NOx-sensor
NOx-sensor: Vejledning i opsætning, fejlfinding og reparation
Her får du værdifulde og nyttige værkstedstips om opbygning, funktion og diagnose af NOx-sensoren.
Kvælstofoxidsensoren består af en sonde og en styreenhed , der er fast forbundet med hinanden via et ledningsbundt. Denne enhed er monteret i udstødningssystemet og anvendes til registrering af nitrogenoxider i udstødningsgassen. Kvælstofoxider er sundhedsskadelige og produceres af høje temperaturer, højt tryk eller overskydende ilt under forbrændingen i motoren. NOx-sensoren er derfor en vigtig komponent i udstødningsgasstyringssystemet i moderne motorkøretøjer med forbrændingsmotorer.
Vigtig sikkerhedsanvisning
De følgende tekniske informationer og praktiske tips er udarbejdet af HELLA for at hjælpe autoværkstederne professionelt i deres arbejde. De informationer, der gives på denne hjemmeside, må kun benyttes af brancheuddannede fagfolk.
INDHOLDSFORTEGNELSE
NOx-sensor: Konstruktion og funktion
NOx-sensoren er installeret i både benzin- og dieselbiler fra Euro 5/6 og gør det muligt at overholde de strenge emissionsværdier. Sensordataene bruges af de respektive motorstyringssystemer til at beregne udstødningsgasrecirkulationshastigheden, luft-brændstof-blandingen eller ureainjektionsmængden. Sensoren er nødvendig i køretøjer med direkte benzinindsprøjtning, da disse producerer en større mængde nitrogenoxider på grund af den lagdelte opladning. Disse køretøjer har også en NOx-lagringskatalysator.
I dieselkøretøjer bruges sensoren sammen med et SCR-system (Selective Catalytic Reduction). Her tilføres urea til udstødningsgasstrømmen og reducerer nitrogenoxiderne til uskadeligt nitrogen (N2) og vand (H2O). Ved at registrere de udstødningsrelevante måledata gør NOx-sensoren det muligt for motorstyringssystemet at optimere doseringen af AdBlue® og dermed sikre en effektiv reduktion af miljøskadelige nitrogenoxider. Så snart den krævede driftstemperatur er nået, måler NOx-sensoren nitrogenoxidindholdet permanent i udstødningsgassen. De målte værdier behandles af NOX-sensorens styreenhed og videresendes via CAN-databussen til overordnede styreenheder, f.eks. SCR- eller motorstyreenheden. Baseret på de modtagne oplysninger kan disse styreenheder beregne, hvor meget AdBlue® der skal indsprøjtes til SCR-katalysatoren for at opnå optimal reduktion af nitrogenoxider. Et varmeelement, der er integreret direkte i sensoren, sikrer også den nødvendige driftstemperatur på ca. 300° for sensoren. NOx-sensorenheden kan installeres enkeltvis eller som et systempar i udstødningssystemet. Det afhænger af, hvilken systemversion der er installeret i den pågældende bil. Hvis der bruges to sensorer, placeres den ene før og den anden efter SCR-katalysatoren. Den eftermonterede sensor har til opgave at overvåge SCR-katalysatorens effekt. Det sikrer systemets funktion og en mere præcis styring af udstødningsrensningssystemerne. Dette arrangement ordning bidrager til at overholde de stadig strengere emissionsgrænser.
Sensor med styreenhed
Illustrativt eksempel på placeringen af sensorerne på et køretøj med SCR-system: 1. NOX-sensor før KAT, 2. NOX-sensor efter KAT, 3. SCR-katalysator
Illustrativt eksempel på topologien i køretøjet: 1. BCM / styreenhed i bilens elektriske system, 2. ECU / motorstyreenhed, 3. NOX-kontrolenhed, 4. Måleprobe
Sensorens funktionsprincip: Værd at vide
Udstødningsgassen føres ind i det første kammer via diffusionsbarrieren. Her sidder den første pumpecelle og en målecelle. Den resterende ilt i udstødningsgassen bestemmes ved hjælp af målecellen i det første kammer. En anden målecelle med forbindelse til udeluften fungerer som reference. Forskellen mellem iltindholdet i udstødningsgassen og referenceluften skaber en spænding mellem de to måleceller, som sensorenhedens styreenhed bruger som en målevariabel og dermed styrer strømmen i den første pumpecelle. Pumpecellen transporterer den resterende ilt ud af det første målekammer. De resterende nitrogenoxider (NOx) passerer gennem en anden diffusionsbarriere ind i kammer to, som indeholder en belagt elektrode. Denne elektrode har den egenskab, at den katalytisk spalter nitrogenoxider (NOx) til nitrogen (N²) og oxygen (O²).
