Współczesne diesle są nasycone elektroniką, w tym różnej maści czujnikami. Jednym z nich jest czujnik NOx (czujnik tlenków azotu) będący ważną częścią układu SCR (selektywnej redukcji katalitycznej). O czujniku NOx porozmawiamy z ekspertem. Sprawdzimy, jaką rolę pełni czujnik, jak jest zbudowany i jakie są objawy jego awarii.

Tlenki azotu (popularnie NOx) to najbardziej szkodliwe składniki spalin w samochodzie. Najwięcej tlenków azotu powstaje w silnikach diesla (nawet o 50 proc. więcej, niż w przypadku silników benzynowych). Tlenki azotu powstają przede wszystkim w bardzo wysokiej temperaturze i przy dużym nasyceniu tlenu. Dlatego pierwsza metoda zmniejszenia ich emisji polegała na stosowaniu zaworów recyrkulacji spalin EGR.

Kolejnym, zdecydowanie skuteczniejszym rozwiązaniem było wprowadzenie układów SCR (selektywnej redukcji katalitycznej) wykorzystujących płyn AdBlue (popularnie mocznik). Początkowo w silnikach diesla w ciężarówkach (od normy Euro 5 wzwyż), a potem w silnikach diesla w samochodach osobowych (od normy Euro 6 wzwyż).

Rola czujnika NOx w samochodzie

– W pojazdach z silnikami spalinowymi podczas procesu spalania powstaje wiele szkodliwych związków chemicznych takich jak dwutlenek węgla czy wodorotlenki, ale jednym z groźniejszych związków jest właśnie tlenek azotu, który ma bardzo negatywny wpływ na środowisko i zdrowie ludzi. Dlatego staramy się konstruować podzespoły do układów katalitycznych i systemów recyrkulacji spalin, które ograniczają emisję tych szkodliwych substancji – wyjaśnia Dawid Pauszek, Manager Technical Support Aftermarket Eastern Europe w firmie NGK.

Typowy układ SCR składa się z:

• Zbiornika płynu AdBlue z wlewem;
• Pompy płynu AdBlue, wykonanej z tworzywa;
• Mieszalnika AdBlue, zamontowanego przed filtrem cząstek stałych DPF/FAP, do którego trafiają spaliny i płyn AdBlue;
• Wtryskiwacza AdBlue;
• Sterownika SCR;
• I czujnika tlenków azotu (czujnika NOx).

– Czujnik NOx jest jednym z elementów, który odpowiada za monitorowanie tlenków azotu w katalizatorze absorpcyjnym, w celu jego kontroli. Dzięki danym otrzymanym z czujnika można optymalizować wtrysk mocznika (płynu AdBlue), sterować zaworem recyrkulacji spalin EGR oraz zmieniać skład mieszanki paliwowo-powietrznej w celu ograniczenia emisji tlenków azotu – wyjaśnia Dawid Pauszek, Manager Technical Support Aftermarket Eastern Europe w firmie NGK.

Budowa czujnika NOx

– Rozwój czujników tlenków azotu zapoczątkowały sondy szerokopasmowe wykorzystujące tzw. pompę tlenu. Element pomiarowy wraz z zintegrowanym obwodem elektronicznym można bezpośrednio podłączyć do ECU pojazdu, dzięki temu w czasie rzeczywistym otrzymujemy dane, które są także wykorzystywane przez OBD – wyjaśnia Dawid Pauszek.

Jak zbudowany jest typowy czujnik NOx? Składa się on z następujących elementów:

• Sondy pomiarowej. Działa ona w oparciu o czujnik elektrochemiczny, zawierający stabilizowany itrem dwutlenek cyrkonu ZrO2. W skład czujnika wchodzą dwie komory pomiarowe z dwoma komorami pompującymi (pompami tlenu).
• Przewodu łączącego sondę pomiarową z modułem sterującym;
• Modułu sterującego z elektroniką, przetwarzającą dane pomiarowe z sondy;
• Gniazdka dla przewodu zasilająco – sygnałowego, łączącego czujnik z komputerem ECU;
• Elementu montażowego ze śrubami mocującymi.

Awarie czujnika NOx – objawy

– Warto podkreślić iż awaria takiego czujnika może wiązać się z nieprawidłową pracą silnika, zwiększonym zużyciem paliwa, niewłaściwym składem gazów wylotowych oraz ich temperaturą, uszkodzeniem DPF czy katalizatorów. W większości przypadków awaria będzie komunikowana przez odpowiednią kontrolkę lub komunikat na wyświetlaczu deski rozdzielczej. Możliwe jest także automatyczne ograniczenie mocy silnika w celu ochrony jego podzespołów. W celu eliminacji usterki niezbędna jest diagnoza podzespołów i wymiana uszkodzonego czujnika – wyjaśnia Dawid Pauszek.

Przyczyny awarii czujnika NOx

Jak zwykle w samochodzie, stan jednego podzespołu jest zależny od stanu drugiego.

– Najbardziej powszechne przyczyny awarii czujników NOx to osadzanie się sadzy na elemencie pomiarowym, może być to spowodowane problemami np. z wtryskami, jakością paliwa, dodatkami do paliwa, zwiększoną konsumpcją oleju silnikowego – wyjaśnia Dawid Pauszek.

Możliwe są także uszkodzenia mechaniczne, np.: uszkodzenie przewodów na skutek otarć czy tez uszkodzenia spowodowane uderzeniem kamienia czy innego przedmiotu, sam element pomiarowy jest cienki i delikatny, więc nawet niewielkie uderzenie może go znacznie uszkodzić.

Czujnik NOx może uszkodzić też woda, która może zarówno pochodzić z wnętrza układu wydechowego (np. skondensowana wilgoć) jak i z zewnątrz: deszcz, kałuże, myjki ciśnieniowe. Woda może zarówno uszkodzić elektronikę czy skorodować wtyczki, ale także spowodować szok termiczny elementu pomiarowego doprowadzając do jego uszkodzenia.

– Można wyeliminować wiele błędów zwracając szczególną uwagę na zwiększoną konsumpcje oleju, diagnozując układ wydechowy, podczas każdego przeglądu zwracać uwagę na wtyczki, przewody, stan układu wydechowego – podkreśla Dawid Pauszek.

Kluczem do skutecznej naprawy pojazdu i ustalenia, że winnym jest czujnik NOx, jest jak zawsze w przypadku czujników – diagnostyka komputerowa.