Лямбда в машине что это – Лямбда-зонд, или датчик кислорода — что это такое, устройство, работа, неисправности

Что такое лямбда-зонд в машине: для чего нужен

Автомобили, выпускаемые прогрессивными мировыми компаниями, тяжело представить без всевозможных датчиков и устройств, считывающих сигналы. Подобный инженерный подход обеспечивает слаженную работу всех систем. Не последнее место в иерархии важности занимает оборудование, контролирующее выхлопы. Чтобы разбираться в его работе, необходимо знать, что такое лямбда-зонд в машине.

Каким образом происходит его функционирование

В специализированной литературе встречается несколько разных названий одного и того же устройства. В частности, у лямбда-зонда есть еще имена-синонимы:

• датчик кислорода;
• oxygen sensor;
• lambda probe.

Чтобы понять, для чего нужен лямбда-зонд, стоит в первую очередь разобраться с тем, каким образом он работает. Основной задачей этого датчика является замер количества кислорода в выхлопных газах транспортного средства. Корректное измерение он может начинать после прогрева корпуса до оптимальных рабочих значений в 300–380^{С. В такой ситуации электролит, находящийся внутри блока, получает свойство проводимости.}

Подобные условия, к которым относится еще и разница процентного объема атмосферного кислорода и аналогичного газа внутри выхлопной трубы, обеспечивают появление выходного напряжения на встроенных электродах прибора. Стоит учитывать, что на стадии прогрева и старта холодного мотора расчет впрыскиваемого топлива не согласовывается с данными, получаемыми электронным блоком управления от кислородного датчика. Компьютерная система основывается лишь на показаниях таких параметров:

• количество оборотов коленвала в минуту;
• позиция дроссельной заслонки;
• температурное значение охлаждающей жидкости.

Для увеличения чувствительности встроенных oxygen sensor в условиях пониженной окружающей температуры и после запуска холодного мотора используется принудительное прогревание. Керамический датчик в своей конструкции обладает нагревательным элементом, который имеет подключение к автомобильной электросети.

За что отвечает лямбда-зонд

В число основных задач датчика входит поддержание оптимального пропорционального состава топливовоздушной смеси, используемой для работы мотора. Наиболее приемлемым принято считать состав, у которого на одну часть распыленного форсунками топлива приходится 14,5–14,8 частей воздуха. Подобную точность удастся получить лишь в случае эксплуатации системы питания с электронным впрыском и встроенным в сеть лямбда-зондом.

Мониторинг избытка воздуха в составе проводится весьма оригинальным способом. Для этого осуществляется замер остаточного кислорода в выхлопных отработанных газах. Данный факт вынудил конструкторов монтировать датчик в выпускной коллектор непосредственно перед катализатором.

Отправленный сигнал в ЭБУ расшифровывается, и на его основании компьютер принимает решение по встроенным алгоритмам корректировать состав воздушной смеси. Для этого варьируется подача топлива, предназначенного для отправки в цилиндры.

В определенных случаях на выходе из катализатора инженеры предусматривают встроенный второй лямбда-зонд. Такой подход обеспечивает больше точности в подготовке воздушной смеси. Также в полной мере работает функция контроля эффективности катализатора.

Предусматривается два типа датчиков:

• широкополосный тип – актуален в виде входного инструмента;
• двухточечный – имеет возможность установки как на входе, так и на выходе из катализатора.

Внимание! Принцип работы двухточечных экземпляров подразумевает кислородные замеры в выхлопных газах и атмосфере.

Что собой представляет кислородный датчик

Визуально лямбда-зонд похож на обычную автомобильную свечу, лишившуюся керамического изолятора. Корпус цилиндра оснащен резьбой для ввинчивания в выхлопную систему. В верхнюю часть выведено от одного до четырех проводов, в зависимости от модели прибора.

Внутренняя часть содержит следующие элементы:

• полая камера, внутри которой располагается атмосферный воздух;
• гальванический элемент, включающий в себя керамическую часть и твердый электролитический состав;
• методом напыления на две стороны гальванического элемента нанесен платиновый слой;
• встроены контакты с основным и заземляющим проводом.

Для современных датчиков обязательным элементом является встроенный подогреватель, контактирующий с автомобильной электросетью.

Принцип работы лямбда-зонда с элементами из титана значительно похож на работу термисторов. Запросы от электронного блока управления отправляются на датчик в количестве нескольких штук за секунду. Параллельно идет фиксация ответов в виде измерения сопротивления. Исходя из получаемых данных вносится изменение для образования топливовоздушной смеси.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

ktonaavto.ru

Для чего нужен лямбда зонд в автомобиле | АвтоТехнолоджиГрупп

    Сегодня, в современных автомобилях различных датчиков установлено огромное количество и во всех узлах. В данной статье пойдет речь о лямбда зонде, зачастую его называют датчиком кислорода. Бывает, неожиданно падает тяга у автомобиля, а расход топлива увеличивается так, что начинаешь искать дырку в топливной магистрали или бензобаке. После без успешных поисков прямая дорога в мастерскую, там недолго думая  говорят: «лямбда зонд неисправен» и уж тут необходима его замена. Добравшись до магазина автозапчастей возникает вопрос «а поможет замена?». Хорошо если после замены поможет, а вдруг нет? Ниже Вы

узнаете как работает и на что влияет работа лямбда зонда.

    Лямбда зонд «нюхает» выхлоп, а для чего мы сейчас разберемся. Экологи давно начали бороться за чистоту на планете и не обошли автомобили. Благодаря постоянному ужесточению норм выхлопа, законом предписано достаточно давно, обязательная установка каталитического нейтрализатора, в обиходе его называют катализатором. Катализатор предназначен для уменьшения содержания вредных веществ в выхлопе автомобиля. Но из-за конструктивных особенностей катализатор работает в определенных условиях. Для поддержания этих условий и необходим лямбда зонд, для постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси.

 

    Свое название лямбда зонд получил из греческого алфавита, от буквы Лямбда. У автомобилистов Лямбда означает коэффициент избытка кислорода в топливо воздушной смеси. Давно известен оптимальный состав этой смеси 14,7 частей воздуха к 1 части топлива. Диапазон эффективной работы катализатора очень узкий в 1 части топлива погрешность допускается 1 сотая. Такую точность поддержать, возможно, только при помощи электронного впрыска топлива и обратной связи с лямбда зондом. 

