Un sensore di azoto e ossigeno (sensore NOx) è un sensore utilizzato per rilevare il contenuto di ossidi di azoto (NOx) come N₂O, NO₂, NO₂, N₂O₂, N₂O₂ e N₂O₂ nei gas di scarico del motore. In base al principio di funzionamento, può essere suddiviso in sensori elettrochimici, ottici e altri tipi di sensori NOx. Utilizzando la conduttività del materiale ceramico di zirconia drogata con ossido di ittrio (YSZ) con elettrolita solido agli ioni di ossigeno, la sensibilità catalitica selettiva di uno speciale materiale dell'elettrodo sensibile agli NOx e la combinazione con una speciale struttura del sensore per ottenere il segnale elettrico degli NOx, infine, utilizzando una speciale tecnologia di rilevamento del segnale debole e un controllo elettronico di precisione, i gas NOx nei gas di scarico dell'automobile vengono rilevati e convertiti in segnali digitali standard CAN bus.
Funzione del sensore di azoto e ossigeno
- Campo di misura NOx: 0-1500 / 2000 / 3000 ppm NOx
- Campo di misura O2: 0 – 21%
- Temperatura massima dei gas di scarico: 800 ℃
- può essere utilizzato con O2 (21%), HC, Co, H2O (< 12%)
- interfaccia di comunicazione: può
Campo di applicazione del sensore NOx
- sistema SCR per le emissioni di scarico dei motori diesel (conforme agli standard sulle emissioni nazionali IV, V e VI)
- sistema di trattamento dei gas di scarico dei motori a benzina
- sistema di rilevamento e controllo della desolforazione e denitrazione della centrale elettrica
Composizione del sensore di azoto e ossigeno
I componenti principali del sensore NOx sono componenti sensibili in ceramica e componenti SCU
Nucleo del sensore NOx
A causa dello speciale ambiente di utilizzo del prodotto, il chip ceramico è sviluppato con una struttura elettrochimica. La struttura è complessa, ma il segnale di uscita è stabile, la velocità di risposta è elevata e la durata è lunga. Il prodotto soddisfa i requisiti di monitoraggio del contenuto di NOx nel processo di emissione dei gas di scarico dei veicoli diesel. Le parti sensibili in ceramica contengono molteplici cavità interne in ceramica, che includono zirconia, allumina e una varietà di paste conduttive metalliche della serie Pt. Il processo di produzione è complesso, richiede un'elevata precisione di serigrafia e la conformità ai requisiti di formula/stabilità del materiale e al processo di sinterizzazione.
Attualmente, sul mercato sono disponibili tre sensori NOx comuni: a cinque pin piatti, a quattro pin piatti e a quattro pin quadrati.
Il sensore NOx può comunicare
Il sensore NOx comunica con la centralina ECU o la DCU tramite comunicazione CAN. Il gruppo NOx è integrato internamente con un sistema di autodiagnosi (il sensore di azoto e ossigeno può completare questa fase autonomamente, senza richiedere alla centralina ECU o alla DCU di calcolare la concentrazione di azoto e ossigeno). Monitora il proprio stato di funzionamento e invia il segnale di concentrazione di NOx alla centralina ECU o alla DCU tramite il bus di comunicazione della carrozzeria.
Precauzioni per l'installazione del sensore NOx
La sonda del sensore NOx deve essere installata sulla metà superiore del catalizzatore del tubo di scarico e non deve essere posizionata nella posizione più bassa del catalizzatore. Evitare che la sonda dell'azoto e dell'ossigeno si rompa a contatto con l'acqua. Direzione di installazione della centralina del sensore di azoto e ossigeno: installare la centralina verticalmente per una migliore prevenzione. Requisiti di temperatura della centralina del sensore NOx: il sensore di azoto e ossigeno non deve essere installato in luoghi con temperature eccessivamente elevate. Si raccomanda di tenerlo lontano dal tubo di scarico e vicino al serbatoio di urea. Se, a causa della configurazione dell'intero veicolo, il sensore di ossigeno deve essere installato vicino al tubo di scarico e al serbatoio di urea, è necessario installare lo scudo termico e il cotone isolante termico e valutare la temperatura circostante la posizione di installazione. La temperatura di esercizio ottimale non è superiore a 85 °C.
Funzione di protezione dal punto di rugiada: poiché l'elettrodo del sensore NOx necessita di una temperatura più elevata per funzionare, il sensore NOx presenta una struttura ceramica interna. La ceramica non può entrare in contatto con l'acqua ad alta temperatura e, a contatto con essa, si espande e si contrae facilmente, con conseguente rottura della ceramica. Pertanto, il sensore NOx è dotato di una funzione di protezione dal punto di rugiada, che prevede l'attesa di un certo periodo di tempo dopo aver rilevato che la temperatura del tubo di scarico ha raggiunto il valore impostato. La centralina elettronica (ECU) o la centralina di controllo (DCU) rilevano che, a temperature così elevate, anche se è presente acqua sul sensore NOx, questo verrà asciugato dai gas di scarico ad alta temperatura.
Rilevamento e diagnosi del sensore NOx
Quando il sensore NOx funziona normalmente, rileva in tempo reale il valore di NOx nel tubo di scarico e lo invia alla centralina/DCU tramite bus CAN. La centralina non valuta se lo scarico è idoneo rilevando il valore di NOx in tempo reale, ma rileva se il valore di NOx nel tubo di scarico supera lo standard tramite un programma di monitoraggio degli NOx. Per eseguire il rilevamento degli NOx, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:
Il sistema di raffreddamento ad acqua funziona normalmente senza codici di errore. Non è presente alcun codice di errore per il sensore di pressione ambiente.
La temperatura dell'acqua è superiore a 70 °C. Una rilevazione completa di NOx richiede circa 20 campioni. Dopo una rilevazione di NOx, la centralina/DCU confronterà i dati campionati: se il valore medio di tutti i valori di NOx campionati è inferiore al valore impostato durante la rilevazione, la rilevazione viene superata. Se il valore medio di tutti i valori di NOx campionati è superiore al valore impostato durante la rilevazione, il monitor registrerà un errore. Tuttavia, la lampada mil non si accenderà. Se il monitoraggio fallisce per due volte consecutive, il sistema segnalerà i codici di errore Super 5 e Super 7 e la lampada mil si accenderà.
Al superamento del codice di errore 5, la spia mil si accende, ma la coppia non viene limitata. Al superamento del codice di errore 7, la spia mil si accende e il sistema limita la coppia. Il limite di coppia è impostato dal produttore del modello.
Nota: anche se il guasto relativo al superamento delle emissioni di alcuni modelli viene riparato, la spia mil non si spegnerà e lo stato di guasto verrà visualizzato come guasto storico. In questo caso, è necessario cancellare i dati o eseguire la funzione di reset degli NOx elevati.
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Data di pubblicazione: 02/09/2022