Menu

Датчик лямбда что это: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Содержание

Лямбда-зонд в автомобиле: для чего нужен, последствия поломки

Что такое лямбда зонд?

Устройство автомобиля – это сложнейшая конструкция, которая имеет огромное количество датчиков. В чем-то автомобиль можно сравнить с человеческим организмом, и если проводить эту аналогию, то такой механизм, как лямбда зонд можно сравнить с дыхательной системой человека.

Действительно, если обратиться к механику с вопросом – что становится причиной резкого падения тяги у автомобиля, то скорее всего специалист усомнится в исправности лямбда зонда. В критической ситуации потребуется его замена, но на практике – в ряде случаев этого можно избежать

Для чего нужен лямбда зонд?

В ситуации поломки автомобиля знание принципа работы механизма не помешает никому. Во-первых, так механику будет сложнее одурачить владельца авто, приписывая к смете ненужные услуги. Во-вторых, водитель обладая знаниями технических особенностей деталей своего авто может сам поставить «диагноз», а возможно и устранить неполадку.

Так для чего же предназначен лямбда зонд? Он создает условия для работы каталитического нейтрализатора, который в свою очередь предназначен для фильтрации выхлопных газов. К слову, катализаторы обязаны своим широким распространением экологам и ярым борцам за чистоту окружающей среды. Именно катализаторы позволяют сделать выхлоп наименее вредным, а лямбда зонд осуществляет контроль за эффективной работой этого механизма.

Лямбда зонд унаследовал свое название от соответствующей буквы греческого алфавита. Также лямбдой принято называть величину количества кислорода в топливно-воздушной смеси, которая составляет 14,7 долей воздуха на 1 долю топлива. Обеспечить такую пропорциональность способен механизм электронного впрыска топлива с обратной связью с лямбда зондом.

%rtb-4%

Также предназначение лямбда зонда определяет его месторасположение – перед катализатором в выпускном коллекторе. Установленный на этом участке, лямбда зонд вычисляет объем излишек кислорода в топливно-воздушной смеси. При появлении дисбаланса прибор дает сигнал в блок управления впрыска. Но, порой одного датчика становится недостаточно, поэтому в последних моделях автомобилей все чаще предусмотрено два датчика кислорода, между которыми располагается катализатор. При такой конструкции контроля точность анализа выхлопа топлива увеличивается в разы.

В основе лямбда зонда гальванические элементы с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Поверх покрытия нанесен слой оксида иттрия и напыление из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электроды на поверхности механизма действуют по принципу забора выхлопа и воздуха из атмосферы. Лямбда зонд начинает работать только после того, как прогрев достигнет 300 градусов по Цельсию. Высокая температура приводит в действие циркониевый электролит, который пропускает сигнал об уровне выходного напряжения. При заведении непрогретого двигателя, датчики кислорода не работают, а их нагрузку при низкой температуре выполняют другие датчики двигателя.

Существуют также датчики, которые используют вместо циркония двуокись титана. Их принцип работы заключается в том, что они изменяют объемное сопротивление по количеству содержания кислорода в выхлопе. Большим минусом этого механизма является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут генерировать ЭДС. Однако, именно они включены в конфигурацию многих самых продаваемых моделей автомобилей.

Еще одной разновидностью датчиков являются механизмы с дополнительным подогревом. Такой принцип позволяет им быстрее активизироваться, а значит, результат показателей параметров получается более точный.

%rtb-4%

Последствия поломки лямбда зонда?

В первую очередь, поломка лямбда зонда может грозить авто владельцу увеличением расхода топлива и ухудшением разгона. Основная причина таких последствий заключается в том, что при поломке показания лямбда зонда не будут соответствовать действительности. По этой же причине соотношение топлива и кислорода в результате может получиться неидеальным. Однако, даже при неисправности лямбда зонда машина все же будет на ходу. Но, критичность ситуации зависит от устройства автомобиля. Существуют модели, которые при отказе этого механизма, могут расходовать топливо в колоссальных объемах, поэтому становится необходим экстренный ремонт.

Также существует ряд причин, способных вывести лямбда зонд из строя. К примеру, механизм может сломаться лишь частично, а именно – лямбда зонд продолжает работу, однако точность показаний резко падает. Лямбда зонд также может перестать активизироваться при определенной температуре. В любом случае, установить точную причину поломки может только специалист. Стоит отметить, что если лямбда зонд окончательно вышел из строя, то менять его нужно только на аналогичный механизм. В противном случае бортовой компьютер может просто не принимать его сигналы.

В случае, если отказывают сразу два датчика, то автомобиль может полностью выйти из строя. Единственный вариант передвижения, который остается в таком случае – это буксир или эвакуатор. Стоит помнить, что лямбда зонд чрезвычайно чувствителен к поломкам. Его могут вывести из строя некачественные поршневые кольца, сложный состав топлива и пропуски зажигания. В первую очередь, усугубить поломку может использование этилированного топлива, которое благодаря содержащемуся в нем свинцу выводит из строя платиновые электроды. Достаточно пару раз заправиться таким бензином, чтобы окончательно разрушить лямбда зонд.

Что такое катализатор в автомобиле?

Признаки забитого или разрушенного катализатора машины. Методы диагностирования неисправностей катализатора

как работает лямбда-зонд и почему он важен :: Autonews

Современные двигатели внутреннего сгорания становятся все более сложными и технологичными, поскольку с каждым годом растут требования к ним. Причем, как с точки зрения увеличения топливной экономичности, так и в контексте соответствия их параметров постоянно ужесточающимся экологическим нормам. Для достижения двигателями этих во многом противоположных целей в современных автомобилях используют специальные датчики – так называемые датчики кислорода или лямбда-зонды.

Лямбда-зонд – один из основных источников информации, на показания которого опирается блок управления двигателем в своей работе. Датчик (а иногда и не один) устанавливается в выпускном коллекторе и отслеживает количество кислорода в выхлопе. Эти данные вкупе с начальными показателями впрыснутого топлива и потребленного воздуха позволяют ЭБУ двигателя точно определять, как происходит процесс сгорания. Снятые лямбда-зондом показания позволяют напрямую говорить о составе рабочей смеси в цилиндре, а значит, и о расходе топлива, его энергетической отдаче и, косвенно, о количестве вредных веществ в выпускных газах.

Ранние образцы датчиков кислорода работали в узком диапазоне. Такой лямбда-зонд был эффективен тогда, когда состав топливо-воздушной смеси приближался к стехиометрическому (состав смеси, при котором обеспечивается наиболее полное и эффективное сгорание топлива) или менялся незначительно. В случае же значительных отклонений датчик показывает лишь то, в какую сторону отклоняется состав смеси, но не показывает, насколько.

При сильно обогащенной смеси (например, при холодном пуске в мороз) или при ее обеднении (при резком повышении давления наддува турбиной) обычный датчик кислорода не может точно определить состав смеси, и ЭБУ вынужден игнорировать его неправильные показания, переходя на управление по заранее заложенным алгоритмам, причем далеко не всегда оптимальным. Это приводит не только к повышению расхода топлива, но и к чрезмерным нагрузкам на катализатор в результате увеличения количества несгоревших частиц.

Постоянно ужесточающиеся экологические нормы требовали более точного подхода к измерению состава смеси и анализу выхлопных газов. Связано это было с тем, что моторы, оснащенные турбонагнетателями и другими сложными системами, намного чаще начали работать в переходных режимах, особенно при движении автомобиля в городском цикле. Поэтому для более точного измерения состава смеси потребовались датчики несколько иной конструкции.

Пионером в этой области стала компания Denso, которая в 1996 г. разработала широкополосные датчики, измеряющие соотношение воздух/топливо.

Он работает по тому же принципу, что и обычный лямбда-зонд. Датчик точно так же измеряет количество кислорода, однако благодаря более продвинутому чувствительному элементу делает это в более широком диапазоне. Это позволяет получать точные данные о составе даже сильно обедненной или, наоборот, обогащенной смеси.

Больше данных позволяют блоку управления двигателем точнее дозировать количество впрыскиваемого топлива, повышая топливную эффективность и понижая расход, а также количество вредных выбросов. Именно этот, на первый взгляд, незначительный компонент очень сильно помогает современным автопроизводителям соответствовать жестким требованиям по выбросам вредных веществ.

Но и для обычных автовладельцев важна функциональная исправность данного датчика, ведь при его выходе из строя повторяется описанная выше ситуация – увеличивается расход топлива и повышается нагрузка на катализатор. Двигатель автомобиля начинает работать в режиме, отличном от оптимального. Более того, важно не просто следить за исправностью датчика, но и в случае выхода из строя менять его на качественное и надежное изделие.

На сегодняшний день датчики соотношения воздух/топливо от компании Denso считаются одними из лучших на независимом рынке автозапчастей. Это обусловлено простым фактом – именно Denso является одним из крупнейших поставщиков этих автокомпонентов на конвейеры крупнейших автопроизводителей.

