發布日期:2022-10-09 點擊率:86
尿素傳感器的作用:一汽解放尿素氮氧傳感器起什么作用 第1張" title="尿素傳感器的作用:一汽解放尿素氮氧傳感器起什么作用 第1張-傳感器知識網"/>
汽車氧傳感器的作用是可以檢出氣缸排出的氣體(尾氣)中含有的氧氣.車載電腦根據尾氣的含氧量,控制空氣和燃料的進入量,使得燃料得以充分燃燒而不至于浪費和產生污染物,同時又保證空氣不會進入太多而浪費寶貴的氣缸容積。
拓展資料:
一、氧傳感器使用過程:氧傳感器的氧傳感器作為電控發動機燃油噴射閉環控制的重要元件,為了達到排放法規和提高車輛燃油經濟性為主,前氧傳感器主要用來檢測氣缸燃燒后所排放的廢氣中氧含量,氧含量過多,說明混合氣過稀,燃料過少,λ>1(λ為實際空燃比與理論空燃比之比),這個時候氧傳感器的反饋電壓送到ECU,ECU根據混合氣過稀這一計算結果進而加大噴油量,反之減小噴油量。
二、氧傳感器隨時檢測排氣中的氧濃度,并隨時向發動機電腦反饋信號,發動機電腦根據反饋信號及時調j整噴油量,如信號反映混合氣偏濃,則減少噴油時間。
三、氧傳感器對汽車的影響:當氧傳感器壞掉了就會在不要噴油的時候噴油,要噴油的時候反而不噴油,造成發動機動力下降,抖動,和排放更高,嚴重的時候會造成發動機爆震。
隨著人們對于環境保護的意識加強,國家對于車輛的排放要求是越來越嚴格。如今大部分柴油類車輛需要裝置SCR后處理系統,才能有效減少污染的排放。
在SCR后處理系統中,尿素溶液(以下簡稱為尿素)起到了關鍵性的作用,可是因為尿素容易結晶,所以SCR后處理系統也需要定期做檢查和保養,我們應該注意哪些方面呢?
定期清理尿素噴嘴。從類型上可以劃分為兩大類,一類是有氣式噴嘴,另一類是無氣式噴嘴。無論是哪一種尿素噴嘴都容易出現堵塞、結晶的現象,如果尿素噴嘴堵塞,就會失去噴霧效果,當ECU電腦控制系統識別到此類異常后,將會對扭矩進行限制。所以說,大家盡量購買正品尿素使用,雖然劣質尿素比較便宜,但是劣質尿素更容易形成結晶,從而導致尿素噴嘴經常堵塞,后期清理起來更麻煩。
定期檢查溫度傳感器。
劣質柴油不能使用。催化劑是SCR后處理系統中的核心部分,催化劑跟尿素產生化學反應后,能夠高效的消除尾氣污染物。但是催化劑對于柴油發動機所排放出來的硫含量有很高的技術要求,如果發動機使用了劣質柴油,就會出現過多的二氧化硫進入到催化劑當中,催化劑一旦失效就會因尾氣超標而限制發動機動力輸出。所以,劣質柴油不僅會造成發動機損傷,還對SCR后處理系統也會造成諸多問題。
濾芯和尿素罐要定期清理。對于尿素罐來說,每年到了車輛該保養的時候,要將尿素罐底部打開,把罐底的沉淀物清除。車輛在正常運作時,如果尿素消耗剩20%左右的時候,就需要往尿素罐中添加尿素。盡量將濾芯浸沒在尿素中,以免因尿素液面過低,造成未浸泡在尿素中的濾芯形成結晶,久而久之濾芯將會被尿素結晶堵塞。
綜合以上所訴,對于SCR后處理系統卡友們應該定期去做維護,讓SCR后處理系統處于良好的工作狀態,不僅能使發動機發揮出更好的動力性能,還能減少車輛污染物的排放,對凈化空氣起到了一定的效果。
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摘要:隨著環境問題的日益顯現,環保部門制定了嚴格的排放法規,市場監管和檢查也嚴格落實到位,尤其是到國六階段[1][2],排放要求非常嚴苛,為此,柴油發動機均配備了SCR系統(Selective Catalytic Reduction選擇性催化還原技術),以減少尾氣中的NOX(氮氧化物)排放,其中SCR系統的添加劑就是車用尿素。車用尿素溶液為32.5%尿素和67.5%去離子水的高純溶液,其濃度對車輛使用影響重大,直接影響車輛動力性、燃油經濟性、排放合理性以及OBD監測要求,因此,需要對尿素濃度實施實時監測,檢測尿素濃度的傳感器就是尿素品質傳感器,下文中將對尿素品質傳感器作進一步分析。
關鍵詞:柴油機; 車用尿素; 尿素濃度; 尿素品質傳感器;
0 引言
