Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Экологические системы двигателя / Система SCR / Датчик NOx системы впрыска AdBlue

Датчик NOx системы впрыска AdBlue

Датчик NOx системы впрыска AdBlue - электронный датчик состава отработавших газов, который измеряет концентрацию оксидов азота NOx и передает данные системе управления двигателем и системе SCR. Каноническое английское название TESMA - NOx Sensor, urea injection.

На современном дизельном автомобиле может использоваться один, два или несколько NOx-сенсоров. Особенно распространена архитектура с датчиком до катализатора SCR и датчиком после него. Первый позволяет оценить количество NOx на входе, второй - результат очистки.

NOx Sensor не следует менять только потому, что он показывает высокое содержание оксидов азота. Если двигатель действительно производит слишком много NOx или SCR не дозирует AdBlue, исправный датчик обязан показать эту проблему.

Для чего нужен датчик NOx

Его данные могут использоваться для:

определения первичного уровня NOx;
расчета работы SCR;
контроля эффективности катализатора;
коррекции дозирования AdBlue;
диагностики экологической системы;
контроля модели выбросов;
выявления недостаточной эффективности очистки.

Что такое NOx

NOx - общее обозначение оксидов азота, образующихся при процессе сгорания.

Для дизельного двигателя контроль NOx выполняют несколько взаимосвязанных систем.

Система EGR уменьшает образование NOx в цилиндрах.
Система SCR нейтрализует значительную часть NOx в выпускном тракте.

Где установлен датчик

Измерительная часть вкручивается непосредственно в выпуск.

Датчик может находиться:

до SCR;
после SCR;
между ступенями системы доочистки;
после комбинированного DPF/SCR-модуля;
в другой точке, предусмотренной изготовителем.

Датчик NOx до SCR

Передний сенсор определяет количество NOx, поступающее к системе селективного каталитического восстановления.

Его данные помогают оценивать:

нагрузку на SCR;
необходимое дозирование;
работу EGR;
соответствие фактических выбросов расчетным.

Датчик NOx после SCR

Задний сенсор контролирует остаточный NOx после катализатора.

При прогретой и активно работающей системе сравнение значений до и после SCR позволяет оценивать реальную эффективность нейтрализации.

Передний и задний сенсоры могут отличаться

Различия возможны по:

OE-номеру;
длине кабеля;
разъему;
электронному модулю;
калибровке;
программной версии;
положению в сети автомобиля;
температурному исполнению.

Sensor 1 и Sensor 2 нельзя переставлять местами только потому, что у них одинаковая резьба.

Из чего состоит NOx Sensor

Типичный узел включает:

резьбовой измерительный зонд;
керамический чувствительный элемент;
нагреватель;
защитный корпус;
термостойкий кабель;
электронный управляющий модуль;
разъем.

Для чего нужен электронный модуль

Он может:

управлять нагревателем;
стабилизировать температурный режим;
обрабатывать сигналы измерительных ячеек;
вычислять концентрацию NOx;
выполнять самодиагностику;
передавать цифровые данные другим блокам автомобиля.

Как работает чувствительный элемент

В современных NOx Sensor используются высокотемпературные электрохимические керамические элементы.

Внутренняя электроника контролирует процессы в измерительных камерах и на основании работы электрохимических ячеек рассчитывает концентрацию NOx.

Это значительно более сложный принцип, чем у простого аналогового датчика.

NOx Sensor и лямбда-зонд - разные детали

Оба устройства анализируют отработавшие газы, но выполняют разные задачи.

Лямбда-зонд в первую очередь связан с оценкой кислорода и состава смеси.

NOx Sensor предназначен для контроля оксидов азота и работы соответствующей системы нейтрализации.

Для чего нужен нагреватель

Чувствительный керамический элемент должен работать в определенном температурном диапазоне.

Нагреватель позволяет:

быстрее активировать датчик;
поддерживать стабильную температуру;
повысить повторяемость измерений.

Почему нет универсального сопротивления нагревателя

Разные датчики имеют различную электрическую архитектуру.

Нагреватель может управляться встроенным модулем, поэтому случайное измерение сопротивления между контактами не является универсальным тестом.

