Кислородный датчик – Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы
Кислородный датчик
Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах, состав которых зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Информация, которую выдает датчик в виде напряжения (или изменения сопротивления), используется электронным блоком управления впрыском (или карбюратором) для корректировки количества подаваемого топлива.
Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их «дожигание» в каталитическом нейтрализаторе.
Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха — отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.
Общие сведения
В справочной литературе датчик может называться по-разному: кислородный датчик, регулятор «лямбда», лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода в отработавших газах. Кислородные датчики бывают двух типов: электрохимические и резистивные. Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй — работает, как резистор, изменяя свое сопротивление от условий среды, в которой находится.
Наибольшее распространение в настоящее время получили электрохимические датчики кислорода. В них используется свойство диоксида циркония создавать разность электрических потенциалов (напряжение) при разной концентрации кислорода (в отработавших газах и окружающем воздухе).
При нормальной работе системы подачи топлива напряжение, вырабатываемое датчиком кислорода, может изменяться несколько раз в секунду. Это позволяет приготавливать и поддерживать необходимый состав топливной смеси практически на любом режиме работы двигателя.
Устройство датчика кислорода.
Устройство датчика кислорода:
1- металлический корпус с резьбой.
2 — уплотнительное кольцо.c 3 — токосъемник электрического сигнала.
4 — керамический изолятор.
5 — проводка.
6 — манжета проводов уплотнительная.
7 — токопроводящий контакт цепи подогрева.
8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха.
9 — подогрев.
10 — наконечник из керамики.
11 — защитный экран с отверстием для отработавших газов.
Основная часть датчика — керамический наконечник, сделанный на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхности которого методом напыления наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания отработавших газов во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой. Керамический наконечник находится в потоке отработавших газов, поступающих через отверстия в защитном экране. Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300-350’С. Поэтому, для быстрого прогрева после пуска двигателя, современные датчики снабжают электрическим нагревательным элементом, представляющим из себя керамический стержень со спиралью накаливания внутри. Датчики кислорода с различным количеством проводов: провод сигнала, провод «массы» сигнала, провод питания подогрева, провод «массы» подогрева. Датчики без нагревателя могут иметь один, или два сигнальных провода, датчики со встроенным электрическим нагревателем — три или четыре провода. Как правило, провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных — к сигнальному проводу. Все элементы датчика кислорода изготовлены из жаростойких материалов, так как его рабочая температура может достигать 950°С. Выходящие провода имеют термостойкую изоляцию.
Место установки датчика кислорода.
В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательными элементами — перед нейтрализатором.
В некоторых автомобилях в каталитическом нейтрализаторе установлен датчик температуры, который не следует путать с кислородным. Иногда устанавливается два кислородных датчика — до нейтрализатора и после него.
| Год выпуска автомобилей | Номер датчика по каталогу его производителя | Номер датчика по каталогу изготовителя автомобиля | |||||
| Autolite | ACDeIco | Bosch | Motorcraft | General Motors | |||
| Audi | 1984-1994 | 034906265А | 2085 | 258003034 | DY-574 | 14082487 | |
| 034906265С | 2085 | 258003034 | DY-574 | 14082487 | |||
| 034906265D | 2085 | 258003524 | DY-574 | 14082487 | |||
| 1994 | 034906265F | 2085 | 258003234 | DY-574 | |||
