Nox sensörü: Yapısı, sorun giderme ve onarım talimatları

NOx sensörü, Euro 5/6’dan itibaren hem benzinli hem de dizel araçlara takılır ve katı emisyon değerlerine uyulmasını sağlar. Sensör verilerine, egzoz gazı devridaim oranı, hava-yakıt karışımı veya üre enjeksiyon miktarının hesaplanması için ilgili motor yönetim sistemleri tarafından gereksinim duyulur. Sensör, doğrudan benzin enjeksiyonlu araçlar için gereklidir, çünkü bunlar katmanlı şarj işlemi nedeniyle daha fazla miktarda nitrojen oksit üretirler. Bu araçlarda ayrıca bir NOx depolama katalitik konvertörü de kullanılır.

Dizel araçlarda sensör, seçici katalitik indirgeme (Selective Catalytic Reduction - SCR) sistemi ile birlikte kullanılır. Burada üre egzoz gazı akışına iletilir ve nitrojen oksitleri zararsız nitrojen (N2) ve suya (H2O) indirger. NOx sensörü, egzozla ilgili ölçüm verilerini kaydederek motor yönetim sisteminin AdBlue® dozajını optimize etmesini ve böylece çevreye zararlı nitrojen oksitlerin etkili bir şekilde azaltılmasını sağlar. Gerekli çalışma sıcaklığına ulaşılır ulaşılmaz NOx sensörü egzoz gazındaki azot oksit içeriğini sürekli olarak ölçer. Belirlenen değerler NOX sensörünün kontrol ünitesi tarafından işlenir ve CAN veri yolu üzerinden SCR veya motor kontrol ünitesi gibi daha üst seviye kontrol ünitelerine iletilir. Bu kontrol üniteleri, alınan bilgilere dayanarak, optimum nitrojen oksit azaltımı elde etmek için SCR katalitik konvertörünün yukarı akışına ne kadar AdBlue® enjekte edilmesi gerektiğini hesaplayabilir. Doğrudan sensöre entegre edilmiş bir ısıtma elemanı da sensör için gerekli olan yaklaşık 300°’lik çalışma sıcaklığını sağlar. NOx sensör ünitesi egzoz sistemine ayrı olarak veya bir sistem çifti olarak monte edilmiş olabilir. Bu, ilgili araçta hangi sistem versiyonunun kurulu olduğuna bağlıdır. İki sensör kullanılıyorsa, bunlardan biri SCR katalitik konvertörünün ön tarafında, diğeri ise arka tarafında yer alır. Konvertörden sonraki sensörün görevi, SCR katalitik konvertörünün etkisini izlemektir. Bu, sistem işlevini ve egzoz gazı arıtma sistemlerinin daha hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. Bu düzenleme, giderek katılaşan emisyon sınırlarına uyum sağlanmasına katkıda bulunmaktadır.

Egzoz gazı, difüzyon bariyeri üzerinden birinci odacığa girer. Burada ilk pompa hücresi ve bir ölçüm hücresi bulunur. Egzoz gazındaki artık oksijen, birinci odacıktaki ölçüm hücresi kullanılarak belirlenir. Dış havayla bağlantısı olan başka bir ölçüm hücresi referans görevi görür. Egzoz gazındaki oksijen içeriği ile referans hava arasındaki fark, iki ölçüm hücresi arasında bir voltaj oluşturur ve sensör ünitesinin kontrol ünitesi bunu bir ölçüm değişkeni olarak kullanır ve böylece ilk pompa hücresinin akımını kontrol eder. Pompa hücresi artık oksijeni birinci ölçüm odacığından dışarı taşır. Kalan azot oksitler (NOx) başka bir difüzyon bariyerinden geçerek kaplanmış bir elektrot içeren ikinci odacığa geçer. Bu elektrot, azot oksitleri (NOx) katalitik olarak azot (N²) ve oksijene (O²) ayırma özelliğine sahiptir.

Ortaya çıkan azot bileşenleri (N²) gözenekli bir tabakadan dışarıya doğru yayılır. Oksijen bileşenleri (O²) ikinci pompa hücresi tarafından dış havaya iletilir. Sensör ünitesinin kontrol ünitesi, ikinci pompa hücresinin pompa akımını kaydeder ve işlenen bilgileri veri yolu üzerinden motor kontrol ünitesine gönderir. Bu sensör sinyali orada işlenir ve böylece NOx azaltımını izleyebilir ve kontrol edebilir.

NOX sensörünün işlevi, ilgili üst seviye sistem kontrol ünitesi tarafından ve dolayısıyla yerleşik arıza teşhis (OBD) aracılığıyla izlenir. Yanlış işletime hazır olma durumu, elektrik kısa devreleri veya kablo kesintileri gibi bileşenle ilgili kusurlar doğrudan algılanır ve hata belleğine kaydedilir. Bu nedenle, öncelikle egzoz gazıyla ilgili sistemlerin hata belleği uygun bir arıza teşhis cihazı kullanılarak okunmalıdır. Motor kontrol ünitesi iletişiminin verileri, asıl arıza arama işlemi ve başarılı bir onarımın temelidir. Ancak, doğrudan genişletilmiş bir kontrol ünitesi arıza teşhisine başlamadan önce, tüm egzoz hattı görsel olarak incelenmelidir. Harici hasarlar genellikle gürültü davranışındaki bir değişiklikle fark edilir ve borulardaki, bağlantılardaki veya susturuculardaki çatlaklardan veya paslanmalardan kaynaklanabilir. Takılı susturucular ve katalitik konvertörler de ilgili bileşeni sallayarak veya üzerine vurarak içindeki gevşek parçalar gibi kusurlar açısından kontrol edilmelidir. Kablo tesisatları veya elektrik fiş bağlantıları kir, su veya yol tuzu gibi çevresel etkiler nedeniyle hasar görmüş olabilir. Bu nedenle, kontrol ünitesindeki elektrik fiş bağlantısı da sorun giderme sürecine dahil edilmelidir. Herhangi bir hasar tespit edilmezse, voltaj beslemesi ve veri yolu iletişimi, üretici spesifikasyonlarına göre uygun bir ölçüm cihazı kullanılarak kontrol edilmelidir.