De NOx-sensor speelt een cruciale rol in moderne auto's, vooral in modellen zoals de BMW E91. Deze sensor is essentieel voor het naleven van de strenge emissiewaarden die gelden in Europa (Euro 5/6) en zorgt ervoor dat schadelijke stikstofoxiden (NOx) worden gereduceerd. In dit artikel bespreken we de werking van de NOx-sensor, mogelijke problemen en hoe deze op te lossen zijn.
Werking van de NOx-sensor
De NOx-sensor is een essentieel onderdeel van het uitlaatgasnabehandelingssysteem van moderne voertuigen. De sensorgegevens zijn nodig voor de betreffende motormanagementsystemen om de uitlaatgasrecirculatie, het lucht-brandstofmengsel of de ureuminjectiehoeveelheid te berekenen.
De NOx-sensor wordt geïnstalleerd in zowel benzine- als dieselvoertuigen vanaf Euro 5/6 en maakt naleving van de strenge emissiewaarden mogelijk. De sensor is nodig voor voertuigen met directe benzine-injectie, omdat deze een grotere hoeveelheid stikstofoxide produceren door de gelaagde oplading. Deze voertuigen hebben ook een NOx-opslagkatalysator.
In dieselvoertuigen wordt de sensor gebruikt in combinatie met een systeem voor selectieve katalytische reductie (Selective Catalytic Reduction - SCR). Hierbij wordt ureum in de uitlaatgasstroom gebracht en worden de stikstoffen gereduceerd tot onschadelijk stikstof (N2) en water (H2O). Door de registratie van de uitlaatgasrelevante meetgegevens zorgt de NOx-sensor voor een optimale dosering van AdBlue® via het motormanagementsysteem en zorgt daarmee voor een doeltreffende vermindering van de voor het milieu schadelijke stikstofoxiden.
Zodra de vereiste bedrijfstemperatuur is bereikt, meet de NOx-sensor permanent het stikstofoxidegehalte in het uitlaatgas. De vastgestelde waarden worden verwerkt door de besturingseenheid van de NOX-sensor en via de CAN-databus doorgestuurd naar besturingseenheden op een hoger niveau, zoals de SCR- of motorbesturingseenheid. Op basis van de ontvangen informatie kunnen deze besturingseenheden berekenen hoeveel AdBlue® vóór de SCR-katalysator geïnjecteerd moet worden om een optimale vermindering van stikstofoxide te bereiken.
Lees ook: Functie krukassensor E36
Een verwarmingselement dat rechtstreeks in de sonde is geïntegreerd, zorgt ook voor de vereiste bedrijfstemperatuur van ongeveer 300° voor de sensor. De NOx-sensoreenheid kan afzonderlijk of als systeempaar in het uitlaatsysteem geïnstalleerd zijn. Dit is afhankelijk van de systeemuitvoering die in het betreffende voertuig is geïnstalleerd.
Als er twee sensoren worden gebruikt, bevindt de ene zich voor en de andere na de SCR-katalysator. De sensor na de SCR-katalysator heeft als taak om de werking van de SCR-katalysator te bewaken. Dit zorgt voor een goede werking van het systeem en een nauwkeurigere regeling van de uitlaatgaszuiveringssystemen.
Het geïntegreerde verwarmingselement zorgt voor een constante en optimale bedrijfstemperatuur in de sensor. Hierdoor kan de sensor worden verwarmd tot de vooraf gedefinieerde bedrijfstemperatuur, ongeacht de omgevingstemperatuur en de motortemperatuur. Dit zorgt ervoor dat de NOx-sensor zelfs bij lage temperaturen optimaal kan reageren.
De temperatuur van het verwarmingselement wordt meestal geregeld door de motorbesturing. De motorbesturingseenheid past het verwarmingsvermogen aan de omgevingsomstandigheden aan. Dit verbetert niet alleen de nauwkeurigheid van de stikstofoxidemeting, maar heeft ook een positief effect op de levensduur van de sensor.
Mogelijke problemen met de NOx-sensor
Net als elk ander auto-onderdeel kan de NOx-sensor defect raken. Hier zijn enkele veelvoorkomende oorzaken van NOx-sensorproblemen:
Lees ook: Skoda Fabia ABS Sensor Problemen?
- Slijtage door veroudering: Net als een lambdasonde kan ook de NOx-sensor verouderen.
- Bedrijfsomstandigheden: Uitlaatgassamenstelling, temperaturen en trillingen kunnen de sensor beïnvloeden.
- Vervuiling van de sensorkop: Korte afstanden, verkeerde mengselsamenstelling of hoog olieverbruik kunnen leiden tot vervuiling.
- Omgevingsinvloeden: Vocht, water of strooizout kunnen de sensor beschadigen.
- Mechanische beschadigingen: Verkeerde montage, een ongeval of een marterbeet kunnen schade veroorzaken.