Используют электрическую схему конкретного автомобиля.

Как датчик передает данные

На многих современных системах модуль сенсора передает обработанные цифровые данные в автомобильную сеть.

Поэтому проверяют:

питание;
массу;
линии связи;
разъем;
проводку;
состояние сети.

Что происходит после запуска

Сразу после запуска датчику может потребоваться время на:

самодиагностику;
прогрев;
стабилизацию;
переход в режим готовности.

Поэтому отсутствие полноценного сигнала на холодном двигателе не всегда означает неисправность.

Что показывает live data

В зависимости от автомобиля доступны:

NOx в ppm или другом представлении;
статус сенсора;
статус нагревателя;
готовность;
напряжение питания;
NOx Sensor 1;
NOx Sensor 2;
параметры эффективности SCR.

Почему одной цифры недостаточно

NOx изменяется вместе с:

нагрузкой;
оборотами;
температурой;
работой EGR;
активностью SCR;
дозированием AdBlue;
режимом системы доочистки.

Поэтому показание оценивают только вместе с условиями его получения.

Основные неисправности датчика

Отдельная страница TESMA - Неисправность датчика NOx.

Возможны:

старение чувствительного элемента;
неисправность нагревателя;
отказ электронного модуля;
обрыв кабеля;
короткое замыкание;
коррозия контактов;
термическое повреждение проводки;
ошибка связи;
загрязнение чувствительной части;
механическое повреждение.

Что ускоряет старение

высокая температура выпуска;
многократные термоциклы;
попадание моторного масла;
попадание охлаждающей жидкости;
ненормальное сгорание;
вибрация;
поврежденная проводка;
вода в электрическом разъеме.

Сажа на датчике

Чрезмерная сажа может быть не только проблемой самого сенсора, но и признаком неисправности двигателя.

Проверяют:

форсунки;
наддув;
расход масла;
EGR;
DPF;
процесс сгорания.

Антифриз в выпуске

Если в выпуск попадает охлаждающая жидкость, ее продукты могут загрязнять чувствительную часть датчика.

Одним из возможных источников на соответствующих двигателях является Охладитель EGR.

Установка нового NOx Sensor без устранения источника загрязнения может закончиться повторной неисправностью.

Проводка рядом с выпуском

Типичные дефекты:

оплавленная изоляция;
кабель лежит на выхлопной трубе;
перетирание о кронштейн;
слишком сильное натяжение;
перелом возле разъема;
неправильная прокладка после ремонта.

Электронный модуль

Блок на кабеле содержит рабочую электронику датчика.

Его необходимо защищать от:

воды;
агрессивной химии;
удара;
чрезмерного нагрева;
неправильного электрического подключения.

Основные симптомы неисправности

Check Engine;
сообщение SCR;
предупреждение AdBlue;
отсчет до ограничения запуска на соответствующих системах;
аварийный режим;
ошибка эффективности;
неправдоподобное значение NOx;
ошибка нагревателя;
ошибка связи с модулем.

Автомобиль с неисправным датчиком NOx часто субъективно едет совершенно нормально.

Почему машина едет нормально, а Check Engine горит

NOx Sensor относится прежде всего к контролю выбросов.

Поэтому двигатель может сохранять нормальную мощность.

Однако неисправность способна:

нарушить контроль SCR;
вызвать сообщение AdBlue;
помешать завершению диагностического монитора;
активировать последующие ограничения.

Типичные коды

На разных автомобилях встречаются коды семейства P22xx и фирменные коды производителя.

Примеры:

P2200;
P2201;
P2202;
P2203;
P229F;
другие коды цепей, нагревателя и диапазона NOx Sensor.

Расшифровку всегда проверяют для конкретного автомобиля.

P20EE - не прямой код NOx Sensor

P20EE обычно относится к оценке эффективности SCR/NOx-катализатора.

Причины могут включать:

реально низкую эффективность SCR;
недостаточное дозирование;
неправильную жидкость AdBlue;
неисправный дозатор;
неподходящую температуру;
проблему EGR;
утечку выхлопа;
ошибку одного из NOx Sensor.

