СТИЛЬ-АВТО

ПЕРВОУРАЛЬСК

Запчасти для иномарок и отечественных автомобилей в Первоуральске

ВАЗ 2110 ВАЗ 2107 ВАЗ 2105 ВАЗ 2106 ВАЗ 2109

Кислородный датчик (лямбда зонд) - показания, принцип работы. Датчики кислорода


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

Где находится датчик кислорода? Как проверить датчик кислорода?

Нередко данное устройство выходит из строя. Давайте рассмотрим, где находится в автомобиле датчик кислорода, как проверить его работоспособность. Также узнаем признаки неисправности и все об этом сенсоре.

Немного истории

Этот элемент можно считать самым популярным среди всех прочих датчиков и сенсоров в автомобиле. Специалисты по автомобильной диагностике часто имеют с ним дело. Датчики кислорода были и раньше, это не новинка. Первый лямбда-зонд представлял собой некий чувствительный элемент без подогревателей. Элемент нагревался от температуры выхлопных газов. Для процесса нагрева нужно было некоторое время.

Шли годы, экологическая ситуация во всем мире постоянно ухудшалась. Поэтому необходимо было принимать меры по ужесточению вредности и токсичности. Требования для автомобилей стали жестче. В этот момент сенсор начал развиваться и эволюционировать. Его оснастили специальным подогревателем.

Как работает лямбда-зонд

Чтобы знать, как проверить датчик концентрации кислорода, необходимо иметь представление о том, как элемент работает. Рабочая часть детали – это некий керамический материал, который покрыт слоем из платины. Действует этот элемент при высоких температурах.

Рабочие температуры могут достигать 350 градусов и более. Пока датчик прогревается до своих рабочих температур, приготовление топливной смеси регулируется по данным, полученным с других сенсоров. Чтобы сенсор быстрее прогревался, он оснащен электрическим нагревателем. Что касается принципа работы, то он несложный. Выхлопные газы обволакивают рабочую поверхность датчика, который, в свою очередь, отмечает разность уровней кислорода, содержащегося в выхлопе и в окружающей среде. Далее лямбда посылает данные на ЭБУ. Последний дает команды по приготовлению рабочей смеси.

Где расположен датчик кислорода?

Итак, для моторов от "АвтоВАЗа" объемом 1,5 л лямбда-зонд находится в выхлопной системе. Точнее, на приемной трубке. Этот элемент просто вкручивается сверху, перед резонатором, либо перед проставкой в случае отсутствия предварительного глушителя.

Для моторов 1,6 л от «АвтоВАЗа» используется другая конструкция выхлопной системы. Так, здесь применяются два лямбда-зонда. Оба распложены на каталитическом коллекторе. На этих моторах монтируют один или два датчика. Если двигатель сделан под экологические нормы "Евро-2", тогда элемент один. Если под "Евро-3", тогда будет два лямбда-зонда. Так на всех автомобилях «Лада Приора». Как проверить датчик кислорода? Нужно демонтировать его и убедиться в исправности при помощи специального оборудования - мультиметра.

Почему лямбда-зонд выходит из строя?

Причины, по которым данные элементы выходят из строя, могут быть различными. Зачастую это разгерметизация корпуса. Также возможны поломки из-за проникновения в датчик внешнего кислорода и отработанных газов. Еще одна из типовых причин – это перегрев.

Возникает из-за плохой сборки мотора или неверной работы системы зажигания. Также часто датчик ломается вследствие морального износа, неверно подающего или нестабильного электропитания. Возможны и механические повреждения.

Признаки неисправности

Часто возникают неисправности, в которых главная причина – датчик кислорода. Как проверить его, зависит от симптомов неисправности. Рассмотрим их. Главный признак, который говорит о том, что лямбда-зонд неисправен, – это изменения в работе мотора. Дело в том, что после выхода датчика из строя качество топливной смеси значительно ухудшается. Если говорить проще, то за приготовление смеси никто ответственности не несет - топливная система бесконтрольна. Во всех случаях, кроме разве что последнего, датчик выходит из строя не сразу, а постепенно.