Интересный факт: невероятно требовательная к качеству автокомпонентов шведская компания Volvo выбрала Denso в качестве поставщика датчиков соотношения воздух/топливо для новых автомобилей, оснащенных новым же трехцилиндровым турбомотором семейства Drive_E. На сегодняшний день несколько сотен миллионов устройств Denso измеряют состав топливно-воздушной смеси в автомобилях по всему миру. В запчастях для рынка послепродажного обслуживания автомобилей фактически воплощен опыт компании по производству оригинального оборудования, так что в надежности и качестве компонентов Denso сомневаться не приходится.

Компетенции Denso не ограничиваются одними лишь датчиками соотношения воздух/топливо. Ассортимент Denso – и в качестве производителя оригинального оборудования, и в качестве поставщика автокомпонентов для независимого рынка автозапчастей – очень обширен: это свечи зажигания и накаливания, стартеры, генераторы, компрессоры кондиционера, топливные насосы, сложные датчики положения коленчатого и распределительного валов, а также многое другое, без чего немыслим современный комфортный и эффективный автомобиль.

Очевидно, что без серьезной технологической базы и огромного опыта невозможно производить широкий спектр качественных высокотехнологичных автокомпонентов. Именно упор на технологиях и наличие глубоких компетенций являются фундаментом, на котором выстроена вся деятельность японской высокотехнологической компании Denso. Лучшее тому подтверждение – признание миллионов автомобилистов по всему миру и более чем полувековая успешная история компании.
 

Где находится лямбда-зонд и что это такое?

В конструкции автомобилей, выпускаемых разными производителями, предусмотрено использование многочисленных датчиков. С их помощью осуществляется непрерывный мониторинг, контроль функционирования различных узлов, систем и агрегатов в заданных параметрах. Важнейшим датчиком является лямбда-зонд (λ-зонд), отвечающий за уровень кислорода в отводимых от двигателя выхлопных газах.

Определение

В соответствии с техническим описанием, лямбда-зонд – это специальное устройство, которое предназначено для фиксации, измерения и оценки уровня содержания (процентного) кислорода в общей массе выхлопных газов ТС. Данная информация в постоянном режиме направляется на электронный блок управления (ЭБУ), где в автоматическом режиме производится корректировка (при необходимости) состава подготавливаемой смеси топлива и кислорода, а также ее качества. В результате обеспечивается снижение уровня токсичности в отработанных газах, выбрасываемых автомобилем в окружающую среду.

Общее устройство

С каждым годом экологические нормы эксплуатации ТС становятся все жестче. Задача снижения уровня токсичности решается конструкторами посредством установки специального элемента – катализатора. Качество, надежность, продолжительность работы каталитического нейтрализатора обеспечивается за счет формирования правильного состава смеси (топливо/ кислород) перед ее направлением в камеру сгорания.

Лямбда-зонд представляет собой специальную систему, которая определяет уровень содержания кислорода, остающегося после завершения процесса превращения энергии сгорания топлива в движущую силу автомобиля. Если датчик зафиксирует излишки свободного кислорода, который не вступит во взаимодействие с топливом, то это указывает на недостаток бензина. С другой стороны, если не хватает кислорода, то следует снизить подачу. Принцип достаточно простой и эффективный, при этом позволяет не только контролировать выхлопные газы, но и обеспечивает экономичный расход топлива.

Месторасположение кислородного датчика

Лямбда-зонд вкручивается непосредственно в систему отвода отработанных выхлопных газов и находится в выпускном тракте в непосредственной близости с катализатором. Последние модели современных автомобилей оснащаются двумя датчиками кислорода, которые устанавливаются по обе стороны от каталитического нейтрализатора. По конструкции оба лямбда-зонда одинаковы, но производят разные замеры.

Так, верхний датчик замеряет и посылает на ЭБУ информацию о том, какой процент кислорода содержится в выхлопных газах. А главная задача кислородного датчика, установленного внизу, заключается в контроле эффективности работы катализатора (при необходимости – в его более тонкой, точечной корректировки).

Общее устройство детали

Наибольшее распространение в современных автомобилях получили кислородные датчики, работающие на основе диоксида циркония. Конструктивно, изделие представляет собой металлический стержень с проводом. Конец стержня несколько скруглен, внутри находится 2 электрода, между которыми – твердый электролит, либо двуокись циркония. Наружный электрод взаимодействует с выхлопными газами, а внутренний – с атмосферой. В конструкции лямбда-зонда предусмотрен специальный термоэлемент, с помощью которого осуществляется быстрый прогрев электродов до требуемых эксплуатационных параметров (приблизительно 300°С).

Возможные неисправности

Кислородные датчики функционируют в крайне тяжелых эксплуатационных условиях при непрерывном и достаточно агрессивном воздействии потока горячих отработанных газов. Выход детали из строя влечет целый ряд характерных неисправностей:

  • увеличение расхода топлива;
  • неустойчивую работу двигателя на холостом ходу;
  • снижение мощности;
  • ухудшение тяги, преемственности, передачи крутящего момента на ходовую часть;
  • характерный запах бензина из выхлопной трубы.

Поломка датчика редко происходит по причине механического воздействия. Чаще всего это последствия естественного износа, обрыва цепи питания нагревательного элемента или загрязнения.

Заменить неисправный лямбда-зонд можно самостоятельно, но при наличии соответствующей квалификации, либо рекомендуется доверить ремонт специалистам автосервиса.

что это, принцип работы, описание, драгоценные металлы в нем

С каждым годом количество автомобилей растет, что самым неблагоприятным образом сказывается на экологической ситуации. Страдают от загазованного воздуха не только жители крупных городов, но и вся планета в целом, поскольку озоновый защитный слой атмосферы становится все меньше. По этой причине в цивилизованном мире установлены жесткие правила, требующие установки на автомобилях катализаторов – устройств, поглощающих токсичные компонента выхлопных газов. Это несгоревшие углеводороды, окись углерода и окислы азота.


Катализатор – устройство полезное, но для его эффективной работы нужно создать соответствующие условия. Необходимо постоянно контролировать качество топливно-воздушной смеси.

Что это такое

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси содержит 1 часть бензина на 14,7 частей атмосферного воздуха. Если принять такое соотношение за единицу, то его отклонение в большую/меньшую сторону свидетельствует об обогащенном или обедненном составе смеси. Чтобы катализатор работал максимально эффективно, отклонение от оптимальной единицы должно быть не более одного процента.

Технически проблема решается посредством установки встроенного в электронную систему подачи топлива лямбда-зонда, который поддерживает состав топливно-воздушной смеси в катализаторе в оптимальных пределах.

Принцип работы лямбда-зонда

Конструкция датчика состоит из следующих основных элементов:

  • металлический корпус;
  • керамический изолятор;
  • электрический нагреватель;
  • электропроводка и токопроводящие контакты.


В процессе работы двигателя внутреннего сгорания содержание кислорода в атмосферном воздухе и в выпускном коллекторе выхлопной системы разное. Один электрод лямбда-датчика «дышит» наружным воздухом, а второй выхлопными газами. Соответственно, ионы кислорода создают в твердом электролите разность потенциалов. Это напряжение передается на бортовую систему управления подачей топлива, в результате чего в режиме реального времени оптимизируется состав топливно-воздушной смеси.

Корректное измерение отклонения количества кислорода в катализаторе возможно только при температуре не ниже 300 градусов. Это обусловлено тем, что циркониевый электролит при меньшей температуре в качестве проводника не работает. Поэтому при холодном пуске лямбда-датчик не принимает участия, а за состав подаваемой в двигатель топливно-воздушной смеси на этом этапе отвечают иные электронные устройства. В современных датчиках кислорода имеется электрический подогрев управляемых бортовым электронным блоком.

Максимальная температура для работы лямбда-датчика также ограничена и не должна превышать 1000 градусов. Поэтому устройство, установленное для быстрого прогрева на выпускном коллекторе перед катализатором, чувствительно к перегреву вследствие длительной езды на максимальных оборотах двигателя.


Может ли работать автомобиль без лямбда-зонда

Ресурс кислородного датчика не превышает 80 000 км и зависит от исправности двигателя, условий эксплуатации автомобиля. Но больше всего на срок эксплуатации влияет качество топлива. Иногда достаточно израсходовать несколько баков некачественного бензина, и датчик перестает работать вообще.

Признаки неисправности катализатора:

  • Холостые обороты самопроизвольно падают до 500-600. Причина – в систему поступает обедненная смесь, не обеспечивающая стабильность работы в режиме холостого хода.
  • На ходу заметна существенная потеря мощности. Автомобиль с трудом набирает обороты, преодолевает подъемы, медленно разгоняется. Причина та же – некорректное содержание топливно-воздушной смеси.
  • Расход увеличился на 20-30%. Из-за слишком обогащенной топливно-воздушной смеси наблюдается темный выхлоп с характерным запахом несгоревшего в катализаторе бензина. На свечах появляется налет черного цвета.
  • При ускорении автомобиль дергается.
  • На панели управления сигнализирует Check Engine. Теоретически ошибку можно сбросить, но от этого катализатор исправным не станет.

