Все, что следует знать автовладельцу о лямбда-зонде — датчике кислорода. Датчик кислорода двигателя


Про лямбда-зонд. — DRIVE2

Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах, состав которых зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Информация, которую выдает датчик в виде напряжения (или изменения сопротивления), используется электронным блоком управления впрыском (или карбюратором) для корректировки количества подаваемого топлива.Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их "дожигание" в каталитическом нейтрализаторе.Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха — отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9.

Общие сведения

В справочной литературе датчик может называться по-разному: кислородный датчик, регулятор "лямбда", лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода в отработавших газах. Кислородные датчики бывают двух типов: электрохимические и резистивные. Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй — работает, как резистор, изменяя свое сопротивление от условий среды, в которой находится.Наибольшее распространение в настоящее время получили электрохимические датчики кислорода. В них используется свойство диоксида циркония создавать разность электрических потенциалов (напряжение) при разной концентрации кислорода (в отработавших газах и окружающем воздухе).При нормальной работе системы подачи топлива напряжение, вырабатываемое датчиком кислорода, может изменяться несколько раз в секунду. Это позволяет приготавливать и поддерживать необходимый состав топливной смеси практически на любом режиме работы двигателя.

Устройство датчика кислорода.

Устройство датчика кислорода:1- металлический корпус с резьбой.2 — уплотнительное кольцо.c 3 — токосъемник электрического сигнала.4 — керамический изолятор.5 — проводка.6 — манжета проводов уплотнительная.7 — токопроводящий контакт цепи подогрева.8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха.9 — подогрев.10 — наконечник из керамики.11 — защитный экран с отверстием для отработавших газов.

Основная часть датчика — керамический наконечник, сделанный на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхности которого методом напыления наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания отработавших газов во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой. Керамический наконечник находится в потоке отработавших газов, поступающих через отверстия в защитном экране. Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300-350'С. Поэтому, для быстрого прогрева после пуска двигателя, современные датчики снабжают электрическим нагревательным элементом, представляющим из себя керамический стержень со спиралью накаливания внутри. Датчики кислорода с различным количеством проводов: провод сигнала, провод "массы" сигнала, провод питания подогрева, провод "массы" подогрева. Датчики без нагревателя могут иметь один, или два сигнальных провода, датчики со встроенным электрическим нагревателем — три или четыре провода. Как правило, провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных — к сигнальному проводу. Все элементы датчика кислорода изготовлены из жаростойких материалов, так как его рабочая температура может достигать 950°С. Выходящие провода имеют термостойкую изоляцию.

Место установки датчика кислорода.

В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательными элементами — перед нейтрализатором.В некоторых автомобилях в каталитическом нейтрализаторе установлен датчик температуры, который не следует путать с кислородным. Иногда устанавливается два кислородных датчика — до нейтрализатора и после него.

Маркировка датчиков:

На каждом датчике кислорода, как правило, обозначено: наименование страны-изготовителя; наименование и (или) товарный знак изготовителя; условное обозначение типа.

Ресурс и периодичность контроля работоспособности

Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кислорода составляет от 60 до 80 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации, нарушение которых резко сокращает срок службы. Рекомендуется проверять датчики кислорода при каждом техническом обслуживании автомобиля.

Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода

1. Применение этилированного бензина или несоответствующей марки топлива.2. Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон.3. Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д.4. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны.5. Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания.6. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств.7. Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика.8. Негерметичность в выпускной системе.

Возможные признаки неисправности датчика кислорода1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.2. Повышенный расход топлива.3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля.4. Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя.5. Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния.6. На некоторых автомобилях загорание лампы "СНЕСК ЕNGINЕ" при установившемся режиме движения.

Правила снятия и установки датчика

1. Демонтаж датчика, во избежание повреждений, производят только на холодном двигателе, перед этим отсоединяют провода датчика (при выключенном зажигании).2. Перед заменой датчика необходимо проверить его маркировку, которая должна соответствовать указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля.3. Производят внешний осмотр, чтобы:убедиться в отсутствии механических повреждений;проверить наличие уплотнительного кольца; o проверить наличие на резьбовой части специальной противопригарной смазки.4. Заворачивают от руки датчик кислорода до упора и затягивают с усилием 3,5-4,5 кгм. Соединение должно быть герметичным.5. Соединяют электрический разъем (разъемы).6. Проверяют работоспособность по контролируемым параметрам.

В некоторых случаях датчик крепится к выпускному трубопроводу с помощью специальной пластины. Между пластиной и выпускным трубопроводом должна находиться специальная герметизирующая прокладка.

Основные контролируемые параметры

Проверка параметров датчика кислорода осуществляется при достижении им рабочей температуры (350+50°С) с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.

