Ein Stickstoff-Sauerstoff-Sensor (NOx-Sensor) ist ein Sensor zur Messung des Stickoxidgehalts (NOx) wie N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4 und N2O5 in Motorabgasen. Je nach Funktionsprinzip lassen sich NOx-Sensoren in elektrochemische, optische und andere NOx-Sensoren unterteilen. Ausgestattet mit der Leitfähigkeit des mit Yttriumoxid dotierten Zirkonoxid-Festelektrolyten (YSZ) für Sauerstoffionen, der selektiven katalytischen Empfindlichkeit eines speziellen NOx-empfindlichen Elektrodenmaterials gegenüber NOx-Gas und in Kombination mit einer speziellen Sensorstruktur zur Gewinnung eines elektrischen NOx-Signals, wird schließlich mithilfe einer speziellen Schwachsignalerkennung und präziser elektronischer Steuerungstechnik das NOx-Gas in Autoabgasen erkannt und in digitale Standard-CAN-Bus-Signale umgewandelt.
Funktion des Stickstoff-Sauerstoff-Sensors
- NOx-Messbereich: 0-1500 / 2000 / 3000ppm NOx
O2-Messbereich: 0 – 21 %
- Maximale Abgastemperatur: 800 ℃
- einsetzbar unter O2 (21%), HC, Co, H2O (< 12%)
- Kommunikationsschnittstelle: kann
Anwendungsbereich des NOx-Sensors
- SCR-System zur Abgasreinigung von Dieselmotoren (erfüllt die nationalen Emissionsnormen IV, V und VI)
- Abgasnachbehandlungssystem für Benzinmotoren
- Detektions- und Kontrollsystem für die Entschwefelung und Denitrierung des Kraftwerks
Zusammensetzung des Stickstoff-Sauerstoffsensors
Die wichtigsten Kernkomponenten des NOx-Sensors sind keramische sensitive Komponenten und SCU-Komponenten
Kern des NOx-Sensors
Aufgrund der besonderen Einsatzumgebung des Produkts wurde der Keramikchip mit einer elektrochemischen Struktur entwickelt. Die Struktur ist komplex, das Ausgangssignal ist jedoch stabil, die Reaktionsgeschwindigkeit hoch und die Lebensdauer lang. Das Produkt erfüllt die Anforderungen zur Überwachung des NOx-Emissionsgehalts bei der Abgasreinigung von Dieselfahrzeugen. Die keramischen Sensorteile enthalten mehrere keramische Hohlräume aus Zirkonoxid, Aluminiumoxid und verschiedenen leitfähigen Metallpasten der Pt-Reihe. Der Produktionsprozess ist komplex, erfordert präzisen Siebdruck und erfordert die Abstimmung von Materialformel/-stabilität und Sinterprozess.
Derzeit gibt es drei gängige NOx-Sensoren auf dem Markt: flache Fünf-Pin-Sensoren, flache Vier-Pin-Sensoren und quadratische Vier-Pin-Sensoren
NOx-Sensor kann Kommunikation
Der NOx-Sensor kommuniziert über CAN-Kommunikation mit der ECU oder DCU. Die NOx-Baugruppe ist intern in ein Selbstdiagnosesystem integriert (der Stickstoff- und Sauerstoffsensor kann diesen Schritt selbstständig durchführen, ohne dass die ECU oder DCU die Stickstoff- und Sauerstoffkonzentration berechnen muss). Er überwacht seinen eigenen Betriebszustand und gibt das NOx-Konzentrationssignal über den Karosserie-Kommunikationsbus an die ECU oder DCU zurück.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Installation des NOx-Sensors
Die NOx-Sensorsonde muss auf der oberen Hälfte des Katalysators des Auspuffrohrs installiert werden und darf sich nicht an der untersten Stelle des Katalysators befinden. Vermeiden Sie, dass die Stickstoff-Sauerstoffsonde bei Kontakt mit Wasser bricht. Einbaurichtung der Stickstoff-Sauerstoffsensor-Steuereinheit: Installieren Sie die Steuereinheit vertikal, um dies besser zu verhindern. Temperaturanforderungen der NOx-Sensor-Steuereinheit: Der Stickstoff- und Sauerstoffsensor darf nicht an Orten mit zu hohen Temperaturen installiert werden. Es wird empfohlen, ihn 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 ein Hitzeschild und wärmeisolierende Baumwolle installiert werden, und die Temperatur um die Einbauposition herum muss bewertet werden. Die optimale Arbeitstemperatur liegt nicht über 85 °C.
Taupunktschutzfunktion: Da die Elektrode des NOx-Sensors eine höhere Temperatur benötigt, verfügt der NOx-Sensor über eine Keramikstruktur. Keramik kann bei hohen Temperaturen nicht mit Wasser in Berührung kommen und dehnt sich bei Kontakt mit Wasser leicht aus und zieht sich zusammen, was zu Rissen in der Keramik führt. Daher ist der NOx-Sensor mit einer Taupunktschutzfunktion ausgestattet. Diese wartet eine gewisse Zeit, nachdem die Temperatur des Auspuffrohrs den eingestellten Wert erreicht hat. Die ECU bzw. DCU geht davon aus, dass bei solch hohen Temperaturen selbst Wasser auf dem NOx-Sensor durch das heiße Abgas trockengeblasen wird.
Erkennung und Diagnose des NOx-Sensors
Wenn der NOx-Sensor normal funktioniert, erfasst er den NOx-Wert im Auspuffrohr in Echtzeit und meldet ihn über den CAN-Bus an die ECU/DCU zurück. Die ECU beurteilt nicht anhand des Echtzeit-NOx-Werts, ob das Abgas qualifiziert ist, sondern erkennt mithilfe eines NOx-Überwachungsprogramms, ob der NOx-Wert im Auspuffrohr den Grenzwert überschreitet. Für die NOx-Erkennung müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
Das Kühlwassersystem funktioniert normal und ohne Fehlercodes. Für den Umgebungsdrucksensor liegt kein Fehlercode vor.
Die Wassertemperatur liegt über 70 °C. Eine vollständige NOx-Erkennung erfordert etwa 20 Proben. Nach einer NOx-Erkennung vergleicht die ECU/DCU die erfassten Daten: Liegt der Durchschnittswert aller erfassten NOx-Werte unter dem eingestellten Wert, ist die Erkennung erfolgreich. Liegt der Durchschnittswert aller erfassten NOx-Werte über dem eingestellten Wert, meldet der Monitor einen Fehler. Die MIL-Lampe leuchtet jedoch nicht. Schlägt die Überwachung zweimal hintereinander fehl, meldet das System die Fehlercodes Super 5 und Super 7, und die MIL-Lampe leuchtet auf.
Bei Überschreiten des Fehlercodes 5 leuchtet die MIL-Lampe, das Drehmoment wird jedoch nicht begrenzt. Bei Überschreiten des Fehlercodes 7 leuchtet die MIL-Lampe und das System begrenzt das Drehmoment. Die Drehmomentbegrenzung wird vom Modellhersteller festgelegt.
Hinweis: Auch wenn der Emissionsüberschreitungsfehler einiger Modelle behoben ist, erlischt die MIL-Lampe nicht und der Fehlerstatus wird als historischer Fehler angezeigt. In diesem Fall ist es notwendig, die Daten zu überprüfen oder die Funktion zum Zurücksetzen hoher NOx-Werte auszuführen.
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Beitragszeit: 02.09.2022