Датчик температуры отработавших газов, обозначаемый как ДТОГ или EGTS (exhaust gas temperature sensor), представляет собой несложное устройство, однако его значение весьма существенно. Причем функциональное назначение этого датчика в бензиновых и дизельных двигателях различается. Рассмотрим, в чем заключается эта разница. В первую очередь, она связана с обеспечением эффективной работы экологических систем, что будет подробно описано ниже. Для начала освежим в памяти конструкцию данного устройства.
То в жар, то в холод
ДТОГ является температурным датчиком, следовательно, он предназначен для определения изменений температуры. Ключевым компонентом ДТОГ выступает термистор – резистивный элемент, сопротивление которого варьируется в зависимости от температуры окружающей среды. Тип используемого термистора определяет тип датчика: PTC или NTC. У датчиков типа PTC с повышением температуры наблюдается увеличение сопротивления, тогда как у NTC сопротивление снижается. В автомобилях применяются оба типа датчиков, однако наиболее распространены датчики типа PTC. Тем не менее, в современных автомобилях все чаще устанавливают датчики типа NTC, которые отличаются повышенной точностью измерений.
Таким образом, термистор изменяет свое электрическое сопротивление. Что происходит далее? Сигнал от термистора поступает в блок управления двигателем (ЭБУ), который на основании этого сигнала определяет температуру, воздействующую на термистор – нагрев или охлаждение. В целом, воздействие холода менее критично, а ЭБУ уделяет больше внимания повышению температуры. Это вполне обоснованно, поскольку основная задача датчика заключается в помощи ЭБУ в обеспечении защиты двигателя, а также в поддержании функционирования экологических систем.
Следует отметить интересный факт: в некоторых автомобилях могут быть установлены датчики обоих типов – как PTC, так и NTC. Кроме того, датчики различаются по рабочему диапазону температур. Некоторые начинают работать сразу после запуска двигателя, другим требуется прогрев до определенной температуры (рабочий диапазон некоторых ДТОГ начинается только при 100 градусах Цельсия). Это разнообразие обусловлено, прежде всего, местом установки датчика.
Датчики контроля температуры отработавших газов допускается располагать как перед турбиной, так и позади неё, а также до или после каталитического нейтрализатора. В дизельных силовых установках их размещают с обеих сторон сажевого фильтра (DPF). Следует отметить, что в системе выпуска обычно присутствуют высокие температуры, поэтому верхний предел рабочей области датчиков кислорода может достигать 1000 градусов Цельсия, хотя для большинства устройств он ограничен отметкой в 900 градусов. Возникает вопрос: почему эти компоненты устанавливаются именно в указанных точках?
Стоит отметить, что если на текущем этапе датчики активно задействованы в функционировании защитных систем двигателя, изначально их назначение заключалось в контроле состояния катализаторов, и только впоследствии приоритет задач сместился в сторону защиты силового агрегата. Для оценки эффективности каталитического нейтрализатора необходима пара датчиков, предоставляющих данные о температуре до и после него. При этом важна не абсолютная величина показаний, а разница между ними, по которой можно судить об эффективности работы нейтрализатора. Таким образом, за ним следят не только кислородные датчики, но и ДТОГ.
Контроль температуры выхлопных газов перед и после турбины осуществляется иначе. Показатель температуры непосредственно на выпуске, до турбины, необходим для оценки состояния двигателя. Например, повышение температуры отработавших газов может свидетельствовать о дефиците топливно-воздушной смеси. Также важен контроль температуры воздуха, поступающего в турбокомпрессор: чем выше температура этого воздуха, тем ниже его плотность и содержание кислорода. Таким образом, датчики контроля температуры ОГ участвуют также в управлении двигателем: на основе получаемых сигналов корректируется состав топливно-воздушной смеси и угол опережения зажигания для бензиновых силовых агрегатов.