| BMW | 1984-1994 | 11781277565 | 2863 | 258001032 | DY-578 | 10042186 | |
| 11871707391 | 2085 | 258003016 | DY-579 | 14082487 | |||
| 11781716156 | 2864 | 258003049 | DY-595 | 8990793 | |||
| 11791286638 | 2863 | 258003008 | DY-598 | ||||
| Chevrolet | 1987-1994 | 96138609 | 2864 | 213-15 | 10042186 | DY-595 | 10042186 |
| 96138610 | 2864 | 258003204 | DY-579 | 97018586 | |||
| 258003202 | DY-578 | 10096129 | |||||
| 96051883 | 2865 | 25800344 | DY-574 | 14082487 | |||
| FIAT | 1987-1994 | 112016 | 2864 | 213-15 | 258003915 | DY-598 | 10042186 |
| 2864 | 213-15 | 258001027 | DY-598 | 97018586 | |||
| 10042181 | 97018586 | ||||||
| Ford | 1988-1992 | E864-9F472A | 2864 | 213-15 | 258001064 | DY595 | 97018586 |
| E864-9F472A | 2085 | 258003034 | DY594 | 14082487 | |||
| E864-9F472A | 2085 | 258003292 | DY594 | 14082487 | |||
| E864-9F472A | 2085 | 258003293 | DY594 | 14082487 | |||
| Mazda | 1982-1988 | FE86-18-861 | 2864 | 213-15 | 25800164 | DY595 | 97018586 |
| B61R-18861A | 2864 | 213-15 | 258003034 | DY-598 | 10042186 | ||
| FE86-18-861 | 2864 | 213-15 | 258003292 | DY605 | 10096129 | ||
| G609-18-861 | 2864 | 213-15 | 258003293 | DY579 | 14082487 | ||
| Mercedes-Benz | 1981-1991 | 5402417 | 258003195 | ||||
| 5402617 | 258003197 | ||||||
| 5404117 | 258003326 | ||||||
| 5409117 | 258005005 | ||||||
| Nissan | 1989-1995 | 2269007QOO | 2821 | 213-12 | 258001035 | ||
| 2269006FOO | |||||||
| 2269017ВОО | |||||||
| 2269019В10 | |||||||
| Opel | 1984-1992 | N29999 | 258003300 | ||||
| 855305 | 28020 | AFS13P | 28002014 | 25133076 | |||
| 855315 | 28020 | AFS15P | 28002014 | 25132068 | |||
| 855333 | 28020 | AFS16P | 28002014 | 25106073 | |||
| Toyota (GB) | 1991-1995 | 89465-39205 | 2923 | 258002031 | |||
| 89465-39405 | 2923 | 258002031 | |||||
| 89465-39146 | 2923 | 258002031 | |||||
| 89465-19026 | 2923 | 258002031 | |||||
| Volkswagen | 1987-1994 | 34906265 | 258003006 | ||||
| 34906265С | 258003019 | ||||||
| 34906265В | 258003234 | ||||||
| 30906265В | 258003973 | ||||||
| Volvo | 1977-1995 | 1274746 | 2863 | 258001037 | |||
| 1274367 | 2863 | 258001038 | |||||
| 3501753 | 2085 | 258003034 | DY574 | 10096)23 | |||
| 1346962 | 2864 | 213-15 | 258003009 | DY578 | 970118586 | ||
| SAAB | 1982-1993 | 7530140 | 2822 | 213-13 | 258001051 | 1238550 | |
| 7534795 | 2863 | 258001032 | |||||
| 9337726 | 2822 | 213-13 | 258001026 | 1238550 | |||
| 7525603 | 2864 | 213-13 | 258003009 | DY598 | 97018586 | ||
| Примечание. Присоединительные разъемы и длина проводов у некоторых датчиков кислорода могут не совпадать. | |||||||
Маркировка датчиков:
На каждом датчике кислорода, как правило, обозначено: наименование страны-изготовителя; наименование и (или) товарный знак изготовителя; условное обозначение типа.
Ресурс и периодичность контроля работоспособности
Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кислорода составляет от 60 до 80 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации, нарушение которых резко сокращает срок службы. Рекомендуется проверять датчики кислорода при каждом техническом обслуживании автомобиля.
Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода
1. Применение этилированного бензина или несоответствующей марки топлива. 2. Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон. 3. Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д. 4. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны. 5. Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания. 6. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств. 7. Обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика. 8. Негерметичность в выпускной системе. Возможные признаки неисправности датчика кислорода 1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах. 2. Повышенный расход топлива. 3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля. 4. Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя. 5. Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния. 6. На некоторых автомобилях загорание лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» при установившемся режиме движения.