Контролируются следующие параметры:

1. при значении Лямбда=0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;2. при значении лямбда=1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;3. время срабатывания при обедненной горючей смеси — не более 250 мс;4. время срабатывания при обогащенной горючей смеси — не более 450 мс;5. сопротивление при температуре 350 + 50 "С не более 10кОм.

Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!

Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.

Датчик кислорода — он же лямбда-зонд — устанавливается в выхлопном коллекторе таким образом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика. Материал его как правило циркониевый (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Уровень этого сигнала, для датчиков систем впрыска конца 80-х — начала 90-х годов, может быть низким (0,1…0,2В) или высоким (0,8…0,9В). Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями "Больше" и "меньше" очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.

Лямбда-зонды бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда-регулированием). Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. Земля этго датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение. Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного земляного провода сигнальной цепи. Недостатки таких зондов: рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. До достижения этой температуры датчик не работает и не выдает сигнала. Стало быть необходимо устанавливать этот датчик как можно ближе к цилиндрам двигателя, чтобы он подогревался и обтекался наиболее горячим потоком выхлопных газов. Процесс нагрева датчика затягивается и это вносит задержку в момент включения обратной связи в работу контроллера. Кроме того, использование самой трубы в качестве проводника сигнала (земля) требует нанесения на резьбу специальной токопроводящей смазки при установке датчика в выхлопной трубопровод и увеличивает вероятность сбоя (отсутствия контакта) в цепи обратной связи.

Указанных недостатков лишены трех- и четырехпроводные лямбда зонды. В трехпроводный ЛЗ добавлен специальный нагревательный элемент, который включен как правило всегда при работе двигателя и, тем самым, сокращает время выхода датчика на рабочую температуру. А так же позволяет устанавливать лямбда-зонд на удалении от выхлопного коллектора, рядом с катализатором. Однако остается один недостаток — токопроводящий выхлопной коллектор и необходимость в токопроводящей смазке.

Этого недостатка лишен четырехпроводный лямбда-зонд — у него все провода служат для своих целей — два на подогрев, а два — сигнальные. При этом вкручивать его можно так как заблагорассудится.

Несколько слов о взаимозаменяемости датчиков. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева. При этом необходимо смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Самое выгодное — в параллель к цепи питания электробензонасоса. Не допускается обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более- проводных. Работать не будет. Ну и конечно необходимо, чтобы резьба датчика совпадала с резьбой, нарезанной в штуцере.

Как понять насколько работоспособен датчик? Ввобще-то для этого потребуется осциллограф. Ну или специальный мотор-тестер, на дисплее которого можно наблюдать осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересными являются пороговые уровни сигналов высокого и низкого напряжения (со временем, при выходе датчика из строя, сигнал низкого уровня повышается (более 0,2В — криминал), а сигнал высокого уровня — снижается (менее 0,8В — криминал)), а также скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Есть повод задуматься о предстоящей замене датчика, если длительность этого фронта превышает 300 мсек. Это усредненные данные. В реальной жизни для оценки состояния лямбда-зонда необходимо провести цикл измерений. Не имея под рукой мотор-тестера или осциллографа определить неисправность лямбда-зонда можно пользуясь бортовой системой диагностики, существующей в контроллере системы впрыска, которая фиксирует в своей памяти случаи, когда сигнал с ЛЗ выходил за определенные пределы. Фиксация неисправностей производится при помощи запоминания специальных кодов, которые могут быть считаны в тестовом режиме. Однако не всегда можно с уверенностью поставить четкий диагноз о неисправности лямбда-зонда пользуясь только бортовой системой диагностики. Об этом стоит помнить! Не поленитесь съездить на диагностику. Но в некоторых случаях можно с большой степенью уверенности утверждать, что лямбда-зонд вышел из строя и подлежит замене.

На что менять? Самое лучшее — это менять датчик на такой, какой стоит в списке запчастей для Вашего автомобиля. В таком случае гарантия работоспособности системы после замены будет 100%. Но не всегда по финансовым соображениям выгодно гоняться за оригинальными каталожными датчиками. Ведь тот же Bosch выпускает лямбда-датчики и для других моделей. И они по принципу работы одинаковы, а внешне очень похожи. Ну и что, что каталожный номер будет стоять другой. При правильной установке и грамотном подборе можно сэкономить весьма кругленькую сумму, купив "жигулевский" датчик от фирмы Bosch за 10-20$ вместо точно такого же по сути, но фирменного за 100$ и работать он будет ничуть не хуже.