Многие владельцы не знают, где находится датчик кислорода, как проверить его работоспособность и т. д. Они не сразу поймут, что элемент неисправен. А вот для опытных автовладельцев понять и определить, почему изменилась работа мотора, не составит особого труда. Процесс выхода датчика из строя можно разделить на несколько основных этапов. На первых стадиях элемент просто престает нормально работать – в некоторые моменты работы двигателя лямбда-зонд просто не передает показания. Из-за этого дестабилизируется работа мотора - плавают обороты, наблюдается нестабильная работа на холостом ходу. Обороты могут колебаться в значительных диапазонах. Это в итоге приведет к потере правильного соотношения топливной смеси.

В данный момент машина может дергаться без веских причин, слышны нехарактерные хлопки, также загорается лампа на приборной панели. Все эти сигналы говорят о том, что лямбда выходит из строя и уже работает неправильно. Необходимо знать, как проверить датчик кислорода, чтобы вовремя устранить проблему. Далее работа лямбды полностью прекращается на холодном моторе. При этом автомобиль всячески будет сообщать владельцу о наличии проблемы. Например, сильно упадет мощность, будет наблюдаться медленная реакция на педаль газа. Из-под капота слышны хлопки, машина дергается. Но самый существенный и опасный сигнал – это перегрев мотора. Если полностью игнорировать все сигналы, которые уже кричат о неисправности, полный выход из строя датчика обеспечен. Как проверить датчик кислорода, водитель чаще не знает. Поэтому неисправность может стать причиной больших проблем.

Если ничего не делать

Первым делом будет страдать сам автомобилист, так как вырастет расход топлива, а выхлопные газы будут токсично пахнуть с резкими оттенками из трубы. В случае с современными автомобилями со множеством электроники, которая знает, как проверить исправность датчика кислорода, активируется блокировка. В такой ситуации любое движение на автомобиле станет невозможным. Но самый худший вариант – это разгерметизация. Машина вообще не поедет либо с трудом заведется. Это чревато полным выходом двигателя из строя. В случае разгерметизации все газы вместо выхлопной трубы попадут в канал забора воздуха. Когда будет выполняться торможение двигателем, зонд зафиксирует токсичность и будет подавать отрицательные сигналы. Это полностью выведет из строя систему впрыска. Главный признак разгерметизации – потеря мощности двигателя. Это можно ощущать во время движения на скорости. Также из-под капота будут слышны стук и хлопки, запах. Раньше автомобилистам нужно было знать, как настраивать карбюратор. Сейчас ничего не изменилось – необходимо помнить, как проверить датчик кислорода (ВАЗ-2112 не исключение).

Диагностика при помощи электроники

Выяснить, в каком состоянии находится лямбда-зонд, можно лишь при помощи специализированного оборудования. Подойдет для проверки и электронный осциллограф. Специалисты умеют проверять зонд и другими способами (мультиметр), но так можно выяснить только, работает элемент или сломан.

Перед тем как проверить исправность датчика кислорода, необходимо запустить мотор. В спокойном состоянии зонд не может полностью показать всю свою рабочую картину. Если есть незначительные отхождения от норм, деталь лучше заменить на новую.

Ошибки

Если есть проблемы с датчиком, система автомобиля будет всячески пытаться сообщить об этом. Можно подключить специальное устройство в диагностический разъем, и все будет видно. Электроника автомобиля точно знает, как проверить работу датчика кислорода. Даже автомобили ВАЗ оснащены диагностической системой. Ошибки начитаются с номера P130 по P141 – это все коды, связанные с лямбдой. Чаще всего появляются сообщения, которые связаны с неисправностями в цепях подогрева. Из-за этого на ЭБУ приходит неверная информация. Можно попробовать отыскать обрыв провода, но лучше заменить датчик кислорода. Как проверить его на работоспособность, вы уже знаете.

fb.ru

Как работает кислородный датчик?

Современные экологические нормы весьма строги, а нормы состава выхлопных газов четко определены. Именно поэтому в современном автомобилестроении используются специальные устройства. Это каталитические нейтрализаторы, под влиянием которых уровень токсических веществ в выхлопах значительно снижается. К сожалению, подобные приборы хорошо работают лишь при определенных условиях. Именно для этого и необходим кислородный датчик. Эта небольшая деталь исполняет весьма важные функции.

