Как должен работать датчик кислорода

Доступ к сервису временно запрещён

С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.

Что мне делать?

Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.

Всё, что нужно знать о лямбда зондах.

Эту статью сохраняю скорей для себя и как пособие для тех, кто будет задавать такие частые вопросы по поводу датчиков кислорода (тема довольно актуальная).В предыдущей теме мы говорили о наших катализаторах (здесь : www.drive2.ru/l/1861652/). Теперь же узнаем больше и подробней о лямбда зондах:

Основные положения и функции Кислородного датчика :
Теория.
Жесткие экологические нормы во многих странах мира, стали диктовать количество выбросов вредных веществ, тем самым узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе – катализаторы) – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Катализатор — нужный и ответственный узел автомобиля, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор умрёт ( потеряет свои основные свойства и функции) очень быстро – для того чтобы, как можно дольше продлить его жизнь и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (речь идет о объемном соотношении величин), L равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: L=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Таким образом, Лямбда зонд создан и поставлен инженерами для информирования компьютера, инжекторного автомобиля об отклонении от нормы соотношения топливно воздушной смеси.

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (L)

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом ( причем этот способ не является обходным путем, а дает уверенно точные показания ) – определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. Таким образом, происходит регулировка не воздуха, а именно топлива, относительно воздуха, тем самым достигается максимальный процент сгорания топлива в цилиндрах, максимально эффективная работа катализатора, и как следствие максимальный крутящий момент двигателя автомобиля. Причем на большинстве современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд, так же возможна установка дополнительных датчиков работающих в связке (например датчик температуры катализатора, расположен он на выходе катализатора). Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

Рис. 1. Схема L-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя 1 – впускной коллектор; 2 – двигатель; 3 – блок управления двигателем; 4 – топливная форсунка; 5 – основной лямбда-зонд; 6 – дополнительный лямбда-зонд; 7 – каталитический нейтрализатор.

Как работает Лямбда Зонд ( кислородный датчик )
Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй – воздухом из атмосферы (рис.2). 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.

Рис. 2. Схема датчика кислорода на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе 1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется блоком управления автомобилем ( ЭБУ ) без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 < L < 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В (график 2). Таким образом этот материал обеспечивает идеальные показания сильно различные друг от друга даже при минимальном изменении измеряемой среды.

График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (L) при температуре датчика 500-800оС. А – условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при L=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе).

График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (L) при температуре датчика 500-800оС. А – условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при L=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе). Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили. По мере развития автомобиле строения, так же ужесточаются и нормы экологических выбросов, таким образом мировые законодатели постоянно ужесточают экологические нормы. Это способствовало дальнейшему развитию лямбда зондов: для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев ( кислородные датчики с подогревом ) . Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).

Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем 1 – керамическое основание; 2, 8 – контакты НЭ; 3 – нагревательный элемент (НЭ); 4 – твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами; 5 – защитный кожух с прорезями; 6 – металлический корпус с резьбой крепления; 7 – уплотнительное кольцо; 9 – выводы датчика.

Принцип работы кислородного датчика на языке автомобилистов ( основные моменты):

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы, которые собираются на платиновых электродах, и когда датчик достигает температуры около 400°C, любая разность потенциалов образует электрическое напряжение. В случае если смесь бедная, содержание кислорода в отработавших газах высокое. При сравнении с содержанием кислорода в атмосфере существует только очень маленькая разность потенциалов, и, как следствие, возникает небольшое напряжение (около 0,2–0,3 В). В случае если смесь богатая, то содержание кислорода в отработавших газах низкое. Создается большая разность потенциалов, поэтому возникает относительно более высокое напряжение (0,7–0,9 В). Система управления двигателем будет непрерывно подстраивать длительность импульсного сигнала под форсунки с целью выйти на среднее напряжение, составляющее около 0,4–0,6 В при значении лямбда около 1.0. Поскольку в процессе движения режимы работы двигателя постоянно изменяются, значение напряжения колеблется в обе стороны от среднего значения. Поэтому данный датчик в силу своей неспособности определить небольшие изменения в содержании кислорода известен как узкополосный. Датчик, установленный после каталитического нейтрализатора отработавших газов, действует по тому же способу, что и датчик перед ним, но с одним очень большим отличием. После того, как газы были обработаны каталитическим нейтрализатором, содержание кислорода в них остается на неизменном уровне. Это обеспечивает постоянное напряжение около 0,4–0,6 В. Теперь система управления двигателем может эффективно отслеживать работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Если Лямбда Зонд «врет»