Итак: Вы походили по магазинам и купили заветный кусочек металла с проводами…

Внимание: Кислородный датчик содержит очень хрупкие керамические ячейки. Во избежание повреждения новый ЛЗ не следует ронять, стучать по нему…

Порядок замены ЛЗ таков:• Отсоединить кабель ЛЗ от электропроводки.• Снять старый ЛЗ используя подходящий ключ. Лучше если это будет высокая головка или накидной — так вероятность повредить грани приржавленного ЛЗ будет меньше. Снимать датчик стоит при работающем двигателе. Т.е. пока трубопровод и датчик горячий. В противном случае есть вероятность отломать датчик или сорвать резьбу, т.к. металл сжимается и выворачивать очень трудно. Выкручивайте датчик до тех пор, пока из отверстия не пойдет дымок. Потом глушите машину и откручивайте совсем.• Отрезать аккуратно провода от старого ЛЗ и соединить с проводами нового, которые тоже придется отрезать от колодки. Схема соединения зависит от того — какой ЛЗ Вы купили. Но обычные цвета и предназначение проводов даны чуть ниже, на картинках.• Провода подогрева белого цвета (полярность не имеет значения), а сигнальный провод — черный.• Четвертый (незадействованный ранее) провод стоит вывести и надежно прикрутить к массе двигателя. Проверить также соединение двигателя с массой корпуса.• Вкрутить новый ЛЗ. Если он четырехпроводный, то токопроводящая смазка не нужна. Достаточно графитовой — для смазки резьбовых соединений.• Соединение проводов не стоит осуществлять скруткой проводов — этот вариант ненадежен и долго не проживет. Самое лучшее — это спаять все положенные провода и хорошенько заизолировать. Паять провода стоит до того, как ЛЗ установлен в трубе, т.е. на столе.• После замены рекомендуется обнулить память контроллера путем снимания на несколько секунд (-)клеммы с аккумулятора. Только подумайте предварительно — не отключатся ли у вас какие нибудь электроприборы типа магнитол, CD-чейнджеров и пр. и не встанут ли они после этого на код. Это важно.

www.drive2.ru

Датчик кислорода. Описание. Назначение

Датчик концентрации кислорода или лямбда-зонд предназначен для определения в отработавших газах уровня кислорода. Эффективная (экологичная и экономичная) работа мотора обеспечивается за счет постоянного уровня соотношения в топливной смеси топлива и воздуха во всех рабочих режимах. Процесс контроля над содержанием в выхлопных газах кислорода называется лямбда-регулированием.

В случае недостатка в топливно-воздушной смеси воздуха, не происходит полного окисления угарного газа и углеводородов. При перенасыщении воздухом, с другой стороны, не происходит полного разложения на кислород и азот.

В выпускной системе устанавливается лямбда-зонд. Следует сказать, что на определенных моделях машин применяется не один датчик кислорода, а два. При этом один устанавливают за каталитическим нейтрализатором, а другой – после. Использование двух датчиков способствует усилению контроля над составом выхлопных газов и обеспечению наиболее эффективной работы нейтрализатора.

Кислородный датчик может быть двухточечным или широкополосным.

Первый устанавливают и после нейтрализатора, и перед ним. Двухточечный датчик кислорода осуществляет фиксацию коэффициента излишнего воздуха топливной воздушной смеси в соответствии с величиной концентрации в выхлопных газах кислорода.

Конструкция представлена в виде керамического элемента, который имеет двустороннее покрытие из диоксида циркония. Проверка датчика кислорода производится электрохимическим методом. С одной стороны электрод контактирует с отработавшими газами. С другой стороны – с атмосферой. При разном содержании кислорода на концах электрода создается напряжение. Чем выше уровень (топливная смесь считается обедненной), тем напряжение ниже. Соответственно, чем выше концентрация (смесь считается обогащенной), тем напряжение больше.

Датчик кислорода электрический сигнал отправляет в электронный контрольный блок в системе управления мотора. В соответствии с уровнем сигнала, осуществляется воздействие на исполнительные структуры тех систем в автомобиле, которые находятся под управлением этого контрольного блока.

Конструкция широкополосного датчика представлена в виде закачивающего и двухточечного элемента. Определение значения «лямбда» осуществляется с применением силы тока при закачивании. Используется это устройство как входной датчик кислорода каталитического нейтрализатора. Под закачиванием понимают процесс физического характера. В ходе закачивания из газов кислород проходит сквозь закачивающий элемент под влиянием силы тока. Принцип, по которому действует устройство, основывается на способности постоянно поддерживать напряжение в 450 мВ в двухточечном элементе между электродами за счет изменения при закачивании силы тока.

Понижение содержания кислорода в газах (при обогащенной топливной смеси) сопровождается увеличением напряжения между имеющимися в двухточечном керамическом элементе электродами. Сигнал подается от элемента в электронный контрольный блок. На основании сигнала на закачивающем элементе вырабатывается ток с определенной силой.

В свою очередь, ток способствует закачке в измерительный зазор. Напряжение, таким образом, достигает определенного значения. При этом показатель силы тока являет собой меру концентрации кислорода в газах. Анализ и преобразование в управляющие воздействия на устройства исполнения в системе впрыска осуществляется блоком управления.

