Датчик оксиду азоту автомобіля: призначення, пристрій, несправності

У список оснащення сучасного автомобіля входить велика кількість додаткового обладнання, яке забезпечує максимальний комфорт для водія і пасажирів, а також робить автомобіль більш безпечним на різних швидкостях. Але посилення екологічних стандартів, особливо для дизельного транспорту, змушує виробників оснащувати свої моделі додатковим обладнанням, яке забезпечує силовому агрегату максимально чистий вихлоп.

Серед такого обладнання - система уприскування сечовини. Про неї ми вже детально говорили в іншому огляді. Зараз зосередимося на датчику, без якого система не буде працювати, або буде функціонувати з помилками. Розглянемо, навіщо потрібен датчик NOx не тільки в дизельному, але і в бензиновому автомобілі, як він працює, і як визначити його несправність.

Що таке датчик оксиду азоту автомобіля?

Інша назва датчика оксиду азоту це сенсор збідненого суміші. Автолюбитель може і не здогадуватися про те, що його автомобіль може оснащуватися подібним обладнанням. Єдине, що може вказати на наявність цього датчика, це відповідний сигнал на приладовій панелі (Check Engine).

Цей пристрій встановлюється біля каталізатора. Залежно від модифікації силової установки таких датчиків може бути два. Один встановлений до каталітичного аналізатора, а інший - за ним. Наприклад, система AdBlue часто працює саме з двома сенсорами. Це необхідно для того, щоб вихлоп мав мінімальний вміст оксиду азоту. Якщо система буде працювати несправне, автомобіль не буде відповідати екологічним стандартам, заявленим виробником.

Більшість бензинових моторів з розподіленою системою впорскування палива (про інших модифікаціях паливних систем розповідається в іншому огляді) Отримують інший датчик, який фіксує кількість кисню у вихлопі. Завдяки лямбда-зонду блок керування регулює склад повітряно-паливної суміші в залежності від навантаження на силовий агрегат. Детальніше про призначення і принцип роботи сенсора читайте тут.

призначення пристрою

Раніше безпосереднім уприскуванням оснащувався тільки дизельний агрегат, але для сучасного автомобіля з бензиновим мотором така паливна система вже не дивина. Така модифікація уприскування дозволяє впровадити в двигун ряд нововведень. Прикладом тому є система відключення декількох циліндрів при мінімальних навантаженнях. Такі технології не тільки дозволяють забезпечувати максимальну економію палива, але і знімати найвищий ККД з силової установки.

Коли мотор з подібною системою впорскування палива працює з мінімальними навантаженнями, електронне управління формує обедненную суміш (мінімальна концентрація кисню). Але при згорянні такої ВТС в вихлопі міститься велика кількість токсичних газів, серед яких оксид азоту та вуглецю. Що стосується вуглецевих сполук, їх нейтралізує каталізатор (про те, як він працює і як визначити його несправності, читайте окремо). Однак азотисті сполуки нейтралізуються набагато складніше.

Частково проблема високого вмісту токсичних речовин вирішується установкою додаткового каталізатора, який має накопичувальний тип (в ньому уловлюються оксиди азоту). Подібні ємності мають обмежену потужність накопичення, і щоб вихлопні гази були максимально чистими, зміст NO необхідно реєструвати. Це завдання якраз для однойменного датчика.

По суті, це той же лямбда зонд, тільки встановлюється він після накопичувального каталізатора в разі бензинового агрегату. Вихлопна система дизельного автомобіля має відновлювальний каталітичний нейтралізатор, і вимірювальний прилад встановлюється за ним. Якщо перший датчик коригує склад ВТС, то другий впливає на зміст вихлопних газів. Ці сенсори входять в обов'язкову комплектацію системи вибіркової каталітичної нейтралізації.

Коли NOx-сенсор реєструє збільшений вміст азотистих з'єднань, пристрій посилає сигнал на блок управління. У мікропроцесорі активується відповідний алгоритм, і на виконавчі механізми паливної системи подаються необхідні команди, за допомогою яких коригується збагачення повітряно-паливної суміші.

У випадку з дизелем відповідний сигнал від датчика надходить на управління системи упорскування сечовини. В результаті в потік вихлопних газів розпорошується хімічна речовина, що нейтралізує токсичні гази. У бензинових моторів просто змінюється склад ВТС.

Пристрій датчика NOx

Сенсори, що вловлюють токсичний склад у вихлопних газах, являють собою складні електрохімічні прилади. В їх конструкцію входять:

• нагрівач;
• Камера накачування;
• Камера вимірювання.

У деяких модифікаціях прилади оснащуються додатковою, третьої, камерою. Робота пристрою зводиться до наступного. Відпрацьовані гази залишають силовий агрегат і йдуть через каталізатор на другий лямбда-зонд. У нього подається струм, і нагрівальний елемент доводить температуру середовища до 650 градусів і більше.