De nitrogenelementerne (N²), der opstår, diffunderer udad gennem et porøst lag. Iltelementerne (O²) transporteres til udeluften af den anden pumpecelle. Sensorenhedens styreenhed registrerer pumpestrømmen i den anden pumpecelle og sender de behandlede informationer til motorens styreenhed via databussen. Dette sensorsignal behandles der og kan således overvåge og styre NOx-reduktionen.
Grafisk sensorelement/principvisning
- Målekammer 1
- Målekammer 2
- Belagt elektrode
Integreret varmeelement i NOx-sensoren: Værd at vide
Det integrerede varmeelement gør det muligt at opretholde en konstant og optimal driftstemperatur i sensoren. Dette gør det muligt at opvarme sensoren til den foruddefinerede driftstemperatur uanset omgivelsestemperatur og motortemperatur. Det sikrer, at NOx-sensoren kan reagere optimalt selv ved lave temperaturer. Varmeelementets temperatur reguleres normalt af motorstyringen. Motorens styreenhed tilpasser varmeeffekten til de omgivende forhold. Det forbedrer ikke kun nøjagtigheden af nitrogenoxidmålingen, men har også en positiv effekt på sensorens levetid.
Årsager til fejl og symptomer: Henvisninger
På grund af monteringspositionen i udstødningssystemet og de omgivende forhold er sensorens funktionstid ikke ubegrænset.
En defekt funktion eller et svigt kan have følgende årsager
- Sensorfunktionen mister effektivitet
- Slid på grund af ældning. Ligesom en lambdasonde kan NOx-sensorenheden også blive for gammel
- På grund af driftsforhold som udstødningsgassens sammensætning, temperaturer og vibrationer
- Tilsmudset sensorhoved
- Kortdistancekørsel, forkert blandingssammensætning eller højt olieforbrug
- Miljømæssige påvirkninger
- Fugt, vand eller vejsalt
- Mekaniske beskadigelser
- Forkert installation, uheld eller mårbid
- Fejl i strømforsyning
- Kabelafbrydelser
- Eksterne eller interne kortslutninger
- Fejl i SCR-systemet
- Defekte komponenter - forkert dosering af AdBlue® kan føre til aflejringer. Disse kan beskadige sensoren og forårsage svigt
Der kan optræde følgende symptomer ved svigt i NOx-sensoren.
- Motorkontrollampen lyser
- Advarsel om SCR-system i kombiinstrumentets display
- Lagring af en fejlkode i styreenheden
- Fejlfunktion i eller nøddrift af SCR-systemet
- Øget brændstofforbrug eller dårlig motorydelse
Fejlfinding på NOx-sensoren: Praktiske tips
NOX-sensorens funktion overvåges af den pågældende overordnede systemstyreenhed og dermed via OBD-systemet (On-Board Diagnostics). Komponentrelaterede fejl som forkert driftsparathed, elektriske kortslutninger eller kabelafbrydelser registreres direkte og logges i fejlhukommelsen. Derfor skal fejlhukommelsen i de udstødningsrelevante systemer først udlæses ved hjælp af en egnet diagnoseenhed. Dataene fra styreenhedskommunikationen er grundlaget for den egentlige fejlfinding og en vellykket reparation. Før du går i gang med den udvidede diagnose af styreenheden, bør du dog kontrollere hele udstødningskanalen visuelt. Udvendige skader bemærkes normalt allerede ved ændret støjudvikling og kan skyldes revner eller rust i rør, samlinger eller lyddæmpere. De installerede lyddæmpere og katalysatorer skal også kontrolleres for defekter, såsom løse dele indeni, ved at ryste eller banke på den respektive komponent. Ledninger eller elektriske stikforbindelser kan være blevet beskadiget her på grund af miljøpåvirkninger som f.eks. snavs, vand eller vejsalt. Den elektriske stikforbindelse på kontrolenheden bør derfor også indgå i fejlfindingsprocessen. Hvis der ikke konstateres skader, skal strømforsyningen og databuskommunikationen kontrolleres med et egnet måleinstrument i overensstemmelse med producentens specifikationer.