 

Устройство и принцип работы лямбда зонда

 

 

    Излишки кислорода в топливо воздушной смеси измеряется за счет определения в выхлопе остатков кислорода, именно поэтому лямбда зонд установлен в выпускном коллекторе перед катализатором. Сигнал с лямбда зонда поступает в блок управления впрыска, а он уже корректирует состав смеси, изменяя количество впрыскиваемого топлива. В последнее время все чаще появляются

автомобили с двумя датчиками кислорода, второй датчик стоит после катализатора, для еще более точного контроля и корректировки топливо воздушной смеси.

 

    Принципиально лямбда зонд устроен на основе гальванических элементов с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Керамика покрыта оксидом иттрия, а сверху напылены токопроводящие пористые платиновые электроды. Один электрод «вдыхает» выхлоп, а второй получает воздух из атмосферы. Измерять лямбда зонда начинает только после прогрева до 300-400 градусов Цельсия. В этих условиях циркониевый электролит начинает проводить сигнал, а благодаря разнице внешнего воздуха и воздуха оставшегося в выхлопе приводит к появлению на электродах выходного напряжения. При запуске холодного двигателя впрыск работает без датчика кислорода опираясь на другие датчики двигателя и алгоритм прошивки в блоке управления. Особенность данного лямбда зонда это скачкообразное изменение напряжения на выходе при небольших отклонениях состава смеси от идеального всего на 3 сотых.

 

    Помимо циркониевых датчиков есть датчики на основе двуокиси титана. Они работают по принципу изменения объемного сопротивления при изменении содержания кислорода в выхлопных газах. В итоге получается, что данный тип датчиков не может генерировать ЭДС, так же имеют сложную конструкцию. Даже не смотря на то, что они используются у различных ведущих мировых автопроизводителей, распространения они не получили.

Так же бывают датчики кислорода с дополнительным подогревом для скорейшего выхода в рабочий диапазон и соответственно более точного отражения параметров.

 

Причины и последствия выхода из строя лябда зонда

 

    Ну вот теперь самое интересное, если лямбда зонд отказал и начал выдавать неправильные показания для бортового компьютера, тогда компьютер работает по средним параметрам и топливо воздушная смесь будет отличаться от идеальной. Тут уже начнется увеличение расхода топлива, неустойчивые холостые обороты, ухудшение разгона, но автомобиль при этом будет способен передвигаться. На некоторых моделях автомобилей при выходе лямбда зонда из строя бортовой компьютер начинает так «лить» топливо, что стрелка уровня топлива падает на глазах.
 

    Причин по которым лямбда зонд выходит из строя множество, например он может всего лишь потерять малую часть чувствительности или упадет быстродействие, тут уже без специального оборудования и специалистов достаточно трудно определить неисправным лямбда зонд. Заменять его необходимо только аналогичным, в случае имитации датчика или подмены «левым» следует учитывать что он просто напросто не будет учитываться бортовым компьютером в расчете приготовления топливо-воздушной смеси.

 

    Если на автомобиле установлено два датчика ситуация будет еще хуже, если откажет второй датчик добиться какой либо корректной работы двигателя невозможно, автомобиль может передвигаться только на буксире или в кузове эвакуатора. Лямбда зонд один из самых уязвимых датчиков. Его ресурс редко составляет 100 000 км. Плохие поршневые кольца, богатая смесь, пропуски зажигания сильно уменьшают его ресурс, а заправка этилированным бензином приведет к скорой поломке датчика, так как содержащийся свинец «убивает» платиновые электроды за одну две заправки таким бензином.

    Мы предлагаем лямбда зонд (датчик кислорода) для наших клиентов по самым выгодным ценам, всегда на нашем складе в наличии большой ассортимент автозапчастей оптом для иномарок и других автомобилей.

autotechgroup.ru

Что такое лямбда-зонд в машине

Лямбда-зонд, он же кислородный датчик, служит для передачи в компьютер инжекторного автомобиля данных о составе топливовоздушной смеси. Причем измеряется не процент кислорода в самой смеси, а количество кислорода, в уже отработанных газах. При прохождении через каталитический нейтрализатор выхлопных газов, они изменяют свой состав, поэтому лямбда-зонд в машине монтируют на выпускном коллекторе, до нейтрализатора. Применение лямбда-зонда, позволяет значительно улучшить качество рабочей смеси и обеспечить наиболее полное сгорание топлива, что обеспечивает продление срока службы каталитических нейтрализаторов.

Свое второе название, он получил от коэффициента избытка воздуха в смеси, обозначаемого в автомобилестроении буквой лямбда.

Теоретическая часть работы лямбда-зонда

При создании лямбда-зонда был применен принцип гальванического элемента. В основе он имеет твердый керамический электролит (ZrO2). Поверх керамической основы делается губчатое напыление платины. Один электрод находится внутри системы выпуска отработавших газов, а второй снаружи (на чистом воздухе). Достаточная точность измерения содержания кислорода в отработавших газах возможна только после прогрева системы выпуска отработавших газов до рабочей температуры (300°C — 400°C).
При такой температуре керамика приобретает свойство проводить электрический ток, а разница в содержании кислорода в атмосфере и в отработанных газах ведет к образованию на электродах электрического напряжения.

Во время работы холодного двигателя, впрыск топлива осуществляется блоком управления автомобилем без участия показаний лямбда-зонда, а состав топливовоздушной смеси регулируется при помощи показаний других приборов.
Особенностью работы лямбда-зонда является то, что при незначительном изменении коэффициента избытка воздуха (от 0,97 до 1,03), напряжение резко изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В. Поэтому, именно применение ZrO2 обеспечивает наиболее точные данные, сильно отличающиеся даже при незначительном изменении.

Неисправный датчик кислорода

В случае, если лямбда-зонд неисправен, блок управления впрыском работает по средним параметрам, сохраненным в памяти. В результате получается, что состав топливовоздушной смеси становится далеким от идеального и автомобиль значительно увеличивает потребление топлива, двигатель начинает работать неустойчиво, особенно на холостом ходу, повышается СО в отработавших газах. Проверку работоспособности датчика следует проводить только с использованием специального оборудования, поэтому лучше всего обратиться к специалистам.

