8條電纜線連接好后，使用尿素泵檢測設備將新探頭跟電路板進行匹配設置，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設備測試確認正常。
四、傳感器運輸和儲存注意事項4.1.氮氧化合物傳感器儲存條件
氮氧化合物傳感器原理決定了傳感器的工作溫度應大于600℃，故處于高溫狀態下的陶瓷感應體濺入的液態或水會非常敏感，液態或水會造成瞬間收縮造成機械應力損傷。
運輸箱必須在密封的環境下運輸和儲存，推薦客戶要保證傳感器在最初的密封包裝箱
內儲存知道使用，儲存溫度范圍為：-40℃至+105℃（無供電條件下）。
4.2.傳感器存儲注意事項
氮氧化合物傳感器是極為敏感的產品，為避免損壞，請嚴格遵守以下操作指南：
● 機械振動：避免任何對傳感器產生的任何機械振動，如果不小心將傳感器跌落在地上，應做報廢處理，注意：保護帽是為保護感應單元隔離灰塵和污垢，不是為保護機械振動的。
● 清潔：傳感器應該在干凈、干燥、無污染污垢和無壞氣候條件（如水、冰雪、沙塵）條件下操作和儲存，在安裝感應原件到排氣系統前拿掉保護帽后盡量避免任何灰塵、水、液體、污垢落在感應原件上。
● 上漆：不要在傳感器的任何地方噴漆或涂鴉。
● 傳感器的清洗：不要使用機械性、化學性以及壓縮氣體對傳感器任何部件進行清洗那樣會使傳感器中毒或老化，感應原件和內部未連接的連接器不應接觸任何液體。
● 電子插頭：給傳感器供電后，不要拔出連接器插頭，這樣會造成嚴重損壞發動機電子控制單元。
● 供電電壓：不要將供電電壓反向，連接器有保護反向安裝的措施。
● 防靜電：操作過程必須滿足防靜電
● 在組裝線是儲存和運輸：請用合適的方式對傳感器儲存，避免任何潛在的機械振動，請單個拿傳感器，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（如下圖所示）
4、不要折疊電纜線（如下圖所示）
5、在感應單元索環處，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小于15度（如下圖所示）
7、由于環境溫度變化產生的水滴（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
為將氮氧化合物傳感器安裝至尾氣系統上，請使用完好、清潔、干燥的工具，務必使用標準扭矩扳手來緊固螺絲，當發現氮氧化合物傳感器有機械損傷時，請勿安裝。同時請遵照以下順序安裝：
1、用螺絲將傳感器的電子控制單元固定在汽車的相應位置，依據螺絲類型確定相應的扭矩，扭矩最大容許力由安裝表規定（＜60N/mm2）。
2、摘去傳感器探頭的保護蓋，并勿使任何塵土弄臟被潤滑的螺紋，請勿擦拭螺紋表面的防磨劑。
3、將傳感器探頭插入尾氣系統的排氣管，用手擰緊六角螺母，在擰六角螺母時，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。
4、最后用標準扭力扳手（推薦扭矩在50±10Nm之間）來緊固六角螺母，緊固后線纜的最大允許轉角為180°。
5、將配對的插頭連接到傳感器電子控制單元部分的插座上，保證插座內清潔，為防止反接插頭插座均使用了接插指示標號。
注意
若有多個傳感器安裝于該系統，請注意將不同安裝位置（上游/下游）傳感器的相應插頭插座標號匹配正確，對于Uninox傳感器，沒有相應的標號，標準傳輸地址由pin5開路獲得，另外的傳輸地址由pin5短路到GND獲得，獲得地址在設計汽車線路時確定。
不同安裝位置（上游/下游）傳感器標號匹配
5.2.氮氧化物電控模塊安裝時
需要注意連接電纜拉伸不能過緊，同時還要考慮到應力的釋放。必須要考慮保護傳感器模塊，安裝位置應避開排氣系統高溫的影響。為了保證傳感器背面的透氣膜片不被雜質堵塞、遮蔽或污染。
5.3.傳感器拆卸及注意事項
若需要從尾氣系統拆卸氮氧化合物傳感器，請遵照以下順序。
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請勿拆除，帶電拆除可能導致發動機電子控制單元的嚴重故障。
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
為防止探頭溫度過高引起燙傷，請在傳感器斷電至少15分鐘后進行拆除，一個傳感器不能使用超過2個安裝拆卸周期，因為傳感器探頭上螺紋的防磨劑會逐漸損耗，當需要更多次安裝時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不超過20次。