При обедненной топливной смеси функционирование широкополосного устройства происходит аналогичным образом. Отличием является то, что из измерительного зазора под воздействием тока осуществляется выкачивание наружу кислорода.

fb.ru

функции, неисправности и их устранение, видео

Далеко не всем современным автолюбителям известно, что лямбда-зонд выполняет одну из основных функций в работе ДВС и выхлопной системы. Без него фактически невозможна нормальная работа мотора. Предлагаем вам узнать, что это такое, зачем нужен, где находится и за что отвечает первый или верхний лямбда-зонд, почему он выходит из строя и как его почистить.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что такое лямбда-зонд?

Какой лучше, для чего нужен верхний лямбда-зонд и где находится? Для начала стоит разобраться в том, что же это такое. Подробнее о назначении и принципе работе будет сказано ниже.

Назначение

Место монтажа лямбда-зондов

Лямбда-зонд представляет собой кислородный датчик — это такое устройство сопротивления, которое находится в выпускном коллекторе. Благодаря информации, которую отправляет лямбда-зонд, блок управления двигателем может поддерживать определенный состав горючей смеси. Кислородный датчик посылает электрический приборам сигнал, если в камеру поступает слишком богатая или бедная топливно-воздушная смесь. В результате информации, которую отправил лямбда-зонд, бортовой компьютер авто корректируется подачу горючей смеси.

По теоретическим данным, которые часто бывают далеки от практических, для сгорания одного килограмма горючей смеси необходимо около пятнадцати килограмм кислорода. Соответственно, если кислородный датчик работает не корректно, то это напрямую повлияет на то, как будет работать мотор в целом. Кроме того, это может отразиться на расходе топлива.

Что такое универсальный лямбда-зонд и для чего он нужен — понятно, но как же он выглядит? Ведь далеко не каждый автолюбитель понимает, что с виду представляет собой это устройство. Тем более, если вы планируете произвести самостоятельную диагностику устройства,то необходимо разобраться в принципе его работы. С этой информацией вы ознакомитесь ниже.

Устройство и принцип работы

Устройство кислородного датчика

Итак, для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле и какой его принцип работы? Перед тем, как ответить на эти вопросы, лучше будет разобраться в устройстве элемента.

Универсальный кислородный датчик состоит из следующих компонентов:

  1. Непосредственно сам корпус. Универсальный лямбда-зонд сопротивления имеет металлический корпус, оснащенный нарезной резьбой для правильного монтажа.
  2. Керамический изолятор.
  3. Уплотнительное кольцо.
  4. Керамический наконечник.
  5. Провода, а также манжеты для их правильного уплотнения.
  6. Для того, чтобы обеспечить вентиляцию устройства, применяется специальный корпус, оснащенный дополнительным отверстием.
  7. Контакт, по которому проходит ток.
  8. Дополнительный щиток, именующийся защитным, поскольку оснащен специальным отверстием, необходимым для выпуска выхлопных газов.
  9. Также универсальный датчик оснащается спиралью, установленной в отдельном резервуаре (автор видео — Витя Крякушкин).

Следует отметить, что отличительной особенностью, которой характеризуется первый или второй лямбда-зонд в автомобиле, является то, что для изготовления используются термостойкая основа. Применение таких материалов необходимо потому, что само устройство всегда работает при высоких температурах. На сегодняшний день в современных автомобилях используются один из четырех типов датчиков, их различие зависит от числа подводящих к устройству проводов — от одно- до четырехпроводного.

Что касается принципа работы, то диагностический датчик концентрации кислорода представляет собой элемент обратной связи. Это устройство позволяет системе правильно рассчитать необходимую дозировку топлива для определенного количества подаваемого воздуха. Оптимальный расчет горючей смеси актуален не только с экологической, но и экономической точки зрения. Поскольку сегодня требования к экологической безопасности при производстве транспортных средств очень велики, то новые машины комплектуются обычно только катализаторами. Также двигатели автомобилей оснащаются двумя датчиками кислорода.

Благодаря использованию катализатора и двух лямбд, экологический вред при функционировании транспортного средства будет минимальный, то есть машина будет наносить минимальный вред окружающей среде. Однако при появлении неисправности в одном из элементов системы автомобилист может столкнуться с серьезными проблемами, которые ударят по его бюджету, поскольку такая поломка будет дорого стоить.

