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氮氧化物傳感器作用廢氣排放

燃燒過程產(chǎn)生的未處理的廢氣通過排氣歧管進入三元催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)。廢氣中的殘余含氧量經(jīng)過具有穩(wěn)態(tài)特性曲線的氧傳感器進行測量。發(fā)動機管理系統(tǒng)根據(jù)測定結(jié)果對燃燒過程的質(zhì)量進行評估，然后根據(jù)需要進行相應(yīng)的干預(yù)。

廢氣通過三位一體的排氣歧管、三元催化轉(zhuǎn)換器和氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器進入雙通道。排氣系統(tǒng)的主要任務(wù)是將燃燒過程中產(chǎn)生的物質(zhì)可靠地從發(fā)動機輸送到汽車的后部，同時抑制噪聲。廢氣的成分由傳感器進行監(jiān)控。發(fā)動機管理系統(tǒng)監(jiān)視給出的結(jié)果以便優(yōu)化隨后的燃燒過程。

發(fā)動機排氣系統(tǒng)見圖。

(汽車維修網(wǎng) )

圖2-141發(fā)動機排氣系統(tǒng)（某寶馬發(fā)動機）

1—氧傳感器（具有穩(wěn)態(tài)特性曲線的主氧傳感器）；2—三元催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列2）；3—排氣溫度傳感器；4—氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列2）；5—氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列1）；6—氮氧化物傳感器；7—中間消音器；8—后部消音器；9一排氣擋板；10—氧傳感器（監(jiān)控具有不穩(wěn)定特性的傳感器）；11—三位一體排氣歧管（氣缸列2）；12—三元催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列1）；13—三位一體排氣歧管（氣缸列1）

廢氣中含有的3種污染物HC、CO和NOx都在三元催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)轉(zhuǎn)換成無毒的成分H2O、CO2和N2。催化劑是能夠觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)的一種物質(zhì)有毒氣體檢測儀，但是不參與化學(xué)反應(yīng)過程。含碳的成分通過氧化作用進行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換所需要的氧有一部分來自廢氣中的殘余氧氣和氮氧化物中的氧成分。在這個過程中，氮氧化物被還原成分子狀的無害氮氣。但是，與均勻工作模式一樣，這個過程只在氮氧化物的含量相對較低時才可能實現(xiàn)。

廢氣處理過程見圖

發(fā)動機廢氣處理過程

1一控制具有上升特性的傳感器；2—發(fā)動機控制單元；3—氮氧化物傳感器；4一氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器；5—排氣溫度傳感器；6—監(jiān)控具有不穩(wěn)定特性的傳感器；7—三元催化轉(zhuǎn)換器

三元催化轉(zhuǎn)換器的功能性由安裝在催化轉(zhuǎn)換器下游的具有不穩(wěn)定特性的氧傳感器來進行監(jiān)控。在氧傳感器的幫助下氮氧化物，發(fā)動機控制單元探測是否有足夠的氧從廢氣中取得并被用來轉(zhuǎn)化污染物。

氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器

當發(fā)動機在稀混合氣模式下工作時，廢氣排放的效果就使碳含量急劇下降。廢氣內(nèi)的含氧量增加，碳含量降低，意味著氮氧化物的濃度不能在三元催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)降低。此外，在λ=1附近，氮氧化物的含量開始急劇增加。在空氣略微過剩的情況下，氮氧化物廢氣的極限值范圍λ在1.05～1.1之間。

為了補償廢氣的增加以及三元催化轉(zhuǎn)換器再生能力的降低，發(fā)動機需要配備其他功能部件來對廢氣進行處理。每個三元催化轉(zhuǎn)換器的下游都連接1個氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器。廢氣中的氮氧化物在這些儲存催化轉(zhuǎn)換器內(nèi)進行隔離，然后轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)。

氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)類似于三元催化轉(zhuǎn)換器。洗滌層（承載層）可以用貴金屬作為催化劑，還有一種材料用來儲存氮氧化物。氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器的工作溫度范圍為220～450℃氮氧化物，也就是說它可以在這個溫度范圍內(nèi)接收、排放和轉(zhuǎn)換氮氧化物。對于脫硫過程而言，需要更高的溫度，即600～650℃。

以上這些工作溫度由排氣溫度傳感器進行監(jiān)控。根據(jù)儲存在發(fā)動機管理系統(tǒng)內(nèi)的一個計算模型以及氮氧化物傳感器給出的測定值對氮氧化物的反應(yīng)進行控制和監(jiān)控。在氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器的有效溫度范圍之外，發(fā)動機在均勻模式下工作。圖2-143為發(fā)動機配備的E93型氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器（寶馬某發(fā)動機）。

圖2-143發(fā)動機配備的E93型氮氧化物儲存 催化轉(zhuǎn)換器（寶馬某發(fā)動機）

1一排氣溫度傳感器；2—氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列1）；3—氮氧化物儲存催化轉(zhuǎn)換器（氣缸列2）；4—氮氧化物傳感器

氮氧化物傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理

1. 氮氧化物傳感器結(jié)構(gòu)

氮氧化物傳感器（圖2-144）由有效的測量探頭和一種相關(guān)的控制單元組成。控制單元通過LoCAN與發(fā)動機控制單元進行通信。

圖2-145氮氧化物傳感器的功能原理

1—泵電流（第一個艙）；2—催化劑成分；3—氮氣輸出口；4—泵電流（第二個艙）；5—隔離板2；6—二氧化鋯固體電解質(zhì)；7—隔離板1

氮氧化物傳感器工作原理

N0x傳感器的主要作用是檢測排氣中的N0x濃度值是否超限，診斷催化器消音器是否老化、拆除等故障。

N0x傳感器通過CAN總線與控制單元通信，其自帶診斷功能。在傳感器自檢無故障后，控制單元指令加熱器對N0x傳感器加熱，加熱過程中，若超過最大加熱時間限制仍未收到傳感器信號，則判定傳感器加熱不可信。

1.“無電源狀態(tài)”：

A、在這種狀態(tài)下氮氧化物，24V電沒有提供到傳感器。

B、在車身點火器開關(guān)關(guān)閉的情況下，這是傳感器的正常的狀態(tài)。

C、此時傳感器沒有任何輸出。

2.“有供電—傳感器非激活狀態(tài)”：

A、此時電源已經(jīng)通過點火開關(guān)提供到傳感器。

B、傳感器進入到預(yù)加熱階段，預(yù)加熱的目的是為了蒸發(fā)所有在傳感器頭上的濕氣。

C、預(yù)加熱階段會持續(xù)大約60秒鐘。

3.當接通點火開關(guān)時，N0x傳感器將加熱到100℃。

4.之后等待ECM發(fā)出一個“露點”溫度信號（Dew point）-“露點”溫度是指：在這個溫度后排氣系統(tǒng)內(nèi)將不會有能損壞N0x傳感器的濕氣存在。目前露點溫度被設(shè)定為120℃，溫度值是參考EGP的出口溫度傳感器測出的數(shù)值。

5.傳感器當接收到ECM發(fā)來的露點溫度信號后，傳感器將自行加熱到一定溫度（最大可為800℃）-注意：此時如果傳感器頭接觸到水將會導(dǎo)致傳感器損壞。

6.加熱到工作溫度后可燃氣體檢測儀，傳感器才開始正常的測量工作。

7.氮氧傳感器將測得的氮氧化物值通過CAN總線發(fā)送給ECM，發(fā)動機ECM通過這些信息對氮氧化物的排放進行時時監(jiān)測。

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