Сколько кислородных датчиков


Как выбрать лямбда-зонд | Новости автомира

О том, что такое кислородный датчик или лямбда-зонд водитель неожиданно для себя узнает тогда, когда его машина вдруг перестает хорошо разгоняться, тяга мотора падает, а аппетит ДВС заметно возрастает. В то же время показания газоанализатора фиксируют повышенное значение угарного газа (СО) в отработанных газах. Справедливости ради нужно отметить, что подобная ситуация возникает при пробеге автомобиля, составляющем более 100 000 км. Это значит, что, скорее всего, неисправен лямбда-зонд, и нужно поспешить в автосервис.

Всякая сложная система, каковой и является автомобиль, требует точности и бесперебойной работы, что осуществляется за счет датчиков и точек контроля. Когда отказывает один из узлов, другие тоже начинают давать сбой, чтобы неисправность была сразу обнаружена, и можно было ее устранить. Одной из таких контрольных точек можно считать датчик кислорода, он же лямбда-зонд, который предназначен для контроля работы двигателя. Чтобы понять, чем так важна данная деталь, и какие функции выполняет, попробуем разобраться, как она устроена.

Для чего устанавливается лямбда-зонд

Функцией автомобильного лямбда-зонда является определения и регулировка количества остаточного или не участвовавшего в процессе горения кислорода в общем составе автомобильного выхлопа. Если кислорода недостаточно, то топливо полностью сгорать никогда не будет. Как результат, кроме углекислого газа (он же СО2) в составе выхлопе присутствует ядовитый газ СО, называемый иначе угарным. При худшем сгорании топлива уменьшается мощность двигателя, и он быстрее изнашивается. При избытке объема кислорода несгоревший бензин попадает в выхлопную часть.

Избыток воздуха ведет к сгоранию топлива при повышенной температуре, что приводит к быстрому износу поршней, свечей, равно как и клапанов. Величина мощности ДВС при этом идет на убыль. Избыток кислорода ведет к тому, что ядовитый оксид азота (NOх) не распадается на абсолютно безвредный азот (N), а также кислородные соединения (Ох).

В каких случаях необходимо менять лямбда-зонд

Датчик кислорода, как правило, не меняют до тех пор, пока он более или менее исправен, так как деталь недешевая. Обнаружить проблему лямбда-зонда можно с помощью диагностики. Если рассматривать ресурсы существующих сегодня кислородных датчиков, то они приблизительно такие:

  • Циркониевые датчики, не оснащенные подогревом – от 50 до 80 тыс. км;
  • Циркониевые датчики, имеющие подогрев – до 100 тыс. км;
  • Датчики циркониевые широкополосные – до 160 тыс. км.

Необходимость замены могут определить на СТО во время проверки, когда специалист обнаруживает, что лямбда-зонд еще работает, но уже на «последнем издыхании». Это означает, что деталь следует менять незамедлительно.

 

Основные причины поломки кислородного датчика

Кроме того случая, когда происходит естественная поломка в силу длительной эксплуатации, кислородный датчик может выходить из строя потому, что:

  • Во внутреннюю часть корпуса попадает тосол или жидкость из тормозной системы;
  • Чистка корпуса осуществлялась с использованием не подходящих для этого средств;
  • В топливе содержится большое количество свинца;
  • Произошел перегрев корпуса по причине заправки топливом низкого качества. Перегрев случается в тех случаях, когда вышел из строя прибор охлаждающей жидкости То же случается при поломке регулятора давления, износу топливного фильтра. Загрязненный бензин при этом проникает в камеру сгорания.

Неисправный датчик кислорода не подлежит ремонту, его можно только заменить на новый.

Система, обеспечивающая обратную связь

Так как условия, в которых эксплуатируется автомобиль, не являются идеальными, то для контроля функции двигателя существует электроника, корректирующая его работу. Лямбда зонд осуществляет такую работу вместе с ЭБУ, что позволяет снимать показания содержащихся газов из выхлопной трубы и корректировать подачу топлива к мотору. Обратная связь предусмотрена как для бензиновых инжекторных, так и для дизельных моторов. Без нормально функционирующего лямбда-зонда система не может обеспечить точный расчет расхода топлива.

Конструкция и принцип работы лямбды

Лямбда-зонд представляет собой батарейку, внутри которой находится керамический электролит, в состав которого входит диоксид циркония. Электроды батареи выполнены из платины. Электролит включается в работу при температуре не ниже 300-350 C, потому лямбда-зонду нужен разогрев. Когда платиновые электроды соприкасаются с воздухом, имеющим определенное содержание кислорода, между электродами возникает разность потенциалов. Элемент устроен таким образом, что снижение объема кислорода в пространстве одного из электродов более допустимого уровня, ведет к значительному росту ЭДС батареи от 0 до 1В, и наоборот.

Основным конструктивным элементом кислородного датчика является пустотелый керамический наконечник, выполненный из оксида циркония. На его внутреннюю и внешнюю поверхность наносится пористое покрытие из платины, которое выполняет функции внутреннего и внешнего электродов. При нагревании до температуры 300-350C материал превращается в диэлектрик, который проводит сигнал от наружного электрода к внутреннему, что возникает от разности соотношения кислорода между выхлопными газами внутри / снаружи автомобильной системы выхлопа. Ионы кислорода начинают двигаться в направлении от одного из электродов к близлежащему, от области с большой концентрацией кислорода или атмосферы в ту область, где концентрация наименьшая – к выхлопу. При этом возникает электрический ток, причем его сила зависит от степени плотности кислорода с обеих сторон. Данный показатель фиксируется и поступает на ЭБУ, задачей которого является регулировать продолжительность работы инжекторов. Для надежности работы датчика имеющиеся в нем внутренние и внешние электроды надежно заизолированы. В свою очередь, погруженная часть, находящаяся в выпускной системе, изолируется от наружного воздуха.

