这次车辆故障给我上了一课，氧传感器原来这么重要

共轨导读

氧传感器在国四、国五阶段应用较少，于是就产生了如下对话：

小轨：您听说过氧传感器吗？

师傅：啥？氮氧传感器？

小轨：不不不，没有氮，就是氧传感器。

师傅：氧传什么？

小轨：氧传感器。

师傅：氧什么器？

小轨：氧传感器。

师傅：什么传感器？

小轨：。。。

但是，终于在一次批量性故障中，常年不配拥有姓名的氧传感器，咸鱼翻身，给大家上了一课，用实力证明了氧传感器的自身价值以及维修的商机。今天小轨就带大家来看一下这个氧传感器的故障案例。

故障案例

故障排查

1.读取故障码

使用诊断能手读取故障码，报出一个当前故障。

P015A00：氧传感器动态跟随性差。

故障分析

动态跟随性差，就是指氧传感器的感应速度较慢，当氧浓度发生变化时，不能及时感应到变化，输出信号给ECU的速度慢。

而这一故障其实就是有一些碳附着在传感器头上，顺着孔进入内部造成的，之前的同批次车也出现过这种情况，都是氧传感器有积碳导致的故障。结合故障现象和故障码，决定把排查的重点放在氧传感器上。

2.检查氧传感器是否正常

既然已经锁定了排查方向，那么第一步肯定是检查氧传感器了，拆开氧传感器发现，果不其然，氧传感器探头处有许多积碳，已经堵塞探头。

3.进一步测试

经过上述基本检查后，初步判定是氧传感器探头堵塞，造成了故障灯亮，怠速抖动等现象。为了进一步确认是否为氧传感器的问题，在清除探头积碳后，对车辆进行路试，观察故障灯是否熄灭，车辆是否正常。

4.路试

对车辆进行大约60公里的路试后，车辆故障灯保持熄灭状态，且没有任何故障现象出现。故障处理到这一步，其实只能算是完成了一半，虽然车辆恢复正常，但是为了找到故障的根源，还是要找到积碳的原因。

最可能产生积碳的原因就是燃烧不好，所以优先对影响燃烧的部分进行检查。

小贴士： 这一步相当于只治标没治本，堵塞传感器只是表面现象，产生了更多的颗粒才是问题本质！所以各位师傅在维修过程中一定要多思考，透过现象，直达本质，方能成为高手！

5.检查进气管路

检查确定增压器没有问题，进气也没有漏气的情况。拆开EGR阀也没有发现积碳、堵塞、卡滞的情况。基本可以确定进气系统没有异常。

6.检查排放及喷油器

观察排气口处，原地加油门也没有任何黑烟冒出，并且也用台架测试过喷油器，结果都是没有问题的。脱开排气管，查看原地加油门时的原排，没有明显黑烟，但这不能完全确定燃烧良好，所以出于严谨考虑，通过读取数据流进一步进行判断燃烧状况。

7.读取数据流

数据流显示再生请求次数为55次，且读取里程数仅为5420km。正常情况下，车辆每行驶1000km左右，才会进行一次DPF再生，而该车竟然几乎每100km就要再生一次，此数值明显过于频繁，初步怀疑该车本身产生的碳烟颗粒就较多。

小贴士： DPF为颗粒捕捉器，主要用于发动机尾气的颗粒捕集，当DPF吸附的颗粒达到限制才需要再生。在本案例中，故障车几乎每行驶100km就要进行一次再生，说明燃烧产生的PM较多，由此推断燃烧不好。

8.再次检查氧传感器

为验证想法，拆开试车后的氧传感器进行检查，果然发现氧传感器探头再次出现明显积碳。

小贴士： 该车的后处理是EGR+DPF的结构布置，本来在排气管最前端，不经DPF捕集颗粒的原排产生的碳烟颗粒就会比较多，而不论国五还是国六，氧传感器就是安装在这个位置的，这样就非常容易积碳了。

故障处理到这一阶段，对于影响燃烧的部分已经都做了检查，并没有找到燃烧不好导致积碳的原因，只能整理整个故障的处理过程，交由厂家做进一步分析和测试，从而判断积碳原因。

