柴油发动机在富氧条件下高温燃烧会产生大量的氮氧化物，在柴油机尾气处理中，选择催化反应（SCR）方法由于其能处理NOx而被广泛地使用，在此方法中会添加尿素作为反应物质，因此需要在SCR处理的前端和后端强制加入氮氧传感器来测量NOx的浓度以满足尾气后处理系统控制和车载诊断的功能。目前大批量应用的氮氧传感器是基于电流型工作原理的，是以NOX分解后氧含量的增量作为依据判断和检测NO
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柴油发动机在富氧条件下高温燃烧会产生大量的氮氧化物，在柴油机尾气处理中，选择催化反应（SCR）方法由于其能处理NOx而被广泛地使用，在此方法中会添加尿素作为反应物质，因此需要在SCR处理的前端和后端强制加入氮氧传感器来测量NOx的浓度以满足尾气后处理系统控制和车载诊断的功能。目前大批量应用的氮氧传感器是基于电流型工作原理的，是以NOX分解后氧含量的增量作为依据判断和检测NOX含量的，在对以NO为主要成分的尾气气氛测量时，其精度可以确保稳定，但当对以NO2为主要成分或者占有相当比例的尾气进行测量时，因为NO2中的氧量比NO多一倍，其测量值是不准确的。
由于国Ⅳ排放后处理一半不安装DOC，SCR前端的原排气中NO2占NOXzong量的10%左右，且NO2在SCR中充分参与和NH3的快反应，到SCR后端基本没有NO2，现有的氮氧传感器不会因为NOX中的NO2而测量不准确。但排放升级到国Ⅵ后，柴油发动机后处理安装DOC几乎成为必选，SCR前端尾气中NO2占NOX量接近甚至超过50%，这就造成SCR后端NOX可能全部是NO2的情况，尤其是在国Ⅳ排放法规对NOX限值要求很低的情况下，现有的电流型氮氧传感器已无法满足测量精度的要求，急需一种对NO和NO2均有较高测量精度的氮氧传感器。
着重型柴油车排放标准的不断提高,NOx的排放量从国Ⅲ标准的5.0g·(kW·h)~(-1)逐渐降到国Ⅴ的2.0g·(kW·h)~(-1),这就要求有更为苛刻的NOx后处理SCR系统。车用氮氧传感器在该系统中发挥重要作用,通过测量尾气中NOx浓度并实时反馈给发动机控制单元,SCR系统通过该信息来控制NOx气体的还原,从而地实现NOx浓度的闭环控制。由于国外在车用氮氧传感器的研究与设计较为成熟,目前国内使用的该传感器基本上都是采用国外的产品,而国内主要是针对SCR控制系统的研究比较深,对氮氧传感器的研究较少,尤其是针对该传感器的电控单元。
氮氧传感器概述
当前针对PM及NOx排放控制的柴油机排放后处理技术有两种方法: -种是通过废气再循环(EGR)技术降低发动机缸内燃烧的NOx排放,然后用柴油机颗粒捕集器(DPF)控制PM;另-种是通过燃油高压喷射技术降低发动机缸内燃烧的PM排放,然后用选择催化还原技术(SCR ,喷射车用尿素液,以中合NOx)控制NOx。SCR技术因为具有更高的燃油经济性和良好的耐硫性能,被认为是有优势的技术路线,在欧洲已经得到了广泛的应用,而SCR技术中必然会用到氮氧传感器。氮氧传感器由传感器探头和电控单元组成,二者之间通过-一个线束连接,可测量尾气中氮氧化物(NO和NO 2等氮氧化物的混合物)的浓度、氧气的浓度。它可用于柴油发动机的SCR系统中实现NOx的闭环控制,或和柴油发动机的车载诊断(OBD)中。
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