У цих умовах знижується вміст О2 за рахунок впливу струму відкачування, який створює електрод. Поступаючи в другу камеру, азотисті сполуки розпадаються на більш безпечні хімічні елементи (оксиген і азот). Чим вищий вміст оксидів, тим сильніше буде ток відкачування.

Третя камера, яка присутня в деяких модифікаціях датчиків, регулює чутливість двох інших осередків. Щоб відбувалася нейтралізація токсичних речовин, крім впливу струму і високої температури, електроди виготовляються з дорогоцінних металів, які також можна знайти і в каталізаторі.

У будь-якому сенсорі NOx також є як мінімум два міні насоса. Перший захоплює надлишок кисню у вихлопі, а другий здійснює забір контрольної порції газів для визначення кількості кисню в потоці (він з'являється при розпаді оксиду азоту). Також вимірювач оснащується власним блоком управління. Завдання цього елемента в тому, щоб вловлювати сигнали датчика, посилювати їх і передавати ці імпульси на центральний блок управління.

Робота датчиків NOx для дизеля і для бензинового агрегату відрізняється. У першому випадку пристрій визначає, наскільки ефективно працює відновлювальний каталізатор. Якщо цей елемент вихлопної системи перестає справлятися зі своїм завданням, сенсор починає реєструвати занадто високий вміст токсичних речовин в потоці відпрацьованих газів. На ЕБУ надходить відповідний сигнал, і на панелі управління спалахує маркування мотора або напис Check Engine.

Так як подібне повідомлення з'являється і при інших несправності силового агрегату, то перш ніж намагатися щось ремонтувати, потрібно провести комп'ютерну діагностику в сервісному центрі. У деяких автомобілях можна викликати функцію самодіагностики (про те, як це зробити, розповідається окремо), Щоб дізнатися код помилки. Ця інформація мало чим допоможе пересічному автомобілісту. Якщо є список позначень, в деяких моделях авто блок управління видає відповідний код, але в більшості автомобілів на екрані бортового комп'ютера виводиться лише загальна інформація про несправності. З цієї причини якщо немає досвіду у виконанні подібних діагностичних процедур, то ремонт потрібно робити тільки після відвідин СТО.

У разі бензинових моторів датчик так само посилає імпульс на блок управління, але тепер ЕБУ посилає команду на виконавчі механізми, щоб вони підкоригували збагачення ВТС. Самостійно каталітичний нейтралізатор не може усунути азотисті сполуки. З цієї причини мотор може викидати чистіші відпрацьовані гази тільки в разі зміни режиму уприскування бензину, щоб він правильним чином згорав.

З невеликою кількістю токсичних речовин каталізатор може впоратися, але як тільки їх зміст збільшується, датчик ініціює більш якісне згоряння повітряно-паливної суміші, щоб цей елемент вихлопної системи зміг трохи «відновитися».

Окреме питання, що стосується даного датчика, це його проводи. Так як він має складний пристрій, то і його проводка складається з більшої кількості проводів. У найбільш просунутих датчиках проводка може складатися з шести кабелів. Кожен з них має своє маркування (ізоляційний шар має свій колір), тому при підключенні пристрою необхідно дотримуватися терморегулятори, щоб сенсор працював правильно.

Ось призначення кожного з таких проводів:

• Жовтий - мінусовий для нагрівача;
• Синій - плюсовій для нагрівача;
• Білий - сигнальний провід струму накачування (LP I +);
• Зелений - сигнальний кабель струму накачування (LP II +);
• Сірий - сигнальний кабель камери вимірювання (VS +);
• Чорний - з'єднувальний кабель між камерами.

У деяких модифікаціях в проводці є помаранчевий кабель. Найчастіше він зустрічається в терморегулятори датчиків для американських моделей авто. Дана інформація більше потрібна працівникам СТО, а для пересічного автолюбителя досить знати, що проводка не має пошкоджень і контактні фішки добре з'єднані з контактами блоку управління.

Несправності і їх наслідки

Справний датчик оксиду азоту не тільки забезпечує більш екологічний викид, але і в деякій мірі знижує ненажерливість силового агрегату. Цей пристрій дозволяє більш тонко налаштувати роботу ДВС при малих навантаженнях. Завдяки цьому мотор буде задіяти мінімальна кількість палива, але при цьому паливно-повітряна суміш буде згоряти максимально ефективно.