一般氮氧化合物傳感器在車身上的安裝位置
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1、氧傳感器：當氧傳感器故障時，ECU無法獲取這些信息，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導致發動機功率降低，增加排放污染；
2、輪速傳感器：它主要是收集汽車的轉速來判斷汽車有沒有打滑的征兆，所以，就有一一個專門收集汽車輪速的傳感器來完成這項工作，一般安裝在每個車輪的輪轂上，而一旦傳感器損壞，ABS會失效；
3、水溫傳感器：當水溫傳感器故障后，往往冷車啟動時顯示的還是熱車時的溫度信號，ECU得不到正確的信號，只能供給發動機較稀薄的混合氣，所以發動機冷車不易啟動，且還會伴隨怠速運轉不穩定，加速動力不足的問題；
4、電子油門踏板位置傳感器：當傳感器失效后，ECU無法測得油門位置信號，無法獲得油門門踏板的正確位置，所以會出現發動機加速無力的現象，甚至出現發動機不能加速的情況；
5、進氣壓力傳感器：進氣壓力傳感器顧名思義就是隨著發動機不同的轉速負荷，感應一系列的電阻和壓力變化，轉換成電壓信號，供ECU修正噴油量和點火正時角度。一般安裝在節氣門邊上，假如故障了會引起點火困難、怠速不穩、加速無力等問題。
目前沒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，利用氧化鋯內外兩側的氧濃度差，產生電位差，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際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產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，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內外表面上。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比廢氣一側吸附更多的負離子，兩側離子的濃度差產生電動勢。
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，敏感芯片為雙室三級氧泵結構，前兩級氧泵主要排除尾氣中的O2、CH等，并將NO2轉換為NO，第三級氧泵主要分解NO，并測量NO分解后產生的氧原子，由氧原子與氮原子的對應關系，計算出排氣中有多少氮氧混合物。
氮氧傳感器，應該是汽車氧傳感器的吧？還是什么設備的？
電化學原理
氧傳感器作為電子控制燃油噴射系統的重要部件，對發動機正常運轉和尾氣排放的有效控制起著至關重要的作用，一旦氧傳感器及其連接線路出現故障，不但會使排放超標，還會使發動機工況惡化，導致車輛出現怠速熄火、發動機運轉失準、功率下降等癥狀。
氮氧傳感器壞了對車有什么影響
氧傳感器通常有兩個，位于排氣歧管處的為前氧，后氧則位于三元催化后面。前氧用于調節混合氣濃度，而后氧的任務是監測三元催化器工作狀況。前氧故障對車子的影響就是會導致混合氣無法修正，進行造成汽車油耗增加，功率下降等。而后氧故障則意味著無法判斷三元催化的運行工況，一旦三元催化出現故障，無法及時檢修，最終也會影響到發動機的運行工況。
洗節氣門是大家都知道的保養項目，其實清洗氧傳感器更重要，畢竟氧傳感器工作環境更惡劣，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，然后用電吹風將其吹干即可。汽車氧傳感器其實并沒有固定的更換周期，不過還是建議10萬公里以上的車要對氧傳感器進行更換。
會影響的，如果氮氧傳感器壞了就會造成發動機ECU無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
會影響的，如果氮氧傳感器壞了就會造成發動機ECU無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，但是油耗會變高，車子跑起來沒什么力，發動機還會抖
影響排氣，尾氣，檢測尾氣無法通過
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