Где устанавливают лямбда-зонд?

В автомобилях может быть установлен один или два кислородных датчика. Когда конструкция предполагает один элемент, то его устанавливают рядом с двигателем. Если требуется подогрев то ближе к двигателю, если нет, то дальше.

Два лямбда-зонда используют в автомобилях, имеющих нейтрализатор, и располагают по обеим сторонам от него. Подобные датчики предназначаются для контролирования работы двигателя, а также для оценки эффективности функций катализатора. Когда устанавливаются два датчика, то первым (входным) в катализатор должен быть широкополосный элемент, а уже на выходе из катализатора – двухточечный. Впрочем, оба могут быть двухточечными.

Конструктивные особенности, типы кислородных датчиков

Принцип работы любого лямбда-зонда остается неизменным, независимо от его конструкции и вносимых изменений и дополнений, которые часто используются производителями. Их вносят по необходимости, из-за недостатков и конструктивно слабых мест датчиков.

Подогрев датчиков. Одним из важных видов усовершенствования является искусственный контролируемый подогрев керамического наконечника с целью ускорить достижение им рабочей температуры. Первые кислородные датчики нагревались от раскаленных выхлопов и устанавливались поближе к двигателю, где температура будет наивысшая. И, тем не менее с учетом того, что датчик должен нагреваться до температуры 350-400C, требовалось некоторое время, в течение которого он не работал. В настоящее время большинство лямбда-зондов оснащены электрическими нагревателями, с которыми датчики быстро выходят на рабочий режим. Такая функция не только помогает оптимизировать расход топлива, но и продлевает жизнь катализатора.

О чем нужно знать:

  • Наиболее распространенный двухточечный датчик имеет самую простую схему работы. Он фиксирует факт различия в концентрации кислорода между атмосферой и автомобильном выхлопе;
  • Широкополосный датчик можно считать продуктом эволюции данного устройства. Его функция заключается в накачке кислорода, который всегда имеется в выпускной системе, в отдельную камеру. Работа осуществляется при подаче тока к устройству. Чем меньше объем кислорода, тем более высокая сила тока потребуется для закачки. Изменение силы тока и будет фиксироваться датчиком;
  • Количество необходимых проводов. При этом различные конструкторские решения в лямбда-зондах могут требовать 1-5 проводов;
  • Цветовая маркировка проводов лямбда-зондов разнится от производителя к производителю. На деле провода темного (т.е. черного) цвета идут на сигнал, а «массовый» провод бывает как белого, так и серого или желтого цвета. «Накальный» провод вывода подогрева всегда бывает красным.

Как проверить исправность лямбда-зонда самостоятельно?

Для проверки можно использовать вольтметр или мультиметр, которые будут фиксировать изменение напряжения на датчике в момент работы двигателя. Проверку осуществляем в следующей последовательности:

  1. Сначала находим датчик, аккуратно вытираем его ветошью и осматриваем наружную часть. Если датчик потемнел и имеет отложения сажи на поверхности, это говорит о том, что он сгорел, то есть вышел из строя;
  2. Затем нужно отключить разъем датчика от электрической системы автомобиля и завести двигатель;
  3. Для того чтобы прогреть датчик повышаем обороты двигателя до 2-3 тыс.об/мин;
  4. Далее, щупы вольтметра подключаются к черному и серому проводу. Плюс подключают на сигнал, минус – на массу. Нормально работающий датчик покажет от 0,2 до 0,8 В, плохо работающий от 0,3 до 0,7 В. Неизменный показатель прибора говорит о том, что датчик нерабочий.

Если лямбда-зонд оказался неисправным, то придется его заменить на новый.

Корректный подбор кислородного датчика

Если кислородный датчик неисправен, то не стоит спешить купить новый в ближайшем магазине, так как, скорее всего, вам предложат то, что есть в наличии. Большинство производителей этой детали в своих каталогах утверждают, что их датчики совмещаются с большинством транспортных средств. При замене на новый элемент в таком случае неисправность сразу не будет заметна, но со временем датчик откажется правильно работать. В конце концов, это скажется на автомобиле. Суть дела в том, что лямбда-зонды разных авто отличны друг от друга конструктивно. Они различаются резьбовой частью, равно как и наличием предварительно подогрева, предусмотренным количеством проводов, разъемами для соединения. В то же время принцип работы и основной элемент датчиков от модели к модели не разнится.

Исходя из этого, лучше всего приобрести оригинал и обращать внимание на маркировку детали, которая должна быть такой же, как и на старом датчике. Если есть желание экономить, то можно приобрести универсальный датчик, специально разработанный для определенной марки автомобиля. Универсальность датчика состоит в том, что он имеет клеммы, подходящие сразу для нескольких автомобилей.

Сколько стоит лямбда-зонд?