9.厂家处理

经厂家测试发现，该车的燃烧标定数据存在一些问题，是发动机燃烧不好导致积碳的原因之一，并且氧传感器也没有处在最合理的推荐安装位置上，这是导致积碳的另一原因。

不同角度的氧传感器安装位置

对燃烧标定数据进行优化后，又通过CFD模拟位置模型，在保证测量准确及温度的适当性前提下，重新优化了氧传感器的安装位置，以保证气流不要直接冲击到传感器的所有孔，背风的孔不会堵住，从而保证正常检测。

小贴士： CFD是一种模拟仿真技术，用于模拟预测空气或其他工质流体的流动情况。

10.重新安装氧传感器

按照优化后的位置安装氧传感器，再次试车，故障现象没有再出现，且氧传感器正常。（只有厂家经过严格计算才可以这么干，服务站不建议这么干，乱移是会有问题的）

案例梳理

1、什么会导致氧传感器积碳？

氧传感器积碳是氧传感器表面有油胶和碳质的混合物附着，而这种混合物就是由于柴油燃烧不完全产生的，也就是说，导致柴油燃烧不完全的因素（如：进气不畅、喷油器雾化不良等）就是积碳产生的原因。

另外，如果氧传感器安装位置不正确，内部容易被油污或尘埃等沉积物覆盖，会阻碍气体进入氧传感器内部，使氧传感器感应减慢，收集信号出现延迟，ECU不能及时地修正空燃比，也会有部分积碳产生。

2、为什么氧传感器积碳会导致故障灯亮、怠速不稳、油耗高？

故障灯亮： 类似于一些传感器故障，比如空气流量计、水温传感器等故障时，发动机故障灯会点亮，同样的，氧传感器发生故障时，故障灯也会点亮，这是判断氧传感器是否出现问题的初步依据之一。

怠速不稳： ECU通过氧传感器反馈的信号对进气量进行修正，氧传感器积碳后，感应会变慢，反馈给ECU的信号会发生延时，造成新鲜进气量波动，从而造成怠速不稳。

油耗高： 道理与怠速不稳类似，当进气波动时，动力会受到影响，而司机会通过加大油门等方式来保证动力，造成油耗增加。

知识拓展

故障码的报错逻辑

故障码P015A00： 氧传感器动态跟随性差。

检测工况： 松开油门进入倒拖工况时，EGR 阀关闭，并且不进行喷油，不发生燃烧的情况下排出的尾气基本接近从大气中进入的空气。

报错条件： 氧传感器实时检测此时尾气中的氧含量，记录氧含量上升至两个阈值的时间。（T30 阈值:0.1323；T60阈值:0.1656）

这里的T30阈值和T60阈值是经过试验确定的标定值，T30表示氧浓度达到13.23%，T60表示氧浓度达到16.56%。进入倒拖工况后，排气管中的废气还是存在的状态，氧气含量不能立即达到大气中的氧含量，而是需要一定的时间增加达到。

大气中的氧含量是21%左右，废气中氧含量在上升到21%的过程中，会经过13.23%与16.56%这两个状态，而达到这个状态的时间长短，就作为氧传感器感应快慢的评判标准，也就是氧传感器动态跟随性的评价标准。

当上升至T30阈值的时间大于2.65s时，则报错；

当从T30阈值上升到T60阈值的时间大于1.5s时，则报错；

当上升至T60阈值的时间大于4.15s时，则报错。

故障车路试： 测试数据发现，T30上升至T60阈值时间超过限值，说明氧传感器的动态跟随性较差，这是由于积碳附着在氧传感器表面，使得氧传感器检测困难、感应变慢导致的。

图中我们可以看到代表测试量的黄色线与代表模拟量红色线偏差较大，这就有很大可能性说明氧传感器的动态跟随性差了，再查看对应的达到阈值时间，果然超出了限度。

清除积碳 ，试车，测试数据，感应时间大幅降低，故障现象消除。

图中我们可以看到代表测试量的黄色线与代表模拟量红色线，在清除积碳后，已经几乎重合了，这就说明氧传感器的动态跟随性变好了，再查看对应的达到阈值时间，恢复了正常。

写在最后

对于柴油车来讲，氧传感器在国四国五阶段应用较少，一般只在部分装有TVA的车型上有所装配。而到现在的国六阶段，一般小车会安装有氧传感器，也就是N1类车辆。（N1类车辆是指最大设计总质量不超过3500kg的载货车辆，排量一般为1.9~2.8L）