Причины неисправности:

  • Топливо низкого качества. Чрезмерное количество примесей приводит к тому, что их несгоревшие остатки оседают на поверхности лямбда-датчика, нарушают токопроводимость его контактов.
  • Превышен срок эксплуатации. В идеальных условиях устройство может корректно работать при пробеге 150 000 км и даже больше. В наших реалиях, как правило, не больше 80 000 км. Но это касается оригинального датчика. Ресурс некачественного лицензионного устройства предсказать практически невозможно.
  • Неисправность электрической проводки, которая может повредиться по причине перегрева коллектора.

Что делать, если механизм вышел из строя

Прежде всего, нужно убедиться в неисправности лямбда-датчика. В этом плане проще и надежнее всего обратиться на станцию техобслуживания. Если есть желание и возможность, можно сделать визуальную проверку самостоятельно. Начать нужно с осмотра разъемов, проверки надежности их фиксации. Затем следует осмотреть кислородный датчик:

  • сажа на корпусе – показатель сгорания обогащенной смеси или чрезмерного перегрева зонда;
  • блестящие отложения создает топливо с избытком свинца;
  • белый и серый налет возникает вследствие использования масляных и топливных присадок.


Что делать? Если на лямбда-датчике появился свинцовый налет, устройство подлежит замене, поскольку свинец повреждает не только зонд, но и катализатор. То же касается и налета от присадок. Если говорить о саже, то ее можно попробовать почистить своими руками с использованием ортофосфорной кислоты.

Какие драгоценные материалы содержатся в зонде

Керамический твердый электролит гальванического элемента изготовлен из диоксида циркония, легированного оксидом иттрия. Токопроводящие электроды имеют платиновое напыление.

Количество ценных драгметаллов ничтожно мало, и пытаться извлечь их в домашних условиях не имеет смысла. Негодный кислородный датчик может сослужить своему владельцу последнюю службу, если сдать катализатор в утиль. Компания «Лом-АКБ» принимает по выгодным ценам вышедшие из строя автомобильные детали от частных лиц и организаций.

Что такое лямбда-зонд или кислородный датчик

Согласно строгому определению, лямбда-зонд или кислородный датчик – это устройство, оценивающее концентрацию кислорода в отработавших выхлопных газах. Казалось бы, зачем «мозгам» двигателя знать, что вылетает наружу? Очень просто – чтобы приготовить оптимальную топливно-воздушную смесь и снизить токсичность выхлопных газов.

При чем тут лямбда?

Название «лямбда-зонд» не случайно происходит от греческой литеры «лямбда» (λ) – в автомобилестроении она обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (соотношении топлива и воздуха). Когда ее состав оптимален – а таким принято считать 14,7 кг воздуха к 1 кг топлива – то коэффициент избытка воздуха равен единице, а смесь считается стехиометрической и обеспечивает полное сгорание топлива. В зависимости от коэффициента существует три вида топливно-воздушной смеси – это упомянутая выше оптимальная стехиометрическая, «богатая» с избытком топлива (в данном случае λ < 1) и «бедная» с не оптимально большим содержанием воздуха (λ > 1).

Если датчик увидел наличие свободного кислорода, не вступившего в реакцию, то это означает, что топлива должно быть больше. В противном случае, когда воздуха наоборот мало, требуется сократить подачу горючего.

Двигатели способны работать не только на оптимальной топливно-воздушной смеси, но также на «богатой» или «бедной» – все зависит от целей и задач, к которым относится динамика, экономичность и снижение вредных выбросов. Наименьшее потребление топлива и чистота выхлопа будет при лямбде, равной единице, а на обогащенной смеси двигатель будет развивать оптимальную мощность. Отметим, что заметные отклонения от стехиометрической смеси могут привести к поломкам как выпускной системы, так и двигателя. Раз уж зашел разговор об идеальной топливно-воздушной пропорции, то следует отметить следующее. Двигатель нечасто работает на стехиометрической смеси, но при этом постоянно стремиться к ней. Удерживать «идеальный» состав длительное время невозможно, поскольку на смесеобразование влияет масса факторов. Таким образом, электронный блок управления постоянно регулирует его, удерживая в условно оптимальных рамках.

Где расположен кислородный датчик

Лямбда-зонд находится в выпускном тракте (проще говоря, он вкручен в систему) и соседствует с каталитическим нейтрализатором. У современных автомобилей кислородный датчик установлен как перед ним (называется верхний лямбда-зонд), так и на выходе катализатора (нижний лямбда-зонд). Конструктивно они идентичны, но выполняют несколько разные замеры. Так, верхний датчик отслеживает, сколько кислорода содержится в отработавших газах. Сигнал с него отправляется в электронный управляющий блок двигателя и тот считывает характеристики топливно-воздушной смеси – проще говоря, понимает, стехиометрическая ли она, обогащенная или обедненная. В зависимости от результата, происходит корректировка объемов подаваемого в цилиндры топлива для приготовления смеси с оптимальным составом. Что касается нижнего кислородного датчика, то он нужен для контроля работы каталитического нейтрализатора и более точной корректировки. Отметим, что в стародавние времена гораздо менее строгих экологических норм нижние лямбда-зонды не применялись.

Как устроен кислородный датчик

Наиболее популярны устройства на основе диоксида циркония. Выглядят они как металлический стержень, конец которого скруглен, с проводом. Непосредственно с выхлопными газами контактирует наружный электрод (для этого в защитном кожухе предусмотрены отверстия), в то время как с атмосферой взаимодействует внутренний. Между ними как раз и находится двуокись циркония или твердый электролит. Оба электрода имеют платиновое напыление. Есть и нагревательный элемент, который призван как можно скорее выводить лямбда-зонд на высокую рабочую температуру в районе 300 °С.

Неисправности кислородного датчика

Датчик работает в крайне неблагоприятных тяжелых условиях, находясь в потоке горячих отработавших газов. Водитель узнает о неисправности и дело не в загоревшейся контрольной лампе Check Engine на приборной панели. Выход лямбда-зонда из строя сопровождается увеличением расхода топлива, неустойчивой работой двигателя на холостых оборотах и снижением мощности, а также характерным «бензиновым» запахом из выхлопной трубы – резким и «токсичным». В общем, автомобиль подаст сигнал.

Причины неисправностей кислородного датчика редко провоцируются механическими повреждениями – все-таки он сравнительно неплохо защищен. Наиболее часто лямбда-зонд требует замены из-за износа в процессе эксплуатации, либо загрязнения или обрыва электрической цепи нагревательного элемента. Прикончить датчик может некачественное топливо, технические проблемы, например, сгорание масла из-за плохого состояния маслосъемных колец или антифриз в топливе. Правда, в этом случае проблемы с лямбда-зондом будут наименьшей из сложностей. Бывает, что он работает с перебоями из-за электрического питания и окисления контактов, что отражается на топливно-воздушной смеси и, соответственно, поведении автомобиля.

Можно ли заменить самостоятельно

Как видите, неисправность кислородного датчика не только делает езду на автомобиле проблематичной, но в ряде ситуаций способна повлечь за собой другие поломки. Поменять датчик можно самостоятельно, если до него получиться добраться. Перед этим следует обесточить автомобиль и снять с датчика колодку. Дальше – самое интересное: далеко не всегда удается выкрутить прикипевший лямбда-зонд с первого раза, поэтому следует проявить осторожность, чтобы не сломать. Если вывернуть удалось, то не забудьте перед установкой нового очистить резьбу в выпускной системе.

Что такое лямбда-зонд. Как датчик кислорода регулирует работу двигателя

Нынешние автомобили буквально напичканы всевозможными сенсорами, с помощью которых контролируется давление в шинах и тормозной системе, температура антифриза и масла в системе смазки, уровень топлива, скорость вращения колес, угол поворота руля и многое другое. Целый ряд датчиков служит для регулирования режимов работы двигателя. Среди них устройство с загадочным названием лямбда-зонд, о котором и пойдет речь в данной статье.

Что это за зверь и что он контролирует

Греческой буквой лямбда (λ) обозначают коэффициент, который характеризует отклонение состава воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, от оптимального. Отметим, что в русскоязычной технической литературе для этого коэффициента часто используется другая греческая буква — альфа (α).

Максимальная эффективность ДВС достигается при определенном соотношении объемов воздуха и горючего, поступающих в цилиндры. В такой смеси воздуха ровно столько, сколько нужно для полного сгорания топлива. Ни больше, ни меньше. Данное соотношение воздуха и топлива именуется стехиометрическим. 

Для силовых агрегатов, работающих на бензине, стехиометрическое соотношение равно 14,7, для дизельных агрегатов — 14,6, для сжиженного газа (пропан-бутановая смесь) — 15,5, для сжатого газа (метан) — 17,2.

Для стехиометрической смеси λ = 1. Если λ больше 1, значит воздуха больше, чем требуется, и тогда говорят об обедненной смеси. Если λ меньше 1, смесь называется обогащенной.