Причины и симптомы поломок

Вышедший из строя лямбда-зонд

Если универсальный диагностический датчик концентрации кислорода выходит из строя, то причины могут быть следующие:

  1. Произошел разрыв проводки в месте подключения.
  2. Произошло замыкание цепи.
  3. В результате использования некачественного топлива, обогащенного различными октаноповышающими присадками, произошло загрязнение устройства.
  4. Если система зажигания работает некорректно, то датчик может сломаться из-за термических перегрузок.
  5. Регулярная эксплуатация транспортного средства по сельской местности или бездорожью может привести к появлению механических повреждений в работе устройства.
  6. Кроме того, способствовать выходу из строя датчика может неудовлетворительное состояние маслосъемных колец.
  7. Если в цилиндры и впускные трубопроводы попадает охлаждающая жидкость, лямбда-зонд также скоро выйдет из строя.
  8. Постоянно обогащенная горючая смесь также приведет к поломке элемента.

Если содержание монооксида углерода повышается до 3-7% вместо положенных 0.1-0.3%, то это может свидетельствовать о выходе из строя зонда. Чтобы избавиться от проблемы, необходимо будет только менять элемент, поскольку запаса хода может быть не достаточно. Если транспортное средство оснащено двумя зондами, то при поломке второго устройства наладить оптимальную работу мотора будет невозможно (автор видео — Александр Сабегатулин).

Что касается основных симптомов, по которым можно будет узнать о поломке регулятора:

  • во время движения на автомобиле начинают проявляться рывки;
  • вполне ощутимый увеличенный расход бензина;
  • катализатор начинает работать некорректно;
  • обороты двигателя начинают плавать;
  • в выхлопных газах начинает увеличиваться концентрация токсинов.

Как почистить?

Диагностика

Перед тем, как отключить и почистить универсальное устройство, следует правильно произвести диагностику, иначе чистка может быть нецелесообразной. Чтобы наиболее эффективным образом произвести проверку остаточного кислорода, датчик должен быть разогрет минимум до трехсот градусов. В этом случает циркониевый электролит сможет быть проводимым, а благодаря разнице кислорода и атмосферного кислорода на устройстве появляется выходное напряжение. Соответственно, напряжение можно будет проверить только при включенном и прогретом моторе. При несоответствии уровня напряжения следует осуществить замену устройства.

Измерение напряжения производится с помощью осциллографа, так как благодаря этому прибору можно получить наиболее точный результат. После замера напряжения необходимо проверить уровень сопротивления нагревателя устройства, при этом штекер необходимо заранее отключить. Уровень сопротивления должен составлять от 2 до 14 Ом, в этом случае все зависит от производителя.

Перед тем, как поставить диагноз, также следует измерить уровень напряжения, которое подводит к нагревателю лямбда-зонда. Напряжение должно быть не меньше 10.5 вольт, при этом зажигание должно быть включено, а разъем датчика — подключен. В том случае, если напряжение будет более низким, следует также проверить места соединения разъемов, проводов, а также само напряжение АКБ.

Очистка

Определенных технологий по ремонту таких устройств нет, поскольку при выходе из строя регулятор нужно менять на новый. Но перед тем, как поменять универсальный датчик, можно попробовать его почистить. Разумеется, отключение разъемов и чистка будут актуальны только в том случае, если под защитным колпачком лямбда-зонда образовались отложения. Как показывается практика, если отключить разъем и произвести чистку датчика, то в большинстве случаев это помогает избавиться от проблемы (автор видео — Авто новости).

Чистка чувствительного элемента производится с применением ортофосфорной кислоты. Если вы поместите этот элемент в кислоту на 10-20 минут, то это позволит уничтожить все отложения, при этом не воздействуя негативным образом на электроды. Наиболее эффективным вариантом будет отсоединение разъема и чистка элемента после демонтажа защитного колпака, перед этим колпачок нужно снять на токарном станке. Для снятия регулятора можно использовать съемник кислородного датчика, а после очистки его также можно будет промыть.

Когда устройство промыто, его необходимо обработать водой и высушить. В том случае, если прочистка не помогла, то датчик придется менять. При замене важно проследить, чтобы разъемы на регуляторах были идентичные. Если же вы не обращаете внимания на показания, которые предоставляет датчик, ведь устройство может работать некорректно, то можно использовать обманку. Обманка предназначена для монтажа вместо катализатора, благодаря которой можно будет избежать появления ошибок.

Обманка может быть выполнена из бронзы, но размер обманки должен соответствовать размерам катализатора. В обманке необходимо высверлить небольшое отверстие — через него выхлопные газы будут попадать в обманку. В результате концентрация вредных элементов в газах будет снижена, однако при этом блок управления не будет тревожить водителя новыми ошибками, принимая соответствующий сигнал за нормальную работу катализатора.

Видео «Правильная очистка лямбда-зонда»

О том, как правильно произвести прочистку датчика в домашних условиях, узнайте из видео ниже (автор видео — Своими руками).

 Загрузка ...

avtozam.com

Лямбда-зонд — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 1 апреля 2018; проверки требуют 8 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 1 апреля 2018; проверки требуют 8 правок.