Некоторые модели автомобилей, при неисправности датчика кислорода, начинают получать настолько обогащенную смесь, что автомобиль не может даже доехать на СТО.

Возможность восстановления

Довольно часто на автомобилях наблюдается повышенный расход топлива. Основной причиной этого является топливо низкого качества, которое сильно загрязняет систему выпуска отработавших газов и датчик кислорода. Если неисправность не вызвана разрушением керамической основы, то возможно его удастся восстановить, так как это гораздо дешевле чем покупка нового.

Если поверхность электрода покрывается нагаром, датчик перестает передавать правильные показания. При удалении налета, датчик начнет работать в штатном режиме.

Процедура восстановления лямбда-зонда

1. При попытке восстановления необходимо получить доступ к рабочей части электродов. Для этого можно произвести вскрытие защитного колпачка при помощи токарного станка (ни в коем случае не вскрывать ножовкой, это приведет к повреждению керамической основы) или при помощи нарезания напильником окошечек (3-4 мм) в защитном стакане.
2. Слой платины очень тонкий, поэтому производить чистку любым механическим способом нельзя. Для очистки необходимо использовать ортофосфорную кислоту или очиститель ржавчины на его основе.
3. Нельзя целиком погружать лямбда-зонд в кислоту. Необходимо при помощи мягкой щеточки нанести ее на рабочую поверхность электрода и дать некоторое время для реакции. При очистке электрода от нагара, должен появиться тускло-стальной цвет платинового напыления.
4. По окончании операции нужно тщательно промыть его водой.
5. Затем, аргоновой сваркой крепится на место защитный колпачок.
6. Отремонтированный датчик закручивается на свое место. Стоит использовать антиприхватывающий герметик при установке.
7. Проводятся испытания, которые и покажут эффективность всех манипуляций.

Если эта процедура не принесла результата и двигатель продолжает расходовать топливо в усиленном режиме, то придется покупать новый датчик. Если же эффект экономии проявился, то стоит повторить процедуру при повторном повышении расхода.

requesto.ru

Audi 100 BUNKER › Бортжурнал › Про лямбда-зонд-Или что это такое! Очень интересно!

Полный размер

Вот решил почистить лямбда-зонд!

Полный размер

Вот какой он!

Полный размер

Почистил!

В современном автомобиле лямбда-зонд и катализатор — «неразлучная парочка». «Умерший» лямбда-зонд вынуждает работать не по «правилам» катализатор и автомобиль становится не только экологически «грязным» но и не в меру «прожорливым».Что происходит с лямбда-зондом на автомобиле, на что еще влияет лямбда-зонд, как его проверить, когда и как менять — об этом и пойдет речь в данной статье, адресованной тем, кто ездит на современном автомобиле и тем, кто его обслуживает.

Сначала коротко о самом названии зонда. Лямбда-зонд, ? — зонд, датчик О2, датчик концентрации кислорода, датчик кислорода, lambda-sensor — эти все названия в различных источниках информации об одном и том же — предмете нашего разговора. В мировой практике для оценки состава топливо — воздушной смеси используют коэффициент (обозначается буквой греческого алфавита ? (ламбда), равный отношению количества воздуха поступившего в цилиндры к количеству теоретически необходимого воздуха для полного сгорания поступившего туда топлива. Если ?=1 то смесь принято называть стехиометрической и на одну часть топлива (по массе) для его полного сгорания должно приходиться 14,7 частей воздуха (также по массе). Полное сгорание топлива позволяет получить необходимую топливную экономичность двигателя, а каталитический нейтрализатор отработавших газов может максимально эффективно обезвредить наиболее вредные компоненты выхлопных газов (СО, СН, NОx). Если ?<1 — недостаток кислорода, смесь будет «богатой», если ?>1 — избыток кислорода, смесь будет «бедной». Из всей этой теории для дальнейшего понимания излагаемых вопросов нужно запомнить два момента — лямбда-зонд выдает максимальный выходной сигнал когда смесь «богатая» и минимальный когда смесь «бедная». Контроллер управления двигателем, получая эту информацию, корректирует время впрыска топлива форсунками для поддержания состава смеси близким к стехиометрическому. Рассматривать будем лямбда — зонды, которые устанавливаются на бензиновые двигатели (инжекторные и карбюраторные) т.к. лямбда-зонды на дизельных двигателях только начинают внедряться и пока не получили широкого распространения.