Что такое кислородный датчик?

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси — это когда на 1 часть топлива приходится примерно 14,7 частей воздуха. В таком случае коэффициент избытка воздуха (L) равен 1. Эффективная работа каталитического нейтрализатора возможна лишь тогда, когда L равно 1 с погрешностью в 0,01. Основная функция датчика — это контроль за составом топливно-воздушной смеси.

Кислородный датчик представляет собой небольшое устройство, изготовленное из пористого материала. Основным его компонентом является двуокись циркония. Сверху же деталь покрыта платиновым напылением. Подобное устройство реагирует на разницу между содержанием кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Кроме того, на выходе оно вырабатывает соответствующую разность потенциалов.

Принцип работы этого зонда достаточно прост. При снижении уровня кислорода в выхлопах запускаются реакции восстановления двуокиси циркония. Кстати, катализатором подобного превращения является платина. А поскольку на поверхности датчика реакции восстановления чередуются с окислительными процессами, то целостность и работоспособность зонда поддерживается автоматически.

На сегодняшний день существует несколько основных моделей подобных приборов. Самым популярным считается кислородный датчик Bosch. Это устройство характеризируется высокой чувствительностью и работоспособностью.

Двухточечный датчик кислорода

Это одна из основных моделей подобного устройства. Зонд крепится как перед нейтрализатором, так и за ним, что дает возможность четче фиксировать коэффициент избытка воздуха. Электрод с одной стороны прибора контактирует с атмосферным воздухом, а с другой — с выхлопными газами, реагируя на разницу генерацией потенциала. Чем выше содержание кислорода в выхлопах, тем ниже генерируемое напряжение.

В тех случаях, когда уровень кислорода в топливно-воздушной смеси падает, а напряжение становится высоким, то образуется электрический сигнал, который передается в систему управления двигателем.

Широкополосный кислородный датчик

Этот прибор немного отличается от предыдущего как по строению, так и по принципам работы. Он состоит из двух керамических частей: это обычный двухточечный зонд и закачивающая часть. Между двумя электродами в двухточечной части зонда постоянно генерируется напряжение в 450 мВ. В то же время кислород из отработанных газов проходит сквозь закачивающую часть датчика. Чем ниже уровень кислорода, тем выше напряжение между двумя электродами. В таких случаях сигнал передается в электронный блок управления. Кстати, именно по такой схеме работает кислородный датчик ВАЗ.

fb.ru

Как работает и что показывает датчик кислорода

Администратор

11520

Если вы попали сюда по запросу о показаниях второго (2) лямбда-зонда, то вам СЮДА.

Итак, попробуем разобраться в том как работает датчик кислорода. Ну, как вы уже знаете есть много датчиков, необходимых для работы современного двигателя, но, однако функция других датчиков зачастую не так важна, как функция датчиков кислорода.

Эти датчики считывают количество несгоревшего кислорода в выхлопных газах. Затем компьютер использует это значение для баланса топливной смеси. Когда содержание кислорода в выхлопных газах увеличивается (характеризует смесь как обедненную) выходное напряжение датчиков уменьшается. Это является сигналом для ЭБУ к увеличению объема топлива подаваемого через форсунки. В свою очередь, когда содержание кислорода в выхлопных газах снижается (характеризует смесь как богатую), датчик кислорода увеличивает напряжение выходного сигнала, а компьютер реагирует путем уменьшение подачи топлива. Как только количество топлива уменьшается, мы возвращаемся к обедненной смеси, и напряжение на датчике падает. Этот процесс многократно повторяется пока двигатель работает. Это непрерывный цикл обратной связи является сердцем системы контроля подачи топлива.