Лямбда-зонд (λ-зонд) — датчик остаточного кислорода (например, в выпускном коллекторе двигателя или дымоходе отопительного котла). Позволяет оценивать количество оставшегося не сгоревшего топлива либо кислорода в выхлопных газах. Данные показания позволяют приготовлять оптимальную воздушно-топливную смесь, а также снижать количество вредных для человека побочных продуктов процесса сгорания.

Лямбда-зонд порогового типа действует по принципу гальванического элемента/твердооксидного топливного элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины, одновременно являющейся катализатором окислительно-восстановительных реакций. Один из электродов омывается горячими выхлопными газами (внешняя сторона дат

ru.wikipedia.org

Датчик кислорода (лямбда-зонд или λ-зонд) Lambda Sensor

 

Лямбда-зонд устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах. Когда двигатель работает на обогащённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах понижен, при этом датчик кислорода генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0,65…1,0V. При поступлении сигнала высокого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает уменьшать длительность впрыска топлива, тем самым обедняя топливо-воздушную смесь. Когда двигатель работает на обеднённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах повышен, при этом датчик кислорода генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40…200mV. При поступлении сигнала низкого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает увеличивать длительность впрыска топлива, тем самым обогащая топливо-воздушную смесь. Таким образом, по сигналу от датчика кислорода блок управления двигателем корректирует длительность впрыска топлива так, что состав топливо-воздушной смеси оказывается максимально близким к стехиометрическому (идеальное соотношение воздух/топливо). Исправный датчик кислорода начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры не ниже 350°С. Существуют одно-, двух-, трёх- и четырёх-проводные двухуровневые циркониевые датчики кислорода BOSCH. Одно- и двух-проводные датчики кислорода устанавливаются в выпускном коллекторе двигателя максимально близко к выпускным клапанам газораспределительного механизма и прогреваются до рабочей температуры за счёт высокой температуры отработавших газов. Трёх- и четырёх-проводные датчики кислорода прогреваются до рабочей температуры за счёт встроенного электрического нагревательного элемента и могут быть установлены на значительном расстоянии от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя.

При условии сгорания стехиометрической топливо-воздушной смеси, напряжение выходного сигнала датчика кислорода равно 445…450mV. Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя до места расположения датчика кислорода и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси. Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ±2…3% с частотой 1…2раза в секунду. Этот процесс чётко прослеживается по осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика кислорода.

 

[Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала составляет ~1,2Hz.

Проверка выходного сигнала Датчика кислорода

Измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно сигнальной "массы" датчика. Сигнальная "масса" двух- и четырёх-проводных датчиков кислорода BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от датчика) на разъём датчика. Сигнальная "масса" одно- и трёх-проводных датчиков кислорода BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при установке датчика автоматически соединяться с "массой" автомобиля через резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём датчика сигнальная "масса" датчика кислорода в большинстве случаев так же соединена с "массой" автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной "массы" датчика кислорода подключен не к "массе" автомобиля, а к источнику опор. напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно источника опор. напряжения, к которому подключен провод сигнальной "массы" датчика кислорода. Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика кислорода, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов №1-4 USB Autoscope II, чёрный зажим типа "крокодил" осциллографического щупа должен быть подсоединён к "массе" двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).  

Схема подключения к датчику кислорода BOSCH (на основе оксида циркония).

  1.  – точка подключения чёрного зажима типа "крокодил" осциллографического щупа;
  2.  – точка подключения пробника осциллографического щупа. 

В окне программы "USB Осциллограф", необходимо выбрать подходящий режим отображения, в данном случае "Управление => Загрузить настройки пользователя => Lambda". Когда лямбда-зонд прогревается до рабочей температуры, его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опор. напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением. В большинстве блоков управления двигателем, значение опор. напряжения равно 450mV. Такой блок

управления двигателем считает лямбда-зонд готовым к работе только после того, как вследствие прогрева датчик приобретает способность отклонять опор. напряжение в диапазоне более чем ±150…250mV.  

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя. Время прогрева лямбда-зонда до рабочей температуры равно ~30S. 

Опор. напряжение на сигнальном проводе лямбда-зонда некоторых блоков управления двигателем может иметь другое значение. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V.

Типовые неисправности Датчика кислорода

Низкая частота переключения выходного сигнала датчика кислорода указывает на увеличенный диапазон отклонения состава топливо-воздушной смеси от стехиометрического.  

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет ~0,6Hz.

Снижение частоты переключения выходного сигнала лямбда-зонда может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере "приёмистости" двигателя. Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление лямбда-зонда снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опор. напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала лямбда-зонда уменьшается. Стареющий лямбда-зонд легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий лямбда-зонд всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.  

[

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют.