По принципу действия лямбда-зонды (в дальнейшем по тексту — датчики) бывают двух типов. Первый тип (имеющий наибольшее распространение) имеет чувствительный элемент из керамики на основе диоксида циркония. По сути это твердоэлектролитный источник напряжения, который в зависимости от соотношения кислорода в отработавших газах и атмосферном воздухе создает разность потенциалов между двух платиновых электродов, напыленных на его внутреннюю и внешнюю поверхности. Второй тип — резистивный, где чувствительный элемент из оксида титана. По сути это полупроводниковый элемент, который изменяет свою проводимость в зависимости от количества кислорода в отработавших газах. Внутреннее устройство датчиков рассматривать не будем. Ограничимся внешними конструктивными особенностями к которым придется обращаться в дальнейшем. Датчики бывают одно, двух, трех и четырехпроводные и соответственно с таким же количеством штырьков в разъеме для подключения. В датчике с одним проводом этот же провод и является сигнальным. В качестве второго провода используется «масса» автомобиля. В датчике с двумя проводами вместо «массы» используется отдельный провод. В датчике с тремя проводами один провод является сигнальным, в качестве второго используется «масса» автомобиля, по двум другим подается питание 12 вольт на элемент подогрева датчика. В датчике с четырьмя проводами два провода являются сигнальными, по двум другим подается питание 12 вольт на элемент подогрева. Одно и двухпроводные датчики (без подогрева) всегда устанавливаются в выпускном коллекторе как можно ближе к двигателю. Объясняется это тем, что сигнал на выходе появляется только тогда, когда температура чувствительного элемента станет не менее 350?С и чтобы датчик быстрее вступил в работу он должен быстрее прогреться. Трех и четырехпроводные датчики устанавливаются перед катализатором (на расстоянии 100…150 мм), иногда и в корпусе катализатора, а иногда одновременно перед катализатором и за катализатором. Датчик после катализатора используется в системе бортовой диагностики для контроля исправности катализатора и для более точной коррекции состава смеси. Датчики имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания в процессе эксплуатации. Ресурс датчика — до 100 000 км. пробега автомобиля при условии, что он не подвергался воздействию нештатных факторов, которые могут вывести его из строя при любом пробеге. Здесь необходимо обратить внимание на два момента. Есть внешние факторы, которые приводят к искажению выходных сигналов за счет необратимых процессов в чувствительном элементе датчика и есть внешние факторы, которые искажают выходные сигналы абсолютно исправных датчиков. На чувствительный элемент датчика влияют компоненты топлива и герметиков, применяемых при ремонте. «Отравиться» и потерять «активность» датчик может от одной заправки бензобака этилированным бензином, в котором содержатся соединения свинца (Рb), а также кремнием (Si), входящим в состав силиконовых герметиков различного назначения. В первом случае при «богатой» смеси выходной сигнал будет заниженного уровня, а время перехода сигнала от минимального значения до максимального завышенным, т.е. датчик становится как бы «вялым». Во втором случае при «бедной» смеси выходной сигнал и время переключения будут завышенными. В обоих случаях коррекция времени впрыска топлива будет идти по ложным сигналам, либо система лямбда-регулирования исключит датчик из работы в контуре обратной связи. Если перед местом установки датчика имеется негерметичность выпускного коллектора (трещина в коллекторе, прогоревшая прокладка), то исправный датчик будет регистрировать либо «бедную» смесь, либо сигнал вообще будет отсутствовать, и контроллер будет ложно увеличивать подачу топлива. При пропуске воспламенения смеси в цилиндрах (некачественные свечи, «забитые» форсунки) не вступивший в реакцию горения кислород вместе с топливом поступает в выпускной коллектор где датчик регистрирует «бедную» смесь и контроллер опять же будет увеличивать подачу топлива. Попадание топлива на датчик как указано выше, а также при многократных и безуспешных пусках двигателя (и особенно при пуске с «буксира») не способствует «долголетию» датчика. Если после этого не произошел перегрев датчика, то может произойти «хлопок» в выпускном тракте и датчик может получить механические повреждения (трещины в керамике, нарушения контактов).

Работоспособность датчика необходимо регулярно проверять (каждые 30 000 км.), а сам датчик менять (через 100 000 км.). Это рекомендации производителей датчиков. Что происходит на самом деле в реальной жизни? Автору статьи не приходилось встречаться с ситуацией, когда кто-либо в качестве профилактики обращался бы с просьбой проверки датчика и тем более его замены через указанный интервал пробега. У всех возникает вопрос либо тогда, когда после пуска холодного двигателя через 2…2,5 мин. загорается индикатор «Check engine», либо на определенных режимах работы двигателя этот индикатор то загорается то гаснет, либо заметно возрастает расход топлива. Нередко встречаются и случаи, когда из выхлопной трубы «валит» черный дым, электроды свечей покрываются черным «лохматым» нагаром, расход топлива возрастает до 50 % против 15…20 % в большинстве случаев при отказе датчика. В любом случае отказавший датчик нарушает работу двигателя на холостом ходу, меняется динамика движения автомобиля, ухудшается холодный пуск двигателя за счет шунтирования электродов свечей нагаром. Обильный нагар в цилиндрах «закоксовывает» компрессионные кольца и они не прилегают к зеркалу цилиндра, что приводит к снижению компрессии. Иногда разница по цилиндрам достигает 5…6 кгс\см? Через образовавшиеся зазоры газы прорываются в картер двигателя и «отравляют» масло, а при длительном и безуспешном пуске холодного двигателя уровень масла может увеличиться в 1,5.2 раза. и разбираться в причинах неудавшегося пуска двигателя приходится только после замены масла и масляного фильтра. Несгоревшее в цилиндрах топливо смывает масляную пленку с зеркала цилиндра и идет сухое трение и износ пары кольцо-цилиндр, что приводит к сокращению ресурса двигателя. Из всего вышесказанного следует, что датчик не такая простая и безобидная «штучка» как может показаться на первый взгляд, т.к. его отказ влечет за собой довольно серьезные последствия.