Типичные показания датчика при обедненной смеси - напряжение между 0 и 0.3 В и для богатой смеси показания в диапазоне от 0.6 до 1 вольта. Идеальная воздушно-топливная смесь (14.7:1) создает напряжение на выводах датчика 0.5 В

Так почему бы просто не поддерживать постоянно дозированное количество топлива, которое изменяется с положения дроссельной заслонки? На самом деле, довольно много факторов влияют на количество топлива, которое необходимо для поддержания отношения 14.7:1. Некоторые из этих факторов: качество топлива, атмосферное давление, влажность и многое другое. Таким образом, необходимы О2-датчики (датчики кислорода)! Количество раз в единицу времени обновлений информации датчиками весьма разнятся, но большинство современных датчиков в среднем обновляют показания минимум полдюжины раз в секунду. Старые датчики обновляли показания медленно порядка одного раза в секунду, так что вы можете себе представить насколько лучше стали контролировать выхлоп современные датчики.

Старые кислородные датчики, использовавшиеся до 1982 года были 1 или 2 проводные неподогреваемого типа. Эти датчики не будут на самом деле начинать правильно регистрировать состояние выхлопной пока датчик не нагреется, чтобы достичь свой рабочий диапазон. В результате компьютер работает в режиме "открытого контура" (использование заданных топливных значений, которые фактически заставляют двигатель работать на переобогащенной смеси) в течение более длительных периодов времени. Все датчики нового типа "с подогревом" (датчик ho2s), которые включают нагревательный элемент для приведения датчика до рабочей температуры быстрее, обычно это занимает меньше минуты, так быстро, как это возможно, даже за 10 секунд - это возможно! Нагревательные элементы предотвращают охлаждение датчиков, когда двигатель работает на холостом ходу. Эти подогреваемые датчики имеют обычно 3 и 4 провода в конструкции своих разъемов.

Есть несколько различных видов датчиков, которые различаются по химическому составу и дизайну, но их назначение и функции остаются неизменными. Техника за эти годы вышла далеко за рамки того, что описано на этой странице, но есть несколько вещей, которые нужно понимать. Датчики кислорода сравнивают содержание кислорода в окружающем воздухе с содержанием кислорода в выхлопных газах. Наружного воздух попадает в датчик через отверстие в корпусе датчика или через разъем проводки. Некоторые типы датчиков генерируют (изменяют) напряжение, когда изменяется содержание кислорода в выхлопных газах, а некоторые изменяют сопротивление. Новейший тип, обогреваемые широкополосные O2 датчики (кислородные датчики) имеют диапазон напряжений от 2 до 5 вольт.

Несмотря на все их различия и фактические показания выдаваемые датчиками, компьютер обрабатывает информацию так, что у нас ожидаются значения от 0 до 1 В. Есть пара исключений, конечно. Некоторые типы кислородных датчиков "Титания" с подогревом могут производить напряжение до 5 вольт. Это значение не изменяется с помощью компьютера. Еще один тип того же датчика настроен для чтения значений противоположное тому, что вы ожидаете. Высокое напряжение указывают на бедную смесь и низкое напряжение на богатую. Эти 2 типа датчиков кислорода не распространены и использовались в основном на некоторых Ниссанах, Jeep'ах и Иглах. В каждом правиле должны быть исключения! Инженеры они такие, да, я знаю.

Вы также заметите, что на большинстве автомобилей после '96 года, есть второй комплект датчиков кислорода за каталитическим нейтрализатором (т.е. там стоит вторая лямбда, он же 2 датчик кислорода). Их функция такая же, как и передних О2 датчиков, а их показания используются по-разному, и их целью является измерить эффективность преобразователей, а не контролировать соотношение топлива двигателя. Вы можете обратиться к нашей статье "коды по датчику кислорода" и "помощь в диагностике" для дальнейшего уточнения показаний датчиков кислорода. Эти статья содержат ценную диагностическую информацию и процедуры проведения испытаний, а также возможные причины кодов ошибок по богатой или бедной смеси. Я надеюсь, что вы нашли эту информацию полезной.

Англоязычный оригинал

С уважением, перевод предоставлен коллективом мастерской Works-Garage.

Works-Project.ru

www.beworks.ru

Датчик кислорода (Лямбда-зонд) | Agson.Net

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.

 

Устройство датчика кислорода

1 — металлический корпус с резьбой 2 — уплотнительное кольцо 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

 

Принцип работы

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. 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.

Датчики кислорода 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 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.