Якщо датчик виходить з ладу, то він буде занадто повільно передавати сигнал або цей імпульс буде сильно слабким, навіть на виході з блоку управління пристрою. Коли ЕБУ не реєструє сигнал від даного сенсора або цей імпульс занадто слабкий, то електроніка переходить в аварійний режим. Відповідно до заводської прошивкою активується алгоритм, в згоді з яким в циліндри подається більш збагачена суміш. Схоже рішення робиться при виході з ладу датчика детонації, про який ми говорили в іншому огляді.

В аварійному режимі неможливо досягти максимальної економічності мотора. У багатьох випадках збільшення витрати палива спостерігається в межах 15-20 відсотків, а в міському режимі навіть більше.

Якщо датчик зламаний, то накопичувальний каталізатор починає працювати некоректно через те, що порушений відновний цикл. Якщо автомобіль проходить перевірку на відповідність екологічним стандартам, то заміна даного датчика обов'язкове, так як через некоректну роботу системи нейтралізації в навколишнє середовище викидається велика кількість токсичних речовин, і машина не пройде контроль.

Що стосується діагностики, то не завжди поломку просунутого датчика можна розпізнати по конкретному коду помилки. Якщо орієнтуватися тільки на цей параметр, то доведеться міняти все зонди. Більш точне визначення несправності можливо тільки на сервісному центрі за допомогою комп'ютерної діагностики. Для цього використовується осцилограф (про нього розповідається тут).

Вибір нового датчика

На ринку автозапчастин часто можна знайти бюджетні запчастини. Однак у випадку з датчиками оксиду азоту цього зробити не вийде - в магазинах продається оригінальний товар. Причина тому - в пристрої використовуються дорогі матеріали, які забезпечують хімічну реакцію. Вартість дешевих датчиків кардинально не відрізнятиметься від вартості оригіналу.

Однак це не заважає недобросовісним виробникам намагатися підробити навіть таке дороге устаткування (ціна датчика може бути такою ж, що і габаритні деталі автомобіля, наприклад, кузовна панель або лобове скло в деяких моделях авто).

Зовні підробка нічим не відрізняється від оригіналу. Навіть наклейки на продукції можуть бути відповідними. Єдине, що допоможе розпізнати підробку, це низька якість ізоляції кабелю і контактних фішок. Плата, на якій закріплений блок управління і контактна фішка, буде теж якістю гірше. На цій частині у підробки також буде відсутній термічна, волого-і віброізоляція.

Найкраще купувати продукцію відомих виробників, наприклад, Denso і NTK (японські виробники), Bosch (німецька продукція). Якщо підбір ведеться по електронному каталогу, то краще це робити через VIN-код. Так найлегше знайти оригінальний пристрій. Можна також шукати продукцію по коду датчика, але в більшості випадків рядовому автомобілісту ця інформація невідома.

Якщо немає можливості знайти товар перерахованих виробників, слід звернути увагу на упаковку. На ній може вказуватися, що перед покупцем ОЕМ-продукція, яку реалізує компанія-пакувальник. Часто в упаковці буде знаходитися товар перерахованих фірм-виробників.

Багато автомобілістів задають питання: чому цей датчик коштує так дорого? Причина в тому, що при виготовленні використовуються дорогоцінні метали, а його робота пов'язана з вимірюванням високої точності і великим робочим ресурсом.

Висновок

Отже, датчик оксиду азоту - один з численних електронних пристроїв, без яких не працює жоден сучасний автомобіль. Якщо подібне обладнання виходить з ладу, автомобілісту доведеться серйозно витратитися. Коректно діагностувати його несправності зможуть далеко не всі СТО.

Незважаючи на високу вартість діагностики, складність пристрою і тонкість роботи, у датчика NOx великий ресурс. З цієї причини автомобілісти рідко стикаються з необхідністю заміни цього обладнання. Але якщо датчик зламався, то його потрібно шукати серед оригінальної продукції.

Додатково пропонуємо невелике відео про роботу розглянутого вище датчика:

22/34: Діагностика системи управління бензиновим ДВС. Датчик NOX. Теорія.

Питання та відповіді:

Що робить датчик NOx? Цей датчик виявляє оксиди азоту у вихлопних газах автомобіля. Його встановлюють на всі сучасні авто, щоб транспорт відповідав екологічним стандартам.

Де знаходиться датчик NOx? Він встановлюється біля каталізатора, щоб блок управління міг підлаштувати роботу двигуна для якіснішого спалювання палива та нейтралізації шкідливих речовин у вихлопі.

Чим небезпечний NOx? Вдихання цього газу є шкідливим для здоров'я людини. Концентрація речовини вище 60 ppm викликає печіння у легенях. Найменші концентрації викликають головний біль, проблеми з легенями. У великій концентрації смертельний.

Що таке NOХ? Це збірна назва оксидів азоту (NO і NO2), які виникають у результаті хімічної реакції, що супроводжується горінням. NO2 утворюється під час контакту з холодним повітрям.