Обедненная смесь снизит мощность двигателя и ухудшит экономичность расхода топлива. А при определенной пропорции мотор просто заглохнет.

В случае работы на обогащенной смеси мощность возрастет. Цена такого умощнения — большой перерасход горючего. Дальнейшее увеличение доли топлива в смеси вызовет проблемы с воспламенением и неустойчивую работу агрегата. Недостаток кислорода не даст топливу сгорать полностью, что резко увеличит концентрацию вредных веществ в выхлопе. Бензин будет частично догорать в выхлопной системе, вызывая повреждение глушителя и катализатора. На это будут указывать хлопки и темный дым из выхлопной трубы. При появлении подобных симптомов для начала следует проверить воздушный фильтр. Возможно, он просто засорился и не пропускает воздух в мотор.

Блок управления двигателем постоянно контролирует состав смеси в цилиндрах и регулирует количество впрыскиваемого топлива, динамически поддерживая значение коэффициента λ максимально близким к 1. Правда, в реальности обычно используется слегка обедненная смесь, у которой λ = 1,03…1,05. Это максимально экономичный режим, к тому же он минимизирует вредные выбросы, так как наличие небольшого количества кислорода дает возможность дожигать угарный газ и углеводороды в каталитическом нейтрализаторе.
Лямбда-зонд как раз и является тем прибором, который осуществляет мониторинг состава воздушно-топливной смеси, выдавая соответствующий сигнал на ЭБУ двигателя. 

Устанавливается он обычно на входе каталитического нейтрализатора и реагирует на присутствие кислорода в отработанных газах. Поэтому лямбда-зонд еще называют датчиком остаточного кислорода или просто кислородным датчиком. 

Как устроен и функционирует кислородный датчик

В основе датчика керамический элемент (1) из диоксида циркония с добавлением оксида иттрия, выполняющий функции твердотельного электролита. Платиновое напыление образует электроды — внешний (2) и внутренний (3). С контактов (5 и 4) снимается напряжение, которое по проводам подается на ЭБУ.

Внешний электрод обдувается разогретыми отработанными газами, проходящими через выхлопную трубу, а внутренний контактирует с атмосферным воздухом. Разница в количестве кислорода на внешнем и внутреннем электроде вызывает появление напряжения на сигнальных контактах зонда и соответствующую реакцию ЭБУ.

При отсутствии кислорода на внешнем электроде датчика блок управления получает на своем входе напряжение порядка 0,9 V. В результате ЭБУ уменьшает подачу топлива на форсунки, обедняя смесь, а на внешнем электроде лямбда-зонда появляется кислород. Это приводит к снижению выходного напряжения, генерируемого кислородным датчиком. 

Если количество кислорода, проходящего через внешний электрод, повышается до некоторой величины, то напряжение на выходе датчика падает примерно до 0,1 V. ЭБУ воспринимает это как обеднение смеси, и корректирует ее, увеличивая впрыскивание топлива. 

Таким образом производится динамическое регулирование состава смеси, а величина коэффициента λ постоянно колеблется возле 1. Если подключить осциллограф к контактам правильно работающего лямбда-зонда, то увидим сигнал близкий к чистой синусоиде. 

Более точная коррекция с меньшими колебаниями лямбды возможна в случае установки дополнительного кислородного датчика на выходе каталитического нейтрализатора. Заодно производится контроль работы катализатора.

  1. впускной коллектор;
  2. мотор;
  3. ЭБУ;
  4. топливные форсунки;
  5. основной кислородный датчик;
  6. дополнительный кислородный датчик;
  7. каталитический нейтрализатор.

Твердотельный электролит приобретает проводимость лишь будучи нагретым примерно до 300…400 °C. А значит, лямбда-зонд бездействует какое-то время после запуска мотора, пока отработанные газы не прогреют его в достаточной степени. Смесь при этом регулируется на основании сигналов прочих датчиков и заводских данных в памяти ЭБУ. Для ускорения включения датчика кислорода в работу его часто снабжают электроподогревом, встраивая нагревательный элемент внутрь керамики.

Возможные проблемы с датчиком кислорода

Любой датчик рано или поздно начинает барахлить и требует ремонта или замены. Лямбда-зонд — не исключение. В украинских реальных условиях он исправно работает в среднем 60…100 тысяч километров. Ряд причин могут сократить срок его службы.

  1. Некачественное топливо и сомнительные присадки. Примеси могут загрязнять чувствительные элементы датчика. 
  2. Загрязнение маслом, попадающим в отработанные газы из-за проблем в поршневой группе.
  3. Лямбда-зонд рассчитан на работу при высокой температуре, но лишь до определенного предела (порядка 900…1000 °C). Перегрев из-за неправильной работы двигателя или системы зажигания способен повредить кислородный датчик.
  4. Электрические проблемы — окисление контактов, обрыв или замыкание проводов и прочее.
  5. Механические повреждения.

За исключением случаев повреждения в результате удара, датчик остаточного кислорода обычно умирает медленно, а признаки неисправности проявляются постепенно, становясь более явными лишь с течением времени. Симптомы неисправного лямбда-зонда следующие:

  • Повышенный расход горючего.
  • Снижение мощности мотора.
  • Ухудшение динамики.
  • Рывки в процессе движения машины.
  • Плавающие обороты холостого хода.
  • Повышение токсичности выхлопа. Определяется в основном с помощью соответствующей диагностики, реже проявляется резким запахом или черным дымом.
  • Перегрев каталитического нейтрализатора.

Нужно учитывать, что указанные признаки не всегда связаны именно с неисправностью кислородного датчика, поэтому для определения точной причины возникшей проблемы требуется дополнительная диагностика. 

Проверка исправности λ-зонда

Проверить целостность электропроводки можно прозвонкой с помощью мультиметра. Следует убедиться также в отсутствии замыкания проводов на корпус и между собой. 

Проверьте сопротивление нагревательного элемента, оно должно составлять примерно 5…15 Ом. 

Питающее напряжения нагревателя должно быть близко к напряжению бортовой электросети. 

Проблемы, связанные с проводами или отсутствием контакта в разъеме, решить вполне возможно, но в целом датчик кислорода ремонту не подлежит.

Очистка датчика от загрязнений весьма проблематична, а во многих случаях просто невозможна. Особенно, если речь идет о блестящем серебристом налете, вызванном присутствием свинца в бензине. Применение абразивных материалов и чистящих средств добьет прибор окончательно и бесповоротно. Многие химически активные вещества также способны повредить его.

Встречающиеся в сети рекомендации по очистке лямбда-зонда посредством ортофосфорной кислоты дают желаемый эффект в одном случае из ста. Желающие могут попробовать.

Отключение неисправного лямбда-зонда переведет систему впрыска топлива в усредненный заводской режим, прописанный в памяти ЭБУ. Он может оказаться далеким от оптимального, поэтому вышедший из строя датчик кислорода (лямбда-зонд) следует как можно скорее заменить новым.

Откручивание датчика требует аккуратности, чтобы не повредить резьбу в выхлопной трубе. Перед установкой нового устройства резьбу следует очистить и смазать термопастой или графитовой смазкой (следите, чтобы она не попала на чувствительный элемент датчика). Вкручивайте лямбда-зонд динамометрическим ключом с надлежащим моментом.

При монтаже кислородного датчика нельзя использовать силиконовые и прочие герметики. 

Как продлить жизнь кислородного датчика

Соблюдение определенных условий позволит лямбда-зонду дольше оставаться в исправном состоянии.

  • Заправляйтесь качественным горючим.
  • Избегайте сомнительных присадок к топливу.
  • Контролируйте температуру выхлопной системы, не допускайте ее перегрева
  • Избегайте многократных запусков двигателя за короткий интервал времени.
  • Не применяйте для очистки наконечников кислородного датчика абразивы и химически активные вещества.
     

Широкополосный лямбда-зонд – особенности работы и диагностика

Широкополосный лямбда-зонд обеспечивает формирование правильной топливно-воздушной смеси в современных двигателях с системой впрыска.

 

Если этот датчик не работает должным образом, то обеспечение современных экологических норм будет невозможным. 

Лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в выхлопных газах и сравнивает его с содержанием кислорода в окружающем воздухе. В результате блок управления двигателем способен регулировать количество впрыскиваемого топлива таким образом, чтобы обеспечивался оптимальный состав топливовоздушной смеси. Это является необходимым условием для эффективной работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Обычные однополосные лямбда-зонды с технологией диоксида титана и диоксида циркония обнаруживают только переход от богатой смеси (недостаток воздуха) к обедненной смеси (избыток воздуха) и наоборот.