Правила снятия и установки датчика
1. Демонтаж датчика, во избежание повреждений, производят только на холодном двигателе, перед этим отсоединяют провода датчика (при выключенном зажигании).
2. Перед заменой датчика необходимо проверить его маркировку, которая должна соответствовать указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля.
3. Производят внешний осмотр, чтобы:
o убедиться в отсутствии механических повреждений;
o проверить наличие уплотнительного кольца; o проверить наличие на резьбовой части специальной противопригарной смазки. 4. Заворачивают от руки датчик кислорода до упора и затягивают с усилием 3,5-4,5 кгм. Соединение должно быть герметичным. 5. Соединяют электрический разъем (разъемы). 6. Проверяют работоспособность по контролируемым параметрам. В некоторых случаях датчик крепится к выпускному трубопроводу с помощью специальной пластины. Между пластиной и выпускным трубопроводом должна находиться специальная герметизирующая прокладка. Основные контролируемые параметры Проверка параметров датчика кислорода осуществляется при достижении им рабочей температуры (350+50°С) с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.
Контролируются следующие параметры:
1. при значении Лямбда=0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;
2. при значении лямбда=1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. время срабатывания при обедненной горючей смеси — не более 250 мс;
4. время срабатывания при обогащенной горючей смеси — не более 450 мс;
5. сопротивление при температуре 350 + 50 «С не более 10кОм.
Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!
Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.
Датчик кислорода — он же лямбда-зонд — устанавливается в выхлопном коллекторе таким образом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика. Материал его как правило циркониевый (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Уровень этого сигнала, для датчиков систем впрыска конца 80-х — начала 90-х годов, может быть низким (0,1…0,2В) или высоким (0,8…0,9В). Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями «Больше» и «меньше» очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.
Лямбда-зонды бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда-регулированием). Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. Земля этго датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение. Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного земляного провода сигнальной цепи. Недостатки таких зондов: рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. До достижения этой температуры датчик не работает и не выдает сигнала. Стало быть необходимо устанавливать этот датчик как можно ближе к цилиндрам двигателя, чтобы он подогревался и обтекался наиболее горячим потоком выхлопных газов. Процесс нагрева датчика затягивается и это вносит задержку в момент включения обратной связи в работу контроллера. Кроме того, использование самой трубы в качестве проводника сигнала (земля) требует нанесения на резьбу специальной токопроводящей смазки при установке датчика в выхлопной трубопровод и увеличивает вероятность сбоя (отсутствия контакта) в цепи обратной связи.
Указанных недостатков лишены трех- и четырехпроводные лямбда зонды. В трехпроводный ЛЗ добавлен специальный нагревательный элемент, который включен как правило всегда при работе двигателя и, тем самым, сокращает время выхода датчика на рабочую температуру. А так же позволяет устанавливать лямбда-зонд на удалении от выхлопного коллектора, рядом с катализатором. Однако остается один недостаток — токопроводящий выхлопной коллектор и необходимость в токопроводящей смазке.
Этого недостатка лишен четырехпроводный лямбда-зонд — у него все провода служат для своих целей — два на подогрев, а два — сигнальные. При этом вкручивать его можно так как заблагорассудится.
Несколько слов о взаимозаменяемости датчиков. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева. При этом необходимо смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Самое выгодное — в параллель к цепи питания электробензонасоса. Не допускается обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более- проводных. Работать не будет. Ну и конечно необходимо, чтобы резьба датчика совпадала с резьбой, нарезанной в штуцере.
