Замена датчика кислорода на Volvo S70 с двигателем B5252FS

В этой статье речь идет о попытках замены датчика кислорода на основе оксида титана на более дешевый аналог.

    Наконец решилась давняя проблема с заменой датчика кислорода на моем авто. Ещё сразу после покупки периодически выскакивала ошибка 1-1-3. Долгое время не мог понять  почему. То есть я понимал, что это как то связано с неправильной работой датчика кислорода, но проверить то нечем.  Расход, как ни странно практически оставался тем же и я все время откладывал решение этой проблемы, тем более цена на датчик этому никак не способствовала. Помалу, роя просторы интернета, обрастал информацией по системе управления топливо подачи и зажигания Fenix 5.2. Приходило понимание, что вся система на данный момент лишена главного звена своей цепи и это не есть хорошо.

 

     Здесь я позволю себе небольшое отступление что бы описать особенности датчика кислорода установленного на моем авто.

    В некоторых системах впрыска нашли применение датчики, в которых используется чувствительный элемент на основе окислов титана (TiO2). Титановые датчики используются в некоторых моделях Nissan, , Mitsubishi , Toyota , Chrysler , Opel, Volvo и др. Титановые датчики от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя – он всегда красный. Принцип действия титанового кислородного датчика отличается от принципа работы циркониевого датчика. Чувствительный элемент такого датчика изменяет проводимость (сопротивление) в зависимости от содержания кислорода (см. рис.1) скачкообразно: от малого (менее 1 кОм) при богатой смеси, к большому (более 20 кОм) при обедненной смеси. ЭБУ формирует на сигнальном выходе титанового датчика опорное напряжение (обычно 1 вольт) от высокоомного источника тока. Изменение состава смеси вызывает скачкообразное изменение сопротивления титанового датчика и, как следствие, столь же быстро изменяется протекающий через него ток. Соответственно этому, изменяется падение напряжения на включенном последовательно с датчиком сопротивлении Rc. При богатой смеси сопротивление титанового элемента уменьшается, что приводит к увеличению тока через чувствительный элемент и к увеличению падения напряжения на эталонном сопротивлении (Rc). При бедной смеси его сопротивление увеличивается, протекающий ток уменьшается и, как следствие, напряжение уменьшается. Титановый измерительный элемент характеризуется значительной температурной зависимостью, поэтому для поддержания необходимой температурной стабильности в него встроен подогреватель. Системы впрыска некоторых производителей (например, 4.0L Jeep Cherokee) оборудованы титановыми датчиками, на которые подается эталонное напряжение 5 вольт (см. рис.2). В зависимости от состава отработавших газов его выходное напряжение изменяется от 5 до 1 вольта. Такой датчик можно проверить омметром. Для этого отсоедините разъем датчика (при выключенном зажигании) и измерьте его сопротивление, оно должно быть в пределах 5 - 7 Ом. Бесконечное сопротивление указывает на неисправность. Титановые датчики по сравнению с циркониевыми имеют некоторые преимущества: - отсутствие необходимости контакта с атмосферой; - меньшее время прогрева (приблизительно 15 секунд); - меньшая рабочая температура. Поэтому они могут располагаться на большем расстоянии от двигателя и использоваться в двигателях с турбокомпрессором. Есть у них и недостатки. За счет большой крутизны выходной характеристики ухудшается точность поддержания оптимального состава смеси. В настоящее время титановые датчики, даже в фирме Nissan впервые их применившей, практически вытеснены чувствительными элементами на основе циркония. Полностью статью можно прочитать здесь http://alflash.com.ua/o21w.pdf

 

     Что касается использования титанового датчика с ЭБУ Fenix 5.2

Кислородный датчик смонтирован на выхлопной трубе, снабжен системой электрического обогрева и используется для измерения содержания кислорода в выхлопных газах, что позволяет БУ определить уровень требуемого обогащения или обеднения топливной смеси.

Пластина датчика (рис.3) включает два резистора: R2 выполняет роль нагревательного элемента, а R1 представляет собой кислородный датчик на основе двуокиси титана. На один вывод нагревательного элемента подается напряжение; второй вывод используется БУ для  регулирования   температуры путем соединения с определенной частотой нагревательного элемента с «массой». Длительность импульсов определяет степень нагрева. ЭБУ запрограммирован таким образом, чтобы поддерживать температуру пластины датчика около 700 градусов. Один вывод кислородного датчика соединен с «массой» в ЭБУ, на второй подается напряжение 5В.  Работа двигателя на обедненной смеси приводит к увеличению содержания кислорода в выхлопных газах. В этих условиях сопротивление датчика велико и входное напряжение высокое (приблизительно 4,8 В), вследствие повышенного сопротивления