Поскольку современные дизельные и бензиновые двигатели работают вне стехиометрического соотношения лямбда = 1, были разработаны так называемые широкополосные лямбда-зонды. Широкополосный зонд имеет более широкий диапазон измерения и точно измеряет как в богатых, так и в бедных областях. Широкополосные зонды внутри оснащены двумя ячейками: измерительной и ячейкой накачки. В измерительной ячейке измеряется концентрация кислорода, а затем преобразуется в сигнал напряжения, который сравнивается с опорным напряжением 450 мВ. Если это значение отклоняется от эталонного значения, включается ячейка накачки и ионы кислорода поступают в или из измерительной ячейки для коррекции концентрации кислорода, таким образом, чтобы опорное напряжение поддерживалось на уровне 450 мВ. Значение и полярность электрического тока, требуемого ячейкой накачки для поддержания постоянной концентрации, представляют собой эквивалент концентрации кислорода в смеси. Если лямбда-зонд выходит из строя, сжигание в современном двигателе больше не может контролироваться должным образом, что отрицательно сказывается на составе и эффективности очистки выхлопных газов.

Измерение сигнала и диагностика лямбда-зонда

Чтобы проверить функцию лямбда-зонда, сначала необходимо установить зонд в разъем. В VW Passat B7 с двигателем 1,6 TDI оба расположены непосредственно в моторном отсеке. Чтобы проверить включение нагревательного контура и встроенного нагревательного резистора, необходим мультиметр для измерения напряжения и сопротивления зонда. Для проверки электрического управления нагревательным контуром необходим осциллограф. Наблюдение за работой лямбда-зонда проводят при помощи диагностического устройства. Однако это относится только к бензиновым двигателям, где значение лямбда находится в границах 1 в двигателях с впрыском перед впускным клапаном и может варьироваться в пределах от 0,8 до 2,5 в силовых установках с непосредственным впрыском. В дизелях нет смысла наблюдать за сигналом лямбда-зонда, так как они всегда работают в очень широком диапазоне состава смеси. Значение лямбда в дизеле может изменяться от 1,4 до 12. Используя данные диагностического устройства, теперь можно контролировать ток накачки как положительное или отрицательное значение изменения коэффициента избытка воздуха. Некоторые диагностические устройства также отображают графическое изменение значения коэффициента лямбда на дисплее. Основываясь на полярности (плюс или минус) тока накачки, теперь можно определить, работает ли двигатель с богатой или бедной смесью. Отрицательные значения сигнала указывают на богатую смесь, а положительные — на обедненную. На практике значение лямбда быстро переходит в отрицательный диапазон (богатая смесь). Если убрать ногу с педали акселератора после короткого нажатия, значение лямбда должно быстро перемещаться в положительный диапазон (обедненная смесь). Плохие или аномальные сигналы от широкополосных лямбда-зондов могут иметь много причин и не обязательно должны быть связаны с неисправным лямбда-зондом. Одной из причин может быть неправильное измерение массы воздуха, что приводит к плохому управлению впрыском. Проблемы с топливным насосом и форсунками также могут вызывать неправильные значения. То же самое относится к утечкам воздуха в выхлопной системе или в цепи впуска воздуха, а также к проблемам в системе зажигания. Причиной может быть также плохое состояние двигателя и неисправный клапан EGR.

Что такое лямбда-зонд и почему он важен?

«Этот датчик измеряет количество кислорода в выхлопных газах и отправляет эту информацию в компьютер автомобиля, — сказал он. — Затем компьютер работает, если двигатель работает слишком богатой (слишком много топлива) или слишком бедной (слишком большой воздух) и регулируется для компенсации ».

Поскольку датчики подвергаются воздействию очень высоких температур при работающем двигателе, даже если автомобиль припаркован и работает на холостом ходу, они со временем начнут ухудшаться.

«Помимо сильного нагрева, на датчики также могут влиять загрязнители в выхлопных газах, чрезмерное количество несгоревшего топлива в системе и другие вещи, — сказал Ранфт. — Важно, чтобы владельцы транспортных средств знали, что в их автомобилях есть датчики. и что они не длятся вечно «.

И вот как они выглядят на самом деле. Фотография файла: Bosch По его словам, срок службы датчиков

составляет от 80 000 до 100 000 километров.

«Однако, если ваш двигатель обслуживается должным образом, датчики могут прослужить дольше.У большинства автомобилей последних моделей нет рекомендованного интервала замены кислородных датчиков, хотя производители датчиков говорят, что их замена при большом пробеге — хороший способ обеспечить максимальную производительность и экономию топлива ».

В то время как средний владелец транспортного средства не будет знать, когда датчики неисправны, особенно если нет индикатора Check Engine или каких-либо кодов, которые могут указывать на неисправность, связанную с датчиком кислорода, Ранфт сказал, что есть некоторые общие признаки, на которые следует обратить внимание, включая : двигатель грубо работает на холостом ходу или при отпускании педали акселератора тормозит; повышенное потребление топлива, потеря мощности двигателя и низкая производительность двигателя.

«Если вы испытываете какие-либо из этих проблем, важно, чтобы ваш автомобиль был осмотрен и датчики заменены, если необходимо», — посоветовал он. «Неисправный кислородный датчик может привести к преждевременному повреждению дорогостоящих частей системы двигателя. При замене кислородного датчика важно использовать тот же тип, что и оригинальный «.

Невероятно прочный

Он порекомендовал отвезти ваш автомобиль в аккредитованную мастерскую, где механик сможет считывать показания кислородного датчика с помощью диагностического прибора.

«Датчики кислорода невероятно прочные, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут, — сказал он. — Но они действительно изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены. Попросите своего механика проверить датчики во время регулярного технического обслуживания. Единственный способ узнать, выполняют ли кислородные датчики свою работу, — это регулярно их проверять.

«Также может быть выгодна периодическая замена датчиков для профилактического обслуживания. Замена изношенного кислородного датчика, который стал медленно работать, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.”

Привод 360

Лямбда-зонд для мотоциклов — Как проверить

Техническая информация

Лямбда-зонд также называется датчиком кислорода (O 2 ) или датчиком кислорода в выхлопных газах с подогревом (HEGO) и играет очень важную роль в контроле выбросов выхлопных газов на автомобиле с каталитическим нейтрализатором. Лямбда-зонд устанавливается в выхлопную трубу перед каталитическим нейтрализатором. Транспортные средства, соответствующие законодательству EOBD2, также имеют лямбда-зонд post-cat.

Транспортное средство, оборудованное лямбда-зондом, считается управляемым по «замкнутому контуру». Это означает, что после того, как топливо сгорело в процессе сгорания, датчик анализирует результирующие выбросы и соответствующим образом корректирует подачу топлива в двигатель.

Лямбда-зонд состоит из двух пористых платиновых электродов. Наружная поверхность электрода подвергается воздействию выхлопных газов и покрыта пористой керамикой, а внутренняя поверхность с покрытием подвергается воздействию свежего воздуха.

В наиболее часто используемом датчике используется керамический элемент из диоксида циркония , вырабатывающий напряжение, когда между двумя электродами наблюдается разница в содержании кислорода.Затем этот сигнал отправляется в электронный блок управления (ЕСМ), и смесь регулируется соответствующим образом.

Titania также используется при производстве другого типа лямбда-зонда, который обеспечивает более быстрое время переключения, чем более распространенный циркониевый датчик.

Датчик кислорода из титана отличается от датчика из оксида циркония тем, что он не может генерировать собственное выходное напряжение и, следовательно, зависит от источника питания 5 В от блока управления двигателем автомобиля. Опорное напряжение изменяется в соответствии с воздушно-топливным соотношением двигателя, при этом для бедной смеси возвращается напряжение до нуля.4 вольта и богатая смесь, создающая напряжение около 4,0 вольт.

Контроллер ЭСУД управляет подачей топлива в «замкнутом контуре» только тогда, когда позволяют соответствующие условия, обычно на холостом ходу, при небольшой нагрузке и в крейсерском режиме. Когда мотоцикл ускоряется, ECM допускает переполнение и игнорирует лямбда-сигналы. Это также относится к первоначальному прогреву двигателя.

Неправильные формы сигналов — поиск и устранение неисправностей

Датчики из диоксида титана и циркония при правильной работе переключаются приблизительно один раз в секунду (1 Гц), и оба начинают переключаться только после достижения нормальной рабочей температуры.Это переключение можно наблюдать на осциллографе или с помощью мультиметра в диапазоне низких напряжений. При использовании осциллографа результирующая форма сигнала должна выглядеть, как на рисунке выше. Если частота переключения ниже ожидаемой, снятие датчика и очистка спреем растворителя могут улучшить время отклика.

Постоянно высоковольтный выходной сигнал от циркониевого датчика показывает, что двигатель постоянно работает на богатой смеси и находится за пределами диапазона регулировки контроллера ЭСУД; тогда как низкое напряжение указывает на бедную или слабую смесь.

Если частота переключения ниже ожидаемой, снимите датчик и очистите его спреем растворителя, это может улучшить время отклика.

Данные штифта

Нашим тестовым автомобилем был мотоцикл Honda. Ниже приведены данные о выводе нескольких разъемов блока управления двигателем. Данные о контактах зависят от производителя и модели, и эти данные показаны только в целях иллюстрации.

Лямбда — Шестнадцатеричный код

Фон

Лямбда-датчики также известны как датчики кислорода, поскольку они измеряют долю кислорода в выхлопных газах.Эти датчики были впервые разработаны Robert Bosch GmbH много десятилетий назад.