Для объективной оценки состояния датчика необходимо точно знать минимальное, среднее и максимальное значения выходного сигнала, а также время перехода сигнала от минимального до максимального значения (длительность фронта сигнала в миллисекундах). Поэтому «гаражные» методы диагностики с помощью стрелочного вольтметра, цифрового мультиметра и даже бортовой системы самодиагностики (по кодам вспышек индикатора «Check engine») малопригодны для принятия решения о замене датчика по следующим причинам. С помощью стрелочного прибора (из-за инерционности стрелки) можно определить по колебаниям стрелки только то, что сигнал изменяется. Немного больше информации дает цифровой мультиметр, показывающий среднее значение выходного сигнала. Но здесь тоже может быть неоднозначность. Например, если прибор показывает 0,45 вольт, то может быть неисправным датчик, а может и исправный датчик иметь одинаковые амплитуды максимального и минимального сигналов относительно среднего значения (симметричный сигнал). Если показания более 0,55 вольт, то можно говорить о том, что по каким-то причинам смесь «богатая» (неисправен регулятор давления топлива и давление в системе впрыска завышенное, неисправен расходомер воздуха и др.). Если показания менее 0,35 вольт, то это признак «бедной» смеси (это может быть из-за отсутствия питания на элементе подогрева датчика, трещины в выпускном коллекторе и др.) хотя фактически смесь может быть «богатой». Если применяемый мультиметр имеет режим определения максимального и минимального значений измеряемого сигнала, то результаты измерений будут более информативными и при соответствующем навыке можно более точно определить состояние датчика. Нельзя однозначно положиться и на информацию, полученную по результатам считывания кодов неисправностей с помощью бортовой системы самодиагностики, — можно ошибочно заменить исправный датчик. Допустим, что сосчитан код 13 , который расшифровывается как «низкое значение сигнала датчика кислорода». Низкое значение сигнала будет по ряду причин (см. выше), а что на самом деле — «бедная» смесь, неисправен датчик, не подается питание на элемент подогрева или трещина в коллекторе? Здесь- нужны дополнительные измерения. На многих автомобилях (включая ВАЗ-2110 и его модификации) функция ручного считывания кодов неисправностей не предусмотрена — нужен специализированный сканер. Что же остается для инструментального контроля? Это специальные тестеры для диагностики лямбда-зондов, которые через переходной кабель включаются между датчиком и контроллером управления двигателем, специальные сканеры, которые подключаются к диагностической колодке автомобиля. Процедуру диагностики датчика с помощью этих приборов рассматривать не будем, она подробно изложена в руководствах по эксплуатации на эти приборы. Рассмотрим наиболее доступный и эффективный осциллографический метод с помощью мотор-тестера (который, как правило, имеет режим проверки осциллограм различных напряжений) или с помощью обычного осциллографа. Измерительный щуп прибора нужно подключить к сигнальному проводу датчика (как правило, это черный провод), серый — это «масса» датчика, а два белых — это питание 12 вольт на элемент подогрева. Для случая исправного датчика на прогретом двигателе в режиме холостого хода на экране прибора будут видны равномерные, близкие к синусоиде колебания с частотой 1…5 Гц. с минимальным значением сигнала 0,1 вольт, максимальным 0,9 вольт, вокруг среднего значения 0,45 вольт с длительностью фронтов сигнала не более 250 миллисекунд. Такой же сигнал (только с большей частотой) должен наблюдаться и при повышенных оборотах двигателя. Все вышесказанное относится к датчику, установленному перед катализатором. Сигнал на датчике, установленном после катализатора, (при исправном катализаторе) будет близок к прямой линии примерно на уровне 0,5…0,6 вольт. Если сигнал переменный и близок по форме к сигналам датчика перед катализатором, то катализатор неисправный. Если диагностируется титановый датчик, установленный перед катализатором, то уровень выходного сигнала будет изменяться в диапазоне 0,2…4,5 вольт. и с более крутыми фронтами. Если у циркониевого датчика фронт сигнала превышает 350 мсек., сигнал низкого уровня более 0,2 вольт, а сигнал высокого уровня менее 0,8 вольт — есть повод задуматься о предстоящей замене датчика. Какие наиболее характерные случаи встречаются при диагностике датчиков? Встречаются случаи (почему-то больше на автомобилях FORD-SCORPIO и FORD-SIERRA) когда выходной сигнал «сидит» на «пьедестале» от 1,5 до 3,5…4,5 вольт. Происходит это видимо по причине появления паразитной утечки части напряжения с элемента подогрева на чувствительный элемент датчика. В таком случае (чтобы не менять датчик) можно дополнительным проводом серый провод датчика соединить с «массой» автомобиля и датчик сможет работать дальше. Встречаются случаи, когда выходной сигнал «висит» на максимуме или на минимуме, причем в одних случаях отзывается на резкое нажатие на педаль дроссельной заслонки, а в других случаях нет. О некоторых возможных причинах «зависания» уже говорилось выше. Иногда сигнал можно заставить «колебаться» регулировкой винта на расходомере воздуха или на дозаторе-распределителе топлива (в системах впрыска K-J и KE-J), а иногда причину можно установить только проверив все датчики, задействованные в управлении двигателем, включая и рабочее давление в системе впрыска топлива.

Процедуре установки нового датчика предшествует снятие старого. Старый датчик необходимо осмотреть. Обычно он покрыт черным налетом. Темно-коричневый налет говорит о том, что в выхлопных газах присутствует масло, белые отложения появляются при «отравлении» датчика кремнием или антифризом и чтобы продлить жизнь новому датчику, необходимо устранить указанные причины. Что можно ставить взамен снятого датчика? Понятно, что нужно ставить такой же и с таким каталожным номером, указанным на корпусе. Можно установить и другой аналогичный от другой модели автомобиля, имеющий одинаковый разъем для подключения. Можно вместо однопроводного установить 3-х или 4-х проводный датчик, но при этом обязательно нужно организовать подачу питания 12 вольт на элемент подогрева. Для этого потребуется стандартное реле с одной группой контактов на замыкание, наконечники, предохранитель и провода. Большинство датчиков имеет присоединительную резьбу М18 х1,5. Исключение составляют некоторые автомобили японского производства, где датчик имеет фланец для крепления. При замене такого датчика дополнительно потребуется переходной фланец с двумя отверстиями диаметром 9 мм. с межцентровым расстоянием 45 мм. и центральным отверстием М18 х1,5. Если есть желание сэкономить «кругленькую» сумму, то вместо оригинального датчика можно установить датчик BOSCH 0 258 005 133 (устанавливается на инжекторные автомобили ВАЗ-2110). В этом случае на новый датчик придется переставлять разъем от старого датчика. Здесь есть несколько пожеланий. Провода нужно отрезать не на одном уровне, а «ступеньками» т.к. это в дальнейшем облегчит изоляцию мест пайки, уменьшит вероятность короткого замыкания между проводами и даст возможность одеть на провода штатный термостойкий «чулок». Если меняется 4-х контактный разъем на 4-х контактный то здесь все понятно — нужно соединять провода с одинаковым цветом (обычно это черный, серый и два белых). Если старый разъем был 3-х контактным, без серого провода, то серый провод в четырехпроводном датчике нужно соединить с одним из белых в 3-х контактном разъеме, который выходит на «массу» автомобиля. Нельзя вместо трех и четырехпроводных датчиков устанавливать однопроводные, а также вместо циркониевого титановый и наоборот. Перед установкой датчика на резьбу необходимо нанести антипригарную смазку, для одно и трехпроводных датчиков — токопроводящую смазку, плотно закрутить и проверить по контролируемым параметрам как было сказано выше.

Полный размер

www.drive2.ru

Что такое лямбда зонд в автомобиле: принцип работы, неисправности

Современный автомобиль весьма сложная технологическая конструкция. И от сбалансированности работы всех его частей зависит оптимальные показатели его эффективности, мощности, тяговые характеристики, а также длительность безаварийной эксплуатации.