Как понять насколько работоспособен датчик? Ввобще-то для этого потребуется осциллограф. Ну или специальный мотор-тестер, на дисплее которого можно наблюдать осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересными являются пороговые уровни сигналов высокого и низкого напряжения (со временем, при выходе датчика из строя, сигнал низкого уровня повышается (более 0,2В — криминал), а сигнал высокого уровня — снижается (менее 0,8В — криминал)), а также скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Есть повод задуматься о предстоящей замене датчика, если длительность этого фронта превышает 300 мсек. Это усредненные данные. В реальной жизни для оценки состояния лямбда-зонда необходимо провести цикл измерений. Не имея под рукой мотор-тестера или осциллографа определить неисправность лямбда-зонда можно пользуясь бортовой системой диагностики, существующей в контроллере системы впрыска, которая фиксирует в своей памяти случаи, когда сигнал с ЛЗ выходил за определенные пределы. Фиксация неисправностей производится при помощи запоминания специальных кодов, которые могут быть считаны в тестовом режиме. Однако не всегда можно с уверенностью поставить четкий диагноз о неисправности лямбда-зонда пользуясь только бортовой системой диагностики. Об этом стоит помнить! Не поленитесь съездить на диагностику. Но в некоторых случаях можно с большой степенью уверенности утверждать, что лямбда-зонд вышел из строя и подлежит замене.
На что менять? Самое лучшее — это менять датчик на такой, какой стоит в списке запчастей для Вашего автомобиля. В таком случае гарантия работоспособности системы после замены будет 100%. Но не всегда по финансовым соображениям выгодно гоняться за оригинальными каталожными датчиками. Ведь тот же Bosch выпускает лямбда-датчики и для других моделей. И они по принципу работы одинаковы, а внешне очень похожи. Ну и что, что каталожный номер будет стоять другой. При правильной установке и грамотном подборе можно съэкономить весьма кругленькую сумму, купив «жигулевский» датчик от фирмы Bosch за 10-20$ вместо точно такого же по сути, но фирменного за 100$ и работать он будет ничуть не хуже. Найти ЛЗ в магазине сейчас можно все чаще и чаще, а значит они будут дешеветь.
Для ничего не соображающих в данном вопросе можно сразу написать взаимозаменяемость датчиков кислорода:
Вместо родного трехпроводного датчика BOSCH O 258 003 021, стоявшего на машине я поставил без каких либо проблем четырехпроводный «жигулевский» BOSCH O 258 005 133.
Итак: Вы походили по магазинам и купили заветный кусочек металла с проводами…
Внимание: Кислородный датчик содержит очень хрупкие керамические ячейки. Во избежание повреждения новый ЛЗ не следует ронять, стучать по нему…
Порядок замены ЛЗ таков:
Отсоединить кабель ЛЗ от электропроводки.
Снять старый ЛЗ используя подходящий ключ. Лучше если это будет высокая головка или накидной — так вероятность повредить грани приржавленного ЛЗ будет меньше, но у меня нормально открутился на работающем моторе накидным ключом. Снимать датчик стоит при работающем двигателе. Т.е. пока трубопровод и датчик горячий. В противном случае есть вероятность отломать датчик или сорвать резьбу, т.к. металл сжимается и выворачивать очень трудно. Выкручивайте датчик до тех пор, пока из отверстия не пойдет дымок. Потом глушите машину и откручивайте совсем.
Отрезать аккуратно провода от старого ЛЗ и соединить с проводами нового, которые тоже придется отрезать от колодки. Схема соединения зависит от того — какой ЛЗ Вы купили. Но обычные цвета и предназначение проводов даны чуть выше, на картинках.
Следует иметь ввиду, что если штатный лямбда-зонд трехпроводный, то у него провода подписаны (см. на разъеме) «А» и «Б» — подогрев, «С» — сигнальный. Провода подогрева белого цвета (полярность не имеет значения), а сигнальный провод — черный.
Четвертый (незадействованный ранее) провод стоит вывести и надежно прикрутить к массе двигателя. Проверить также соединение двигателя с массой корпуса. Я прикрутил его под болт крепления главного тормозного цилиндра (в торце кронштейн) — мне так показалось удобнее.
Вкрутить новый ЛЗ. Если он четырехпроводный, то токопроводящая смазка не нужна. Достаточно графитовой — для смазки резьбовых соединений.
Соединение проводов не стоит осуществлять скруткой проводов — этот вариант ненадежен и долго не проживет. Самое лучшее — это спаять все положенные провода и хорошенько заизолировать. Паять провода стоит до того, как ЛЗ установлен в трубе, т.е. на столе.