Они используются для определения соотношения воздух-топливо и, в свою очередь, являются неотъемлемой частью замкнутого цикла процесса впрыска топлива, поскольку их измерение в реальном времени определяет, работает ли смесь сгорания в режиме RICH или LEAN, и используя по этой обратной связи ЭБУ адаптирует импульсы форсунок для достижения оптимального сгорания …

Соотношение воздух-топливо для теоретического оптимального сгорания в бензиновых двигателях составляет 14.7 частей воздуха на 1 часть топлива или 14,7: 1, где части измеряются в массе воздуха и массе топлива. Это теоретическое оптимальное соотношение известно как стехиометрическое соотношение воздух-топливо.

График слева взят из документа Bosch « » Лямбда-датчики, тип LSM 11 «

БОГАТАЯ смесь вызывает потребность в кислороде в датчике и, таким образом, проявляется в виде более высокого напряжения датчика, чем БЕЗОПАСНОЕ. смесью, что проявляется низким напряжением на выходе датчика.Существует 2 основных типа лямбда-зондов:

  • Узкополосные датчики и
  • .
  • Широкополосные датчики

Это ясно изображено на графике и составляет основу для понимания графиков напряжения кислородного / лямбда-датчика на основе значений журнала GS-911 в реальном времени.

Страницы Wikipedia Oxygen Sensor и Wikipedia AFR-sensor являются хорошим источником базовой информации по общей теории и подробным сведениям о том, как работают лямбда-датчики.

Типичные графики напряжения лямбда

НЕТ ИДЕАЛЬНОГО графика… вот почему мы НЕ МОЖЕМ дать вам справочный график с инструкциями: « Вот как он должен выглядеть, и если он не ТОЧНО выглядит так, то есть проблема! ». Однако, как только вы поймете основы функционирования, вы сможете принять обоснованное решение относительно уместности и правильности того, что вы видите на графиках …! Как правило, узкополосные лямбда-датчики могут измерять только небольшую область по обе стороны от стехиометрического отношения, а выходное напряжение ограничено диапазоном от нуля до 1 вольт.Выходной сигнал обычно выражается в милливольтах (мВ).

Электронный блок управления (ЭБУ) измеряет напряжение лямбда и использует его для систематического увеличения ширины импульса форсунки (следовательно, эффективного количества топлива) до тех пор, пока оно не превысит установленное среднее значение выше номинальной рабочей точки … «более богатая» максимальная настройка, он начинает уменьшать базовое значение импульса форсунки до тех пор, пока не достигнет минимального «обедненного порога», прежде чем он снова начнет повторять цикл, таким образом, ЭБУ пытается поддерживать соотношение воздух-топливо на его заранее заданном значении. точку, отклоняясь от предварительно определенной уставки…

Вооружившись вышеуказанными знаниями, а также зная, что некоторые ЭБУ имеют минимальные уставки 150 или 200 мВ и максимальные уставки в диапазоне от 600 мВ до очень распространенных 700 мВ, некоторые из которых достигают 800 мВ, мы можем использовать это, чтобы сделать общее, но обоснованное решение о достоверности сигнала напряжения лямбда-зонда.

Ниже приведен график журнала напряжения лямбда-зонда одного из датчиков S1000RR.

Это совершенно нормальный сигнал напряжения датчика кислорода… И чтобы показать, насколько сильно они могут отличаться, вот еще один, на этот раз один из сигналов лямбда-напряжения HP2. Вы видите разницу, но и этот тоже хорош!

Оценить работоспособность кислородного датчика при рабочей температуре

Я выбрал именно этот график HP2, так как он также показывает запуск функции замкнутого цикла … что подводит меня к еще одному очень важному моменту …

ПРИМЕЧАНИЕ: Контроллер двигателя работает в разомкнутом контуре во время цикла обогащения при холодном запуске, поэтому работу лямбда-зонда следует оценивать только при рабочей температуре!

Что мы ищем?

Короче ищем:

  • осциллирующий сигнал, который колеблется от 200 мВ до более 600/700 мВ

Чего мы не хотим видеть?

Мы не хотим видеть следующее:

  • ровная линия, не по центру, не высоко не низко… (при рабочей температуре)
  • ровная восходящая или нисходящая линия
  • осциллирующий график, медленно восходящий или нисходящий
  • — осциллирующий график с небольшими колебаниями, которые почти не достигают пороговых значений 200 мВ и 700 мВ.

Пример неверного сигнала

Здесь у нас есть сигнал от того же HP2, что и выше, но от лямбда-зонда другого цилиндра.

Вы можете отчетливо увидеть разницу с предыдущим сигналом и тот факт, что что-то определенно не так, выскакивает на вас!

Далее возникает вопрос: неисправен ли датчик или это правильное измерение очень неправильного соотношения воздух-топливо? На этот вопрос не всегда легко ответить, и он не является частью этого обсуждения, однако я все же хотел бы уделить этому немного времени.Ключ к BE LOGICAL и SYSTEMATIC о вашем подходе к поиску неисправностей! (это верно для ЛЮБОГО типа диагностики!). В этом случае вам следует взглянуть на обстоятельства. Если работа на холостом ходу грубая, скорее всего, у вас действительно очень плохое соотношение воздух-топливо (используя ваши знания, полученные выше, поскольку напряжение очень низкое, это действительно очень бедная смесь). Если вы подозреваете лямбда-зонд, вы можете поменять местами два лямбда-зонда.

Однако в приведенном выше случае датчик был хорош — как и в большинстве случаев… и соотношение воздух-топливо действительно было очень бедным, по-видимому, из-за «заедания дроссельной заслонки».

Коэффициент регулирования лямбда

Сначала некоторые определения

Лямбда — соотношение воздух / топливо.

Коэффициент регулирования лямбда (также известный как коэффициент избытка воздуха) — это соотношение между фактическим и идеальным соотношением воздух / топливо .

Таким образом, лямбда> 1 подразумевает смесь LEAN, и наоборот, лямбда <1 означает смесь RICH.

Ниже приведен график коэффициента лямбда-регулирования для одного из кислородных датчиков S1000RR. Мы можем видеть, что он постоянно работает немного ниже 1, таким образом, немного обогащен (хорошо известно, что немного более высокое, чем стехиометрическое, соотношение воздух-топливо дает более высокую выходную мощность).

По очевидным причинам ЭБУ может изменять или изменять время впрыска / ширину импульса только в определенных пределах, которые в случае большинства мотоциклов BMW составляют либо + — 0,20, либо + -0,25, что позволяет ЭБУ эффективно контролировать коэффициент регулирования лямбда. от 0.От 8 до 1,2 или от 0,75 до 1,25 соответственно.

Аналогичным образом мы видим коэффициенты регулирования лямбда для обоих датчиков кислорода в нашем примере HP2. Совершенно очевидно, что синий цилиндр кажется вполне нормальным, и столь же очевидно, что мы можем видеть, что красный цилиндр определенно работает на обедненной смеси, большую часть времени застревая при максимальном коэффициенте компенсации 1,25.

Лямбда-зонд Обогрев

Для эффективной работы лямбда-зондов их необходимо нагреть примерно до 316 градусов Цельсия.Для этого у них есть внутренние нагревательные элементы, которые контролируются ЭБУ. Большинство ЭБУ показывают состояние лямбда-нагрева (1 = ВКЛ и 0 = ВЫКЛ). Ниже показан график состояния нагрева одного из цилиндров HP2, который мы обсуждали выше.

Я надеюсь, что приведенной выше информации достаточно, чтобы сформировать достаточное общее представление о лямбда-датчике, о том, как он соотносится с коэффициентом регулирования лямбда и как, в свою очередь, используется ЭБУ для поддержания работы двигателя в соответствии с заданным соотношением воздух-топливо. рабочая точка.У вас под рукой много информации … Интернет — обширный источник информации … и, используя терминологию, полученную из этой статьи, а также двух страниц вики в качестве отправной точки, вы скоро можете стать эксперт по лямбда-датчикам и понимание их интеграции в большой процесс впрыска топлива.

5 симптомов неисправного датчика кислорода (и стоимость замены)

Датчик O2 гарантирует, что ваш автомобиль всегда будет двигаться с оптимальным соотношением воздух-топливо.Вот как узнать, неисправен ли ваш кислородный датчик

Датчик кислорода, также известный как лямбда-зонд, является важным датчиком для работы вашего автомобиля.

Он измеряет количество кислорода в газах, выходящих из вашего автомобиля через выхлопную трубу. Д-р Гюнтер Бауман создал этот датчик в 1960-х годах, когда работал в компании Robert Bosch GmbH.

Но, как и любое другое механическое оборудование, кислородный датчик рано или поздно выйдет из строя. В случае выхода из строя ваш автомобиль будет вести себя ненормально.В этой статье мы расскажем вам об общих симптомах, местонахождении и стоимости замены. Во-первых, давайте кратко рассмотрим признаки, которые нужно искать:

Наиболее частым признаком неисправного датчика кислорода является неудачный тест на выбросы выхлопных газов вместе с индикатором проверки двигателя на приборной панели. Вы также можете заметить такие признаки, как плохой пробег, грубая работа на холостом ходу и пропуски зажигания в двигателе.