На дизельных двигателях устройство контроля выбросов отработавших газов (ДТОГ) осуществляет мониторинг и регулирование ряда процессов, сажевого фильтра. В первую очередь, датчики, расположенные перед и после сажевого фильтра DPF, оценивают его эффективность – принцип действия аналогичен тому, что применяется при контроле каталитических нейтрализаторов. Кроме того, без положительного сигнала от датчика температуры охлаждающей жидкости (ОГ) блок управления двигателем не инициирует процесс регенерации сажевого фильтра. Для успешного проведения регенерации необходима температура ОГ, составляющая минимум 600 градусов Цельсия, поэтому электронный блок управления вынужден учитывать этот показатель при попытке запустить процедуру. В связи с этим, для начала регенерации обычно требуется выполнение определенного условия: транспортное средство должно двигаться по трассе на скорости не менее 80-90 километров в час в течение продолжительного времени – чтобы обеспечить повышение температуры ОГ и создать возможность для запуска процесса. Принудительная регенерация предполагает, что блок управления самостоятельно увеличивает обороты двигателя и ожидает достижения требуемых значений температуры ОГ.
Если данные, поступающие от ДТОГ, вызывают сомнения у электронного блока управления, в большинстве ситуаций двигатель переходит в аварийный режим. Причины этого состояния требуют выяснения специалистами по диагностике. Возможные неполадки могут быть весьма разнообразными: подсосов воздуха на впуске, которые способны вызвать критическое обеднение топливовоздушной смеси, или засорение сажевого фильтра. С одной стороны, это является положительным моментом: ДТОГ активно участвует в работе систем защиты и предотвращает преждевременный выход двигателя из строя по различным причинам. Однако с другой стороны, потенциальных причин возникновения данной проблемы существует множество, и не каждый специалист сможет оперативно и, что наиболее важно, корректно установить истинную причину повышения температуры отработавших газов.
Какие последствия наступят, если ДТОГ выйдет из строя?
В случае неисправности датчика температуры ОГ, вероятные последствия будут аналогичны тем, что наблюдаются при получении критических значений – активация аварийного режима двигателя и индикатор Check Engine. При этом коды ошибок будут отличаться.
Наличие опытного диагноста, безусловно, является преимуществом. Однако, теоретически, сопротивление ДТОГ можно быстро проверить с помощью обычного мультиметра. Важно учитывать, что величина сопротивления датчика зависит от температуры и его типа. Это особенно важно, поскольку номинальные значения сопротивления для датчиков PTC и NTK существенно различаются – то, что считается нормальным для одного типа, может быть ошибочным показателем для другого. К примеру, при температуре 20 градусов Цельсия сопротивление датчика типа PTC составляет примерно 250-290 Ом, а у NTK – от 6 МОм. При 900 градусах Цельсия это значение должно составлять около 90 Ом для второго и около 800 Ом для первого. Понятно, что измерение сопротивления нагретого до 900 градусов резистора в домашних условиях затруднительно, но при температуре 20 градусов вполне возможно. Главное – не перепутать типы датчиков.
Сколько служат?
Несмотря на относительно простую конструкцию, устройство ДТОГ имеет ограниченный срок службы. Со временем изнашиваются даже инструменты советского производства, а в конструкции датчика присутствуют не только термистор, но и проводка, изолятор и обжимная втулка. Постоянное воздействие высоких температур в диапазоне 500-900 градусов также негативно сказывается на состоянии датчиков. К этому добавляются коррозия и вибрация, особенно вредная для датчика, расположенного перед турбиной. В результате, даже надежный ДТОГ со временем выходит из строя. Обычно его ресурс составляет около 200 тысяч километров, однако при наличии неисправностей в двигателе и частых превышениях температуры ОГ этот срок может быть меньше. Забитый сажевый фильтр и неработающий катализатор также могут сократить срок службы датчика, что подчеркивает взаимосвязь всех систем автомобиля. Продлить срок службы датчика сложно, необходимо лишь следить за исправностью транспортного средства. При замене следует учитывать, что резьбовые соединения, подверженные коррозии и воздействию высоких температур, откручиваются с трудом. Поэтому рекомендуется использовать термостойкие составы для обработки резьбы при замене датчика, чтобы облегчить последующие работы.
