氧传感器 cng 国六柴油机部分传感器详解（2）

发布时间：2024-11-24 07:11:25

国六柴油机部分传感器详解（2）

一，压差传感器

用于检测催化器中DPF进气口端与出气口之间的压力差，压差转变为电压信号发送给ECU ，并将相应的信号传输给ECU来进行DPF的功能性控制及OBD的监控。ECU则根据压差信号检测DPF是否堵塞或者移除。

传感器装配位置

运行温度：-40~130°

供电电压：5V

压差测量范围：0~100kPa

压差管不允许装反，否则导致DPF无法正常再生。

压差传感器电气参数

针脚定义

压差传感器在国六上的运用主要是辅助监控后处理是否堵塞，主要的是监控DPF是否为空管(烧穿或移除)。

二，排温传感器

国六发动机共安装4个排温传感器，排气温度传感器用于测量催化器上不同位置的排气温度，将相应的信号传输给ECU，ECU根据传感器反馈的数据执行相应的再生策略及尿素喷射策略。

T4温度传感器：监测DOC上游进气温度；

T5温度传感器：监测DPF的进气温度；

T6温度传感器：监测SCR的进气温度；

T7温度传感器：监测催化器排气尾管的温度。

T4、T5、T6、T7温度传感器是正温控(PT200)，温度越高电阻值、信号电压值越高。注2：部分T5温度传感器一般比其他传感器长，不得错装，否则将导致ECU监测到的温度错误，DPF不能正常再生造成堵塞，及亮灯报故障码。

温度传感器参数(Ω、V）对照表

排温传感器工作参数（T4、T5、T6、T7 ）

三，国六康明斯ETV阀

国六发动机后处理系统的柴油氧化催化器(DOC)及氮氧化物催化还原器(SCR)必须达到一定的温度才能工作。但是有些特殊工况，比如刚启动发动机在低速低负荷的时候，排气温度会较低。需要尽快让DOC达到氧化催化温度，此时如果后处理系统因为温度低(SCR)也会无法工作，将导致发动机排放不满足要求，发动机的扭矩将被强制降低。

仔细观察康明斯国六发动机会发现增压器和后处理氧化催化器（DOC）之间多了一个零件：排气节气门(ETV)，这个ETV的工作原理是：通过控制阀片的转动，来抑制流过ETV阀的排气流量，流量越小，则其温度越高。ETV通过精准的调节阀片转动的角度来控制不同的排气流量，就可以获得所需的排气温度。

康明斯技术发布会对于ETV的介绍：排气节气门(ETV)关闭会产生非常高的排气背压，高排气背压在发动机上产生泵气功提高排气温度，这玩意就是个排气制动啊！

这个就是个可以调节关闭位置的排气制动阀，关闭排气制动让发动机冷机尽快提高温度这一技术其实早就在一些发动机上应用了，康明斯国六采用的是可以调节关闭角度大小从而达到精准控制温度高低的策略。

在康明斯某些中等马力发动机上已经用它代替排气制动了：比如日常载荷较低的市政用车，ETV阀片处于全关位置，就可以代替排气制动阀来进行辅助制动。与ETV调节低速工况下排气温度原理相似的是可以使用废气再循环（EGR）来提高发动机排气温度，驱动后处理系统工作。相比较之下，使用ETV的发动机，动力性和油耗方面更有优势。

当然，关闭ETV主要功能是提高低速运行工况下的排气温度。康明斯开发者将其命名为：“oscar奥斯卡模式”针对的主要是低速小油门状态的排气快速升温（对应），排气节气门可以和进气节气门IAT一起工作达到更好的排气升温效果。

四，玉柴天然气发动机

玉柴天然气国六系统采用主流的当量燃烧+EGR+TWC的技术路线。

为满足国六排放法规，天然气发动机采用当量燃烧方式结合三元催化器（TWC）成为重要技术路线。

耦合EGR，以期在满足国六法规要求前提下，提高天然气发动机经济性，降低热负荷，充分发挥当量燃烧方式所具有的仅通过三效催化器即可实现超低排放同时保证发动机动力性的优势，实现发动机综合性能提升。

控制系统主要功能

电控供气系统的基本工作原理

国五国六系统零部件对比

电控系统主要执行器组成

自主气体机的燃气系统由高压电磁阀（CNG专用）、高压减压器（CNG专用）、稳压器（LNG专用）、低压电磁阀、燃气喷射部件、混合器等控制天然气喷射和供给的相关零部件组成。