Перед покупкой лямбда-зонда рекомендуется заглянуть в соответствующий раздел по ремонту вашего авто и уточнить, во что именно вкручивается датчик. Это может быть просто коллектор или специальная приставка – футорка, которую тоже придется приобрести. Ее цена, в принципе, небольшая. Для автомобилей европейских марок лямбда-зонд может обойтись в разные суммы. Одними из самых качественных на сегодняшний день считаются датчики японских брендов – NKG и Denso, а также немецкого бренда Bosch, хотя они обойдутся совсем недешево. Если хочется сэкономить, то можно приобрети датчик бюджетного класса, к примеру, производства Чехии. К примеру, продукция Profit уже довольно долго поставляется на рынок Украины.

Что касается б/у датчиков, то от них точно можно отказаться, если не хочется выбрасывать деньги «на ветер».

Замена лямбда-зонда

Замена осуществляется обязательно на непрогретом двигателе. Перед заменой нужно отключить зажигание. Приобретая новый датчик, нужно обратить внимание на маркировку. Она должна быть идентичной той, что уже была нанесена производителем на старую деталь. Замена осуществляется в три этапа:

  1. Сначала отключаются провода от датчика;
  2. При помощи гаечного ключа снимается старый лямбда-зонд;
  3. На освободившееся посадочное место устанавливается новый датчик. Помните: работать нужно аккуратно, дабы не повредить резьбу.

По окончании замены подключается проводка и проверяется работоспособность детали.

Вывод

Лямбда-зонд устанавливается во многие современные автомобили неспроста. Это достаточно сложное устройство, которое дает электронике информацию о работе выхлопной системы. Если на автомобиле стоит катализатор, ценность датчика еще больше возрастает. Если требуется замена лямбда-зонда, вы с легкостью сможете выбрать аналог или оригинал и даже поставить новую запчасть самостоятельно.

Понравилась новость?

Приободрите автора:

Полезные советы

Как выбрать лямбда-зонд

Рейтинг: 4.5 / 5от: 22 пользователей

Средняя оценка:     

avto.pro

Датчик кислорода - обзорная статья с фото и видео

Датчик кислорода (кислородный датчик) или, как его часто еще называют, лямбда-зонд нужен автолюбителям для определения в отработавших газах количества кислорода (О2). Чтобы двигатель работал эффективно, то есть экономично и экологически, соотношение «топливо-воздух» в топливно-воздушной смеси ДВС на всех режимах его работы должно быть постоянным, об устройстве двигателя внутреннего сгорания вот тут. Это можно получить в результате применения названного выше датчика в выхлопной системе. Сам же процесс, в котором происходит управление содержанием О2 в выхлопных газах, будет называться лямбда-регулирование.

Если в смеси топлива и воздуха не хватает последнего, значит, угарный газ и углеводород в полном объеме не окисляются. А при его избытке полностью не разлагаются оксиды азота (на O2 и N2).

Лямбда-зонд обычно занимает свое место в выпускной системе. А производители некоторых моделей транспортных средств и вовсе применяют пару кислородных датчиков, при этом один помещается после каталитического нейтрализатора, а второй — до. Ведь с помощью двух кислородных датчиков можно усилить контроль за отработавшими газами и тем самым обеспечить эффективную работу нейтрализатора.

Различают всего 2 вида лямбда-зондов, которые отличаются своей конструкцией: широкополосный и двухточечный.

Двухточечный датчик.

Двухточечный кислородный датчик находится (устанавливается) перед и за нейтрализатором, который является керамическим элементом, подробнее в статье каталитический нейтрализатор. Данное устройство имеет 2-хстороннее покрытие из диоксида циркония. Двухточечный лямбда-зонд осуществляет свои измерения электрохимическим методом: электрод с одной стороны взаимодействует с атмосферой, а с другой — с выхлопными газами.

Принцип действия такого датчика — измерение содержания О2 в атмосфере и в отработавших газах. При разной их концентрации, на концах электрода образуется напряжение. При этом чем выше содержание О2, тем меньше напряжение, и наоборот, чем его содержание ниже, тем напряжение больше.

Таким образом, электрический сигнал поступает от рассматриваемого нами датчика в электронный блок управления системы управления мотором. И уже, ориентируясь на величину такого сигнала, блок управления влияет на работу последнего.

Широкополосный датчик.

Этот вид датчика кислорода лямбда зонд представляет собой более современную, в сравнении с предыдущей, конструкцию: в виде входного датчика каталитического нейтрализатора. В данном устройстве такое значение как «лямбда» определяется с использованием силы тока закачивания.

Широкополосный датчик, в отличие от двухточечного собрата, состоит из 2 керамических элементов, то есть закачивающего и двухточечного.

Под закачиванием здесь следует понимать такой физический процесс, при котором под воздействием некоторой силы тока О2 из отработанных газов осуществляется через закачивающий элемент. Принцип же работы широкополосного датчика состоит в поддержании стабильного напряжения, в размере 450 мВ, между электродами двухточечного элемента, которое возникает за счет изменения силы тока закачивания.

В результате снижения в отработавших газах концентрации кислорода, происходит рост напряжения между электродами керамического элемента. Далее сигнал от этого элемента передается в электронный блок управления, где на основании данного сигнала возникает ток на закачивающем элементе, который и обеспечивает закачку в измерительный зазор, а напряжение, тем самым, достигает нормативное значение. При этом сама величина силы тока является показателем концентрации О2 в отработавших газах. Анализ этой величины также происходит в электронном блоке управления.

