柴油诊断

随着国家对环保越来越重视，柴油车排放法规日趋严格，国四以上的车辆增加了SCR后处理系统，氮氧传感器是SCR后处理系统中最关键的部件之一，在发动机运行过程中检测发动机排气管中尾气的氮氧浓度，检测氮氧排放是否满足犯规要求范围内。

1

氮氧传感器结构介绍

氮氧传感器外部结构

1.1

氮氧传感器总成分为：氮氧探头、线束、控制单元。

氮氧传感器（NOx）总成为一体式，任何一个分部件都不能单独更换。

氮氧传感器内部结构

1.2

氮氧传感器针脚定义

1.3

目前市面上常见的氮氧传感器有三种

∨

控制单元

1.4

氮氧传感器的探头有8条线，这些线连接到传感器的控制单元上。

主要作用分为两种：一种是控制陶瓷探头进行加热，另一种是反馈电流信号给芯片，在芯片内部进行比较计算。

芯片计算过的氮氧信号通过主线束CAN通讯总线反馈给ECU或DCU。

氮氧传感器供电：12V/24V。

氮氧传感器CAN通讯

1.5

氮氧传感器通过CAN通讯与ECU或DCU进行通讯。

氮氧传感器总成内部集成自诊断系统，（不需要ECU或DCU计算氮氧浓度，氮氧传感器自身就可以完成这一步），监测自身的工作状态通过车身通讯总线与ECU或DCU反馈氮氧浓度信号。

下图为重汽豪沃T7配博世/54电控系统的车身CAN通讯：

氮氧传感器安装注意事项

氮氧传感器探头安装时要安装在排气管催化器上半部分，不能使传感器探头位于催化器的位置。防止氮氧探头遇水开裂。

氮氧传感器控制单元安装方向：将控制单元竖直安装，起到更好的防止作用。

氮氧传感器控制单元温度要求：氮氧传感器的安装注意不能安装在温度过高的地方，建议远离排气管和尿素箱附近。如受整车布置所限，必须把氧传感器安装在排气管和尿素箱附近时，必须加装隔热罩和隔热棉，并对安装位置周围温度进行评估，工作温度不高于85℃。

2

氮氧传感器工作原理

氮氧传感器工作过程

2.1

氮氧传感器核心元件是多孔的ZrO2氧化锆陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。在加热到一定温度下，由于两侧氧浓度不同，氧化锆会产生化学反应，电极两侧产生电荷移动，移动的电荷产生电流，根据产生电流的大小反映出氮氧的浓度不同，将氮氧的浓度通过CAN通讯反馈给ECU或DCU。

露点保护功能：因为氮氧传感器本身电极工作时就需要较高的温度才能进行，氮氧传感器内部有陶瓷结构。陶瓷在高温状态下是不能碰到水的，遇到水后，容易热胀冷缩导致陶瓷开裂，所以氮氧传感器会设置一个露点保护功能，这个功能的作用就是在检测排气管温度达到设定值后再等待一段时间。ECU或DCU认为在这么高温状态下，就算氮氧传感器上有水也会被高温的废气吹干。

1

点火开关打开后，氮氧传感器（NOx）将加热到100℃，之后等待ECU或DCU发出“露点”温度信号，当氮氧传感器接收到ECU或DCU指令后，传感器将自行加热到一定温度（可为800℃）。

注意：此时传感器探头不可接触到水，否则将会导致传感器损坏。

2

到设定值工作温度后，氮氧传感器才开始工作检测氮氧浓度。

3

传感器总成内部集成自诊断系统，（不需要ECU或DCU计算氮氧浓度，氮氧传感器自身就可以完成这一步），监测自身的工作状态通过车身通讯总线与ECU或DCU反馈氮氧浓度信号。

氮氧传感器工作状态

2.2

1

点火开关关闭时，氮氧传感器12V/24V不供电。

2

点火开关打开时，发动机不启动，氮氧传感器12V/24V供电，但传感器不工作。

3

点火开关打开时，发动机启动，氮氧传感器12V/24V供电，传感器进入预加热状态，目的是为了蒸发氮氧探头上的湿气。（预热持续大约60秒左右）

4

氮氧传感器接收到ECU或DCU“露点”信号后，传感器测量部件将被加热到大约800℃左右，当传感器加热到正常工作温度后，开始检测氮氧化物和氧气的浓度，通过CAN总线反馈信号给ECU/或DCU。

