國六發(fā)動(dòng)機(jī)采用的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量大幅增加,OBD監(jiān)控要求提高
1 . 尿素品質(zhì)/質(zhì)量傳感器
主要用途:監(jiān)控尿素水溶液是否符合32.5%的濃度要求,如果異常(加水稀釋等),則通過OBD進(jìn)行亮燈限扭操作。
尿素品質(zhì)/質(zhì)量傳感器通過CAN通訊發(fā)送液位、濃度、溫度給DCU。
傳感器測(cè)量原理:利用超聲波原理測(cè)量尿素濃度,對(duì)尿素噴射量進(jìn)行閉環(huán)控制。
傳感器參數(shù):
* 尿素濃度:5~62.5%MAX
* 測(cè)量精度:±1%@(-10℃~60℃);
±2%@>61℃
* 工作溫度范圍:-40℃~85℃
2 . DPF差壓傳感器
差壓傳感器使用來測(cè)量DPF之間壓力差值的傳感器,ECU根據(jù)壓差傳感器的數(shù)據(jù)用來判斷DPF的碳載量是否超限,監(jiān)測(cè)DPF堵塞情況,為DPF再生和OBD診斷提供數(shù)據(jù)同時(shí)根據(jù)差壓傳感器數(shù)據(jù)點(diǎn)亮故障燈。
DPF上游的引氣管連接在差壓傳感器的P2高壓端,DPF下游的引氣管連接在差壓傳感器的P1低壓端,DPF壓差P=P2-P1。
作用:測(cè)量DPF進(jìn)口和出口的壓力差,為DPF再生和OBD診斷提供數(shù)據(jù)
原理:DPF進(jìn)口與出口之間的壓力之差,作用在隔膜上,會(huì)造成其電阻值的變化,這個(gè)差值會(huì)被轉(zhuǎn)換成壓差信號(hào),傳遞給ECM控制單元,控制單元根據(jù)壓差信號(hào)判斷何時(shí)進(jìn)行DPF再生。
通過傳感器內(nèi)部壓電轉(zhuǎn)化膜片將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出給ECU,ECU通過傳感器反應(yīng)的壓差值判斷DOF是否被拆除或堵塞。
工作參數(shù):
* 工作壓力范圍:-1.7kpa to 34.5kpa
* 工作溫度范圍:-40℃~135℃
* 最大可承受壓差:70kpa
* 供電電壓:5V±1%
* 信號(hào)電壓范圍:0.5-4.5V
* 測(cè)量精度:0-75kpa;±1.2kpa、75kpa-100kpa;±1.6kpa;
* 最大可承受壓力:300kpa
* 壓差精度:±2%@-40 to 135℃
* 工作電流:10mA max
注意:傳感器應(yīng)按照發(fā)動(dòng)機(jī)垂直方向安裝并且壓力輸入口朝下,壓力輸入口的安裝傾角應(yīng)小于15°,如果需要直接將傳感器安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí),需要事先評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度,確保傳感器課題溫度不超過135℃。
3 . 熱電偶型溫度傳感器(康明斯)-熱電偶溫度傳感器模塊
國五車型排溫用的都是熱敏電阻型溫度傳感器,國六康明斯使用的為熱電偶型溫度傳感器,3個(gè)溫度傳感器或2個(gè)溫度傳感器集成在一起,利用CAN線將溫度信號(hào)傳遞給ECU。
排溫傳感器是確保后處理設(shè)備催化轉(zhuǎn)化效率的重要溫度輸出信號(hào),用于檢測(cè)額DOC進(jìn)口溫度、DPF進(jìn)口溫度、DPF出口溫度、SCR出口溫度與發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)相關(guān),一旦爆出溫度高的故障代碼,可能的原因包括:增壓器漏油/噴油器漏油/標(biāo)定每個(gè)傳感器探頭有特定的位置,不可更換。一旦出現(xiàn)損壞,整體更換。
熱電偶是常用的測(cè)溫元件,是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí),當(dāng)兩接合點(diǎn)熱電偶溫度不同時(shí),就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流,這種現(xiàn)象成為“熱電效應(yīng)”。
如果熱電偶的工作端與參比端有溫差時(shí),顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)所對(duì)應(yīng)的溫度值。
熱電偶的熱點(diǎn)勢(shì)將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng),它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度相關(guān),與熱電極的長(zhǎng)度、直徑無關(guān)。
與熱敏電阻不同點(diǎn):
熱電偶傳感器的電阻很小幾乎為0歐姆
熱敏電阻傳感器電阻幾千歐
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原理:當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體與半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路,其兩端互相連接時(shí),只要兩節(jié)點(diǎn)的溫度不同,一段溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為0T,稱為自由端(也稱為參考端)或冷端,回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導(dǎo)體稱為“熱點(diǎn)極”,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。
主要優(yōu)點(diǎn):
* 測(cè)量精度高。因直接與被測(cè)對(duì)象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。