При этом наиболее эффективно функционирование кислородного датчика происходит при температуре порядка 300 градусов. А чтобы достичь быстрее эту рабочую температуру, многие автовладельцы оборудуют лямбда-зонд своего авто нагревателем.

Видео

Рекомендую прочитать:

autoepoch.ru

Лямда зонд - Кислородный датчик

Для того, чтобы сделать более понятной тему кислородного датчика и упростить проверку в авторемонтной мастерской, мы хотели бы в данном статье рассмотреть устройство, принцип работы и различные возмож­ности проверки кислородного датчика.

Как правило, работоспособность кислородного датчика проверяется при обычной проверке выхлопных газов двигателя. Так как кислородный датчик подвержен определённому износу, то его нужно регулярно (примерно после каждых 30.000 км пробега) проверять на надёжность работы, например, в рамках технического осмотра.

Для чего нужен кислородный датчик ?

Вследствие ужесточения законов об ограничении вредных автомобильных выхлопов технологии последующей обработки выхлопных газов были значительно улучшены. Для обеспечения оптимальной работы катализатора выхлопных газов требуется оптимальное сгорание топлива. Это достигается за счёт состава рабочей смеси из расчёта 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива (стехиометрическая смесь). Эта оптимальная смесь обозначается греческой буквой λ (лямбда). Показатель лямбда отражает соотношение между теоретической потребностью в воздухе и фактическим его поступлением.

Устройство и принцип действия кислородного датчика

Принцип действия кислородного датчика основан на сравнительном измерении кислорода. Это означает, что остаточное содержание кислорода в выхлопных газах (около 0,3% — 3%) сравнивается с содержанием кислорода (около 20,8%) в окружающем воздухе. Если содержание кислорода в выхлопных газах составляет 3% (обеднённая смесь), то в результате возникшей разницы с содержанием кислорода в окружающем воздухе возникает сигнал напряжением 0,1 вольт. Если содержание кислорода в выхлопных газах меньше 3% (богатая смесь), то напряжение сигнала датчика в результате увеличения разницы с содержанием кислорода в окружающем воздухе возрастает до 0,9 вольт. Измерение остаточного содержания кислорода производится при помощи различных кислородных датчиков.

Измерение заданного напряжения датчика Особенность (датчик изменения температуре напряжений)

Зонд этого типа состоит из продолговатого полого внутри стержня, изготовленного из керамики на основе окиси циркония. этого твёрдого электролита заключается в том, что при около 300 °С он становится проницаемым для ионов кислорода. Обе стенки этого керамического элемента покрыты тонким пористым слоем платины, который служит электродом. С внешней стороны элемент обтекается выхлопными газами, внутренняя часть заполнена воздухом для сравнения. Вследствие различной концентрации кислорода по обеим сторонам происходит обусловленное особенностями керамического элемента перемещение ионов кислорода, которое вызывает образование электрического потенциала. Это напряжение используется как сигнал для управляющего устройства, которое изменяет состав рабочей смеси на основании остаточного содержания кислорода в выхлопных газах. Этот процесс — измерение остаточного содержания кислорода в выхлопных газах и обогащение или обеднение рабочей смеси — повторяется многократно в течение одной секунды, для получения соответствующей стехиометрической смеси.

 Измерение с использованием сопротивления датчика (датчик изменения сопротивлений)

Этот тип датчиков изготовлен из керамики на основе окиси титана – по многослойной технологии. Окись титана имеет свойство изменять своё сопротивление пропорционально содержанию кислорода в выхлопных газах. При высоком содержании кислорода (обеднённая смесь λ > 1) проводимость становится меньше, при малом содержании кислорода (богатая смесь λ < 1)  проводимость лучше. Для работы этого датчика не нужно иметь эталонный воздух для сравнения, однако через систему резисторов к нему должно подводиться от управляющего устройства напряжение 5 вольт. Вследствие падения напряжения на резисторах образуется сигнал, необходимый для работы управляющего устройства.

Оба измерительных элемента размещены в одинаковых корпусах. Защитная трубка предохраняет находящиеся в зоне действия выхлопных газов датчики от повреждений.

Подогрев кислородных датчиков: первые кислородные датчики не имели подогрева, поэтому их нужно было устанавливать рядом с двигателем, чтобы быстрее довести их до рабочей температуры. Сегодня кислородные датчики оснащены автономным подогревом. Поэтому их можно устанавливать на расстоянии от двигателя. Преимущество: они больше не подвергаются высоким тепловым нагрузкам. Благодаря автономному подогреву они быстро разогреваются до рабочей температуры, поэтому отрезок времени, в течение которого кислородный датчик не выполняет свои функции, очень мал. Также устраняется опасность переохлаждения на холостом ходу, когда температура выхлопных газов низкая. Кислородные датчики с подогревом имеют очень малое время срабатывания, что положительно влияет на скорость управления.