Вот более подробный список из 5 симптомов, которые могут указывать на приближающийся отказ кислородных датчиков.

Признаки неисправности датчика кислорода O2

1. Горит индикатор проверки двигателя

Датчики напрямую подключены к бортовому компьютеру автомобиля. Компьютер получает данные от датчиков и оценивает их. Однако, если он получает неверные данные или вообще не получает данных, он включает индикатор проверки на вашей приборной панели.

Возможно, вы уже знаете, что индикатор проверки двигателя может гореть по разным причинам; теперь вы знаете, что неисправный кислородный датчик может быть одним из них.

2. Плохо пробег

Неисправный датчик O2 искажает настройку двигателя. Это повлияет не только на неправильное количество топлива, закачиваемого в систему, но и на соотношение воздух-топливо. В результате расходуется больше или слишком мало топлива, а пробег уменьшается или увеличивается. Если вы заправляетесь чаще, причиной может быть неисправный кислородный датчик.

Неисправный кислородный датчик не позволяет компьютеру определять соотношение воздух-топливо для вашего двигателя. В результате показания искажаются, что сказывается на характеристиках и расходе топлива автомобиля.

3. Пропуски зажигания в двигателе

Искаженное соотношение топлива и воздуха приведет к пропуску зажигания в двигателе или обратному воспламенению. Если двигатель получит слишком много топлива, он не сможет его сжечь, что погасит искру от свечи зажигания, что приведет к пропуску зажигания.

Слишком бедная смесь также вызывает пропуски зажигания, когда нет топлива для воспламенения.

Помимо прочего, датчик O2 играет важную роль в контроле управления двигателем и подачей топлива, поэтому, если датчик поврежден, общее состояние вашего двигателя ухудшится.

4. Неудачный тест на выбросы

Плохой или неисправный датчик кислорода не только повлияет на работу двигателя вашего автомобиля и топливную экономичность, но также приведет к неправильным измерениям выбросов.

В результате у вас могут возникнуть проблемы во время проверки или проверки на выбросы, поскольку тесты на выбросы не пройдут.

Если вы знаете, что у вашего автомобиля плохие показатели выбросов, есть большая вероятность, что ваш датчик O2 неисправен.

5. Неровный холостой ход

Из-за плохой топливовоздушной смеси, вызванной неисправным датчиком O2, это особенно заметно на холостом ходу без нагрузки.

Чтобы ваш автомобиль работал на холостом ходу без остановки, ему нужна идеальная топливно-воздушная смесь, и если датчик кислорода испортит это, вы заметите грубый холостой ход или глохнет на холостом ходу.

Что такое датчик кислорода?

Датчик кислорода — это электронное устройство, установленное в вашем автомобиле и измеряющее количество и концентрацию кислорода в выхлопных газах. Он также известен как лямбда-зонд.

Передовые автомобильные технологии позволяют производить самые эффективные кислородные датчики.Лямбда-зонд является важным компонентом всех автомобилей, выпущенных после 1980-х годов. Основная функция лямбда-зонда — сбор данных о том, сколько кислорода доступно для сгорания, и отправка их в систему управления двигателем.

Затем система использует данные для впрыска топлива и других целей.

Датчики кислорода обычно не выходят из строя полностью, но их эффективность со временем снижается.

Расположение датчика кислорода

Датчик кислорода O2 расположен в выхлопной системе вашего автомобиля, обычно на выпускном коллекторе или рядом с двигателем.

В вашем автомобиле может быть несколько датчиков кислорода. Эти датчики всегда расположены в потоке выхлопных газов вашего автомобиля.

В большинстве автомобилей один датчик O2 расположен рядом с двигателем, обычно в выпускном коллекторе. Некоторые автомобили имеют два или более датчиков O2, а второй датчик кислорода обычно устанавливается за каталитическим нейтрализатором.

Это помогает контролировать работу катализатора, сравнивая показания до и после.

Датчик кислорода Стоимость замены

Средняя стоимость замены кислородного датчика составляет от 100 до 25 долларов США 0 . Стоимость рабочей силы варьируется от 50 до 250 долларов. Вы можете рассчитывать на общую стоимость замены датчика кислорода O2 от 150 до 500 долларов.

На основании отчетов из разных регионов и типов транспортных средств мы рассчитали средний диапазон затрат на замену кислородного датчика.

Если вы планируете заменять кислородный датчик самостоятельно, вы обычно покупаете только запчасти. Помните, что любые детали выхлопной трубы могут быть ржавыми, и их будет сложно отсоединить. Некоторые датчики O2 также расположены очень плохо, в зависимости от модели автомобиля.

Стоимость ремонта в качественной автомастерской обычно выше, чем при ремонте автомобиля независимым механиком. Если вы нанимаете механика для ремонта вашего автомобиля, он будет взимать с вас от 50 до 250 долларов за устранение проблемы в дополнение к стоимости покупки запчастей.

Из-за таких значительных колебаний цен рекомендуется провести небольшое исследование рынка и получить несколько котировок из разных механик. Вы также можете спросить людей в вашем районе, которые недавно заменили или отремонтировали устройство.

Проверка лямбда-зонда на содержание кислорода в выхлопных газах (EGO)

Тест 5 — Лямбда-зонд

Лямбда-зонд, также известный как датчик кислорода в выхлопных газах (EGO), обычно устанавливается в выпускном коллекторе. Можно установить более одного датчика. Его цель — обнаружить присутствие кислорода в выхлопных газах, что указывает на то, что двигатель работает на обедненной смеси.

Лямбда-зонд используется в замкнутом контуре в качестве датчика обратной связи, чтобы помочь ЭБУ точно регулировать соотношение воздух-топливо для достижения стехиометрии — идеального соотношения воздух-топливо примерно 14.7: 1 в бензиновых двигателях.

Датчик EGO имеет встроенный нагреватель для быстрого нагрева, так как он не работает при низких температурах. Пока датчик нагревается, автомобиль работает в менее эффективном режиме с разомкнутой цепью, в котором ЭБУ использует предварительно заданные значения воздушно-топливного отношения.

  • Программное обеспечение: PicoScope 6 — управляемый тест AT022 и AT023
  • Цель теста — лямбда-зонд (EGO Oxygen)
  • Требуемый уровень навыка — очень легкий

Большинство датчиков выдают высокие и низкие уровни с частотой около 1 Гц, поскольку смесь определяется как богатая или бедная.Если вы видите эти импульсы, автомобиль находится в режиме замкнутого контура и датчик работает правильно.

Connect : Найдите датчик с помощью технических данных вашего автомобиля. Мы рекомендуем использовать для подключения щупы с обратным контактом или разводные провода.

Используйте технические данные, чтобы определить провод выходного сигнала от разъема жгута лямбда-зонда.

Run : Двигатель должен иметь нормальную рабочую температуру, чтобы выдавать действительный сигнал.Запустите PicoScope, когда будете готовы зафиксировать сигнал.

Считывание : В зависимости от типа лямбда-зонда будет видно, что сигнал циклически изменяется с высоким и низким постоянным уровнем с изогнутыми краями. Эти датчики обычно переключают высокий и низкий уровень один раз в секунду. У Pico есть управляемые тесты для измерения различных типов лямбда-датчиков, поэтому, пожалуйста, прочтите их для получения дополнительной информации — выберите датчики, затем лямбда.


Анализ формы сигнала

Сигнал показывает влияние ECU, регулирующего смесь между богатой и бедной.Если датчик обнаруживает богатую смесь, количество впрыскиваемого топлива немного уменьшается. Примерно через секунду датчик EGO обнаруживает обедненную смесь, и количество впрыскиваемого топлива немного увеличивается. Эти циклы продолжаются, пока блок управления двигателем пытается поддерживать идеальное соотношение воздух-топливо.

Лямбда — Анимация теста на кислород в выхлопных газах

Видео комментарий

Видео начинается с прогрева двигателя. Лямбда-датчики находятся в выпускном коллекторе, а также в каталитическом нейтрализаторе.Температурный датчик показывает, что для проведения этого теста двигатель необходимо прогреть до нормальной рабочей температуры.

Сигнальные импульсы от датчиков EGO идут к ЭБУ.

Подключение : Используйте контактный щуп для подключения к выходу ЭБУ и заземлите тестовый провод.

Run : Двигатель должен иметь нормальную рабочую температуру, чтобы выдавать действительный сигнал. Запустите PicoScope, когда будете готовы зафиксировать сигнал.

Считывание : В зависимости от типа лямбда-зонда будет видно, что сигнал циклически изменяется с высоким и низким постоянным уровнем с изогнутыми краями. Эти датчики обычно переключают высокий и низкий уровень один раз в секунду.

Нажмите «Далее» для шестого теста — «Тест датчика АБС».