Напряжение выходного сигнала стареющего лямбда-зонда при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опор. напряжению 300…600mV.

auto-master.su

Датчик кислорода (Лямбда-зонд) 2108, 2109, 21099

В системах управления (ЭСУД) инжекторных и карбюраторных с микропроцессорным управлением, двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 применяется датчик измерения концентрации кислорода в отработанных газах (Лямбда-зонд, ДК). Разберем его основные параметры.

Назначение датчика кислорода

Датчик кислорода измеряет количество кислорода в отработанных газах. По этим показателям определяется какая, богатая (мало кислорода) или бедная (много кислорода) топливная смесь поступает на данный момент в двигатель. После чего ЭБУ корректирует необходимое количество впрыскиваемого через форсунки в цилиндры двигателя топлива.

Устройство датчика кислорода

Датчик кислорода работает только в паре с каталитическим нейтрализатором. Он состоит из корпуса, чувствительного элемента, способного генерировать напряжение от 500 до 900 мВ, нагревательного элемента, служащего для нагрева чувствительного элемента и проводов с соединительной колодкой. В системах управления двигателем с контроллером GM датчик нагревательный элемент включен постоянно, с контроллерами BOSH и Январь 5 включается при необходимости.

Расположение датчика кислорода на автомобиле

На автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 с инжекторными двигателями датчик кислорода устанавливается в нижней части приемной трубы глушителя (штанов).

Принцип действия датчика кислорода

Для того чтобы определить длительность открытия форсунок и соответственно объем впрыскиваемого топлива контроллер каждые 7 мс собирает сигналы с датчиков ЭСУД о нагрузке, оборотах двигателя, скорости автомобиля. Данные обрабатывает его программа, в которую в качестве постоянной величины вводится значение Лямбда (стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в топливной смеси — 14.7/1). При таком составе топливная смесь сгорает наиболее полно и в воздух попадает меньше вредных веществ. Чтобы блок управления мог проконтролировать состав топливной смеси и скорректировать его в сторону стехиометрического соотношения, ему необходимы данные о составе топливной смеси на данный момент. Эти данные он получает с датчика концентрации кислорода.

Специальное покрытие чувствительного элемента датчика кислорода обладает свойством взаимодействовать с кислородом, имеющимся в выхлопных газах двигателя. Много кислорода в газах – происходит реакция его окисления на поверхности датчика, на контроллер поступает низкое напряжение (50 – 200 мВ). Это означает топливная смесь бедная, необходимо увеличить дозу впрыска. Мало кислорода – на поверхности датчика идут реакции восстановления кислорода, напряжение возрастает до 700 – 900 мВ. Для контроллера это сигнал, что топливная смесь богатая, необходимо ее обеднение.

Датчик кислорода работает только в прогретом как минимум до 300 градусов состоянии. Для вывода датчика на рабочий режим в нем установлен нагревательный элемент. Пока двигатель холодный, контроллер подает на датчик кислорода опорный сигнал 450 мВт, взамен получает сигнал 300-600 мВ. В такой ситуации расчет топливоподачи ведется без учета показаний датчика кислорода, так называемый режим «разомкнутой петли». Учитываются показания только датчиков положения коленчатого вала, датчика массового расхода воздуха, датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры охлаждающей жидкости. Взамен показаний датчика кислорода применяются некие усредненные значения, имеющиеся в программе. Топливная смесь в этом случае несколько переобогащена, но это и требуется для не прогретого двигателя. По мере прогрева датчика его показания выходят за пределы 300 – 600 мВ и контроллер начинает расчет топливоподачи в режиме «замкнутой петли», то есть с учетом показаний датчика кислорода.

Неисправности датчика кислорода

— Поверхность датчика кислорода загрязнена сажей. Это может произойти в связи с постоянным переобогащением  топливной смеси из-за пропусков зажигания при неисправности системы зажигания, применения некачественного топлива. В этом случае на контроллер поступает сигнал о том, что топливная смесь бедная, и он увеличивает ее обогащение. Как следствие возрастает расход топлива. Нейтрализатор, дожигающий богатую смесь, перегревается, его соты оплавляются и через некоторое время он выходит из строя.

— Помимо этого выводят из строя датчик кислорода этилированный бензин, масло и тосол попавшие в топливную смесь, пары герметиков, применяемых при ремонте двигателя.

— Одним из первых признаков выхода из строя датчика кислорода является появление неустойчивого холостого хода двигателя (хотя эта неисправность может быть связана с другими причинами), а через некоторое время вообще отказ двигателя работать на холостом ходу.

При появлении признаков неисправности датчика кислорода следует провести его проверку. См. «Проверка датчика кислорода (ДК) ЭСУД автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Применяемость датчика кислорода на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

ВАЗ 2108, 2109, 21099 с контроллером GM ISFI-2S (2111-1411020-10 (20, 21)) и нейтрализатором – нормы ЕВРО-2,  применяется датчики кислорода GM 2112-3850010-11, BOSH 2112-3850010-40.

