Un capteur d'azote et d'oxygène (capteur NOx) est un capteur utilisé pour détecter la teneur en oxydes d'azote (NOx) tels que N₂O, NO₂, NO₂, N₂O₃, N₂O₄ et N₂O₄ dans les gaz d'échappement. Selon leur principe de fonctionnement, ils se divisent en capteurs électrochimiques, optiques et autres capteurs de NOx. Grâce à la conductivité d'un matériau céramique à électrolyte solide en zircone dopée à l'oxyde d'yttrium (YSZ) aux ions oxygène, à la sensibilité catalytique sélective d'un matériau d'électrode spécifique sensible aux NOx et à la structure spécifique du capteur pour obtenir le signal électrique de NOx, les NOx présents dans les gaz d'échappement sont détectés et convertis en signaux numériques standard CAN.
Fonction du capteur d'oxygène d'azote
- Plage de mesure NOx : 0-1500 / 2000 / 3000ppm NOx
- Plage de mesure O2 : 0 – 21 %
- Température maximale des gaz d'échappement : 800 ℃
- peut être utilisé sous O2 (21%), HC, Co, H2O (< 12%)
- interface de communication : peut
Domaine d'application du capteur NOx
- système SCR d'émissions d'échappement des moteurs diesel (conforme aux normes nationales d'émissions IV, V et VI)
- système de traitement des gaz d'échappement des moteurs à essence
- système de détection et de contrôle de la désulfuration et de la dénitration de la centrale électrique
Composition du capteur d'oxygène d'azote
Les principaux composants de base du capteur NOx sont des composants sensibles en céramique et des composants SCU
Noyau du capteur NOx
En raison de l'environnement d'utilisation spécifique du produit, la puce céramique est développée avec une structure électrochimique. Cette structure est complexe, mais le signal de sortie est stable, la vitesse de réponse est rapide et la durée de vie est longue. Ce produit répond aux exigences de surveillance des émissions de NOx lors du contrôle des gaz d'échappement des véhicules diesel. Les pièces sensibles en céramique contiennent de multiples cavités internes en céramique, notamment de la zircone, de l'alumine et diverses pâtes conductrices métalliques de la série Pt. Le procédé de fabrication est complexe, la précision de la sérigraphie est requise et les exigences de formulation et de stabilité du matériau ainsi que du procédé de frittage sont respectées.
Actuellement, il existe trois capteurs NOx courants sur le marché : plat à cinq broches, plat à quatre broches et carré à quatre broches
Le capteur NOx peut communiquer
Le capteur de NOx communique avec l'ECU ou le DCU via la communication CAN. L'ensemble NOx est intégré à un système d'autodiagnostic (le capteur d'azote et d'oxygène peut effectuer cette étape lui-même sans nécessiter de calcul de la concentration en azote et en oxygène par l'ECU ou le DCU). Il surveille son propre état de fonctionnement et renvoie le signal de concentration de NOx à l'ECU ou au DCU via le bus de communication de la carrosserie.
Précautions d'installation du capteur NOx
La sonde du capteur de NOx doit être installée sur la moitié supérieure du catalyseur du pot d'échappement, et non au point le plus bas. Évitez que la sonde d'azote et d'oxygène ne se fissure en cas de contact avec l'eau. Sens d'installation du boîtier de commande du capteur d'azote et d'oxygène : installez-le verticalement pour éviter tout risque de fissure. Températures requises pour le boîtier de commande du capteur de NOx : évitez d'installer les capteurs d'azote et d'oxygène dans des endroits où la température est excessivement élevée. Il est recommandé de les maintenir à l'écart du pot d'échappement et à proximité du réservoir d'urée. Si la sonde d'oxygène doit être installée à proximité du pot d'échappement et du réservoir d'urée en raison de la configuration du véhicule, un écran thermique et un isolant thermique en coton doivent être installés, et la température autour du point d'installation doit être évaluée. La température de fonctionnement optimale ne doit pas dépasser 85 °C.
Fonction de protection contre le point de rosée : l'électrode du capteur de NOx nécessitant une température élevée pour fonctionner, ce dernier est doté d'une structure en céramique. La céramique ne peut pas entrer en contact avec l'eau à haute température et se dilate et se contracte facilement au contact de l'eau, ce qui entraîne des fissures. Par conséquent, le capteur de NOx est équipé d'une fonction de protection contre le point de rosée, qui consiste à attendre un certain temps après avoir détecté que la température du tuyau d'échappement atteint la valeur de consigne. L'ECU ou le DCU considère qu'à une température aussi élevée, même en présence d'eau sur le capteur de NOx, celui-ci sera asséché par les gaz d'échappement à haute température.
Détection et diagnostic du capteur NOx
Lorsque le capteur de NOx fonctionne normalement, il détecte la valeur de NOx dans le tuyau d'échappement en temps réel et la transmet au calculateur/contrôleur de puissance via le bus CAN. Le calculateur ne détermine pas la conformité des gaz d'échappement en détectant la valeur de NOx en temps réel, mais détecte si la valeur de NOx dans le tuyau d'échappement dépasse la norme grâce à un programme de surveillance des NOx. Pour effectuer la détection de NOx, les conditions suivantes doivent être remplies :
Le système de refroidissement fonctionne normalement, sans code d'erreur. Le capteur de pression ambiante ne présente aucun code d'erreur.
La température de l'eau est supérieure à 70 °C. Une détection complète de NOx nécessite environ 20 échantillons. Après une détection de NOx, l'ECU/DCU compare les données échantillonnées : si la valeur moyenne de toutes les valeurs de NOx échantillonnées est inférieure à la valeur définie pendant la détection, celle-ci est réussie. Si la valeur moyenne de toutes les valeurs de NOx échantillonnées est supérieure à la valeur définie pendant la détection, le moniteur enregistre une erreur. Cependant, le témoin d'anomalie ne s'allume pas. Si la surveillance échoue deux fois consécutives, le système signale les codes d'erreur Super 5 et Super 7, et le témoin d'anomalie s'allume.
Lorsque le code défaut 5 est dépassé, le témoin d'anomalie s'allume, mais le couple n'est pas limité. Lorsque le code défaut 7 est dépassé, le témoin d'anomalie s'allume et le système limite le couple. La limite de couple est définie par le constructeur.
Remarque : même si le défaut de dépassement des émissions de certains modèles est réparé, le témoin d'anomalie ne s'éteint pas et le statut du défaut s'affiche comme un défaut historique. Dans ce cas, il est nécessaire de corriger les données ou d'effectuer la réinitialisation des NOx élevés.
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Date de publication : 02/09/2022