Функционально датчик кислорода работает, как переключатель и выдает напряжение выше порогового (0.45V) при низком содержании кислорода в выхлопных газах. При высоком уровне кислорода датчик снижает это пороговое напряжение. При этом, важным параметром является скорость переключения. В большинстве систем впрыска топлива датчик кислорода имеет выходное напряжение от 40-100мВ. до 0.7-1В. Длительность фронта должна быть не более 120мСек.

Следует отметить, что многие неисправности датчика кислорода контроллерами не фиксируются и судить о его исправной работе можно только после соответствующей проверки осциллографом.

 

На Рис.3 показан сигнал нормально работающего датчика кислорода на прогретом двигателе, работающего на ХХ. Здесь и далее умышленно показаны только амплитудные характеристики сигнала, т.к. временные параметры на разных системах и двигателях могут иметь существенные различия.

На Рис.4 показан выходной сигнал еще работающего, но изрядно послужившего и практически забитого датчика кислорода На Рис.4 показан выходной сигнал еще работающего, но изрядно послужившего и практически забитого датчика кислорода. Данная осциллограмма зафиксировала падение амплитуды выходного сигнала ниже 0V, что говорит о неисправности датчика. Данная неисправность датчика чаще всего фиксируется системой самодиагностики и на приборной панели загорается лампочка «CHECK ENGINE», которая сигнализирует о неисправности.

На Рис.5 представлена наиболее распространенная «болезнь» датчиков кислорода, которая выражена в замедленной его реакции На Рис.5 представлена наиболее распространенная «болезнь» датчиков кислорода, которая выражена в замедленной его реакции. Время фронта сигнала (t) значительно превышает 120 мСек. Данная неисправность датчика неминуемо вызывает увеличенный расход топлива и заметное снижение динамики автомобиля, а система самодиагностики ее не зафиксирует, т.к. данный параметр не отслеживается контроллером.

а Рис.6-8 показаны осциллограммы «замерзших» датчиков На Рис.6-8 показаны осциллограммы «замерзших» датчиков, неисправности которых не фиксируются контроллером, т.к. амплитудные значения сигналов не выходят из заданного для них диапазона. Чаще всего это 0-1В. Таким образом,однозначно фиксируется только полное отсутствие сигнала и его минусовое значение, в этих случаях ошибка индицируется лампой «CHECK ENGINE».

Осциллограмма «замерзшего» датчика Однако, следует заметить, что в некоторых контроллерах предусмотрена возможность диагностики и обнаружения неисправности по косвенным признакам (соотношение показаний датчика скорости автомобиля или датчика положения коленвала, датчика положения дроссельной заслонки, расходомера воздуха и др.).

При обнаружении неисправности датчика кислорода, контроллер переходит в режим управления впрыском по усредненным параметрам и завышает обогащение топливной смеси в сравнении с обычным ее составом (~1:14.7).

 

Причины выхода из строя датчика кислорода

  • Применение этилированного бензина
  • Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон
  • Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т.д. 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
  • Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания
  • Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств
  • Обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика
  • Негерметичность в выпускной системе

 

Возможные признаки неисправности датчика кислорода

  • Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах
  • Повышенный расход топлива
  • Ухудшение динамических характеристик автомобиля
  • Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя
  • Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния
  • На некоторых автомобилях загорание лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» при установившемся режиме движения

 

Правила снятия и установки датчика

Демонтаж датчика, во избежание повреждений, производят только на холодном двигателе, перед этим отсоединяют провода датчика (при выключенном зажигании). Перед заменой датчика необходимо проверить его маркировку, которая должна соответствовать указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля. Производят внешний осмотр, чтобы убедиться в отсутствии механических повреждений, проверить наличие уплотнительного кольца и проверить наличие на резьбовой части специальной противопригарной смазки.

Заворачивают от руки датчик кислорода до упора и затягивают с усилием 3,5-4,5 кгм. Соединение должно быть герметичным.Соединяют электрический разъем (разъемы).

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.

 

 

www.agson.net

Где находится и на что влияет датчик кислорода?