между входом напряжения и «массой». При работе двигателя на обогащённой смеси, содержание кислорода в выхлопных газах мало или незначительно.  При этом сопротивление датчика мало и входное напряжение падает приблизительно до 0,7В.  Более подробно о работе ЭБУ Fenix 5.2, его проверке и диагностике можно почитать на страницах 18-62 этой книжки. http://rw6mka.qrz.ru/files/Volvo_850.djvu    

 

    Итак, настал момент, что то решать с заменой датчика. Есть три способа решения этой проблемы: переделка входной части ЭБУ для использования датчика на основе оксида циркония, изготовления конвертера сигналов циркониевого датчика, поиск дешёвых титановых датчиков.

      Использование первого способа можно посмотреть на примере Nissan Primera https://www.drive2.ru/l/3693036/ . К сожалению, сколько я не искал, ни спрашивал, никто не мог помочь в поисках схемы  ЭБУ Fenix 5.2 что бы посмотреть схему включения датчика и попытаться её изменить. Визуально определить тоже не получится, так как печатка многослойная. Так что этот способ пришлось отложить. Стоимость такого способа равна стоимости циркониевого датчика.

     Второй способ попроще и примеров побольше.

Вот на примере Nissan Primera  http://forums.drom.ru/nissan-primera-bluebird/t43914.html .

Вот на примере Jeep  https://jeep-diagnost.tk/lyambda-cirkonievaya-vmesto-titanovoi/.

Вот на примере Hyundai  http://hyundai-club.by/forum/showthread.php?t=924.  

Вот на примере Volvo 850 https://www.drive2.ru/l/288230376152477033/.

     Как видим этот способ работает и его можно смело использовать. Стоимость такой замены это стоимость циркониевого датчика + 100-150р на детали конвертера.

     Третий способ заключается в изучении различных каталогов фирм, занимающихся выпуском титановых датчиков. Вот что имеем.  Volvo  9207999 это родной датчик. Его прямые аналоги:  NGK  OTA4N-5B1, Pierburg  7.05270.79.0, Fae  77188, Bosch  F 00E 263 078. Из всех аналогов самый бюджетный  Fae, найден за 5400р. Продолжаем поиск и находим титановый датчик Fae для Opel артикул 77300 за 2800р. , в роли которого выступает универсальный датчик Fae 77013 за 4400р. Странно, все их отличие в том, что на универсальном нет разъема. Так как цена  датчика Fae 77300 ниже моего психологического порога в 3000р я принял решение о его покупке.

    На фото виден виновник торжества. Внешне практически полный аналог стоявшего NGK, только провод короче и разъем опелевский. Провода имеют такую же цветовую маркировку как

Опелевский датчик Fae 77300

Практически один в один

Сопротивление NGK

Сопротивление Fae

Рис. 3

Рис. 2

Рис. 1

При включенном зажигании

Как родной

<<  Назад

    Казалось вот оно счастье, да не тут то было. Датчик благополучно издох на третий день эксплуатации и виной его безвременной кончины, оказалось низкое сопротивление его нагревательного элемента. Показания титанового датчика очень сильно зависят от его температуры. При низком сопротивлении нагревателя произошел перегрев датчика и его показания ушли за пределы диапазона регулировок. Попытки реанимировать его ничего не дали. Экономия получилась из разряда - скупой платит дважды(((.

     Возможно, если взять новый датчик и включить в его нагревательную цепь последовательно сопротивление номиналом 1Ом и мощностью 5Вт, этот датчик будет работать вполне успешно, но средств на проведение еще одного эксперимента не было, да и машина нужна.

     Поэтому остановил свой выбор на FAE 77188, цена на который к тому времени чудесным образом упала до 2965. Датчик внешне полный аналог и разъем вольвовский. Пока откатал первую тысячу - полет нормальный.

и родной датчик. При замере сопротивления нагревательного элемента получены практически сходные результаты. Замер начального напряжения при включенном зажигании показал цифру, близкую к номиналу. Кстати, забыл упомянуть, что диаметр резьбы на титановых датчиках часто отличается от циркониевых и равен 18мм. Шаг резьбы 1,5. На датчике был откушен родной разъем, а на старом датчике разъем с проводами. Провода скручены и пропаяны цвет в цвет. Сверху термоусадочные трубки. Датчик встал как родной. Настал момент ходовых испытаний. После запуска движка сразу пропал опостылевший значок лямбды на панели приборов. Производя замеры напряжения на контактах датчика я искусственно обогащал и обеднял смесь. Впрочем из видео все видно.