看到这里，可能有师傅觉得委屈，感觉被小轨欺骗了。明明到最后，故障都是厂家处理的，说好的商机呢？

这里小轨要强调的是：国六阶段氧传感器可是有很多车型装配的，而前面已经把氧传感器故障的排查思路理清了呦~学好了氧传感器，还怕赚不到金子？（文/卡家号：共轨之家）

全方位解读国六后处理技术，告诉你为啥排气管那么长

随着国六法规的推进，排放要求的提高，各大厂家也在不断探索全新的后处理技术，越来越多的挑战在迎接着大家。

除大家熟知的EGR+SCR外，还搭配使用了不少后处理模块，ASC - NSC - DPF（cDPF/sDPF）- DPM - DOC等，今天小轨就给大家一一讲解目前国六主流的技术方案。

EGR+DPM+DOC+DPF+SCR+ASC

国六除了对NOx和PM排放进行了更严格的规定，还规定了CO、HC、NH3等排放限值，同时也会增加对PM排放的监控。

NOx和PM 的生成条件本身就是矛盾的，通过EGR系统减少NOx值的同时PM颗粒物的排放就会增加，为了处理PM颗粒物的排放，上述系统在后处理中增加了DPF（颗粒物捕捉器）用来处理捕捉PM。

但是DPF在捕捉到一定量的PM时（即碳载量），便需要提升排放温度来再生DPF，于是便多出了DPM（博世HCI喷射系统），用于再生时给排气管喷射一定量的燃油，提升DPF的再生温度。

注 ： 上述 DPM+DPF 组件在 之前的 文章 中有专题写过，这 边 就不 再 赘述 。

该系统的布局是一种主流的国六后处理技术方案，除却ASC之外，各个部件之前都有过详细的讲解，但是唯有一个ASC大家可能并不了解。

那么ASC又是什么呢？

ASC并不是指一个部件，全称为：氨逃逸催化器。由于车辆可能存在尿素泄露、反应效率低等情况，尿素分解产生的氨气可能会未参与反应而直接排出大气。这就需要安装ASC装置已防止氨逃逸。

氨逃逸催化器（ASC）一般安装在 SCR 后端，它在载体内壁使用贵金属等催化剂涂层，用于还原废气中的氨，ASC通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气中的氨（NH3）的装置。

1、ASC的主要作用：

将过量的NH3氧化为N2、N2O 、NOX；

NH 3 +O 2→ N 2 、N 2 O、NOX

同时再催化NOX、NH3反应为氮气N2;

NO X +NH 3→ N 2

2、NO X 选择性转化效率：

转化效率指的是标准气模拟试验台按指定的工况运行时，ASC入口和出口的NH3排放量的变化率，选择性即产物产量与反应物的转化量之比，计算公式如下：

3、ASC的性能指标

进行NH3转化效率试验，275℃时NH3的转化效率不得低于70%，其余各温度点NH3的转化效率均不得低于80%。

关于耐久性，长期使用的ASC发生老化现象，在ASC的快速老化试验时，老化后的NH3转化效率的下降量不得高于 15%， NOx 选择性转化效率的上升量不得高于 15%。

EGR+HCI（燃油计量喷射系统）+DOC+（c）DPF+SCR+ASC

该技术路线同上述基本相同，往发动机内部引入低温EGR，减少气体的体积膨胀，这样就可以将更多的废气引入到气缸中，从而限制排放，也有国六会监测EGR的废气温度。

用于DPF再生的HCI燃油喷射系统功能相似于博世DPM系统，实现尾气的升温用于DPF再生。cDPF在我们常说的DPF的基础上增加了内壁涂覆催化剂涂层，充当了DOC的角色，促使部分的CO、HC氧化还原。

DOC+DPF(后喷）+Hi-SCR

上图就和我们之前的技术路线不同了，取消了EGR，代替的是高效SCR技术。取消EGR，通过调节节气门和EWG（电控废气控制阀）而改善进气量，使气缸进气充分，让燃油在气缸高温富氧条件下可以充分燃烧，将PM颗粒物完全去除。

