Ein Stickstoff-Sauerstoff-Sensor (NOx-Sensor) ist ein Sensor zur Erkennung des Gehalts an Stickoxiden (NOx) wie N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4 und N2O5 in Motorabgasen. Nach dem Funktionsprinzip lässt es sich in elektrochemische, optische und andere NOx-Sensoren unterteilen. Unter Verwendung der Leitfähigkeit von Festelektrolyt-Yttriumoxid-dotiertem Zirkonoxid (YSZ)-Keramikmaterial gegenüber Sauerstoffionen, der selektiven katalytischen Empfindlichkeit eines speziellen NOx-empfindlichen Elektrodenmaterials gegenüber NOx-Gas und der Kombination mit einer speziellen Sensorstruktur wird schließlich das elektrische Signal von NOx erhalten Durch die spezielle Erkennung schwacher Signale und die präzise elektronische Steuerungstechnologie wird das NOx-Gas in Autoabgasen erkannt und in standardmäßige digitale CAN-Bus-Signale umgewandelt.
Funktion des Stickstoff-Sauerstoff-Sensors
- NOx-Messbereich: 0-1500 / 2000 / 3000 ppm NOx
- O2-Messbereich: 0 – 21 %
- Maximale Abgastemperatur: 800 ℃
- einsetzbar unter O2 (21%), HC, Co, H2O (< 12%)
- Kommunikationsschnittstelle: can
Anwendungsgebiet des NOx-Sensors
- SCR-System zur Abgasemission von Dieselmotoren (erfüllt die nationalen Abgasnormen IV, V und VI)
- Abgasbehandlungssystem für Benzinmotoren
- Detektions- und Kontrollsystem für Entschwefelung und Denitrierung des Kraftwerks
Zusammensetzung des Stickstoff-Sauerstoff-Sensors
Die Hauptkernkomponenten des NOx-Sensors sind keramikempfindliche Komponenten und SCU-Komponenten
Kern des NOx-Sensors
Aufgrund der besonderen Einsatzumgebung des Produkts wird der Keramikchip mit einer elektrochemischen Struktur entwickelt. Die Struktur ist komplex, aber das Ausgangssignal ist stabil, die Reaktionsgeschwindigkeit ist schnell und die Lebensdauer ist lang. Das Produkt erfüllt die Anforderungen zur Überwachung des NOx-Emissionsgehalts bei der Abgasemission von Dieselfahrzeugen. Die keramikempfindlichen Teile enthalten mehrere keramische Innenhohlräume, darunter Zirkonoxid, Aluminiumoxid und eine Vielzahl von leitfähigen Metallpasten der Pt-Serie. Der Produktionsprozess ist komplex, die Siebdruckgenauigkeit ist erforderlich und es sind die passenden Anforderungen an Materialformel/-stabilität und Sinterprozess erforderlich
Derzeit gibt es drei gängige NOx-Sensoren auf dem Markt: flache 5-Pin-Sensoren, flache 4-Pin-Sensoren und quadratische 4-Pin-Sensoren
Der NOx-Sensor kann kommunizieren
Der NOx-Sensor kommuniziert über CAN-Kommunikation mit der ECU oder DCU. Die NOx-Baugruppe ist intern mit einem Selbstdiagnosesystem ausgestattet (der Stickstoff- und Sauerstoffsensor kann diesen Schritt selbst durchführen, ohne dass eine ECU oder DCU zur Berechnung der Stickstoff- und Sauerstoffkonzentration erforderlich ist). Es überwacht seinen eigenen Betriebszustand und gibt das NOx-Konzentrationssignal über den Karosseriekommunikationsbus an die ECU oder DCU zurück.