Illustrativt eksempel på styreenhedens diagnostik: Vejledning
Afhængigt af køretøj og system er det ikke kun fejlhukommelsen, der kan udlæses, men funktioner som parametre og ledningsdiagrammer kan også vælges og vises. De følgende oplysninger er udarbejdet med en BMW 520D G31 som eksempel.
Udlæsning af fejlhukommelsen i motorstyreenheden
I denne funktion kan de fejlkoder, der er gemt i motorstyreenheden, udlæses og slettes.
I vores casestudie gemmes en fejl i NOx-sensoren efter SCR-katalysatoren i fejlhukommelsen.
- Fejlkode 2FB 800 "OBD CAN-meddelelse mangler"
- Fejl til stede
- Fejllampen er ikke tændt
Udlæsning af parametre
Parameter NOx-sensor efter katalysator defekt
Parameter NOx-sensorer i funktion
Denne funktion kan bruges til at vise aktuelle måleværdier som motorhastighed, NOx-værdi før og efter SCR-katalysator samt SCR-katalysatorens temperatur.
Denne parameterforespørgsel kan bruges under drift til at kontrollere, om udstødningsgassensorerne og SCR-systemet fungerer korrekt.
Som det fremgår af vores eksempel, vises der ingen værdi for den defekte NOx-sensor efter SCR-katalysatoren.
Grundindstilling
Efter montering af NOx-sensoren med styreenhed skal der ved denne bil foretages en tilpasning til bilen.
I denne funktion kan indlæringsværdierne for den nye turboladerenhed indlæres i den overordnede styreenhed.
Ledningsdiagrammer
Illustration af sensorernes placering i kredsløbsdiagrammet: 1. NOX-sensor før KAT, 2. NOX-sensor efter KAT, 3. Motorens styreenhed, 4. Integreret elnetstyreenhed
Systemspecifikke ledningsdiagrammer fra køretøjsinformationerne kan benyttes ved fejlfinding. Her kan du f.eks. se stikbenens konfiguration i NOX-sensor og benytte dem ved den fortsatte fejlfinding.
Service- og reparationsanvisninger: Værkstedstips
- Montering bør kun foretages af uddannede fagfolk.
- Ved fejlfinding skal der efter diagnose af styreenheden først foretages en visuel kontrol af komponenterne og omgivelserne i motorrummet eller udstødningssystemet.
- NOx-sensoren skal udskiftes, hvis der er skader på ledningerne eller sensorhuset.
- Sensoren skal altid udskiftes som en komplet enhed i tilfælde af reparation.
- Sørg for at vælge og placere sensor korrekt! Undgå at forveksle positionen før og efter katalysatoren.
- NOx-sensorens gevind må ikke være belagt med varm skruepasta herudover.
- NOx-sensorerne skal spændes med det foreskrevne tilspændingsmoment! Til HELLA-udstødningstemperatursensorer anbefaler vi et tilspændingsmoment på 50 Nm.
- Før montering skal det sikres, at produktet passer til anvendelsesformålet og har de nødvendige mål, tilslutninger og egenskaber.
- Efter montering af NOx-sensoren med styreenhed kan det også være nødvendigt at tilpasse den til køretøjet ved hjælp af en egnet diagnoseenhed!
- Vær i denne sammenhæng opmærksom på anvisningerne om af- og påmontering fra køretøjsproducenten!
- HELLA påtager sig intet ansvar for skader som følge af ukorrekt håndtering eller fejlagtig montering af produktet!
Henvisning!
De forskellige diagnosemuligheder er vist med diagnoseapparatet mega macs X som eksempel. De aktuelle testmuligheder og funktionsantal kan være forskellige for forskellige bilmærker, og de afhænger af den aktuelle systemkonfiguration af styreenheden. Skematiske fremstillinger, billeder og beskrivelser bruges kun til forklaring og illustration af teksten og kan ikke anvendes som grundlag for reparation af en given bil.