ВАЗ 2108, 2109, 21099 с контроллерами BOSH M1.5.4 (2111-1411020-70), BOSH M1.5.4N (2111-1411020-60), Январь 5.1 (2111-1411020-61), VS 5.1 (2111-1411020-62) и нейтрализатором – нормы ЕВРО-2, применяется датчик кислорода BOSH 2112-3850010-20.

ВАЗ 2108, 2109, 21099 с контроллером BOSH MР7.0Н (2111-1411020-50) и нейтрализатором – ЕВРО-3, применяется датчики кислорода BOSH 2112-3850010-20 (управляющий) и BOSH 2112-3850010-30 (диагностический).

Примечания и дополнения

— В системах управления инжекторными двигателями автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 под нормы токсичности Евро-3 помимо датчика концентрации кислорода применяется еще один, так называемый диагностический датчик кислорода (ДДК). Он устанавливается в выпускном тракте двигателя автомобиля после нейтрализатора. Принцип действия его аналогичен основному (управляющему) датчику кислорода. Его показания необходимы блоку управления для корректировки состава топливной смеси и контроля за полнотой сжигания отработанных газов  нейтрализатором.

— Состав топливовоздушной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание в двигателе, называется стехиометрическим. Это соотношение 14.7/1 (14.7 частей воздуха и 1 часть топлива). Его устанавливает контроллер, ориентируясь на показания датчика кислорода. Еще одно название стехиометрического состава топливной смеси – Лямбда, поэтому датчик кислорода называется Лямбда-зонд.

— В ЭСУД ВАЗ 2108, 2109, 21099 под нормы токсичности Россия-83 с регулировкой СО-потенциометром датчик кислорода отсутствует.

Еще статьи по инжектору автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Регулятор холостого хода инжекторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Датчик массового расхода воздуха инжекторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Датчик температуры инжекторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) инжекторных двигателей автомомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Применяемость контроллеров (ЭБУ) в системах управления инжекторных двигателей автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

twokarburators.ru

Датчик кислорода (Лямбда-Зонд) | Каталог самоделок

Специальный датчик кислорода находится у входа выпускного коллектора. Иначе его называют Лямбда-Зонд (разработан 1960-х годов компанией Bosh). Устройство измеряет количество кислорода в отработанных газах. Поэтому датчик контролирует правильное соотношение воздуха и топлива горючей смеси, идущей на цилиндры двигателя.

На одну часть топливо должно приходиться около 14,7 частей кислорода. Если в составе горючего становится больше воздуха, то смесь называют бедной, а если много – богатой. Автомобили комплектуют одним или двумя такими датчиками.

Катализатор должен нормально дожигать СН и СО, а для этого необходим кислород. В рассматриваемом примере, на двигатель 2 АZ-FЕ установлена пара датчиков, от которых при ходит информация на ЭБУ. Блок способен более точно рассчитать импульсы, регулирующие автоматический впрыск топлива. От этого зависит не только эффективность работы двигателя, но и его экономичность.

На российском рынке наибольшее распространение получили датчики двух типов. Основу первого из них составляет оксид циркония. В результате химической реакции двуокись циркония (ZrO2) преобразуется в окись циркония (ZrO). Инициатором запуска процесса восстановления является чувствительный элемент, покрытый платиновым катализатором. Реакции окисления и восстановления на поверхности элементам чередуются между собой. Поэтому датчик всегда поддерживает хорошее рабочее состояние. Он обладает высокой чувствительностью к изменению содержания кислорода в отработанных газах.

Второй тип датчика является немного усовершенствованной версией первого. Это устройство имеет широкую панель (LSU 4), которая оснащена комбинацией сенсорных ячеек, накачиваемых воздухом.

Ячейки датчика разделены диффузионными зазорами шириной от 0,01 до 0,05 мм. При напряжении 450 мВт газовое содержимое отсеков имеет постоянный состав. Изменением этого значения регулируется концентрация газа.

Если напряжение будет ниже оптимального или сосав смеси станет бедным, то ячейка начинает выкачивать кислород через диффузионное отверстие. При богатой смеси и высоком напряжении автоматически меняется направление тока. И как следствие происходит обогащение горючего кислородом.

Нормальная работа датчика сопряжена с установкой специального нагревательного элемента. Он поддерживает внутри датчика температуру порядка 700-800 градусов. ЭБУ будет посылать сигналы двигателю вне зависимости от того, работает датчик кислорода или нет. Поэтому узнать, что устройство вышло из строя можно по увеличению расхода топлива. Стоит обратить внимание и на ошибку Р 0135 при диагностике автомобиля. В российских условиях датчики кислорода ломаются довольно быстро, так как на заправках очень часто заливают некачественное топливо.

 

volt-index.ru