Czujnik NOx: Budowa, diagnostyka i opis naprawy

Czujnik NOx wymaga własnego przetwarzania sygnału, ponieważ pomiar opiera się na prądach pomp i wewnętrznych obwodach regulacyjnych. Sygnałów tych nie można porównać bezpośrednio z klasycznymi wejściami analogowymi. Zintegrowany sterownik przetwarza pierwotne dane w zależności od temperatury i stanu systemu, a następnie udostępnia na ich podstawie zmierzone wartości w formacie CAN dla sterownika silnika lub układu SCR.

Starzenie się elementów czujnika powoduje zmianę właściwości elektrochemicznych ogniwa pomiarowego i komór pompy. Zasilanie elektryczne i komunikacja z magistralą często działają w tym przypadku bez zakłóceń. Jednak sterownik coraz częściej wykrywa nieprawidłowe wartości NOx lub odchylenia od normy, które można zauważyć dopiero przez porównanie parametrów lub monitorowanie stopnia sprawności układu SCR.

Czujnik działa niezawodnie dopiero powyżej określonej temperatury roboczej. Grzałka elektryczna niezależnie ją zapewnia od temperatury spalin. Błędy w układzie regulacji ogrzewania powodują opóźnienia w osiągnięciu gotowości pomiarowej, niestabilne wartości NOx lub brak sygnałów. Tego rodzaju błędy są często klasyfikowane jako zakłócenie działania, a nie jako typowe błędy ogrzewania.

W przypadku eksploatacji głównie na krótkich odcinkach czujnik osiąga temperaturę roboczą tylko na krótko lub w niewystarczającym stopniu. Kondensat, cząsteczki paliwa lub oleju w spalinach sprzyjają osadzaniu się zanieczyszczeń na czujniku. Powoduje to przyspieszenie starzenia się elementów i może prowadzić do spowolnienia generowania sygnału lub błędnych zmierzonych wartości NOx.

Błędy elektryczne objawiają się zazwyczaj brakiem odczytów lub stałymi zmierzonymi wartościami, przerwami w komunikacji lub kodami błędów związanymi z siecią CAN. Natomiast błędy pomiarowe związane z działaniem urządzenia powodują wyświetlanie nieprawidłowych, lecz dynamicznych wartości NOx. Parametry te często mieszczą się jeszcze w dopuszczalnych granicach, jednak powodują odchylenia w regulacji układu SCR lub błędne strategie dozowania czynnika AdBlue.

Nadmierne lub niedostateczne dawkowanie powoduje tworzenie się osadów lub zanieczyszczenie chemiczne w układzie wydechowym. Skrystalizowane osady lub wyciek amoniaku mogą uszkodzić czujnik. Czujnik NOx reaguje na to opóźnionym generowaniem sygnału lub całkowitą awarią, mimo że nie występuje usterka elektryczna.

Nadrzędny sterownik zapisuje programowane wartości zależne od czujników i systemu. Po wymianie wymagają zresetowania, aby umożliwić prawidłowe włączenie nowego czujnika do obwodu regulacyjnego. Bez przeprowadzenia podstawowej konfiguracji nadal mogą się pojawiać komunikaty o błędach lub występować ograniczenia w działaniu układu SCR, mimo że czujnik działa prawidłowo.

Za niski moment dokręcania sprzyja wyciekom spalin i fałszowaniu wyników pomiarów. Za wysoki moment dokręcania może spowodować uszkodzenie obudowy czujnika lub struktury ceramicznej. Oba czynniki mają bezpośredni wpływ na dokładność pomiarów oraz trwałość urządzenia i mogą powodować sporadyczne lub trwałe błędy w pomiarach.

Nieszczelności, pęknięcia lub luźne elementy w układzie wydechowym powodują lokalne zmiany w składzie spalin. Czujnik NOx mierzy wtedy zafałszowane wartości, mimo że pod względem techniczny jest sprawny. Bez uprzedniej kontroli mechanicznej istnieje ryzyko błędnej diagnozy i niepotrzebnej wymiany czujnika.

Pracownicy warsztatu często skupiają się wyłącznie na samym czujniku, nie biorąc pod uwagę powiązań z innymi systemami. Niesprawdzone zasilanie elektryczne, komunikacja CAN, wycieki spalin lub wadliwe elementy układu SCR powodują powtarzające się usterki. Podejście polegające na analizie czujnika NOx w oderwaniu od reszty układów nie wystarcza do wykrycia usterki.