Борьба за экологию постоянно находится на ножах с техническим прогрессом. В частности, самый главный враг чистого воздуха, как оказалось не так давно, никакие не химкомбинаты, ядерные отходы и миллионы тонн ракетноготоплива, которое распыляется над планетой ежедневно. Самый коварный враг экологии — это наши автомобили. Довольно спорное утверждение, тем более что последние исследования это категорически опровергают. Тем не менее каждый двигатель должен пройти сертификацию на соответствие экологическим нормам, поэтому год от года растет количество приборов и устройств, которые душат двигатель в угоду экологии. Главным препятствием для крутящего момента стал каталитический нейтрализатор.

Что такое катализатор и лямбда-зонд?

Каталитический нейтрализатор представляет собой целую систему, интегрированную в организм автомобиля. Он призван контролировать и оптимизировать количество вредных выбросов, которые появляются в результате работы двигателя. Это и копоть, и несгоревшее топливо, и химически активные вещества — продукты сгорания, словом, все, что выходит за пределы экологических норм, катализатор должен нейтрализовать любой ценой. Цена такой нейтрализации довольно высока как в плане стоимости элементов системы катализатора, так и мощностью приходится платить за чистый воздух.

Если пунктирно обозначить принцип действия катализатора, то картина выглядит следующим образом. В выхлопной системе установлено несколько датчиков кислорода. Они следят за тем, чтобы количество СО не превышало норму, которую уже знает электронный блок управления двигателем. Называются эти датчики лямбда-зондами, и приносят они массу проблем, когда не работают корректно, да и в рабочем состоянии радости от них мало. Именно с этими датчиками нужно столкнуться вплотную, чтобы обезопасить себя и свой автомобиль от поломок, а кошелек от ненужных трат.

Зачем нужен лямбда-зонд?

Лямбда — маленькая греческая буковка, которая в автомобильной инженерии обозначает коэффициент избытка воздуха в отработанных газах. Избыток — это превышение нормы O в топливовоздушной смеси на любом участке впускного или выпускного тракта. Его еще называют датчиком кислорода, а остаточный О говорит о характере сгорания топлива в конкретный момент времени. Датчик нужен для того, чтобы передавать на электронный блок управления полную информацию о составе отработанных газов, в частности, о количестве кислорода, которое через него проходит. В принципе, это нужно для того, чтобы каталитический нейтрализатор функционировал исправно, то есть дожигал остатки топлива и препятствовал их выбросу в атмосферу.

Дело в том, что нормальным соотношением воздуха и топлива считается такое, когда топливо сгорает безостаточно. Тогда и уровень выброса вредных веществ в атмосферу минимальный. В цифрах это выражается так — для сгорания 14,6 кг воздуха необходим 1 кг топлива. В коэффициенте лямбда это выглядит в виде цифры 1. А вот чтобы обеспечить такую точную пропорцию (14,6:1), нужно очень точно дозировать воздух и подачу бензина. Это стало возможным с применением инжекторных систем питания, поэтому только с появлением инжектора стали поголовно на все автомобили устанавливать катализаторы. В принципе, лямбда-зонд — контроллер этой пропорции.

Где установлен и устройство лямбда-зонда?

Идеальное место для установки лямбда-зонда — как можно ближе к двигателю в выпускной системе. Это связано с тем, что в связи с конструктивными особенностями, датчик работает только при температурах от 300°C и выше. Только в этих условиях он может генерировать электрический импульс и подавать его на ЭБУ. В некоторых системах выпуска установлено по несколько зондов, но их не стоит путать с датчиками температуры. В автомобилях, которые сертифицированы по старым стандартам Евро, установлен только один датчик, в новых системах ставят два: один — до катализатора, второй — после.

Схема и устройство лямбда-зонда приведены на чертеже, а принцип работы его заключается в следующем. Задача любого датчика проста — выдать электрический импульс на головное устройство. Вот и датчик кислорода тоже посылает импульс в пределах 0,5 В в том случае, если содержание кислорода в выхлопных газах ниже нормы. При высоком содержании О в газах датчик меняет показания и снижает напряжение до 0,1 вольта. Причем, чем быстрее он отреагирует на смену количества кислорода, тем быстрее ЭБУ внесет коррективы в состав смеси. А, следовательно, расход топлива станет меньше, а выхлоп — чище. Рабочий диапазон напряжения датчика в среднем колеблется от 0,1 до 1 вольта, но при этом скорость срабатывания должна быть не ниже 120 миллисекунд. Проверить такие точные параметры не удается даже ЭБУ, поэтому для точной проверки работоспособности датчика его необходимо снимать и проверять на специальном оборудовании.