По сути, автомобиль можно сравнивать с живым организмов, у которого есть руки, ноги внутренние органы и даже дыхательная система. В качестве последних в современных авто выступает лямбда зонд,  или, как его еще называют, кислородный датчик (все зависит от модели автомобиля). Давайте разберемся, что же представляет из себя лямбда зонд в машине и для чего этот датчик нужен.

Вкратце суть работы этого датчика, можно описать следующим образом. Выхлопные газы, которые выходят из камеры сгорания, перед тем как попасть в камеру катализатора, проходят через электронный датчик лямбда зонда, где определяется уровень кислорода, оставшегося после сгорания топлива. Полученные результаты проходят компьютерную обработку и сравниваются с оптимальными параметрами.

В дальнейшем такой результат используется для корректировки подачи уровня топлива, либо же воздушной смеси в камеру сгорания автомобиля. Тем самым поддерживаются оптимальные для конкретного двигателя параметры топливной смеси. Они позволяют с минимальными затратами получить высокий результат производительности.

Поэтому, если автомобиль становится чрезмерно прожорливым, либо же теряет мощность, опытный специалист начинает его проверку с диагностики исправности лямбда датчика и анализирует получаемую от него информацию. А также ее дальнейшей обработки компьютерной системой. В большинстве случаев простое изменение настроек зонда полностью устраняет проблему. Даже без необходимости физического вмешательства в работу автомобильной системы.

Как работает и где находится кислородный датчик

В основе принципа работы лямбда датчика находится простая физика и химия. Кислородный датчик (лямбда зонд) представляет собой особую конструкцию гальванического элемента, изготовленного из твердого керамического электролита (состоит из диоксида циркония), который по верхнему слою вскрывается специальным слоем оксида иттрия. Тут же находится напыление с проводящих электричество электродов с платиновым покрытием.

Работа электродов основывается на контактах поверхности датчика с выхлопными газами. А также обычной атмосферой, а в дальнейшем сравнивание этих показателей и выведение соответствующих соотношений.

Важно отметить, что верхний слой лямбда зонда устанавливается непосредственно после камеры сгорания и рассчитан на работу в условиях высоких температур. Поэтому, чтобы начать получать правдивые данные температура выхлопов должна находиться в диапазоне от 300 до 1000 градусов (оптимальная рабочая температура 300 – 400 градусов).

Внутренняя часть лямбда зонда контактирует с обычным атмосферным воздухом. Если же по внешнему краю не достигается температура нужного уровня, тогда полагаться на показания этих датчиков не стоит. Лучше использовать другие датчики для проверки.

В отдельных моделях современных автомобилей лямбда зонды оборудуют специальным внутренним подогревом. Благодаря чему проблема контроля уровня кислорода в выхлопных газах решается при любой температуре работы двигателя.

Общий смысл работы системы – это измерение сопротивления элементов на внутренней и внешней части зонд датчика в зависимости от наличия в газовых смесях молекул кислорода, после чего показатели обрабатываются компьютером. А уже конечный результат используется для принятия решения регулирования уровня топлива или воздуха в газовой смеси, для полного его сгорания в дальнейшем и получения максимального количества энергии при минимальных затратах.

Еще одна важная функция лямбда датчиков – своевременно обнаруживать уровень превышения допустимых концентраций выброса вредных газов, а также поддерживать оптимальный баланс горючей смеси, чтобы этого избежать.

Обычно такой тип датчиков устанавливают сразу после выхода выхлопных газов из камеры сгорания, но до того момента, когда они попадут в специальный очистительный катализатор. Для возможности боле тщательной проверки уровня загрязнения выхлопных трактов может устанавливаться еще один лямбда зонд – непосредственно после камеры катализатора. Это дает возможность сравнивания различных результатов для принятия более точных решений в процессе эксплуатации автомобиля.

Последствия поломки лямбда-зонда

Если такой лямбда датчик выходит из строя, автомобиль становится практически «слепым». И это заменено по неконтролируемому перерасходу топлива, снижению мощности, появлению повышенного уровня углекислого газа в выбросах, снижению скорости разгона и ряда других важных эксплуатационных характеристик. Причины тому банально просты.

Когда компьютерная система начинает получать недостоверные данные зонда, либо не получать их вообще, она ведет себя не совсем корректно. В лучшем случае подача топлива и воздушной смеси будет осуществляться по показателям, запомненным системой ранее.

Еще возможен вариант, когда начнётся работа по «усредненным» показателям. Хуже, если зонд датчики начнут действовать по испорченным показателям. Тогда вероятность получить коллапс в работе автомобиля становится весьма высокой.

Важно отметить, что неконтролируемый и несбалансированный расход топлива может стать причиной серьезных последствий в работе автомобиля, вплоть до выхода двигателя из строя, вследствие повреждения отдельных его частей (чрезмерное повышение температуры, загрязнение продуктами неполного сгорания, «забивание» форсунок и другое).

Еще одним моментом поломок является полная или частичная поломка. При полной – понятно, все показатели будет некорректными, и лямбда зонд требует срочной замены. Если же поломка частичная (датчик начинает срабатывать только при достижении определённого уровня температуры, которая существенно выше заявленной в его технических характеристиках), его следует почистить, либо же в ближайшее время заменить.

Целесообразно отметить – если в автомобиле полностью вышел из строя этот датчик, и нет возможности его заменить, лучшим способом будет вызвать эвакуатор и доставить автомобиль к СТО с неработающим двигателем. Это позволит не усугублять ситуацию с поломкой и не повредить дополнительно детали или узлы двигателя.

Наиболее частыми причинами поломки лямбда зондов являются:

— механические повреждения зонда;

— низкое качество топлива;

— загрязнение лямбда датчика неотработанными выхлопами;

— перегорание отдельных внутренних элементов.

Каждая из этих причин обычно не возникает в один момент (кроме механического повреждения) и сигнализирует о своем наличии. Поэтому не следует игнорировать сигналы вашего автомобиля, который «подсказывает» о наличии определенных проблем. Главное это своевременно отслеживать и принимать нужные меры для оперативного устранения возможных поломок и неисправностей.