Широкополосные кислородные датчики

Кислородный датчик показывает обеднённый или богатый характер рабочей смеси в области λ = 1. С помощью широкополосного датчика мы получаем возможность получать точные значения λ как в области обеднённой (λ > 1), так и в области богатой (λ < 1) смеси. Датчик вырабатывает точный электрический сигнал, поэтому можно устанавливать любую паспортную характеристику, например, для дизельных двигателей, ДВС, работающих на обеднённой смеси, газовых двигателях и двигателях на газовых тепловых элементах. Широкополосный датчик работает, как и обычный датчик, по принципу сравнения с наружным воздухом. Дополнительно он имеет электрохимическую ячейку: нагнетательную ячейку. Через небольшое отверстие в ней выхлопной газ попадает в измерительную камеру — диффузионную щель. Для того, чтобы точно определить X здесь происходит сравнение содержания кислорода в наружном воздухе, служащем эталоном. Для получения управляющего сигнала к нагнетательной ячейке приложен электрический потенциал. Благодаря этому напряжению кислород из выхлопных газов подаётся в диффузионную щель или отводится из неё. Управляющее устройство регулирует величину напряжения таким образом, чтобы в диффузионной щели состав газов оставался постоянно равным λ =1  Если смесь обеднённая, то через нагнетательную ячейку кислород отводится наружу. Образуется положительный ток. Если смесь богатая, кислород из эталонного воздуха подаётся внутрь. Образуется отрицательный ток. При λ = 1 в диффузионную щель кислород не подаётся, ток равен нулю. Управляющий прибор оценивает этот ток, задаёт λ и, следовательно, состав рабочей смеси.

Использование нескольких кислородных датчиков

В V-образных и оппозитных двигателях с двухпоточным отводом выхлопных выхлопных газов используется обычно два датчика. Для каждого ряда цилиндров имеется свой собственный контур регулирования, который может составом смеси. Но и в двигателях по рядной схеме устанавливаются кислородные датчики для отдельных групп цилиндров (например, для цилиндров (1-3 и 4-6). В новейших двенадцатицилиндровых двигателях применяется до восьми кислородных датчиков. После введения процедуры EOBD должна проверяться работоспособность катализатора. Для этого дополнительные кислородные датчики устанавливаются после катализатора. С их помощью определяется способность катализатора накапливать кислород. Задача датчика, установленного после катализатора такая же, как и датчика, установленного перед катализатором. В управляющем устройстве сравниваются амплитуды кислородных датчиков. Вследствие способности катализатора накапливать кислород, амплитуды напряжения датчика, расположенного после катализатора, очень малы. Если накопительная способность катализатора падает, то амплитуды напряжения датчика после катализатора возрастают вследствие повышенного содержания кислорода. Высота амплитуд, которые возникают в датчике после катализатора, зависит от конкретной накопительной способности катализатора в данный момент, и изменяются с изменением числа оборотов и нагрузки. Поэтому при сравнении амплитуд учитываются также нагрузка и число оборотов. Если, несмотря на это, амплитуды напряжений обоих датчиков примерно одинаковы, накопительная способность катализатора исчерпана, например, в результате старения.

Диагностика и контроль с помощью кислородного датчика

В автомобилях, оснащённых собственной системой диагностики, возникающие в цепи регулирования неисправности распознаются самостоятельно и регистрируются в банке неисправностей. Сигнал неисправности показывается, как правило, миганием контрольной лампочки состояния двигателя. Для определения причины неисправности достаточно открыть с помощью прибора для диагностики банк регистрации неисправностей. Более старые системы не в состоянии определить, возникла ли данная неисправность по причине неисправной детали или, например, из-за дефекта кабеля. В этом случае автомеханик должен применить и другие способы проверки. В ходе EOBD в процесс проверки кислородных датчиков были включены: крепление проводников, эксплуатационное состояние, проверка на короткое замыкание на массу управляющего устройства, короткое замыкание на плюс, разрыв кабеля и старение кислородного датчика. Для определения сигналов кислородных датчиков в управляющем устройстве используется частота сигнала. Помимо этого, устройство рассчитывает следующие данные: максимальное и минимальное значения распознаваемого напряжения, время между положительным и отрицательным срезом, диапазон регулирования датчика по величине для обеднённой и богатой смеси, порог регулирования, напряжение датчика и длительность периода.

Как определяется максимальное и минимальное напряжение?

При запуске двигателя все старые значения минимум и максимум, сохранённые в управляющем устройстве, стираются. Значения минимум и максимум, задаваемые нагрузкой и числом оборотов, устанавливаются во время езды.

Расчёт времени между положительным и отрицательным срезом.

Если порог регулирования в результате скачка напряжения превысил верхний предел, то включается замер времени между положительным и отрицательным срезами. Если порог регулирования в результате скачка напряжения упал ниже нижнего предела, то замер времени прекращается. Отрезок времени между началом и окончанием замера времени измеряется счётчиком.

Распознавание старого или засорённого кислородного датчика.

Если датчик сильно состарился или, например, засорился топливными добавками, то это оказывает влияние на сигнал датчика. Сигнал датчика сравнивается с сохранённым сигналом. Медленно реагирующий датчик распознаётся, например, по периоду длительности сигнала, и регистрируется как неисправность.

Проверка кислородного датчика с помощью пользования осциллоскопа, тестера,тестера кислородного

Обычно перед каждой проверкой должен проводиться визуальный контроль, чтобы быть уверенным в том, что кабель и разъём исправны. Прибор для контроля выхлопных газов не должен показывать утечек. Для измерительным прибором рекомендуется использовать удлинитель. Нужно следить за тем, чтобы регулирование ? в отдельных эксплуатационных режимах было выключено, например, во время холодного запуска, до датчика, достижения рабочей температуры и при полной нагрузке.

