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              國六傳感器與執行器(1-5)

                 2020-11-27 3746
              核心提示:國六發動機采用的傳感器和執行器數量大幅增加,OBD監控要求提高

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              國六發動機采用的傳感器和執行器數量大幅增加,OBD監控要求提高

              1 . 尿素品質/質量傳感器

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              主要用途:監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進行亮燈限扭操作。

              尿素品質/質量傳感器通過CAN通訊發送液位、濃度、溫度給DCU。

               

              傳感器測量原理:利用超聲波原理測量尿素濃度,對尿素噴射量進行閉環控制。

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              傳感器參數:

              * 尿素濃度:5~62.5%MAX

              * 測量精度:±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量DPF之間壓力差值的傳感器,ECU根據壓差傳感器的數據用來判斷DPF的碳載量是否超限,監測DPF堵塞情況,為DPF再生和OBD診斷提供數據同時根據差壓傳感器數據點亮故障燈。

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              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。

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              作用:測量DPF進口和出口的壓力差,為DPF再生和OBD診斷提供數據

              原理:DPF進口與出口之間的壓力之差,作用在隔膜上,會造成其電阻值的變化,這個差值會被轉換成壓差信號,傳遞給ECM控制單元,控制單元根據壓差信號判斷何時進行DPF再生。

               

              通過傳感器內部壓電轉化膜片將壓力信號轉化為電壓信號輸出給ECU,ECU通過傳感器反應的壓差值判斷DOF是否被拆除或堵塞。

               

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              工作參數:

              * 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%

              * 信號電壓范圍:0.5-4.5V

              * 測量精度: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:傳感器應按照發動機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小于15°,如果需要直接將傳感器安裝到發動機上時,需要事先評估發動機艙溫度,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個溫度傳感器或2個溫度傳感器集成在一起,利用CAN線將溫度信號傳遞給ECU。

              排溫傳感器是確保后處理設備催化轉化效率的重要溫度輸出信號,用于檢測額DOC進口溫度、DPF進口溫度、DPF出口溫度、SCR出口溫度與發動機保護相關,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/標定每個傳感器探頭有特定的位置,不可更換。一旦出現損壞,整體更換。

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              熱電偶是常用的測溫元件,是由兩種不同成分的導體兩端接合成回路時,當兩接合點熱電偶溫度不同時,就會在回路內產生熱電流,這種現象成為“熱電效應”。

              如果熱電偶的工作端與參比端有溫差時,顯示儀表將會指示出熱電偶產生的熱電勢所對應的溫度值。

              熱電偶的熱點勢將隨著測量端溫度升高而增長,它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度相關,與熱電極的長度、直徑無關。

              與熱敏電阻不同點:

              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:當有兩種不同的導體與半導體A和B組成一個回路,其兩端互相連接時,只要兩節點的溫度不同,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,回路中將產生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導體稱為“熱點極”,產生的電動勢則稱為“熱電動勢”。
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              主要優點:

              * 測量精度高。因直接與被測對象接觸,不受中間介質的影響。

              * 測量范圍廣,常用的熱電偶從零下50度------1600度均可連續測量,某些特殊熱電偶最低可測到-269度(如金鐵鎳鉻),最高可達2800度(如鎢、錸)

              * 構造簡單,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,外有保護套管,用起來非常方便。

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              - 安裝在4缸排氣歧管上,壓力信號管反饋排氣壓力,以控制排氣節氣門EAT工作

              - 壓力信號管和排氣壓力傳感器為一個整體部件,不可單獨更換

              - 當發動機熱管理系統起作用時,需要通過排氣節氣門增加泵氣功,即提升排氣阻力,需要通過排氣壓力傳感器對壓力進行準確控制

              - 傳感器失效:根據發動機運行的條件,計算排氣壓力的虛擬值(做不到完全精確,有一定的誤差)。按照這個虛擬值進行后續控制。

              4 . 氮氧化物傳感器

              國六排放標準中后處理系統采用進口/出口兩個氮氧化物傳感器,且不能互換;此方案可以精確的進行閉環控制,DCU根據氮氧化物傳感器的信號調節尿素噴射量的大小。

              康明斯后處理系統:

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              濰柴WP7進排氣同側后處理系統:

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              濰柴:WP9H/WP12/WP13箱式處理系統

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              錫柴后處理系統:

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              氮氧化合物傳感器有三個部分組合:傳感頭、連接電纜、控制模塊

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              工作過程:

              1)接通點火開關,NOx傳感器將加熱到100℃,之后等待ECM發出一個“露點”溫度信號;

              2)當傳感器接收到ECM發來的“露點”溫度信號后,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送到CAN總線上,發動機ECM通過這些信息對氮氧化物的排放進行檢測。

                  露點溫度:在這個溫度后,排氣系統內將不會有能損壞NOx傳感器的濕氣存在。目前露點溫度被設定為140℃,溫度值是參考催化箱的出口溫度傳感器測出的數值。

              氮氧傳感器的三個狀態:

              * 無電源狀態

              在這種狀態下,24V電沒有提供到傳感器,在車身點火開關關閉的情況下,這是傳感器的正常狀態,此時傳感器沒有任何輸出。

              * 有供電傳感器非激活狀態

              此時電源已經通過點火開關提供到傳感器,傳感器進入到預加熱階段,預加熱的目的是為了蒸發所有在傳感器頭上的濕氣,預加熱階段會持續大約60秒鐘。

              * 有供電傳感器激活狀態

              在收到露點溫度信號后,傳感器測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被傳感器發送到CAN總線上。

              5 . 空氣流量傳感器(MAF)

              目前,市面上用于測量進氣量的傳感器有兩種形式。一種為速度密度式:進氣壓力傳感器(MAP)這種傳感器比較常見原理簡單,多用于重卡。另一種為質量流量式:空氣流量傳感器(MAF),這種傳感器直接測量進氣管路中空氣質量,精度要比進氣歧管壓力傳感器(MAP)更高,多用于輕卡及乘用車。

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              空氣流量傳感器(MAF)又稱為空氣質量與流量計,MAF是空氣流量計的縮寫。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換成電信號送至電控單元(ECU),作為決定噴量油和點火正時的基本信號之一。

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              MAF傳感器都有什么類型?

              根據空氣流量傳感器內部結構可分為五種: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),發動機在著車過程中空氣流經空氣流量計,熱線被空氣冷卻,使其變冷,通過熱線的空氣質量流量越大,被帶走的熱量就越多。

               

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              熱膜式空氣流量傳感器:熱膜式空氣流量傳感器內部將熱線換成了熱膜,它是由發熱金屬鉑固定在薄的樹脂上構成的,這種結果可以不直接承受空氣的作用力,提高空氣流量計的可靠性。)

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              MAF傳感器安裝在穩流管上,其總成安裝在空壓機取氣后,油氣分離器回氣口前的進氣管路上;濰柴出廠隨機帶MAF傳感器和穩流管;安裝時注意穩流管方向與進氣放行保持一致。

              MAF傳感器為熱膜式進氣流量傳感器,是EGR技術路線的重要部件。它根據流經傳感器不同流量的氣體帶走不同熱量,在傳感器芯片上產生溫度梯度,并通過內部電路將溫度梯度轉化為頻率信號;ECU接收頻率信號通過數據標定的頻率與流量特性曲線,得到相對應的進氣流量值、

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