部分传感器介绍

1.天然气压力温度传感器

1.1．工作原理：实时测量电控调压器出口处的天然气温度，ECU 根据测量到的温度、压力等参数以及所需要的目标空燃比计算出需要提供给发动机的天然气供给量。

1.2．电气参数：

①.工作电压：5±0.1 VDC

②.工作电流：最大10mA

③.压力输出电压（100kPa）：0.674±0.01 V

④.静态温度电阻输出（20℃）：12315~12633Ω

⑤.静态温度电阻输出（100℃）：671.3~723.1Ω

⑥.工作温度：-30~130℃

⑦.工作介质：NG、LPG

1.3．天然气压力温度传感器pin示意：

1.4．安装要求：牢固安装在指定位置，要求加密封胶，确保不发生天然气泄漏，拧紧力矩（15～20）N.m。

2.EGR温度传感器

2.1．作用：测量EGR气体的温度，用于计算EGR流量；

2.2．安装位置：

①.需要安装在EGR冷却器和孔板流量计之间；

②.EGRT需安装离EGR冷却器出口三倍管径之内，需离EGR孔板流量计大于三倍管径；

③.EGRT传感器探头位置位于EGR气流中间位置

EGR温度传感器、EGR高压传感器、EGR压差传感器、EGR流量计共同组成了国六气体机的EGR流量测量系统。

3.孔板流量计

3.1．作用：配合上下游EGR压力、温度、压差传感器，实时计算通过的EGR废气流量，进行EGR闭环控制。

3.2．降低零部件成本，提高通用性：

①.所有机型孔板流量计外部尺寸、安装尺寸相同；

②.根据不同机型的EGR流量需求，只需更换孔板喉口处不同直径的零件。

4.EGR高压传感器（ECI/ESI）

4.1．作用：测量EGR气体的压力，用于计算EGR流量；

4.2．安装位置：

①.需要安装在孔板流量计和EGR阀之间

②.EGRP传感器需安装在离EGR阀1-4倍管径范围内，同时不能位置弯管处。

EGR温度传感器、EGR高压传感器、EGR压差传感器、EGR流量计共同组成了国六气体机的EGR流量测量系统。

5.氧传感器

5.1．相关控制策略：

①.空燃比闭环

②.燃料喷射精确控制

5.2．作用：通用尾气含氧量（UEGO）传感器用于稀薄燃烧应用中，以确定进口处空气/燃料供给当量比。

5.3．构造：

①.UEGO传感器比标准的开关式传感器（如加热尾气含氧量传感器）要复杂得多。

②.UEGO传感器由一个窄频带含氧量传感器（HEGO）以及一个加压室、一个小扩散箱组成。

5.4、Smart ZFAS-U A（产品规格）

①工作温度:-40~105℃

②电源电压: 12V系(可选10~16V、24V系)

③测定范围: 10A/F~大气

④输出信号: CAN通信

路由协议配置: CAN 2.0B (ISO1 1898)；

波特率: 500kbps or 250kbps；

格式: 标准CAN (11 bit ID) or J1939 (29bit ID)；

信号: [输出]: 02(%), 02可用信号；

⑤传感器修正机能

⑥连接器:北美USCAR防水认证连接器(4针)

⑦线束长度: 1m(控制器-传感器间)

⑧自己诊断机能

6.排气氧传感器（催化器后）

6.1工作原理

①在传感器正常运行过程中，让尾气气流通过加压室。根据混合物在化学计量中是富还是贫，参比电池会相应地产生一个高电压或低电压；

②如排出气流在化学计量中是富，则会在传感器内产生一个“泵”电流来消耗未燃烧的燃料；如排出气流在化学计量中是贫，则产生一个反向泵电流来消耗过剩氧或游离氧。当游离氧或游离燃料被中和后，电压反馈信号则返回至其基准值。产生该平衡所需的泵电流与进口供给当量比成比例。

③该传感器避免了窄频带传感器固有的平均迟延的缺点，可允许ECU对大功率发动机管理系统的燃料输送和点火定时进行快速地调节，这比使用窄频带含氧量传感器（HEGO）要快速得多。

④Phi值：1.008±0.005，超出这个窗口偏稀或者偏浓都会导致排放超标。

7.爆震传感器（ECI/ESI）

爆震传感器直接安装在发动机机体上

作用：用来探测由异常燃烧导致的缸体震动（爆震），ECM根据爆震情况即时调整点火提前角，使发动机避免在爆震区域工作，保护发动机可靠运行。

爆震是对天然气发动机损害非常大的因素，为了尽可能的减少爆震对发动机的伤害，需要设置爆震传感器。当传感器探测到爆震信号时，立即修正发动机点火角度等参数，减少爆震。

每台发动机会安装2个爆震传感器。

除了燃料优势，想经营好一辆燃气车，你得知道这些才能事半功倍

油价太高想入手一台燃气车？这些燃气车基础知识你知道多少

面对目前低迷的货运市场环境，燃气车凭借其燃料成本的优势一直在国内卡车市场拥有着强劲的竞争力。相信许多卡友或多或少都有过入手一台燃气车的想法，但是许多经营燃油车甚至燃气车的卡友对天然气卡车一些结构原理仍心存疑惑。