Прибор проверки выхлопных газов

Одним из самых быстрых и простых способов проверки является измерение с помощью четырёхконтурного прибора контроля выхлопных газов. Проверка проводится в обычном для такого контроля режиме. При нагретом двигателе снимают шланг, как бы добавляя излишний мешающий воздух. Вследствие изменившегося состава выхлопных газов изменяется рассчитанный и показанный тестером показатель λ. При определённом значении λ система подготовки рабочей смеси должна распознать его и в течение определённого времени (как и при AU, равном 60 секундам) произвести регулировку. Если мешающую излишнюю величину убрать, то значение λ должно вернуться в первоначальное пол­ожение. Обычно при этом должны учитываться размеры мешающей величины и значения λ, данные производителем. При этом способе проверки определяется общая работоспособность регулятора λ. Проведение проверки электрическими методами невозможно. При этом способе существует опасность того, что современные системы управления двигателем, несмотря на та неработающий регулятор λ, благодаря точному распознаванию нагрузки , будут готовить рабочую смесь так, чтобы λ = 1.

 

 

Проверка с помощью тестера

Для проверки нужно использовать только высокоомный тестер с цифровой или аналоговой шкалой. Тестер с небольшим внутренним сопротивлением (обычно аналогового типа)будет сильно перегружать сигнал кислородного датчика и искажать его. Вследствие быстрого измен­ения напряжения лучше всего сигнал изучать на аналоговом приборе. Тестер включается параллельно сигнальному проводнику (чёрный проводник, смотри электрическую схему) кислородного датчика. Шкалу тестера установить на 1 или 2 вольта. После запуска двигателя на шкале появляется значение между 0,4-0,6 вольт (рекомендуемое напряжение). После достижения эксплуатационной температуры двигателя и кислородного датчика прежде устойчивое напряжение начинает изменяться между 0,1 и 0,9 вольт. Для достижения правильного результата измерения двигатель должен работать на скорости 2.500 оборотов. Благодаря этому обеспечивается нагревание датчиков, работающих без системы подогрева, до эксплуатационной температуры. Иначе, вследствие недостаточной температуры выхлопных газов в режиме холостого хода, существует опасность того, что датчик, работающий без системы подогрева, охладится и не будет генерировать никаких сигналов.

Проверка с помощью осциллоскопа

С помощью осциллоскопа нагляднее всего представить сигнал кислородного датчика. Основным условием, как и при проверке с помощью тестера, является разогрев двигателя, а также датчика до эксплуатационной температуры. Осциллоскоп подключается к сигнальному проводнику. Диапазон измерений зависит о типа осциллоскопа. Если прибор оснащён системой автоматического распознавания сигнала, то она должна быть включена. При ручной системе регулирования устанавливаем шкалу напряжений на 1-5 вольт и время на 1-2 секунды.

 

Вращение двигателя должно составлять примерно 2.500 оборотов. Переменное напряжение изображается в виде синусоиды. Этот сигнал характеризуется следующими параметрами: высота амплитуды (максимальное и минимальное напряжение 0,1 -0,9 вольт), время срабатывания и длительность периода (частота примерно 0,5-4 Гц, то есть до четырёх раз в секунду)

Проверка тестером кислородного датчика

Различные производители предлагают для проверки кислородных датчиков специальные тестеры. Этот прибор показывает работоспособность кислородного датчика при помощи светодиодов. Подключение производится, как и при использовании тестера и осциллоскопа, к сигнальному проводнику кислородного датчика. Как только датчик достигнет рабочей температуры и начнёт работать, светодиоды начнут мигать — в зависимости от состава рабочей смеси и прохождения напряжения (0,1-0,9 вольт) датчика. Все данные по установке данных прибора приводятся для измерения напряжения кислородного датчика из оксида циркония (принцип скачка напряжения). Для датчиков из оксида титана устанавливается диапазон 0-10 вольт, измеряемые напряжения колеблются в пределах 0,1-5 вольт. Следует руководствоваться данными производителя. Наряду с электронным контролем выводы о работоспособности датчика позволяет сделать также состояние защитной трубки собственно элемента датчика:

Защитная трубка покрыта толстым слоем копоти: двигатель работает на слишком богатой смеси. Датчик нужно заменить и устранить причины, ведущие к образованию богатой смеси, чтобы предотвратить новое загрязнение зонда копотью.

Блестящие отложения на защитной трубке: использования топлива с большим содержанием свинца. Свинец разрушает элемент датчика. Датчик нужно заменить, также нужно проверить катализатор. Заменить топливо, содержащее свинец, на топливо без свинца.

Светлые (белые или серые) отложения на защитной трубке: в двигателе сгорает масло, дополнительная присадка к топливу. Датчик нужно заменить, а также устранить причины сгорания масла.

Неправильная установка: в результате неправильной установки можно повредить кислородный датчик так, что он больше не будет обеспечивать надёжную работу. При установке нужно пользоваться только специальным монтажным инструментом, обращать внимание на величину крутящего момента.

Проверка датчика

 

Проверяется внутреннее сопротивление и подача напряжения на подогрева нагревательный элемент. Для этого отсоединить разъём кислородного кислородного датчика. Омметром со стороны датчика замерить сопротивление нагревательного элемента на обоих проводниках. Оно должно быть в пределах между 2 и 14 Ом. Замерить вольтметром подачу напряжения со стороны автомобиля. Напряжение должно составлять > 10,5 вольт (напряжение сети).