隨著排放法規的日益加嚴,對于柴油發動機,除了對發動機機內排放進行嚴格控制外,即嚴格控制裸排水平,還需借助全新的機外后處理凈化技術,采用更加先進的技術,對排放污染物進行控制和處理,常見后處理有:NSC+SDPF+SCR、NSC+CDPF+SCR、DOC+SDPF+SCR、DOC+CDPF+SCR[3],無一例外,SCR都是必備裝置,SCR方案在柴油車尾氣排放處理系統中具有明顯優勢,而車用尿素是SCR方案的必需添加劑,車用尿素是由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物,在不同地方的叫法不同,在中國及歐洲成為Ad Blue,在美國稱為DEF,尿素溶液為含有32.5%尿素和67.5%去離子水的高純透明溶液,具有淡淡的氨水氣味,車用尿素晶體的純度較高,它主要是從工業尿素中進一步提純得到,去離子水的雜質含量也有嚴格的要求,當加熱至160°C時,分解成氨氣(NH3)和水。
在SCR系統中,尿素溶液的濃度非常重要,尿素濃度不適合將造成反應不充分,引起尾氣不達標,尿素溶液的結晶也是行業難題,并且結晶點也受尿素濃度的影響,經過相關人員的反復測試,發現尿素濃度在32.5%時,尿素結晶溫度最低,因此車用尿素濃度確定為32.5%。
車用尿素及尿素濃度對車輛的動力、油耗、尾氣排放等起著關鍵性的作用。所有尿素箱中都要安裝尿素品質傳感器以實時監測尿素的品質情況,尿素品質傳感器的原理有:比熱容原理、聲學原理、光學原理,由于比熱容原理的尿素品質傳感器市場使用率極低,以下主要對聲學式和光學式品質傳感器進行分析和說明。
1 聲學原理技術路線
聲學原理又可以分為兩種,一種是類似于音叉密度計的原理,即元件的結構相當于兩齒的音叉,叉體因位于叉根的壓電晶體產生振動,振動的頻率通過位于另一個叉指上的壓電晶體而檢測出來,通過移相和電路放大及處理,叉體被穩定在固有頻率上,當介質流經叉體時,引起諧振頻率的變化,轉化為對溶液溶度的測量。[3]另一種是根據超聲波在不同介質中速度不同,通過測量聲波在一個固定距離內,聲波信號的發射與反射接收所用的時間,測量在液體中聲速,從而得到尿素溶液濃度,依此進行傳感器技術開發。通過測量可知,超聲波在空氣中速度為340m/s@20℃(注:測試溫度為20℃),超聲波在純水中的速度為1480m/s@20℃,超聲波在標準尿素溶液(濃度為32.5%)中的速度為1620m/s@20℃。在不同溫度下,超聲波在水和尿素中的傳輸速度,如圖1所示。在不同濃度的尿素溶液中,超聲波的傳輸速度也不同,如圖2所示。
圖1 不同溫度下的速度變化
圖2 不同尿素濃度下的速度變化
利用超聲波探頭(收發一體)發出聲波脈沖到反射擋板,然后反射回探頭,通過多次循環計算平均飛行時間(TOF),在固定溫度以及尿素濃度的測試條件下,TOF幾乎式固定不變的,如圖3所示。根據此理論設計的尿素濃度傳感器稱為超聲波式濃度傳感器。
2 光學原理技術路線
光學原理,即利用光在不同介質界面傳播時,會產生折射現象,當尿素濃度改變時,折射率也會發生變化,通過建立車用尿素濃度和光折射率的關系,即根據光在不同尿素濃度下的折射率不同,進行傳感器技術開發。顯而易見,這種技術路線的尿素品質傳感器,其對光路的穩定性要求較高。
圖5 尿素品質傳感器原理圖
圖3 聲波傳輸測試
當光源從光密介質射入到光疏介質時,會發生折射與反射。當入射角≥臨界角時,入射光線會發生全發射,如圖4所示,此臨界角的大小由尿素濃度決定,這就是“斯涅爾定律(Snell’s Law)”的典型應用。
根據“斯涅爾定律”理論,介質的折射率隨介質濃度的變化而變化,通過反射臨界角n2(尿素)與n1(殼體)之間的折射率關系,設計的尿素濃度傳感器稱為光電式濃度傳感器。
3 結構原理圖
品質傳感器的主電路能夠識別液位傳感器的輸出信號,并且最終通過CAN輸出尿素液位、尿素質量和尿素溫度信號,原理圖見圖5,發動機ECM接收到信號后,根據發動機和整車輸入的各種信號數據,進行綜合判斷,以保證發動機和整車正常工作。
其中,液位傳感器一般是電容式或者簧片開關式,可同時檢測尿素溶液的液位和溫度;品質傳感器一般式下潛式結構,可同時檢測尿素濃度和溫度,并且液位傳感器測試的液位和溫度信息,通過硬線傳輸至品質傳感器,再統一由品質傳感器把信息流(液位+濃度+溫度+診斷),通過CAN線輸出給主電路板,再通過整車CAN線發布到ECM。
4 超聲波式和光電式品質傳感器對比
根據兩種傳感器的技術原理,超聲波式品質傳感器不受介質的濁度、色度、流態的干擾,響應快,測量精度高,但抗氣泡干擾能力差,極易受氣泡的影響;光電式品質傳感器抗氣泡干擾能力較超聲波式更優,但對光比較敏感,需要遮光使用,并且對使用環境的清潔度要求高,因為尿素經過反復解凍后,容易出現“絮狀”漂流物,影響測量精度,同時,光電式傳感器的透明發光體,耐久使用后,容易出現泛黃、變色,使其透光率下降,導致測量結果出現異常。