Заменять задний NOx Sensor только из-за P20EE неправильно.

Высокий NOx до SCR

Высокое значение может быть реальным.

Возможные причины:

недостаточная рециркуляция EGR;
изменение температуры сгорания;
проблема впуска;
проблема наддува;
другая неисправность двигателя.

Исправный датчик в таком случае только показывает проблему.

Высокий NOx после SCR

Проверяют:

дозирование AdBlue;
давление;
форсунку;
температуру SCR;
катализатор;
уровень NOx на входе;
задний датчик.

Нулевой или слишком низкий NOx

Нулевое значение не всегда означает идеальную очистку.

Подозрительно, если сигнал:

не изменяется при нагрузке;
не соответствует другим параметрам;
сопровождается DTC датчика;
долго остается фиксированным.

Почему нельзя проверять только на холостом ходу

Для полноценной оценки могут требоваться:

прогретый двигатель;
прогретый SCR;
активное дозирование;
стабильное движение;
определенная нагрузка;
одновременный анализ нескольких PID.

Базовый алгоритм диагностики

Отдельная процедура - Проверка датчика NOx.

Считать все DTC.
Сохранить freeze frame.
Определить Sensor 1 или Sensor 2.
Проверить питание.
Проверить массу.
Осмотреть разъем.
Проверить кабель.
Проверить линии связи.
Оценить работу нагревателя.
Проверить готовность сенсора.
Сравнить NOx до и после SCR.
Проверить температуру выпуска.
Проверить дозирование AdBlue.
Проверить давление.
Проверить герметичность выпуска.
Оценить EGR.
После этого делать вывод о датчике.

Сначала определить Sensor 1 или Sensor 2

Неправильная идентификация приводит к:

проверке другого разъема;
анализу неправильного PID;
заказу неправильной детали;
неверному выводу о SCR.

Проверка проводки

Особенно внимательно осматривают:

зону возле выхлопной трубы;
штатные клипсы;
места предыдущего ремонта;
участки контакта с металлом;
разъем электронного модуля.

Питание и масса

Модуль должен получать стабильное питание и надежную массу.

Проверку выполняют согласно электрической схеме, а не только по наличию напряжения на отключенном разъеме.

Почему обычной прозвонки мало

Провод может звониться, но иметь повышенное сопротивление из-за:

коррозии;
частичного обрыва;
окисленного контакта;
плохого обжима.

Проверка нагревателя

Оценивают:

DTC;
команду нагрева;
питание;
статус прогрева;
внутреннюю самодиагностику.

Нельзя подавать случайное питание на неизвестные контакты сенсора.

Сравнение Sensor 1 и Sensor 2

Одновременно анализируют:

NOx на входе;
NOx на выходе;
температуру;
команду дозирования;
фактическую работу AdBlue;
нагрузку двигателя.

Почему задний датчик не должен постоянно повторять передний

При активной и эффективной SCR состав выхлопа между точками измерения должен изменяться.

Если сигналы постоянно почти одинаковы, проверяют:

активность SCR;
дозирование;
температуру;
катализатор;
достоверность обоих датчиков.

Датчик NOx и AdBlue

NOx Sensor не измеряет уровень AdBlue в баке.

Он оценивает состав отработавших газов.

Поэтому высокий NOx может быть следствием отсутствия нормального дозирования, а не неисправностью сенсора.

Датчик NOx и модуль дозирования

Если Модуль дозирования AdBlue подает неправильное количество реагента, исправный задний NOx Sensor покажет недостаточную очистку.

Датчик NOx и насос AdBlue

При неправильном давлении Насоса AdBlue с подогревом реальное дозирование может не соответствовать команде.

Датчик NOx и EGR

Неисправная Система EGR может изменить первичный уровень NOx.

Замена исправного сенсора в таком случае просто заменит прибор, который правильно измерял неисправность другого узла.

Датчик NOx и DPF

Сажевый фильтр и SCR решают разные задачи, но работают в общем выпускном тракте.

Регенерация и температурные режимы DPF могут изменять условия измерения NOx.