 

Существует целый ряд типичных дефектов кислородных датчиков, которые возникают очень часто. Предлагаемый перечень показывает, какие причины могут вызвать неисправность:

Если кислородный датчик подлежит замене, то при установке нового датчика следует соблюдать следующие требования:

  • используйте для снятия и установки только специальный инструмент
  • проверьте сохранность резьбы на устройстве для отвода выхлопных газов
  • используйте только ту смазку, которая специально предназначена для кислородных датчиков
  • избегайте попадания на измерительные элементы датчика влаги, масла, смазки, моющих и противокоррозийных средств
  • соблюдайте величину крутящего момента при затягивании резьбы М18х1,5, равную 40-52 ньютонометров.
  • при прокладке соединительных проводников следите за тем, чтобы они не соприкасались с горячими, движущимися предметами и острыми кромками
  • прокладывайте соединительные проводники нового датчика по возмо­жности так, как это было сделано на старом кислородном датчике
  • сохраните запас при монтаже соединительных проводников, чтобы они не оборвались при колебаниях и вибрации устройства для отвода выхлопных газов
  • предупредите клиента о том, чтобы он не использовал металлосодержащие присадки и топливо, содержащее свинец
  • не используйте кислородные датчики, упавшие на пол, или имеющие механические повреждения

www.avtodiagnostika.info

Есть ли разница в верхнем и нижнем лямбда зондах?

С конца 80-х годов у большинства автомобилей появилась такая деталь, как датчик содержания кислорода в выхлопных газах. Лямбда-зонд, О-2 датчик, кислородный датчик (Oxygen Sensor) — так по разному могут называть эту небольшую, но важную детальку. Это связано с началом выпуска автомобилей с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов.  14.7 частей воздуха и 1 часть топлива — именно такой состав обеспечивает максимальное сгорание топливно-воздушной смеси. Лямбда-зонд предназначен как раз для того, что бы помогать «мозгам»(ECU) поддерживать эту пропорцию. В зависимости от содержания кислорода в выхлопе датчик выдаёт соответствующее напряжение и ECU корректирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

В сути своей ЛЯМДА-ЗОНД – это батарейка с керамическим электролитом, содержащим диоксид циркония и электродами из платины. Электролит оживает только при температуре 300-350 С, поэтому ЛЯМДА-ЗОНД обязательно надо разогревать. Разность потенциалов между электродами возникает при соприкосновении электродов с воздушной смесью с различным содержанием кислорода. Элемент исполнен таким образом, что при снижении количества кислорода у одного электрода ниже критического уровня ЭДС этой батарейки резко растет от 0 до 1 вольта (и наоборот). Критический уровень кислорода соответствует остатку кислорода при сгорании оптимальной топливной смеси. Это свойство ЛЯМДА-ЗОНД используется для организации регулирования топливной смеси через блок управления ECU. 

Как взаимосвязаны катализатор и лямбда-зонд? Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания. В противном случае способность катализатора доокислять вредные примеси будет недостаточной и недолгой. Учитывая вышесказанное, становится ясно, что катализатору необходимо наличие лямбда-зонда, а вот лямбда-зонду нужен ли катализатор? Будет ли он правильно работать, если катализатор, к примеру, удалён? Попробуем ответить: датчик стоит перед катализатором и измеряет содержание кислорода в газах именно перед ним, и после удаления катализатора так и будет продолжать измерять дальше, то есть наличие или отсутствие катализатора никак не влияет на сигналы, которые даёт верхний лямбда-зонд, на них влияет только количество кислорода. Другое дело, когда стоят два кислородных датчика — один до (верхний), а другой после катализатора (нижний датчик). На основании сигналов от нижнего датчика происходит дополнительная корректировка состава смеси. Содержание кислорода после прохождения газов через катализатор конечно же меняется, и вот тогда его (нижнего датчика) отсутствие может отрицательно сказаться на процессе образования топливно-воздушной смеси.

Можно ли отключать лямбда-зонд? После замены катализатора на пламегаситель, наличие второго лямбда-зонда, как детали обеспечивающей в числе прочего качественную работу катализатора, становится не важным, поэтому часто возникает вопрос: можно ли эксплуатировать автомобиль совсем без нижнего лямбда-зонда? Здесь одного решения для всех нет. Наиболее просто и правильно эта задача решается в том случае, если у данного автомобиля предусмотрена возможность перепрограммировать ECU на режим работы без катализатора, как, например, у большинства BMW с мозгами Бош (Сименс не перепрограммируется). В этом случае после удаления катализатора меняется программа управления и второй лямбда-зонд просто снимается и всё. У некоторых марок автомобилей перепрограмирование невозможно и если неисправность датчика сильно влияет на работу мотора, тогда выхода нет — должен стоять исправный датчик. Так же у многих автомобилей неисправность или отсутствие л-зонда практически не сказывается ни на динамике, ни на расходе топлива, такой плюс есть, например, у большинства Тойот и Мерседесов начала 90-х годов. В таком случае можно спокойно эксплуатировать машину и без датчика, но конечно ещё лучше, когда всё в порядке. Итак, нижний датчик, который устанавливается позади катализатора, измеряет содержание кислорода и этой точке. Это необходимо в следующих целях: • чтобы оптимизировать регулировку подачи топлива;  • чтобы отслеживать старение верхнего датчика;  • чтобы контролировать работу катализатора. 