通過綜合評估超聲波式傳感器和光電式傳感器的優劣勢現狀,這兩種型式的傳感器在市場上都有特定的使用場景,導致其在市場上同時存在。
5 結論
在實際使用過程中,因國內資源及技術成熟度考慮,超聲波式尿素品質傳感器占主流。車用尿素在加注過程中會產生大量氣泡,附著在品質傳感器探頭表面,影響傳感器對濃度的真實檢測,導致尿素誘導系統觸發,這也成為一項行業難題,以上兩種原理的品質傳感器都無法克服,并且車輛在顛簸路面行駛時,尿素在尿素箱中也會產生氣泡,為減輕氣泡影響,常見的方法是在探頭上加裝護套,護套可以隔絕氣泡,考慮對尿素解凍的影響,探頭護套又不能做成全封閉式,所以,護套理論上不能完全消除氣泡影響,另一種方法是在尿素加注槍上使用氣泡消除裝置,使注入到尿素箱中的氣泡量盡可能低,這種裝置正處于研發階段,還未市場化,因此,如何消除氣泡對品質傳感器的影響,將繼續困擾尿素品質傳感器研發者和使用者,如果哪家尿素品質傳感器供應商開發出消除氣泡影響的裝置,這家供應商將占領全球尿素傳感器市場,并將極大推動尿素濃度傳感器的技術發展。
另外,尿素品質傳感器核心零部件還嚴重依賴國外技術和產品供應,面對SCR系統的廣泛使用,如何實現尿素濃度傳感器開發技術和批產的徹底國產化,將可大幅度降低傳感器的成本,并實現產品自主,解除這項“卡脖子”問題,具有深遠的現實意義。
參考文獻
[1] 環境保護部,國家質量監督檢驗檢疫總局. GB.6-2016,輕型汽車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)[S].北京:中國環境科學出版社,2016.
[2] 生態環境部,國家市場監督管理總局. GB-2018,重型柴油車污染物排放限值及測量方法(中國第六階段)[S].北京:中國標準出版社,2018.
[3]孫寶元,楊寶清.傳感器及其應用手冊[M].北京:機械工業出版社,2004.
[4]李江兵,趙挺,樊華春.輕型柴油機國六后處理技術路線探討[J].內燃機與配件,2020(21):38-39.尿素傳感器的作用:一汽解放尿素氮氧傳感器起什么作用 第2張" title="尿素傳感器的作用:一汽解放尿素氮氧傳感器起什么作用 第2張-傳感器知識網"/>
汽修專區轉載
8分鐘前
徐增華LV4
尿素傳感器加高的壞處
根據市場走訪情況,客戶對后處理SCR總成上安裝的排溫傳感器實行墊高改裝概率在50%左右。用戶用此改裝使得排溫檢測值低,尿素消耗減少,降低運營成本。 此改裝使排溫傳感器測溫探頭由SCR內部提高至SCR外部,測的溫度低,而尿素開始消耗的溫度在200℃以上。改裝后,當排溫達200℃ 時,排溫傳感器測量的溫度可能只在150℃或更低(根據改裝的高度不同,越高測量的溫度越低),導致很多車絕大多數工況達不到尿素消耗溫度,導致尿素不消耗或者消耗少。如圖: 改裝對后處理帶來的損害 主要影響:造成尿素噴嘴過熱,易發生結晶堵塞。 博世尿素噴嘴(件號)噴頭處的工作溫度: 正常工作溫度范圍:-5℃-120℃ 允許工作溫度范圍:120-140℃(此范圍小于40分鐘,超時對噴嘴造成傷害) 禁止工作溫度范圍:>140℃ 怎樣保證發動機正常運行時,噴嘴安裝后噴頭處在合理允許的工作溫度: 1、 靠噴嘴的兩根冷卻水管接頭,內部不間斷的發動機防凍液水循環降溫;(當噴頭處所處外溫,即排氣溫度低于200℃時,此冷卻方式占主要地位) 2、 靠噴嘴自身噴射。噴頭的三個噴孔,噴射正常范圍的0-40℃尿素時,噴頭的溫度會明顯降低。(當噴頭處所處外溫,即排氣溫度高于200℃時,此冷卻方式占主要地位) 排溫墊高對噴嘴造成損害: 當排溫高于200℃時,因墊高導致ECU實際接到的溫度信號會明顯低于200℃,噴射系統無法正常的進入噴射階段,噴嘴噴頭在實際溫度≥200℃的排溫下,無法噴射自身冷卻,導致超出噴嘴噴頭處的溫度耐溫極限140℃。 一是造成殘留噴嘴內部尿素結晶,堵塞噴嘴。 二是過熱導致噴嘴噴頭前部損傷,后期會導致噴頭噴射異常。 其他危害: 客戶使用的不良墊高坐或者墊高節,在安裝拆卸過程中導致排溫傳感器本體損壞或螺紋損傷。
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