SYHOWER による NOx センサーの紹介

NOx センサーは、自動車の排気ガス制御システムの中核コンポーネントです。これは主に、エンジン排気中の窒素酸化物 (NOx、N₂O、NO、NO₂ などを含む) の濃度を検出するために使用され、正確な排出制御を実現するためにオンボード電子制御ユニット (ECU) にリアルタイムのデータ フィードバックを提供します。 ‌

動作原理と構造: このセンサーは通常、電気化学原理に基づいて動作し、ジルコニアやチタニアなどの固体電解質材料を利用して酸素イオン伝導チャネルを構築します。排気ガス中の窒素酸化物がセンシングユニットと反応す​​ると、濃度に比例した微弱な電流信号が生成されます。制御回路は信号を増幅、処理し、出力用の標準 CAN バス信号に変換します。プロセス全体では、ミリ秒範囲の応答時間を達成できます。 ‌

そのコア構造は 4 つの主要コンポーネントで構成されます。

センシングユニット：「心臓」として、窒素酸化物の濃度を感知する役割を果たします。

加熱ユニット: 冷間始動中、センシングユニットを動作温度 600 °C ～ 800 °C まで急速に加熱し、安定を維持します。

制御回路: 生の信号を処理し、ECU との通信を容易にします。

保護シェル: 特殊合金素材で作られており、-40℃から900℃までの極端な環境に耐えることができ、化学腐食や電磁干渉にも耐性があります。 ‌

機能と用途:NOxセンサー排出規制において 3 つの主要な役割を果たします。

排出ガス制御: NOx 濃度をリアルタイムで監視することで、選択触媒還元 (SCR) システムにデータ サポートを提供し、尿素噴射量を正確に制御してディーゼル車の NOx 排出量を 90% 以上削減し、中国 VI などの厳しい基準を満たします。

システムの最適化: ECUと連携してエンジンパラメータ(点火時期、空燃比など)を動的に調整し、排出ガスが基準を満たしていることを確認しながら燃焼効率を向上させ、尿素と燃料の消費量を最適化します。

故障警告：自己診断機能を内蔵しており、自身の状態を継続的に監視します。異常が発生した場合には、CAN バス経由でアラームをトリガーし、過剰な排出やパフォーマンスの低下を防ぐことができます。 ‌

このセンサーは主に、中国 VI 排出基準に準拠したディーゼル排気ガス処理システムで使用されます。一般的なセットアップでは、DOC (ディーゼル酸化触媒) の前と SCR (選択的触媒還元) の後にデュアル センサーを取り付け、濃度比較による閉ループ制御を可能にします。これにより尿素の使用が最適化され、安定した排出が保証されます。 ‌

技術的な課題とテスト: 高温で腐食性の環境での長期間の動作により、センサーの設計寿命は通常 6,000 時間となり、経年劣化により SCR 制御が不正確になる可能性があります。テスト段階では、コールドスタートや耐干渉などの極端な動作条件下でセンサーの信頼性を検証するために、NOx 濃度信号、ヒーター電圧信号、ECU 通信信号を同時に監視するカスケード オシロスコープによるチャネル数の拡張など、同期マルチ信号取得の課題に取り組む必要があります。

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