接下来带着疑惑我们一起揭开天然气卡车的神秘面纱。本篇从燃气车在天然气燃料性质，LNG储存罐结构，日常使用加气操作方法，国六LNG发动机技术特点和易损保养件等五方面为卡友们介绍了燃气车相关知识。

希望对卡友能够高效运营燃气车辆有一定的帮助。才疏学浅，有介绍不当之处劳请大家指正！

同样是燃气车，LNG和CNG有什么不同？

LNG 和CNG 二者都属于天然气，基本组份都是甲烷，但二者的储存形式却大不相同。LNG（Liquefied Natural Gas） 即液化天然气，是天然气经过一系列的低温冷凝处理变为液态并在常压下以-162℃的超低温存储。

CNG（Compressed Natural Gas） 即压缩天然气，是天然气通过加压并以高压（一般为20Mpa，约等于200个大气压）的形式储存在容器中。

相同气量下，液态天然气的体积约为气态的1/600。所以LNG的存储效率更高，约为同体积CNG的2.5倍，车载时续航里程更长。

通常重型卡车和长途客车使用LNG作为燃料，续航里程可以达到800公里左右，而CNG常搭载家用小汽车和公交车等短途运营车辆，续航里程约为200公里左右。

LNG重型牵引车

CNG重型牵引车

背着硕大的气罐，LNG燃气车真的安全吗？

液化天然气对金属没有腐蚀性，基本是无色无味的液体，通常闻到的气味是人工添加加臭剂所发出的味道，为了能够及时发现泄漏并采取安全措施。

LNG储存温度极低，汽化沸点约为-162℃，并且只需要极少体积的液体就能转化为大量可燃气体。

天然气的爆炸极限是5%~15%，若与空气混合后浓度在该区间内会有发生爆炸燃烧的危险，浓度小于5%或大于15%都不会燃烧。所以天然气车在停放时尽量避免在密闭车库等环境中，以免泄漏发生危险。

为了让卡友们更直观的了解天然气与其他燃料区别，特将它们的有关参数列为表格：

从表格我们可以明确的看到天然气的燃点和爆炸极限都要比汽油和柴油高，所以在相同温度下不易发生自燃和爆炸事故。

天然气的密度（0.72Kg/m3）要远远小于空气的密度（1.29Kg/m3），发生泄漏后会快速扩散，不易聚集着火。并且天然气瓶在生产时经过各种压力安全测试，设计有多级限压安全阀当气瓶内温度或压力超过承受值后会自动泄压，保证安全。

所以对于LNG车型安全性能还是有保证的，卡友们在用车时只要及时正常的保养，基本不会出现安全问题的。

超低温储存LNG，储罐有什么特别之处？

车用LNG储罐是一种高真空绝热容器。设计为双层真空结构，隔热性能超强，原理类似于家用暖瓶内胆。罐内用来储存低温液态的LNG，罐外包裹多层绝热材料，内外之间的夹层被抽成高真空，形成一个良好的绝热系统。

常见燃气重卡搭载的LNG储罐的结构如下图所示，气罐可以视为由加液系统、出液系统、自增压系统、经济（自降压）系统和安全系统五大工作系统组成。

LNG储气罐侧面结构图

1.加液系统

在LNG储罐的侧面设有专用充装口用来给罐内加液。为了便于加气站操作，车辆所搭载气罐的充装口都是统一尺寸。

卡友们在加液前首先关闭出液阀并对加注口和回气口进行清理，用洁净干燥的抹布擦拭灰尘，并用干燥的气体进行吹扫，充液完成后必须盖好保护盖。

2.出液系统

LNG储罐上的出液系统用来给发动机持续不断的提供可燃气，为了保证供给发动机的气体满足使用要求，出液系统还包括了出液阀、过流阀、软管路、热交换器（水浴汽化器）、减压阀和混合器等部件。

热交换器使用发动机冷却液将液态天然气加热蒸发为气态天然气以供发动机使用。在加液完毕后要注意缓慢打开出液阀，防止过流阀关闭导致不出液。调节压力表在0.8-1.2Mpa之间使用最佳。