- Defecte spanningsvoorziening: Kabelonderbrekingen, externe of interne kortsluiting kunnen problemen veroorzaken.
- SCR-systeem defect: Defecte onderdelen of een onjuiste dosering van AdBlue® kunnen leiden tot afzettingen.
Diagnose en probleemoplossing
De werking van de NOX-sensor wordt bewaakt door de betreffende hoger geplaatste systeembesturingseenheid en dus via de boorddiagnose (OBD). Componentgerelateerde storingen zoals onjuiste operationele gereedheid, elektrische kortsluiting of kabelonderbrekingen worden direct herkend en in het storingsgeheugen opgeslagen.
Daarom moet het storingsgeheugen van de uitlaatgasgerelateerde systemen eerst worden uitgelezen met een geschikt diagnoseapparaat. De gegevens van de ECU-communicatie vormen de basis voor de eigenlijke probleemoplossing en een succesvolle reparatie. Voordat echter direct met de uitgebreide diagnose van de besturingseenheid wordt begonnen, moet het gehele uitlaattraject visueel worden geïnspecteerd.
Externe schade is meestal al merkbaar door een veranderd geluidsgedrag en kan worden veroorzaakt door scheuren of doorroesten van buizen, aansluitingen of geluiddempers. De geïnstalleerde geluiddempers en katalysatoren moeten ook worden gecontroleerd op defecten, zoals losse onderdelen binnenin, door te schudden of te kloppen op het betreffende component.
Bedrading of elektrische stekkerverbindingen kunnen beschadigd zijn door omgevingsinvloeden zoals vuil, water of strooizout. De elektrische stekkerverbinding op de besturingseenheid moet daarom ook worden meegenomen in het probleemoplossingsproces. Afhankelijk van het voertuig en het systeem kan niet alleen het storingsgeheugen worden uitgelezen, maar kunnen ook extra functies zoals parameters of schakelschema's worden geselecteerd en weergegeven.
Deze functie kan worden gebruikt om actuele meetwaarden weer te geven, zoals het motortoerental, de NOx-waarde voor en na de SCR-katalysator en de temperatuur van de SCR-katalysator. Deze parameteropvraag kan tijdens bedrijf worden gebruikt om te controleren of de uitlaatgassensoren en het SCR-systeem correct functioneren.
Lees ook: E90 Regensensor Werking
Voor de foutopsporing kunnen systeemspecifieke schakelschema's uit de voertuiginformatie worden gebruikt.
Weergave van de plaatsing van de sensoren in het schakelschema:
- NOX-sensor voor KAT
- NOX-sensor na KAT
- Motorbesturingseenheid
De montage mag alleen worden uitgevoerd door opgeleid vakpersoneel. Als onderdeel van de foutopsporing moet er na de diagnose van de besturingseenheid eerst een visuele inspectie van de componenten en de randapparatuur in de motorruimte resp. op het uitlaatsysteem worden uitgevoerd.
De NOx-sensor moet worden vervangen als de bekabeling of de sensorbehuizing beschadigd is. De sensor moet bij reparatie altijd als complete eenheid worden vervangen. Zorg voor de juiste sensor en installatiepositie!
De verschillende diagnosemogelijkheden zijn bij wijze van voorbeeld weergegeven voor het diagnoseapparaat mega macs X. De testdiepte en het aantal verschillende functies kunnen afhankelijk van de voertuigfabrikant en de systeemconfiguratie van de besturingseenheid variëren.
Praktijkvoorbeeld van een BMW E91
Een gebruiker deelde zijn ervaring met het vervangen van de NOx-sensor in een BMW E91. Hij beschreef de locatie van de sensor en de stappen die hij heeft ondernomen om deze te vervangen:
De sensor zit tussen deze 2 potten in, onder het beschermplaatje dat je moet losschroeven. De kabel loopt achter het hitteschild door. Zodra je het beschermplaatje los hebt gehaald en een stuk of 4 schroeven van het achterste hitteschild (dus het verst van de motor af), dan kun je dit schild weghalen. Met een beetje buigen krijg je het langs uitlaat naar beneden. De moer waarmee de sensor vast zit is een 22-er.
Na de vervanging van de sensor verdwenen 5 van de 7 foutcodes. Dit benadrukt het belang van een correct functionerende NOx-sensor voor de prestaties van de auto.
Tabel: Mogelijke oorzaken en oplossingen voor NOx-sensorproblemen
| Oorzaak | Mogelijke oplossing |
|---|---|
| Veroudering | Vervanging van de sensor |
| Vervuiling | Controleren en reinigen van de sensor (indien mogelijk) of vervangen |
| Beschadigde bedrading | Repareren of vervangen van de bedrading |
| Defect SCR-systeem | Repareren of vervangen van defecte onderdelen in het SCR-systeem |