После замены рекомендую обнулить память контроллера путем снимания на несколько секунд (-)клеммы с аккумулятора. Только подумайте предварительно — не отключатся ли у вас какие нибудь электроприборы типа магнитол, CD-чейнджеров и пр. и не встанут ли они после этого на код. Это важно.
Профессор
www.toyotaownersclub.ru
Что такое кислородный датчик. Как проверить лямбда зонд
Очень часто на форумах и сайтах автомобильной тематики можно встретить целые «ветки» посвященные проблемам связанным с кислородным датчиком или как его еже называют лямбда зондом. Мне стало интересно, и я решил немного разобраться в этом вопросе, пополнить базу знаний Интернета, так сказать…Многие автовладельцы недопонимают или заблуждаются в своих убеждениях относительно лямбда зонда, с принципом его работы и способом диагностики. Именно об этих вопросах мы сегодня с вами и поговорим.
В качестве подопытного я решил взять циркониевый лямбда зонд, который устанавливается на «наши» автомобили марки ВАЗ. Это позволит более подробно понять принцип работы и способ диагностики лямбда зонда, при этом вам не придется погружаться во все ненужные обычному обывателю детали.
Лямбда зонд — предыстория…
Датчик кислорода — это пожалуй самый популярный среди всех остальных датчиков автомобиля с которым диагностам приходится иметь дело. Первый лямбда зонд представлял собой чувствительный элемент, не имеющий подогревателя, подогрев осуществлялся посредством выхлопных газов, а для самого процесса требовалось довольно много времени. Ухудшение экологии в Мире стали поводом для ужесточения нормы токсичности предъявляемых к транспортным средствам. Именно тогда кислородный датчик стал эволюционировать, в нем появился встроенный подогреватель, к примеру, современный лямбда зонд ВАЗ имеет 4 вывода: один из них — масса, второй — сигнал и два остальных — подогреватель.
По большому счету нас, простых автолюбителей чаще всего интересует исключительно сигнальный. Для того, чтобы увидеть его форму напряжения можно воспользоваться следующими способами:
- При помощи сканера.
- Используя мотортестер (подключаются щупы и включается самописец).
Вариант №2 более популярный, потому, что при помощи мотортестера можно оценить не только пиковые и текущие значения, но еще и форму самого сигнала, а также скорость его изменения. Последний критерий, собственно и позволяет определить исправность датчика.
Для тех, кто заблуждается относительно кислородного датчика, хочу сообщить, что главным для него является именно кислород, не состав смеси и не угол опережения зажигания или еще что-нибудь как некоторые считают. Принцип такой: с ЭБУ (электронный блок управления) на сигнальный вывод датчика поступает опорное напряжение мощностью 0.45 В. Чтобы окончательно убедиться в этом можно отключить разъем датчика и произвести замер напряжения при помощи сканера или мультиметра. Если все соответствует вышеуказанным значениям делаем вывод — с датчиком все окей и подключаем его обратно.
Между прочим… В старых иномарках опорное напряжение может со временем «улетучиваться», как результат — нарушение правильной работы зонда и системы в целом.
Нередко при измерении опорного напряжения, оно может превышать необходимые 0.45 В, решается проблема посредством установки резистора, который подтягивает напряжение к «массе», возвращая тем самым опорное напряжение к необходимому уровню.
Дальше, схема работы лямбда зонда
При увеличении количества кислорода в выхлопных газах, которые обволакивают кислородный датчик — его напряжение снижается где-то до — 0.1 В, что намного меньше необходимых — 0.45 В. При нехватке кислорода напряжение наоборот увеличится до — 0.8-0.9 В. Преимущество циркониевого лямбда зонда заключается в том, что его «перескок» с низкого напряжения к высокому происходит содержании кислорода в выхлопных газах соответствующим стехиометрической смеси (соотношение 14,7:1) то есть таким, которое все же позволяет топливно-воздушной смеси воспламеняться.