3.自增压系统

LNG储罐的最佳工作压力为0.8~1.2MPa，为了保证罐内压力不小0.8MPa，储罐设计有自增压系统。自增压系统主要是由增压截止阀（增压阀）、增压调节阀、增压管路、增压汽化盘管等组成。

其工作原理是：打开增压阀后气瓶内液体靠重力作用流出气瓶，经过汽化盘管时吸热汽化转化为气体，气体经过管路进入到气瓶内。由于1L液态天然气可转化为约600L气态天然气，所以自增压功能打开后气罐内压力上升还是比较快的。

4.经济（自降压）系统

当LNG储罐内压力高于1.2MPa时，可能会造成安全阀排气、燃料浪费和燃料性能降低等问题。经济（自降压）系统主要由经济调压阀和出液阀等组件组成，当储罐内压力高于经济调压阀设定压力时阀门自动开启，储罐内上部空间气体会通过调节阀进入出液管路输出燃烧，储罐内压力会及时下降。

但此功能只有在出液阀打开即发动机运转时有效。

5.安全系统

LNG储罐是一种高压容器，但是当罐内压力高于设计压力时，储罐会出现爆炸、破裂失效等危险。因此储罐上设计有：一级安全阀、二级安全阀、增压管路安全阀和气压表等附件来共同控制罐内压力防止压力过高引起失效危险。

一般储罐的一级安全阀接通压力为1.7Mpa，二级安全阀接通压力为2.4Mpa，超过安全阀设定压力后储罐就会出现卡友们常见的排气现象。所以在使用时要及时关注罐内压力，合理使用尽量减少安全阀排气，毕竟省下来的都是钱。

国六LNG气体发动机特有技术盘点

2018年6月国家生态环境部与市场管理监督总局联合颁布《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》法规，即卡友们常说的国六排放标准。法规指示2019年7月1日首先对市面上所有销售的燃气重型车实施国六a排放标准。

燃气车身先士卒，跨入国六排放阶段已有一段时间。国六排放标准的实施对于柴油发动机来说不仅增加了诸如DOC（氧化型催化器）、DPF（壁流式颗粒捕捉器）、SCR（选择性催化还原器）等机外尾气净化技术，而且还增加了EGR（废气再循环）和发动机控制系统升级等机内净化技术，工程师们可谓是煞费苦心。

但对于今年已经全面实施国六标准排放的气体机来说，排放升级相对其没有柴油机考验那么大。

从目前各发动机厂公布的数据来看，基本上国内主流的重型LNG发动机都采用了当量燃烧+EGR+三元催化的技术路线来满足国六排放。而国四国五排放标准的LNG发动机多采用稀薄燃烧+氧化催化的技术来满足排放。

当量燃烧和稀薄燃烧其实就是发动机进气系统在形成可燃混合气时对混合气空燃比（λ）的不同控制策略。稀薄燃烧是通过优化进气道结构使发动机进气时在缸内形成涡流，燃料能够实现与空气的非均质混合，形成缸内混合气浓包稀的状态。

在火花塞附近混合气较浓以保证点火而在活塞顶部处混合气较稀以提高发动机效率并降低排放。

而当量燃烧就是将燃料和空气按照理论空燃比的数值（天然气发动机的理论空燃比为17.2，即1Kg的天然气完全燃烧需要17.2Kg的空气）均匀混合再参与燃烧。因为没有过量的空气，所以也不会产生大量的氮氧化物等排放物。

但是采用当量燃烧方式的发动机热负荷较大，发动机整机、冷却、燃烧、排气等系统都需要强化，增压器也需用水冷的形式进行冷却。

由于工作方式和燃料等的不同，天然气发动机和柴油发动机的机油和冷却液也有差别，卡友们在日常保养时也千万不能混用，会影响发动机的性能和寿命。

对于气体机来说电子节气门、点火线圈、高压线、火花塞和氧传感器等都是在日常使用时故障率比较高的地方，我们在用车时需要对这些部件多注意和及时保养才能防患于未然。

总结

入手一台LNG燃气车确实能够在一定程度上减少车辆运营使用的支出，但是对于燃气车卡友们更应该积极主动学习其工作原理，了解一定的运营技巧才能达到事半功倍的效果。

对于目前整体不景气的货运市场环境则更是需要卡友们对车辆细心检查，做到以养代修。这样才能用最少的成本解决车辆问题，毕竟车辆在路途上车辆趴窝后动辄万八千的救援费和修理费是多数卡友们负担不起的。（文/卡家号：擎动未来）

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