* 測(cè)量范圍廣,常用的熱電偶從零下50度------1600度均可連續(xù)測(cè)量,某些特殊熱電偶最低可測(cè)到-269度(如金鐵鎳鉻),最高可達(dá)2800度(如鎢、錸)
* 構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護(hù)套管,用起來非常方便。
- 安裝在4缸排氣歧管上,壓力信號(hào)管反饋排氣壓力,以控制排氣節(jié)氣門EAT工作
- 壓力信號(hào)管和排氣壓力傳感器為一個(gè)整體部件,不可單獨(dú)更換
- 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)起作用時(shí),需要通過排氣節(jié)氣門增加泵氣功,即提升排氣阻力,需要通過排氣壓力傳感器對(duì)壓力進(jìn)行準(zhǔn)確控制
- 傳感器失效:根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的條件,計(jì)算排氣壓力的虛擬值(做不到完全精確,有一定的誤差)。按照這個(gè)虛擬值進(jìn)行后續(xù)控制。
4 . 氮氧化物傳感器
國六排放標(biāo)準(zhǔn)中后處理系統(tǒng)采用進(jìn)口/出口兩個(gè)氮氧化物傳感器,且不能互換;此方案可以精確的進(jìn)行閉環(huán)控制,DCU根據(jù)氮氧化物傳感器的信號(hào)調(diào)節(jié)尿素噴射量的大小。
康明斯后處理系統(tǒng):
濰柴WP7進(jìn)排氣同側(cè)后處理系統(tǒng):
濰柴:WP9H/WP12/WP13箱式處理系統(tǒng)
錫柴后處理系統(tǒng):
氮氧化合物傳感器有三個(gè)部分組合:傳感頭、連接電纜、控制模塊
工作過程:
1)接通點(diǎn)火開關(guān),NOx傳感器將加熱到100℃,之后等待ECM發(fā)出一個(gè)“露點(diǎn)”溫度信號(hào);
2)當(dāng)傳感器接收到ECM發(fā)來的“露點(diǎn)”溫度信號(hào)后,傳感器將自行加熱到工作溫度(最大可為800℃);
3)加熱到工作溫度,傳感器開始自檢工作,自檢通過后傳感器將氮氧化物值發(fā)送到CAN總線上,發(fā)動(dòng)機(jī)ECM通過這些信息對(duì)氮氧化物的排放進(jìn)行檢測(cè)。
露點(diǎn)溫度:在這個(gè)溫度后,排氣系統(tǒng)內(nèi)將不會(huì)有能損壞NOx傳感器的濕氣存在。目前露點(diǎn)溫度被設(shè)定為140℃,溫度值是參考催化箱的出口溫度傳感器測(cè)出的數(shù)值。
氮氧傳感器的三個(gè)狀態(tài):
* 無電源狀態(tài)
在這種狀態(tài)下,24V電沒有提供到傳感器,在車身點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉的情況下,這是傳感器的正常狀態(tài),此時(shí)傳感器沒有任何輸出。
* 有供電傳感器非激活狀態(tài)
此時(shí)電源已經(jīng)通過點(diǎn)火開關(guān)提供到傳感器,傳感器進(jìn)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,預(yù)加熱階段會(huì)持續(xù)大約60秒鐘。
* 有供電傳感器激活狀態(tài)
在收到露點(diǎn)溫度信號(hào)后,傳感器測(cè)量部件將被加熱到大約600~800攝氏度左右,一旦傳感器被加熱到正常工作溫度后,氮氧化物和氧氣的濃度就會(huì)被傳感器發(fā)送到CAN總線上。
5 . 空氣流量傳感器(MAF)
目前,市面上用于測(cè)量進(jìn)氣量的傳感器有兩種形式。一種為速度密度式:進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)這種傳感器比較常見原理簡(jiǎn)單,多用于重卡。另一種為質(zhì)量流量式:空氣流量傳感器(MAF),這種傳感器直接測(cè)量進(jìn)氣管路中空氣質(zhì)量,精度要比進(jìn)氣歧管壓力傳感器(MAP)更高,多用于輕卡及乘用車。
空氣流量傳感器(MAF)又稱為空氣質(zhì)量與流量計(jì),MAF是空氣流量計(jì)的縮寫。傳感器安裝在空氣濾清器后和增壓器之前的管路中。它將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送至電控單元(ECU),作為決定噴量油和點(diǎn)火正時(shí)的基本信號(hào)之一。
MAF傳感器都有什么類型?
根據(jù)空氣流量傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為五種:卡門渦旋式、翼片式、熱線式、熱膜式、雙向熱膜式。我們常見的為熱線式和熱膜式空氣流量傳感器。
熱線式空氣流量傳感器:通過電流加熱熱線(是一根直徑為70pm的鉑金絲),發(fā)動(dòng)機(jī)在著車過程中空氣流經(jīng)空氣流量計(jì),熱線被空氣冷卻,使其變冷,通過熱線的空氣質(zhì)量流量越大,被帶走的熱量就越多。
熱膜式空氣流量傳感器:熱膜式空氣流量傳感器內(nèi)部將熱線換成了熱膜,它是由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂上構(gòu)成的,這種結(jié)果可以不直接承受空氣的作用力,提高空氣流量計(jì)的可靠性。)
MAF傳感器安裝在穩(wěn)流管上,其總成安裝在空壓機(jī)取氣后,油氣分離器回氣口前的進(jìn)氣管路上;濰柴出廠隨機(jī)帶MAF傳感器和穩(wěn)流管;安裝時(shí)注意穩(wěn)流管方向與進(jìn)氣放行保持一致。
MAF傳感器為熱膜式進(jìn)氣流量傳感器,是EGR技術(shù)路線的重要部件。它根據(jù)流經(jīng)傳感器不同流量的氣體帶走不同熱量,在傳感器芯片上產(chǎn)生溫度梯度,并通過內(nèi)部電路將溫度梯度轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào);ECU接收頻率信號(hào)通過數(shù)據(jù)標(biāo)定的頻率與流量特性曲線,得到相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣流量值、