Актуально: Самостоятельная чистка форсунок ВАЗ 2110. Как промыть форсунки своими руками
Читайте также: Замена свечей зажигания Лада Приора 16 valve своими руками
Когда понимаешь как работает лямбда зонд можно запросто освоить методику и принципы его диагностики. К примеру, ЭБУ выдает ошибку, которая связана с этим датчиком кислорода, пускай это будет — Р0131, то есть «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Необходимо понимать тот факт, что датчик мониторит состояние системы, поэтому если смесь и в самом деле «бедная», то он обязательно об этом сообщит. В данном случае замена датчика кислорода — не имеет смысла!
Возникает вопрос: «Как тогда быть? В чем тогда проблема – в системе или в «лямбде»? Для этого предлагаю рассмотреть следующие примеры.
1. Ситуация первая. Есть «жалоба» на то, что смесь «бедная» и напряжении на сигнальном выводе низкое. Делаем проверку — для этого увеличиваем подачу топлива, посредством пережатия шланга обратного слива, если такового не имеется можно брызнуть бензина шприцом во впускной коллектор и посмотреть на реакцию датчика. Если показал обогащенную смесь, тогда замена лямбда зонда — не имеет смысла и причина кроется в системе подачи топлива, она скорее всего недодает топливо.
2. Ситуация вторая. Зонд сообщает о богатой смеси. Сделайте искусственный подсос, для этого снимите один из вакуумных шлангов, если напряжение на кислородном датчике снизилось — делаем заключение — он полностью исправен.
3. Ситуация третья — довольно редкая, но не менее неприятная. Сделайте подсос, пережав «обратку» — если сигнал датчика не изменился и находится в пределах 0.45 В, либо данные очень медленно меняются и в малых пределах — констатируем «смерть» лямбда зонда. Такое поведение недопустимо, в идеале он должен быстро и четко реагировать на любые изменения в составе смеси, своевременно изменяя напряжение на сигнальном выводе.
Для тех, кому еще «мало», кто жаждет более глубоких познаний хочу добавить, имея минимум опыта можно без труда определить степень износа кислородного датчика. Принцип основан на крутости фронтов перехода с богатой смеси к бедной и обратно. Рабочий датчик моментально реагирует на почти вертикальный переход, если смотреть мотортестером. Изношенный или «отравленный» датчик медленно реагирует, поэтому фронты переходов будут пологие, вывод — кислородный датчик нужно заменить.
Плохая реакция лямбда зонда на кислород позволяет понять еще один довольно распространенный момент. Пропуски воспламенения, сопровождаются выпуском из выпускного тракта смесь большого кол-ва воздуха и топлива, следовательно «лямбда» расценивает это как увеличенное содержание кислорода в отработанных газах. Поэтому иногда замена датчика кислорода ни к чему не приводит и новый лямбда зонд продолжает показывать ошибки.
Рекомендуем к прочтению: Причины закоксованности двигателя. Раскоксовка двигателя ВАЗ 2109 своими руками
Следует учитывать также и еще один важный момент: подсос воздуха в выпускную систему перед кислородным датчиком. Как вы помните, лямбда зонд реагирует на кислород, не сложно догадаться, что будет в случае воздушного свища возле него. Все правильно он сообщит о переизбытке кислорода, то есть о «бедной» смеси. При этом на самом деле смесь может быть наоборот переобогащенной. В это время ЭБУ учитывая то, что «лямбда» кричит о бедной смеси обогатит ее, результатом этого «испорченного телефона» станет парадоксальная ситуация: ошибка «бедная смесь», при этом газоанализатор сообщает о «богатой» смеси. В данном случае, кстати именно газоанализатор, становится хорошим помощником диагноста.
Читайте также: Регулировка клапанов ВАЗ 2101 своими руками
Подведем итоги
- Не путайте неисправность ЭСУД (электронная система управления двигателем) с неисправностью лямбда зонда.
- Диагностика датчика кислорода возможна посредством контроля напряжение на его сигнальном выводе при помощи сканера или сигнального вывода мотортестера.
- Нарочно обедненная или обогащенная смесь позволяет отслеживать реакцию зонда, которая может много рассказать о его исправности или неисправности.