Объяснение лямбды — Link Engine Management

Датчик CAN LAMBDA , часто называемый датчиком кислорода, измеряет уровень кислорода в выхлопных газах.Этот уровень имеет решающее значение для получения оптимальной воздушно-топливной смеси при настройке двигателя .

  • CAN относится к сети контроллеров, которая действует как «нервная система » транспортного средства , , , обеспечивая связь от одной части к другой.
  • Расчет лямбда определяет соотношение между количеством кислорода, фактически присутствующим в выхлопе, и количеством, которое должно было присутствовать для достижения идеального сгорания.

Эта информация о соотношении воздух-топливо, которую предоставляет CAN Lambda, важна для тюнера. Расход топлива, выходная мощность и соотношение воздух-топливо, присутствующие в выхлопе, составляют основу всей настройки топлива. Двигатель, в выхлопе которого присутствует слишком много кислорода, называется «обедненным» и сокращает срок службы двигателя. В качестве альтернативы, низкие показания кислорода в выхлопе могут указывать на богатый двигатель, который получает больше топлива, чем ему нужно. Возможность видеть эти цифры во время настройки автомобиля позволяет тюнеру оперативно регулировать заправку и определять оптимальное значение лямбда.

Модули

Link CAN-Lambda также предоставляют пользователю мощный метод добавления нескольких кислородных датчиков и переноса их в ЭБУ для мониторинга или регулирования лямбда с обратной связью. Модули CAN Lambda можно легко добавить к существующей шине CAN, а затем запрограммировать на обеспечение необходимого содержания кислорода.

Link CAN-Lambda использует цифровой лямбда-контроллер Bosch для мониторинга, управления и диагностики широкополосных лямбда-датчиков Bosch LSU 4.9. Цифровой широкополосный доступ предлагает множество преимуществ; мощный LSU 4.9 устранит любую потерю сигнала, риск, задержки и ошибки, которые вызывают аналоговые альтернативы.

Модули

Link CAN Lambda позволяют измерять, отображать и регистрировать до восьми широкополосных датчиков кислорода. Для каждого кислородного датчика требуется отдельный модуль. Модулям необходимо сообщить, к какому датчику они подключены (например, цил. 1, цил. 2 и т. Д.), Чтобы их можно было идентифицировать по шине CAN. Все модули Link CAN-Lambda поставляются предварительно сконфигурированными для одной установки. Если используется только один датчик, конфигурация модуля не требуется.

Модуль CAN-Lambda легко настраивается с ЭБУ Link G4 +, а также совместим с другими ЭБУ, регистраторами данных и дисплеями приборной панели, которые предлагают прямую поддержку модулей Link CAN-Lambda или настраиваемой CAN.

Преимущества Link ECU G4 + CAN Lambda
  • Можно установить несколько кислородных датчиков и контролировать их в различных областях внутри выхлопной системы
  • Цифровая обратная связь устраняет задержки или потерю сигнала
  • CAN-Lambda никогда не требует калибровки по свободному воздуху, так как она предварительно сконфигурирована

Модуль Link CAN Lambda может работать только с ЭБУ G4 + и более новыми.ЭБУ Link G4 и более ранние используют только аналоговый вход для лямбда.

Чтобы приобрести CAN лямбда-зонд, обратитесь к дилеру Link ECU.

Как работают кислородные датчики

Датчик кислорода — Лямбда-датчик

В автомобильной промышленности и автоспорте датчики кислорода (также известные как датчики O2) часто используются для контроля воздушно-топливного отношения в цилиндрах и для контроля выбросов, или увеличить производительность двигателя. Мы кратко объясним, почему, как и что на этих датчиках?

Контроль выбросов выхлопных газов

Датчики кислорода или лямбда-датчики используются для обеспечения возможности современного электронного впрыска топлива и контроля выбросов во многих двигателях внутреннего сгорания.Датчики обычно расположены в выхлопной трубе.

Эти кислородные датчики предоставляют блоку управления двигателем информацию о соотношении воздух-топливо последнего сгорания в цилиндре в режиме реального времени. Предоставляя информацию этому устройству, можно изменить впрыск топлива, чтобы повысить эффективность двигателя и снизить выбросы углеводородов, оксида углерода и газов NOx (оксидов азота), пытаясь достичь стехиометрического отношения воздух-топливо.

Обычно используются 2 датчика кислорода.В автомобильной промышленности обычно используется так называемый «узкополосный» лямбда-зонд, в то время как во многих видах автоспорта используется более дорогой «широкополосный» лямбда-зонд.

Узкополосный лямбда-зонд

Узкополосный лямбда-зонд (или датчик O2) может определять только три типа смесей в выхлопных газах. Является ли смесь богатой, стехиометрической или обедненной. Он не может предоставить информацию о том, насколько богатая или бедная смесь выхлопных газов, блоку управления двигателем (ЭБУ).

Когда используется этот датчик, ЭБУ считывает сигнал и решает либо увеличить, либо уменьшить количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр на заданное значение, и делать это снова и снова, чтобы достичь стехиометрических показаний.

Поскольку этот датчик предоставляет только ограниченный объем информации, этот датчик не подходит для использования в разработке выхлопных систем , и широкополосный датчик O2 может обеспечить решение.

Широкополосный лямбда-зонд

Широкополосный кислородный датчик может предоставить гораздо больше информации о смеси и делать это в режиме реального времени.

В отличие от поведения узкополосного лямбда-зонда, где можно считывать только богатые, стехиометрические или обедненные сигналы, этот датчик может обеспечить точное соотношение воздух-топливо, на котором в настоящее время работает двигатель (или цилиндр).

Благодаря информации в реальном времени, этот датчик идеально подходит для оценки разработки выхлопных систем и настроек управления двигателем.

Как это работает

Узкополосный датчик кислорода обычно основан на твердотельном электрохимическом топливном элементе.Он состоит из двух электродов, которые обеспечивают определенное выходное напряжение в зависимости от количества кислорода в выхлопной системе по сравнению с количеством кислорода в атмосфере.

Датчик создает выходное напряжение постоянного тока от 0,2 В до 0,8 В, где нижнее значение представляет бедную смесь, а высокое значение представляет собой богатую смесь.

Когда генерируется напряжение приблизительно 0,45 В, смесь считается оптимальной для выбросов, которая составляет ~ 0,5% бедной стехиометрической смеси топливовоздушной смеси.На данный момент выхлопные газы содержат минимальное количество окиси углерода.

Напряжение, создаваемое датчиком, нелинейно по отношению к концентрации кислорода. Датчик наиболее чувствителен вблизи стехиометрической точки (где λ = 1) и менее чувствителен при очень бедной или очень богатой смеси.

Широкополосный датчик кислорода (часто известный как датчики UEGO) также основан на плоском элементе из диоксида циркония, но имеет встроенный электрохимический газовый насос.

Этот насос управляется с помощью обратной связи с обратной связью, которая поддерживает выход электрохимической ячейки на постоянном уровне.Благодаря этому контуру обратной связи датчик выдает очень точный сигнал топливовоздушной смеси в выхлопной системе в реальном времени.

Этот датчик работает при напряжении от 0,5 В до 4,5 В и имеет более широкую полосу сигнала, где более низкое напряжение соответствует более бедному соотношению воздух-топливо, а более высокое напряжение представляет более высокое соотношение воздух-топливо.

Увеличение мощности двигателя за счет изменения топливовоздушной смеси

Для увеличения мощности двигателя часто говорят, что оптимизация топливовоздушной смеси является одним из ключевых аспектов.Правильно настроенный двигатель с откалиброванным соотношением воздух-топливо действительно имеет решающее значение для оптимальной производительности и долговечности двигателя.

Теоретическое стехиометрическое соотношение воздух-топливо — это идеальное соотношение топлива и воздуха, которое в бензиновом двигателе составляет 14,7: 1. Это означает, что для идеального сгорания 1 части бензинового топлива необходимо 14,7 единиц воздуха. Это значение отличается для всех остальных видов топлива.

Когда используется более бедная смесь, в камере сгорания присутствует больше воздуха, чем необходимо, что может привести к более высокой температуре сгорания.Обратное происходит, когда в камере сгорания топлива больше, чем необходимо.

Известно, что двигатели с искровым зажиганием без наддува производят наибольшую мощность, когда топливовоздушная смесь лишь немного обогащена стехиометрическим значением 14,7: 1.

Обычно это значение поддерживается в диапазоне от 13: 1 до 12: 1, чтобы поддерживать как можно более низкую температуру выхлопных газов без потери мощности.

При использовании двигателя с турбонаддувом, как в Формуле 1, может потребоваться еще более высокое соотношение воздух-топливо, чтобы уменьшить детонационный эффект в двигателе.

Поскольку воздух с турбонаддувом, поступающий в цилиндр, имеет повышенную плотность и более плотную смесь, пиковое давление и температура в цилиндре могут быть значительно выше, чем в двигателях с искровым зажиганием без наддува, что означает повышенную опасность детонации, если это не охлаждается при использовании более богатой смеси.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.