Температура выпуска

Если SCR не находится в рабочем температурном диапазоне, высокий NOx после него нельзя автоматически считать неисправностью катализатора или датчика.

Негерметичность выпуска

Полезная связанная процедура - Проверка герметичности выпускной системы.

Проверяют:

фланцы;
сварные соединения;
резьбу датчика;
гофры;
стыки между датчиками.

Можно ли проверить датчик мультиметром

Мультиметром можно проверить часть внешних электрических цепей.

Но он не показывает:

точность NOx;
работу электрохимических ячеек;
внутренний алгоритм модуля;
цифровой обмен;
реакцию сенсора в движении.

Можно ли использовать осциллограф

Осциллограф может применяться для отдельных электрических и сетевых проверок, но NOx Sensor нельзя рассматривать как простой универсальный аналоговый датчик.

Можно ли чистить датчик

NOx Sensor не является обслуживаемым фильтром.

Агрессивная очистка способна повредить:

защитную часть;
керамический элемент;
рабочие покрытия;
электрические элементы.

Можно ли продувать его воздухом

Сильная продувка не является штатной процедурой ремонта.

Когда нужна замена

Замена обоснована при подтвержденной:

внутренней неисправности сенсора;
неисправности встроенного нагревателя;
неисправности электронного блока;
неремонтопригодном повреждении кабеля датчика;
стабильно недостоверном сигнале;
механическом повреждении.

Когда менять датчик не нужно

Не нужно спешить с заменой, если:

высокий NOx реален;
SCR не дозирует AdBlue;
есть проблема давления;
форсунка забита;
EGR неисправен;
есть утечка выпуска;
SCR не прогрет;
проблема находится во внешней проводке.

Ремонт электронного модуля

Если модуль является частью датчика, штатная ремонтная процедура обычно предполагает замену соответствующего узла в сборе.

Ремонт электроники без проверки калибровки может оставить нестабильный дефект.

Демонтаж

Сохранить диагностические данные.
Дать выпуску остыть.
Отключить разъем.
Освободить кабель из клипс.
Использовать правильный инструмент.
Выкрутить датчик без перекручивания провода.
Проверить посадочную резьбу.

Почему нельзя вращать датчик за кабель

Это может:

оборвать жилы;
повредить герметичный ввод;
создать скрытый перелом;
повредить электронный модуль.

Прикипевший датчик

Чрезмерное усилие может:

сорвать грани;
повредить резьбу;
деформировать выпуск;
сломать сенсор.

Используют соответствующую сервисную методику.

Монтаж нового датчика

Перед установкой:

проверяют OE;
уточняют Sensor 1 / Sensor 2;
сравнивают кабель;
проверяют разъем;
осматривают резьбу;
не загрязняют чувствительную часть;
прокладывают кабель по штатному маршруту;
фиксируют модуль.

Нужна ли монтажная паста

Некоторые датчики поставляются с уже обработанной резьбой.

Дополнительное средство применяют только по инструкции.

Нельзя загрязнять рабочую часть сенсора.

Момент затяжки

Универсального момента для всех NOx Sensor нет.

Используют данные конкретного автомобиля или детали.

Прокладка кабеля

Кабель не должен соприкасаться с:

выхлопной трубой;
катализатором;
движущимися деталями;
острыми кромками;
сильно вибрирующими элементами.

Нужна ли адаптация или кодирование

Зависит от автомобиля.

Возможны:

автоматическое распознавание;
инициализация;
адаптация;
сброс предусмотренных обученных значений;
кодирование.

Почему после замены ошибка осталась

заменен другой сенсор;
первичная причина была не в датчике;
не устранена проводка;
нет дозирования AdBlue;
SCR реально неэффективен;
EGR работает неправильно;
есть утечка выхлопа;
не выполнена необходимая сервисная процедура;
диагностический монитор еще не завершился.

Подбор датчика NOx

Используют:

VIN;
код двигателя;
OE-номер;
экологическое исполнение;
год выпуска;
позицию до или после SCR;
Sensor 1 / Sensor 2;
длину кабеля;
разъем;
ревизию электронного модуля;
программную совместимость.