Причины неисправности датчика кислорода

Отказы и нарушения в функциональности датчика чаще всего связаны с банальными обрывами и окислениями контактов. Выводят систему из строя:

  • разрыв цепи;
  • окисление контактных групп вследствие коррозии или оплавления;
  • загрязнение датчика и рабочего циркониевого органа продуктами сгорания топлива;
  • перегрев при не настроенном зажигании или богатой смеси;
  • механические дефекты;
  • замыкание.

Сильно влияет на состояние лямбда-зонда количество специальных присадок в топливо. Дело в том, что их состав никто не регламентирует, а они могут содержать химически агрессивные вещества, которые убивают циркониевый или титановый рабочий орган. Также очень не нравится зонду ситуация, когда в топливо попадает масло из-за плохого состояния маслосъемных колец и попадание в бензин антифриза. Переобогащенная длительное время смесь тоже может привести к смерти зонда.

Содержание СО в выхлопных газах при неисправном лямбда-зонде может составлять до 3%. Повлиять на этот параметр без замены датчика практически невозможно даже в двигателях старой конструкции, на которых установлен один зонд. Можно попытаться отрегулировать СО регулятором качества смеси, но его диапазона практически всегда не хватает. На автомобилях с двумя кислородными датчикам без замены зонда вопрос можно решить только вмешательством в электронику, но для этого необходимы крепкие знания и правильная диагностическая аппаратура. Или чистка зонда специальными препаратами, в ультразвуковой ванне.

Симптомы неисправности зонда определяются и без замера СО и такая диагностика проводится своими силами. Как правило, это выражается в:

  • нестабильных холостых;
  • низком уровне сигнала с датчика;
  • высоком расходе при исправном зажигании и системе впрыска;
  • разгонная динамика падает, а уровень СО растет.

В нормальных условиях лямбда-зонд имеет большой ресурс и требует замены каждых 50-70 тысяч км. Для датчиков с подогревом ресурс составляет около 100 тысяч км. Замененный вовремя датчик позволит сэкономить топливо на 10-15%, а также продлить ресурс дорогущего катализатора. Само собой, изменится и динамика, и расход, и токсичность выхлопа.

Как проверить и правильно снять/установить зонд?

При первых признаках неработающего лямбда зонда определенная категория публики начинает ставить обманки, пытаться обойти датчик и думать, как отключить датчик. Обманку своими руками сделать проще простого. Только после этого придется вносить существенные коррективы в настройки системы управления двигателем, и не факт, что они будут выполнены правильно, а ресурс мотора не уменьшится. К этому подталкивает цена датчика, потому что многие, посмотрев, сколько стоит новый зонд, не спешат его устанавливать. Так, полная замена катализатора на универсальный (то есть не потребуется прошивка ЭБУ под евро) будет стоить от 12 тысяч, установка электронной обманки для удаления ошибок в системе управления — около 5 тысяч. А новый лямбда-зонд от Бош стоит 2,5 тысячи. Причем на новых моторах их ставят два, а в автомобилях с двумя катализаторами — четыре.

Толком проверить лямбда-зонд можно только при наличии осциллографа, поскольку ЭБУ не в состоянии оценить степень повреждения или работоспособности датчика, а своими руками без прибора ничего выяснить не получится. Любая проверка стоит денег, но мы настоятельно не рекомендуем тратить их впустую, поскольку работа датчика на нашем бензине приводит к смерти его через 3-4 года при умеренном пробеге и редко дотягивает до номинальных регламентных замен. Замена датчика своими руками не представляет никаких сложностей, единственное, что нужно учесть — снимать его на прогретом двигателе. На новых датчиках резьбовая часть уже промазана специальной смазкой, если нет — мажем графитовой. После замены датчика необходимо, от греха подальше, сбросить ОЗУ в блоке управления. Чистка памяти осуществляется отключением ЭБУ от питания на 15 минут.