Взаимозаменяемы ли датчики от различных автомобилей? Лямбда-зонды отличаются друг от друга резьбовой частью, наличием подогрева, количеством проводов и соединительным разъёмом. А принцип работы и сам рабочий элемент у всех датчиков практически одинаковые. Поэтому если у вашего датчика три провода и резьба 18х1.5, то можете смело ставить универсальный датчик с такими же параметрами или, например, от ВАЗ 2110. Датчик работать будет правильно, а его надёжность и долговечность будет зависеть уже от производителя. Если не доверяете «жигулёвским деталям», а нужного вам датчика нет в наличии, то в магазинах можно найти универсальный датчик практически любого типа. Главное не перепутать при перепаивании провода. Даже различие резьбы не так страшно. На большинстве японских автомобилей резьба лямбда-зонда меньшего диаметра, чем у европейских, и если только датчик стоит не в чугунном коллекторе, то можно просто вварить гайку с нужной резьбой. Единственно нужно помнить о том, что попытка сэкономить небольшую сумму очень часто выливается в ещё большие потери, и прежде чем что-либо переделывать в своей машине, лучше как следует подумать.

zelzap.ru

Датчик кислорода (Oxigen Sensor)

Датчик кислорода (Oxigen Sensor)

 

 Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах. Его количество зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Датчик выдаёт информацию на блок EFI в виде напряжения или изменения сопротивления. По этим данным блок EFI регулирует количество впрыскиваемого бензина в цилиндры. 

Существует такой параметр топливо-воздушной смеси, как l (лямбда) - коэффициент избытка воздуха. Он показывает во сколько раз количество воздуха в смеси превышает стехиометрическое значение (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива). 

Двигатель может работать при значениях  l = 0,85-1,3 . Значения меньше 1 соответствуют богатой смеси, больше 1 - бедной. 

Принцип действия

Существуют два типа датчиков определения концентрации кислорода в выхлопных газах, это датчики на основе двуокиси циркония или циркониевые и на основе двуокиси титана. Первые работают по принципу выработки напряжения, вторые - изменения сопротивления.

Датчики на основе двуокиси титана широкого распространения не получили, поэтому их рассматривать не будем, а рассмотрим циркониевые.

Датчик концентрации кислорода в выхлопных газах расположен на выпускном коллекторе. По сути своей датчик является гальванической батареей, содержащей цилиндрический электрод из двуокиси циркония, который изнутри и снаружи покрыт платиной. Наружная сторона электрода находится в атмосфере, а внутренняя - в выхлопных газах. Пористое керамическое покрытие предохраняет электрод от разрушения выхлопными газами.

Воздух из атмосферы действует как один полюс батареи, а выхлопные газы, как другой, а двуокись циркония - как электролит. Чем выше содержание кислорода, тем ниже разность потенциалов, тем ниже напряжение на выводах датчика (0,45 Вольт или меньше). При низком содержании кислорода (богатая смесь), разность потенциалов высока и выходное напряжение выше (от 0,45 до 1 Вольта).

Особенность циркониевых датчиков в том, что они имеют "релейную" характеристику, т.е. скачкообразное изменение напряжения при малых изменениях l. Так при l = 1,02 напряжение около нескольких милливольт, а при  = 0,98 - около вольта (см. график на рис.1). 

Рис.1

Принцип работы следующий: на установившемся режиме сигнал с датчика кислорода имеет вид - рис.2. Это происходит, потому что во время работы постоянно меняется состав топливо-воздушной смеси в пределах l от 0,97 (0,98) до 1,02 (1,03). При значении l = 0,97 с датчика поступает сигнал большого напряжения, "говорящий" блоку EFI, что смесь богатая. Блок EFI корректирует подачу топлива в сторону уменьшения и содержание кислорода в выхлопных газах возрастает, что и фиксирует датчик кислорода резким уменьшением напряжения. В свою очередь блок EFI увеличивает подачу топлива. Таким образом получается замкнутый цикл, см. рис.3.

Рис.2

Рис.3

Следует отметить, что циркониевый датчик начинает работать после прогрева до температуры 300 - 400 0С. До прогрева датчика компьютер осуществляет работу двигателя без учёта сигнала этого датчика. После прогрева датчика компьютер осуществляет регулировку работы двигателя с учётом сигнала с данного датчика и обеспечивает стехиометрическое соотношение топлива и воздуха в смеси во всём диапазоне частот вращения и нагрузок. Исключение - режим максимальной мощности (богатая смесь l  = 0,86 -0,88), режим ускорения (обогащённая смесь) и торможения двигателем (сильно бедная смесь).

Важным параметром для датчика кислорода является время срабатывания - это время, за которое напряжение на выходе с датчика изменяется от одного значения до другого. Как правило неисправность датчиков заключается именно в большом времени срабатывания, а так как при этом выдаваемое напряжение лежит в рабочем диапазоне, то блок EFI эту неисправность сам определить не может. 

Ресурс и периодичность контроля работоспособности

Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс циркониевых 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.

Контролируемые параметры при проверке датчика кислорода

1. при значении l = 0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на выходе с датчика должно быть не менее 0,65 В; 2. при значении l = 1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на выходе с датчика 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 0С не более 10 кОм.

 japcar.ru  

27.06.2003

 

demio121.narod.ru


Смотрите также