Обнаружить поломку и саму неисправность лямбда зонда (кислородного датчика) не сложно. Малейшее изменение токсичности газов, проявление снижения уровня мощности автомобиля, загорание на контрольных приборах лампочек, сигнализирующих о неисправности датчика. Все это является отмашкой к началу немедленных действия по устранению возникшей проблемы, чтобы в будущем не попасть в ситуацию, когда автомобиль перестанет работать посреди дороги.

Поделитесь информацией с друзьями:

shokavto.ru

Что такое Лямбда зонд, где находится, обманки лямбда зонда

Современные экологические нормы узаконили использование каталитических нейтрализаторов на автомобилях. Это устройства, которые способствуют понижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор – вещь полезная, однако эффективно работает только в определенных условиях. Без непрерывного контроля топливно-воздушной смеси невозможно обеспечить катализаторам «долголетие» – здесь помогает лямбда зонд, то есть датчик кислорода.

Что такое лямбда зонд в автомобиле и для чего он нужен?

Название этого датчика происходит от буквы лямбда из греческого алфавита, в автомобилестроении она обозначает кф избытка воздуха, содержащегося в топливно-воздушной смеси. Фактически, такое устройство представляет собой датчик для определения состава выхлопных газов.
Избыток воздуха измеряется посредством измерения содержания остаточного кислорода в газах, поэтому датчик лямбда зонд размещается в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал лямбда зонда принимается электронным блоком управления (или ЭБУ) системы впрыска топлива, который оптимизирует состав смеси с помощью изменения количества топлива, идущего в цилиндры.
На некоторых моделях устанавливается еще один датчик. Он располагается на выходе катализатора, что позволяет достигать большей точности состава смеси и контролировать работу катализатора.

Принцип работы лямбда зонда

Принципиально лямбда зонд обладает конструкцией с гальваническими элементами и твердым керамическим электролитом, изготовленным из диоксида циркония. На керамику нанесен оксид иттрия, сверху напыленны пористые токопроводящие платиновые электроды, из которых один «вдыхает» выхлоп, во второй поступает воздух из атмосферы.
Лямбда зонд начинает измерение после прогрева до температуры в 300-400 °C. В подобных условиях циркониевый электролит проводит сигнал, и благодаря разнице оставшегося в выхлопе воздуха и внешнего воздуха приводит к появлению на электродах выходного напряжения. Особенностью этого датчика является скачкообразное изменение напряжения при отклонениях состава смеси всего на 0,3%. Таким образом, первым, на что влияет датчик лямбда зонд, является напряжение на электродах.
Кроме датчиков на основе циркония, можно повстречать и датчики, в производстве которых использовалась двуокись титана. Такие лямбда зонды работают по принципу изменения сопротивления при изменении состава выхлопных газов. Как результат, получается, что датчики данного типа не способны генерировать ЭДС.
Также производятся датчики с дополнительным подогревом. Такое устройство способствует скорейшему входу в требуемый для работы диапазон и более точному отражению данных.

Где расположен лямбда зонд?

Для понимания, где искать датчик кислорода, необходимо знать, когда произведен автомобиль. В автомобилях, выпущенных до 2000 года, только в 10% случаев установлено 2 датчика. В автомобилях, созданных после 2000 года, установлено от 2 до 4 лямбда зондов.
Число лямбд в машинах, произведенных после 2000, зависит от объема силового агрегата. Если объем двигателя меньше 2,0 литров, то установлены 2 датчика:

• Первый устанавливается в подкапотном пространстве, он хорошо заметен и легко заменяется;
• Второй датчик устанавливается под днищем авто.

Если объем двигателя автомобиля более 2,0 литров, то всего установлено 4 лямбда зонда:

• 2 датчика (верхние, регулирующие) – правый и левый, также устанавливаются в подкапотном пространстве, они хорошо заметны и взаимозаменяемы;
• Еще 2 датчика (нижние, диагностирующие) – правый и левый, устанавливаются под днищем автомобиля.

Теперь, чтобы найти первые датчики, расположенные в подкапотном пространстве, необходимо выполнить следующие действия:

Открыть капот машины.

1. Найти двигатель. Обычно он располагается под пластиковой крышкой в середине подкапотного пространства.
2. Внимательно обследовать пространство вокруг силового агрегата и найти примыкающие массивные металлические трубы, которые уходят вглубь подкапотного пространства. Данные трубы представляют собой выпускной коллектор и служат для отвода выхлопных газов из двигателя. Выпускной коллектор может закрываться теплозащитным экраном, в этом случае его придется снять.
3. Далее нужно осмотреть выпускной коллектор – необходимо найти в его конструкции небольшую цилиндрическую деталь (длиной 5-7 см). Один конец данной детали ввинчивается в коллектор, а от другого тянется толстый провод, который и является датчиком лямбда зонд.
4. При отсутствии датчика на выпускном коллекторе следует проследить трубу, уходящую вглубь подкапотного пространства – лямбда зонд расположен на ней.

Обманка лямбда зонд

Существуют обманки двух видов: механические и электронные.

Обманки механического типа

Если был выбран механический тип устройства, то на место катализатора обычно устанавливают «проставку». Эта деталь изготавливается из теплоустойчивой стали либо из бронзы, а ее размер строго определен. В проставке проделывают небольшое отверстие, через которое попадают выхлопные газы.

Газы взаимодействуют с керамической крошкой, помещенной внутри проставки и предварительно покрытой каталитическим слоем. И в результате подобного взаимодействия происходит окисление кислородом CH и CO, что приводит к понижению содержания вредных веществ.
Это самый бюджетный вариант датчика. Механическая обманка одинаково подходит для любого автомобиля, импортного или отечественного.

Обманка электронного типа

Электронные обманки лямбда зонда значительно сложнее, причем речь не о «самопальных» способах их создания, которые практикуют автолюбители. Они сами сооружают обманку с использованием одного резистора или одного конденсатора. В продаже имеются достаточно технологичные устройства (эмуляторы) с микропроцессором.
Подобные эмуляторы позволяют обеспечивать правильное функционирование блока управления (ЭБУ), а не просто обманув его. Установленный в устройстве микропроцессор может оценить состояние состава выхлопных газов, проанализировать обработку сигнала, посылаемого первым датчиком, чтобы после этого сформировать сигнал, который будет соответствовать сигналу со второго функционирующего лямбда зонда при исправном катализаторе.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

jrepair.ru

Для чего нужен лямбда зонд?