Почему модели автомобиля недостаточно

Одна модель может иметь:

несколько двигателей;
разные экологические исполнения;
разные поколения SCR;
несколько ревизий NOx Sensor.

Почему фотографии недостаточно

Внешне похожие сенсоры могут отличаться:

калибровкой;
электроникой;
назначением;
кабелем;
протоколом связи;
OE-ревизией.

Датчик подбирают не только так, чтобы он физически вкрутился, а так, чтобы он корректно работал с электронной системой конкретного автомобиля.

Что проверить после замены

DTC;
статус сенсора;
нагреватель;
готовность;
живые значения NOx;
NOx до и после SCR;
давление и дозирование AdBlue;
температуру выпуска;
герметичность резьбового соединения;
укладку кабеля;
завершение монитора SCR.

Практические случаи

Sensor 2 заменили из-за P20EE, но ошибка вернулась

Новый датчик показывал те же высокие значения. Диагностика системы AdBlue выявила закристаллизованный дозатор, который не обеспечивал нормальное распыление.

Датчик пропадал из сети только после прогрева

На холодном автомобиле неисправность отсутствовала. Кабель касался горячего элемента выпуска и после нагревания поврежденный участок терял контакт.

Передний датчик показывал высокий NOx

Сенсор хотели заменить. Проверка EGR выявила недостаточную рециркуляцию из-за загрязненных каналов. После ремонта показания изменились без замены NOx Sensor.

Заменили Sensor 2 вместо Sensor 1

Два внешне похожих датчика имели разные OE. Ошибка относилась к переднему сенсору, а заменили задний. Проблема осталась.

Новый сенсор быстро снова вышел из строя

В выпуск продолжала попадать охлаждающая жидкость через неисправный EGR cooler. Источник загрязнения не был устранен до первой замены.

Типичные ошибки

менять сенсор только из-за высокого NOx;
менять Sensor 2 только по P20EE;
не определять позицию датчика;
путать Sensor 1 и Sensor 2;
переставлять их без проверки OE;
не сохранять freeze frame;
анализировать одну цифру ppm;
проверять эффективность на холодном SCR;
не проверять нагреватель;
не проверять питание;
не проверять массу;
игнорировать цифровую связь;
не осматривать проводку возле выпуска;
менять датчик при реально высоком NOx;
не проверять EGR;
не проверять AdBlue;
не проверять давление;
не проверять дозатор;
игнорировать температуру выпуска;
не искать утечку выхлопа;
менять катализатор без диагностики сенсоров;
менять сенсоры без проверки SCR;
чистить сенсор металлической щеткой;
заливать его агрессивной химией;
продувать сильным воздухом;
подавать случайную напругу на контакты;
вращать за кабель;
неправильно прокладывать кабель;
допускать контакт с выхлопом;
наносить пасту на чувствительный элемент;
затягивать без спецификации;
подбирать только по резьбе;
подбирать только по фотографии;
не проверять OE;
игнорировать ревизию модуля;
сбрасывать все адаптации без необходимости;
не выполнять контрольную поездку;
считать новый сенсор доказательством исправности SCR.

Товарные группы TESMA

Датчики и выпускная система

AdBlue

Связанные страницы базы знаний TESMA

Вывод

Датчик NOx системы впрыска AdBlue - один из основных контрольных элементов SCR. Он не очищает выхлоп, а измеряет результат работы двигателя и системы нейтрализации NOx.

Поэтому высокий NOx не равен неисправному датчику. Исправный сенсор может первым показать проблему EGR, отсутствие подачи AdBlue, неправильную температуру или реальную потерю эффективности SCR.

Правильная диагностика включает позицию сенсора, питание, нагреватель, проводку, связь, показания до и после SCR, температуру выхлопа, дозирование AdBlue, EGR и герметичность выпуска.

Главное сервисное правило: NOx Sensor нужно менять не тогда, когда он показал плохой результат, а тогда, когда доказано, что именно он показывает этот результат неправильно. Иначе новый датчик очень часто покажет ту же неисправность, которую старый определял совершенно правильно.