但对应的就会产生更多的NOX，而高效SCR就需要更高性能的还原尾气。这里有个不同点，排气管上没有安装再生燃油喷射装置，因为这里是通过喷油器的后喷实现再生的。

喷油器在排气行程喷油将燃油顺着尾气送到DOC中燃烧，同样可以满足提升再生温度的要求，但是这样随着排气排出，燃油可能会附着在排气管内壁，有一定的燃油损失，也可能会产生黑烟，相比之下DPM燃油喷射系统的效率会更高。

无/低EGR+DOC+DPF+ SCR+ASC

在国五当前就有厂家采用EGR的降氮氧原排的技术路线，国六也存在少数使用高效SCR策略，即通过降低EGR率或者不采用EGR技术，保证燃油在气缸中完全燃烧，这样可以有效去除PM颗粒物，提高发动机动力。

但对应的会增加氮氧原排，再通过一种高效的SCR还原技术来反应掉这部分氮氧（所谓的高效SCR即通过适当的增加尿素喷射压力，提高催化还原性能的一种技术，原理同国四/国五大致相同）。

那很多人就会有疑问，Hi-SCR技术取消EGR设计，让燃油充分燃烧，发动机的动力性更强，燃油经济性也会更好，而且只采用Hi-SCR也可以节省EGR和DPF的研发生产成本，为什么不广泛采用这种技术路线呢？

这是因为这样虽然没有PM产生，但所产生的氮氧化物浓度较高，需要相对较高的还原效率来实现，催化还原的技术上比较难实现。

而且随着反应箱使用年限增加，还原效率会越来越低，很难保证排放要求。这也就是为什么没有广泛采用这种技术路线的原因。

EGR+NSC+（c）DPF+SCR

该系统的布置与上其他布置完全不同，取消了DOC，增加了一个新的NSC系统，那么NSC系统究竟是干什么的？

1、基本介绍

NSC（Nox Storage Catalyst）也叫NOX捕捉捕集器，它的功能同DOC较类似，主要是氧化CH、CO等，同时增加了催化剂以降低NOX。目前NSC主要适用于轻卡，大车一般还是采用DOC来氧化碳氢等。

2、工作原理

NSC的工作原理依次是以下3个阶段：

（1）氨存储

氨存储发生在尾气氧含量较大的环境下（即λ＞1），在Pt等贵金属催化剂的作用下，NOX与Ba（CO3）2反应生成Ba（NO3）2，将NOX储存在Ba（CO3）2中。

（2）DeNOX转化

氨存储就类似DPF，持续存储，一段时间后当Ba（NO3）2存储量达到上限，同样需要通过再生来转化掉存储的氨（Ba（NO3）2），通过喷油器的后喷喷油的不完全燃烧生成CO，形成氧含量较少（即λ＜1）的环境，再和存储的Ba（NO3）2还原生成CO2和N2。

（3）DeSOX转化

尾气中同时含有少量的DeSOX，DeSOX的转化一般发生在再生结束后，反应也需要高温以及氧含量少的环境条件，趁着再生的高温将硫化物还原，一般持续5分钟左右。跟Ba（NO3）2的再生不同，它的含量较少，所以不需要很高的再生频率。

3、转化效率

从系统图可以看出，NSC项目一定会在NSC前后加装两个氧传感器，通过测量前后端的氧含量的偏差，来判断NSC对于NOX的转化效率。

既然NSC可以实现NOX的去除，为什么还需要加装SCR系统呢？

上图为NOX转化效率图，蓝色、红色曲线分别为新、旧NSC系统的转化效率，同样在T1温度下，NOX的转化效率已经可以达到很高了。

但是随着系统老化，或者是排温的变化，平均转化效率基本稳定在60%以下，还不足以满足国六法规要求，所以这里依旧需要SCR来还原掉剩余的NOX。

4、常见的NSC系统配置

以上为常见欧六标准的NSC系统配置，以NSC替代DOC系统，NSC+cDPF+SCR技术为主流，也有部分厂家将SCR尿素喷嘴布置于DPF前端，此时使用的DPF为sDPF即所谓的SCR-DPF，相同的也是在DPF内侧涂覆催化剂涂层，但不同的是sDPF是用于还原尾气的部分NOX。

本文特约作者：共轨之家​

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