Кратко:

Лямбда зонд устанавливается в любых транспортных средствах, приводимых в движение с помощью двигателей внутреннего сгорания. Лямбда зонд:

• Регулирует смесеобразование, удерживая расход топлива на максимально низком уровне.
• Обеспечивает катализатору оптимальные условия работы, что в итоге влияет на срок службы катализатора и низкий уровень токсичности выхлопа.

Подробно:

Подробное понимание того, как устроен и для чего нужен лямбда зонд никак не повлияет на обнаружение и устранение неисправности этого датчика, если вы внимательно будете следовать тем советам, которые мы даём в наших статьях.
Даже простое чтение статьи будет для вас пустой тратой времени, поскольку, когда у вас перегорает лампочка, вы не стремитесь понять, как она работает, а просто меняете её на новую. Ведь всё, что на самом деле нужно вам, это исправный автомобиль. Поэтому, смело пропускайте эту статью и переходите к статьям, которые непосредственно расскажут вам, как проверить, подобрать и заменить ваш датчик.
Если же вы всё-таки решительно настроены вникнуть в суть работы лямбда зонда, желаем удачи.

Функция лямбда зонда в современном автомобиле.

На все автомобили, начиная с конца 80-х годов прошлого века, устанавливаются катализаторы, задачей которых является очищение выхлопных газов от вредных примесей. Для оптимальной и эффективной работы катализатора необходимо подготовить строго определённое качество воздушно-топливной смеси для двигателя и проконтролировать качественные характеристики выхлопных газов, возникших в результате её сгорания. Эту функцию выполняет лямбда зонд.

Лямбда зонд – также называемый кислородным датчиком или датчиком кислорода – измеряет количество остаточного кислорода в выхлопных газах. Отсюда пошло основное название этого датчика – кислородный. Исходя из количества остаточного кислорода, датчик посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, который, в свою очередь, регулирует количество подаваемого топлива или, другими словами, изменяет качество воздушно-топливной смеси. Именно поэтому так важна герметичность выхлопной системы в местах установки этих датчиков, поскольку, в результате подмеса воздуха извне параметры этих измерений нарушаются. Идеальное соотношение воздуха и топлива в смеси обозначается греческой буквой λ (лямбда) и равняется приблизительно 15 к 1, где 15 частей это воздух, а 1 часть это топливо. Отсюда и пошло наиболее распространённое в России название датчика – лямбда зонд.

Лямбда зонд установлен в трубы выхлопной системы автомобиля так, чтобы его рабочие поверхности обтекали выхлопные газы. Эти рабочие поверхности состоят из многослойных материалов обеспечивающих тестирование смеси. Тестирование смеси эффективно идёт только при высокой температуре рабочей поверхности, поэтому все современные датчики снабжены функцией принудительного прогрева. Для подробного рассмотрения конструкции датчика обратитесь к схеме 1.

Первый (верхний, регулирующий) лямбда зонд.

До начала 2000-х годов на автомобиль устанавливался только один датчик. Этот датчик устанавливался на отрезок выхлопной трубы между двигателем и катализатором и впоследствии, после появления второго датчика, получил свои нынешние названия: первый датчик или верхний или регулирующий. В задачу этого датчика входил вышеописанный процесс измерений и поскольку он устанавливается выше, чем второй этот датчик был назван верхним. Регулирующим он был назван по причине того, что именно он несёт основную нагрузку по регулированию воздушно-топливной смеси. Этот же датчик принимает на себя главный удар раскалённых токсичных газов двигателя, ещё не очищенных от ядовитых примесей катализатором. За счёт этого он и выходит из строя в среднем в 5-7 раз чаще, чем второй датчик.

Второй (нижний, диагностирующий) лямбда зонд.

После 2000-х годов, дополнительно к Первому датчику, в автомобилях стали устанавливать ещё один, при этом местоположение Первого не изменилось. Второй датчик стали устанавливать на отрезок выхлопной трубы от катализатора до глушителя. Задачей этого дополнительного датчика стала проверка качества очистки выхлопных газов, прошедших через катализатор. Он получил название «Второй» или «Нижний», поскольку устанавливался под днищем автомобиля. Другим названием этого датчика стало «Диагностирующий», оно отражало его функциональную отличие от Первого датчика – проверять качество очистки выхлопных газов. После появления Второго датчика блок управления рассчитывает параметры идеальной воздушно-топливной смеси на основании показаний их обоих. В результате удалось добиться дополнительного снижения расхода топлива и высочайшей степени очистки выхлопных газов от ядовитых примесей — 95%.

Следует заметить, что поскольку Второй датчик установлен после катализатора, где газы уже очищены от агрессивных примесей, он выходит из строя значительно реже и то в результате либо разрушения катализатора, либо в результате механического или термического повреждения.

Конструктивно оба датчика  очень похожи. Тем не менее они имеют ряд различий, обусловленных их функциональностью. В последние годы первые и вторые лямбда зонды стали также отличаться и конструктивно. В качестве регулирующих датчиков всё чаще применяются сложные и дорогостоящие широкополосные датчики, в то время как в качестве диагнотических по прежнему используют циркониевые лямбда зонды.

Схематичное обозначение местоположения лямбда зондов на современном автомобиле.

Все автомобили объёмом двигателя более 2-х литров имеют по два Первых датчика и два Вторых датчика. Установка четырех датчиков продиктована большей мощностью таких двигателей требующих наличия двух катализаторов. В последние годы, в связи с введением более строгих требований по выбросам, стали устанавливать до трёх катализаторов, а соответственно понадобился и пятый кислородный датчик.

Разновидности лямбда зондов.

Лямбда зонд из диоксида циркония является самым распространённым на сегодняшний день типом кислородных датчиков.
Менее распространёнными датчиками является широкополосные датчики и датчики воздух — топливо.
Совсем редкими являются лямбда зонд их диоксида титана, которые постепенно вытесняются из-за своей дороговизны.

lambdazond.ru