А вдруг и это будет интересно:

myfords.ru

Датчик кислорода - лямбда зонд

     Задача датчика кислорода – определять содержание кислорода в отработанных газах. По принципу действия датчик кислорода можно сравнить с электрохимическим источником, напряжение которого зависит от концентрации кислорода. Такое определение не совсем корректно, но достаточно точно отражает сущность датчика, за одним исключением – чем больше кислорода, тем ниже уровень сигнала и наоборот. Есть кислород в отработанных газах – смесь бедная (сигнал датчика низкий), нет кислорода – богатая (сигнал высокий). Контроллер по сигналу датчик кислорода непрерывно корректирует длительность впрыска, поддерживая таким образом оптимальный состав топливной смеси, т.е. выполняет роль датчика обратной связи в замкнутом контуре управления подачей топлива. Уровень сигнала датчика изменяется несколько раз в секунду, обеспечивая таким образом высокую точность поддержания оптимального состава топливовоздушной смеси. Главное предназначение датчика кислорода – снижение токсичности отработанных газов, поэтому он используется только совместно с каталитическим нейтрализатором. Для удовлетворения нормам токсичности Евро-4 на двигателе установлены два датчика и два катализатора. Избыток воздуха в смеси измеряется – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода. Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором.

Схема датчика кислорода

   Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива, а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. На некоторых современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси

   Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония. Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй – воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения. Датчик приобретает способность генерировать электрический сигнал только после прогрева до рабочей температуры не менее 360 градусов. Для ускорения прогрева датчики установлены в выпускном коллекторе двигателя, то есть в зоне максимально высокой температуры. Кроме того, каждый датчик имеет нагревательный элемент, управляемый контроллером. Отключение нагрева происходит при появлении на выходе датчика изменяющегося электрического сигнала, что свидетельствует о его прогреве.

Неисправность кислородного датчика

   Специфическим отказом датчика является его «отравление», в результате чего датчик не реагирует или реагирует медленно на изменение концентрации кислорода. Причиной «отравления» могут быть применение этилированного бензина или силиконовых герметиков при ремонте двигателя. В первом случае датчик покрывается порошкообразным налётом зелёного цвета, а во втором – белого. Отказ ДК контроллер парирует переходом из замкнутого на разомкнутый контур управления, при котором сигнал датчик кислорода не используется. Следует иметь ввиду, что контроллер может оценить исправный датчик кислорода как неисправный, если уровень сигнала длительное время (более 5 сек.) не изменяется по причинам, не связанным непосредственно с датчиком. Например: малая величина сигнала может быть обусловлена пониженным давлением топлива, засорением топливных форсунок, подсосом воздуха в выпускной коллектор и т.д. Большая величина сигнала может быть вызвана негерметичностью форсунок, повышенным давлением топлива из-за неисправности регулятора давления и так далее.

   Неисправность датчика может проявляться следующим образом: неустойчивая работа или остановка двигателя на холостом ходу; рывки и/или недостаток мощности и приёмистости двигателя; детонация; повышенная токсичность газов; повышенный расход топлива. Автомобиль следует стараться вести плавно, избегая интенсивных разгонов. Если возникнет необходимость снять датчик кислорода, то не следует делать это на холодном двигателе. Можно сорвать грани датчика. Предварительно прогрейте двигатель, чтобы за счет теплового расширения металла ослабло резьбовое соединение датчика с приёмной трубой. А вообще, это наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет примерно 50000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо – свинец портит платиновые электроды датчика кислорода за несколько бесконтрольных заправок.

Кислородные датчики - видео

Это должен знать каждый владелец авто:
Диагностический разъем OPEL

   Приводятся схемы на диагностические разъемы для автомобиля OPEL. 10-ти контактные диагностические разъемы применялись на всех моделях автомобилей Opel, выпущенных в 1988-1996 гг. На многих моделях...

Датчик кислорода - лямбда зонд

     Задача датчика кислорода – определять содержание кислорода в отработанных газах. По принципу действия датчик кислорода можно сравни...

electroshemi.ru