- Крутость графика перехода напряжения «мало» до «велико» и наоборот — позволяет сделать вывод о работоспособности лямбда зонда, а также о том, сколько он работает и сколько еще осталось…
- И последнее, ошибки, выдаваемые ЭБУ и самим лямбда зондом далеко не повод делать окончательный вывод о его неисправности.
vaz-remont.ru
📌 Кислородный датчик — это… 🎓 Что такое Кислородный датчик?
Лямбда-зонд (λ-зонд) — датчик кислорода в выпускном коллекторе двигателя. Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах.
Датчик основан на свойствах оксида циркония — ZrO2 и начинает работать только при температурах более 300 °C. Для ускорения прогрева датчика в него монтируют электро-подогреватель, потому обыкновенно датчик имеет пару сигнальных проводов и пару от подогревателя.
Рабочий элемент датчика — пористый керамический материал на основе двуокиси циркония, покрытый методом напыления платиной. Выхлопные газы обтекают рабочую поверхность. Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов. Первые «лямбда-зонды» были резистивными, т.е. изменяли свое сопротивление. Современные датчики работают как пороговые элементы.
Сигнал используется системой управления для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14:1) соотношения воздух:бензин в камерах сгорания. В стехиометрии — λ = (реальное к-во воздуха) / (необходимое к-во воздуха)
- λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь
- λ>1 — бедная смесь
- λ<1 — богатая смесь (избыток бензина, воздуха не хватает для полного сгорания)
Поскольку некоторое количество кислорода ДОЛЖНО присутствовать в выхлопе для нормального дожигания СО и СН на катализаторе, для более точного регулирования используют второй датчик, расположенный за катализатором.
ДАТЧИК НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ. В датчике на основе оксида циркония происходят реакции восстановления двуокиси циркония ZrO2 до окиси циркония ZrO, инициируемая платиновым катализатором, покрывающем чувствительный элемент датчика и являющаяся причиной возникновения ЭДС. На поверхности датчика окислительные процессы чередуются с восстановительными, что обеспечивает автоматическое поддержание работоспособности λ-зонда и его высокую чувствительность к изменению концентрации окисляемых компонентов.
Для того, что бы подавить реакцию окисления недоокисленных компонентов отработавших газов кислородом чувствительного элемента датчика, то есть прекратить генерацию ЭДС датчиком, необходимо присутствие в отработавших газах избыточного, по отношению к стехиометрическому, количества кислорода. Причем, количество избыточного кислорода растет пропорционально концентрации недоокисленных компонентов отработавших газов. Используя это свойство λ-зонда представляется возможным оценить концентрацию в отработавших газах продуктов неполного сгорания топлива и использовать эту информацию для оценки эффективности работы каталитического нейтрализатора
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ДАТЧИК НА ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИРКОНИЯ. Разновидность датчика на основе оксида циркония.
Основная разница зонда с широкой панелью LSU 4 по отношению к обычным лямбда зондам это комбинация сенсорных ячеек и так называемых накачиваемых кислородом ячеек. Обе ячейки разделены диффузионным зазором шириной от 0,01 до 0,05 мм. Состав его газового содержимого постоянно соответствует λ=1 , что для сенсорной ячейки значит напряжение в 450 милливольт. Поддерживается содержание газа и вместе с ним напряжение сенсора посредством различных напряжений сенсора накачиваемых элементов. При бедной смеси и напряжении сенсора ниже 450 милливольт ячейка выкачивает кислород из диффузионного отверстия. Если смесь влажная и напряжение лежит выше 450 милливольт, ток меняет свое направление, и накачивающие ячейки транспортируют кислород в диффузионные расщелины. При этом интегрированный нагревающий элемент устанавливает температуру области от 700 до 800 град.
При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси.
Одной из основных причин отказа датчика в России являлось отравление тетраэтилсвинцом. По мере перехода на качественный неэтилированный бензин эта проблема уходит в прошлое тысячелетие.
Ссылки
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru