Sensore NOx: struttura, ricerca guasti e istruzioni per la riparazione

Il sensore NOx viene montato sia in veicoli a benzina che diesel Euro 5/6 e consente di rispettare i severi valori di emissione della norma Euro 5. I dati del sensore sono necessari per i rispettivi sistemi di gestione del motore per calcolare il tasso di ricircolo dei gas di scarico, la miscela aria-carburante o la quantità di urea iniettata. Il sensore è necessario per i veicoli con iniezione diretta di benzina, poiché questi producono una maggiore quantità di ossidi di azoto a causa della carica stratificata. Questi veicoli sono dotati contemporaneamente di un catalizzatore ad accumulo di NOx.

Nei veicoli diesel, il sensore viene utilizzato in combinazione con un sistema per la riduzione catalitica selettiva (SCR). L'urea viene introdotta nel flusso dei gas di scarico e riduce gli ossidi di azoto in azoto innocuo (N2) e acqua (H2O). Tramite il rilevamento dei dati relativi ai gas di scarico, il sensore NOx consente un dosaggio ottimale di AdBlue® attraverso il sistema di gestione del motore garantendo una riduzione efficace degli ossidi di azoto dannosi per l'ambiente. Non appena viene raggiunta la temperatura di esercizio richiesta, il sensore NOx misura in modo permanente la percentuale di ossido di azoto nel gas di scarico. I valori rilevati vengono elaborati dalla centralina del sensore NOX e inoltrati alle centraline sovraordinate, come la centralina SCR o del motore, tramite il bus dati CAN. In base a queste informazioni ricevute, queste centraline possono calcolare la quantità di AdBlue® da iniettare a monte del catalizzatore SCR per ottenere una riduzione ottimale degli ossidi di azoto. Un elemento riscaldante integrato direttamente nella sonda garantisce inoltre la temperatura di esercizio richiesta per il sensore, pari a circa 300°. L’unità sensore NOx può essere montata singolarmente o come coppia di sistemi nell’impianto di scarico. Ciò dipende dalla versione del sistema montata nel veicolo in questione. Se si utilizzano due sensori, uno è situato a monte e l'altro a valle del catalizzatore SCR. Il sensore a valle ha il compito di monitorare l' efficienza del catalizzatore SCR. Ciò garantisce il funzionamento del sistema e una regolazione più precisa dei sistemi di depurazione dei gas di scarico. Questa disposizione contribuisce a rispettare i limiti di emissione sempre più severi.

I gas di scarico entrano nella prima camera attraverso la barriera di diffusione. Qui si trovano la prima cella di pompaggio e una cella di misura. L'ossigeno residuo nei gas di scarico viene determinato utilizzando la cella di misura nella prima camera. Un'altra cella di misura collegata all'aria esterna funge da riferimento. La differenza tra il contenuto di ossigeno nei gas di scarico e l'aria di riferimento crea una tensione tra le due celle di misura, che la centralina dell'unità sensore utilizza come grandezza di misurazione controllando la corrente della prima cella di pompaggio. La cella di pompaggio trasporta l'ossigeno residuo fuori dalla prima camera di misurazione. Gli ossidi di azoto (NOx) rimanenti passano attraverso un'altra barriera di diffusione nella camera due, in cui è presente un elettrodo rivestito. Questo elettrodo ha la proprietà di scindere cataliticamente gli ossidi di azoto (NOx) in azoto (N²) e ossigeno (O²).

Le particelle di azoto risultanti (N²) si diffondono verso l'esterno attraverso uno strato poroso. Le particelle di ossigeno (O²) vengono convogliate nell'aria esterna dalla seconda cella di pompaggio. La centralina dell'unità sensore rileva la corrente di pompaggio della seconda cella di pompaggio e invia le informazioni elaborate alla centralina del motore tramite il bus dati. Questo segnale del sensore viene qui elaborato in modo da poter monitorare e controllare la riduzione di NOx.

La funzione del sensore NOX è monitorata dalla rispettiva centralina del sistema sovraordinata e quindi tramite la diagnostica di bordo (OBD). I guasti legati ai componenti, come uno stato di pronto all’uso non corretto, cortocircuiti elettrici o interruzioni dei cavi, vengono riconosciuti direttamente e registrati nella memoria guasti. Pertanto, deve essere prima letta la memoria guasti dei sistemi rilevanti per i gas di scarico con un dispositivo di diagnostica adatto. I dati della comunicazione della centralina sono la base per la ricerca guasti vera e propria e una riparazione di successo. Tuttavia, prima di iniziare direttamente la diagnostica della centralina estesa, è necessario eseguire un controllo visivo dell'intero impianto di scarico. I danni esterni sono di solito già evidenti nel cambiamento dei rumori emessi e possono essere causati da crepe o ruggine in corrispondenza di tubi, connessioni o silenziatori. Anche i silenziatori e i catalizzatori montati dovrebbero essere controllati scuotendo o battendo sul rispettivo componente per accertarsi che non siano presenti difetti, come ad esempio parti allentate all'interno. I cablaggi o i connettori elettrici qui possono essere stati danneggiati a causa di influenze ambientali come sporcizia, acqua o sale antigelo. Pertanto, anche il connettore elettrico della centralina deve essere considerato nella ricerca guasti. Se non si rilevano danni, è eventualmente necessario controllare l'alimentazione di tensione e la comunicazione del bus dati con un dispositivo di misurazione adatto, secondo le specifiche del costruttore.