Vorsichtsmaßnahmen für die Installation des NOx-Sensors
Die NOx-Sensorsonde muss in der oberen Hälfte des Katalysators des Abgasrohrs installiert werden und die Sensorsonde darf sich nicht an der untersten Position des Katalysators befinden. Verhindern Sie, dass die Stickstoff-Sauerstoff-Sonde bricht, wenn sie auf Wasser trifft. Installationsrichtung des Steuergeräts für Stickstoff-Sauerstoff-Sensor: Installieren Sie das Steuergerät vertikal, um es besser zu verhindern. Temperaturanforderungen des NOx-Sensor-Steuergeräts: Der Stickstoff- und Sauerstoffsensor darf nicht an Orten mit übermäßig hohen Temperaturen installiert werden. Es wird empfohlen, sich vom Auspuffrohr und in der Nähe des Harnstofftanks fernzuhalten. Wenn der Sauerstoffsensor aufgrund der Anordnung des gesamten Fahrzeugs in der Nähe des Auspuffrohrs und des Harnstofftanks installiert werden muss, müssen der Hitzeschild und die wärmeisolierende Baumwolle installiert werden, und die Temperatur um die Installationsposition herum muss ausgewertet werden. Die beste Arbeitstemperatur liegt nicht über 85 °C.
Taupunktschutzfunktion: Da die Elektrode des NOx-Sensors eine höhere Temperatur benötigt, um zu funktionieren, verfügt der NOx-Sensor im Inneren über eine Keramikstruktur. Keramik kommt bei hohen Temperaturen nicht mit Wasser in Berührung und kann sich bei Kontakt mit Wasser leicht ausdehnen und zusammenziehen, was zu Rissen in der Keramik führt. Daher wird der NOx-Sensor mit einer Taupunktschutzfunktion ausgestattet, die nach dem Erkennen, dass die Temperatur des Abgasrohrs den eingestellten Wert erreicht, eine Zeit lang wartet. Das Steuergerät oder die DCU geht davon aus, dass bei einer so hohen Temperatur der NOx-Sensor selbst dann, wenn sich Wasser auf dem NOx-Sensor befindet, durch das Abgas mit hoher Temperatur trockengeblasen wird
Erkennung und Diagnose des NOx-Sensors
Wenn der NOx-Sensor normal funktioniert, erkennt er den NOx-Wert im Abgasrohr in Echtzeit und gibt ihn über den CAN-Bus an die ECU/DCU zurück. Das Steuergerät beurteilt nicht, ob der Auspuff qualifiziert ist, indem es den NOx-Wert in Echtzeit erkennt, sondern erkennt mithilfe einer Reihe von NOx-Überwachungsprogrammen, ob der NOx-Wert im Abgasrohr den Standard überschreitet. Um die NOx-Erkennung durchzuführen, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
Das Kühlwassersystem funktioniert normal ohne Fehlercodes. Für den Umgebungsdrucksensor liegt kein Fehlercode vor.
Die Wassertemperatur liegt über 70 ℃. Für eine vollständige NOx-Detektion sind etwa 20 Proben erforderlich. Nach einer NOx-Erkennung vergleicht die ECU/DCU die abgetasteten Daten: Wenn der Durchschnittswert aller abgetasteten NOx-Werte während der Erkennung unter dem eingestellten Wert liegt, ist die Erkennung erfolgreich. Wenn der Durchschnittswert aller gemessenen NOx-Werte während der Erkennung größer als der eingestellte Wert ist, zeichnet der Monitor einen Fehler auf. Die Mil-Lampe ist jedoch nicht eingeschaltet. Wenn die Überwachung zweimal hintereinander fehlschlägt, meldet das System Super 5- und Super 7-Fehlercodes und die Mil-Lampe schaltet sich ein.
Wenn der Fehlercode 5 überschritten wird, leuchtet die Mil-Lampe, das Drehmoment wird jedoch nicht begrenzt. Wenn der Fehlercode 7 überschritten wird, wird die Mil-Lampe eingeschaltet und das System begrenzt das Drehmoment. Die Drehmomentgrenze wird vom Modellhersteller festgelegt.
Hinweis: Auch wenn der Emissionsüberschreitungsfehler einiger Modelle behoben wird, erlischt die Mil-Lampe nicht und der Fehlerstatus wird als historischer Fehler angezeigt. In diesem Fall ist es erforderlich, die Daten zu löschen oder die Funktion zum Zurücksetzen hoher NOx-Werte auszuführen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.09.2022