氮氧传感器检测诊断

2.3

氮氧传感器在正常工作时，实时检测排气管中的NOx值，通过CAN总线反馈给ECU/DCU。

ECU并不是通过检测实时的NOx值来判断排气是否合格，而是通过一套氮氧化物监测程序来对排气管中的NOx值进行检测是否超标。

运行NOx检测，必须满足以下条件：

冷却水系统工作正常，码。

环境压力传感器码。

水温高于70℃以上。

氮氧传感器测量原理

2.4

尾气进入氮氧传感器测量池,测量池内部的氧气被排出，产生极限电流，通过测量极限电流来测量被测气体中的氧气浓度。同时测量池内部二氧化氮产生分解：NO2-NO+1/2 O2，完成NO2-NO转换。

被测气体继续扩散进入传感器第二测量池，第二测量池内部一氧化氮产生分解：NO-+1/2 N2+1/2 O2，分解的氧气被排除，产生极限电流，通过测量极限丁柳来测量被测气体中的氮氧化物浓度。

3

氮氧传感器故障诊断

一个完整的氮氧化物检测需要采样20次左右，一次氮氧化物检测完成，ECU/DCU将对采样的数据进行比较:如检测过程中所有采样的NOx值的平均值小于设定值，检测通过。

如检测过程中所有采样的NOx值的平均值大于设定值，监测器记录一次错误。但不点亮MIL灯，如连续两次监测都没有通过，系统报超5、超7故障码，MIL灯点亮。

报超5故障码时，点亮MIL灯，但不限制扭矩。报超7故障码时，点亮MIL灯，同时系统限制扭矩，扭矩的限制根据车型厂家设定而定。

注：有些车型即使排放超限故障修复好，MIL灯也不会熄灭，故障状态显示为历史故障，遇见这种情况时，需要进行数据刷写或执行高氮氧化物复位功能。

以博世电控系统/54ECU为列

氮氧传感器相关故障码

故障症状：MIL灯点亮，50小时后OBD扭矩限制，发动机性能受限。

系统报出氮氧传感器相关故障码时，首行外观检查：

1）目视检查NOx传感器的安装是否正确；

2）检查NOx传感器是不是安装在正确的位置上；

3）NOx传感器是否受到冲击而损坏。

检测异常的可能原因：

-安装不正确（更正安装）

-NOx 传感器损坏（更换NOx传感器）。

注意：下游NOx传感器用于OBD监控，如果使用了错误的数据，将会报错。所以正确的数据是这项测试的前提

供电检查

1）将点火开关置于OFF档（如果点火开关的上一个状态为ON，则置于OFF档后，请等待足够长的时间（至少2分钟）后再进行后续操作以免带电插拔）；

2）拔出NOx传感器线束接头；

3）将点火开关置于ON档；

4）测量NOx传感器线束引脚1电压：正常值： 23～28 V。

5）测量NOx传感器线束引脚3引脚电压：正常值： 2.4V左右。

6）测量NOx传感器线束引脚引脚4电压：正常值： 2.6V左右。

测试异常的可能原因：

-线束问题（通过下一步“线束检查”相关指南进一步排查）。

线束检查之开路检查

1）将点火开关置于OFF档（如果点火开关的上一个状态为ON，则置于OFF档后，请等待足够长的时间（至少2分钟）后再进行后续操作以免带电插拔）；

2）拔出整车线束K；

3）拔出NOx传感器线束接头；

4）测量引脚4和引脚3到ECU整车线束K引脚的电阻值：

正常值：～ 0Ω / 引脚4到ECU 引脚K54

正常值：～0Ω / 引脚3到ECU 引脚K76

测试异常的可能原因：

-线束开路

-线束接头损坏（目视检查）。

线束检查之短路检查

1）将点火开关置于OFF档（如果点火开关的上一个状态为ON，则置于OFF档后，请等待足够长的时间（至少2分钟）后再进行后续操作以免带电插拔）；

2）拔出ECU整车线束；

3）拔出NOx传感器线束接头；

4）测量引脚4和引脚3到车厢地的电阻：

正常值：≥ 1MΩ / 引脚4到车厢地

正常值：≥ 1MΩ / 引脚3 到车厢地

测试异常的可能原因：

-线束短路到地

-接头损坏（目视检查）。

传感器CAN通讯线电阻值测量：

连接传感器插头，测量传感器CAN通讯线之间的电阻值，正常值：为60Ω。（个别车系约为120Ω）。

如以上测量结果都正常，更换氮氧传感器或ECU/DCU。

氮氧传感器专用设备测量

氮氧传感器自身内部集成电路板，通过电压、电阻无法判断故障，需要借助专用检查设备，如爱夫卡公司自主研发的B9尿素泵实验台。

连接好尿素泵试验台和氮氧传感器，启动测试，测试360秒后系统自动停止，可读取氧浓度和氮氧浓度PPM值是否在标准值内。测试步骤如下图：

长按二维码看H5,解锁更多精彩

爱夫卡经典文章回顾

▲扫码下载卡巴驿家APP