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в отработавших газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке «тает» на глазах, из трубы валит черный дым, СО «зашкаливает», а двигатель «тупеет» и на ближайшую СТО вам, скорее всего, придется добираться на буксире. Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются.
Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут – ЭБУ не распознает «чужие» сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует». При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 – 0,3% до 3 – 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система L-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или «пробивки» секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно. Вообще лямбда-зонд – наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 – 80 тыс. 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 «отравляет» платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок.

Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов а – без подогревателя; б, с – с подогревателем. * цвет вывода может отличаться от указанного.

В связи с тяжелыми условиями эксплуатации и минимальными значениями напряжения проблемы могут возникнуть очень легко. Зная, как работает датчик, вы получаете ключ к успешной диагностике кислородных датчиков. Контакт 1 — Нагреватель + Контакт 2 — Нагреватель — Контакт 3 — Сигнал напряжения Контакт 4 — Земля Обратите внимание, что все проверки сопротивления и непрерывности цепи необходимо выполнять при разъединенной цепи. Если у вас есть диагностический код неисправности, он даст вам некоторое представление о целостности цепи, но вы узнаете гораздо больше, если сами проведете испытание датчика. На датчике с четырьмя проводами два провода отвечают за нагревательный элемент, который предназначен для того, чтобы как можно быстрее довести температуру датчика до рабочей температуры 400°C. Самое простое, с чего можно начать, это проверить целостность цепи элемента нагревателя. Отключите датчик и измерьте сопротивление на контактах 1 и 2. Если оно лежит в пределах 5–30 Ом, проверьте сигнал, который поступает от электронного блока управления двигателем. Обычно он приводится в действие за счет сигнала модуляции длительности импульса (PWM), поступающего от электронного блока управления. Чтобы замерить воздействующий сигнал нагревателя, потребуется задействовать осциллоскоп. Следующий шаг — испытание самого датчика; сначала проверьте контакт между зажимом заземления 4 и землей. Если это возможно, исследуйте сигнал только после того, как двигатель достигнет рабочих условий, т.е. достаточно прогреется, и система управления начнет работать с замкнутым контуром. Сигнал должен переключаться между богатым и бедным состояниями ( с 0,2–0,3 В на 0,7–0,9 В); данное переключение должно происходить приблизительно каждую секунду. Если сигнал мал (среднее напряжение 0,3 В) или слишком велик (среднее напряжение 0,7 В), то, вероятно, датчик стал жертвой коррозии на платиновых электродах или загрязнения в отверстиях. Если автомобиль оснащен несколькими кислородными датчиками pre и post, можно получить более точную информацию. Используя данные двух или четырех каналов и накладывая сигналы, можно получить точные сведения о времени реакции и операционной/рабочей эффективности: сигналы от исправных датчиков должны быть зеркальным отражением друг друга».

Виды кислородных датчиков.

Существует несколько классификаций автомобильных кислородных датчиков: 1. По количеству проводов: 1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-контактные датчики. 2. По дизайну сенсорного элемента: “пальчиковые” и пластинчатые 3. По способу крепления в выхлопную трубу: резьбовые и фланцевые. 4. По ширине измерений лямбды: узкополосные (детектируют лямбду при величине >1) и широкополосные (детектируют лямбду от 0,7 до 1.6).

Одноконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, по которому передаются генерируемые датчиком электрические импульсы.
Двухконтактные датчики – имеют один сигнальный провод и один провод “на массу” (дублирует заземление через корпус датчика). Заземляющий провод позволяет более точно оценивать показания сигнального провода блоком управления двигателем.
Трёхконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, один провод “на массу” и один провод на нагревательный элемент. Эти датчики характеризуются следующими достоинствами: 1. Короткое время достижения датчиком рабочей температуры (более 350 градусов) вследствие чего снижается количество вредных выбросов при работе холодного двигателя; 2. увеличивается срок службы датчика, так как у нагреваемых датчиков изменение температуры происходит, более плавно, чем у датчиков без нагревательного элемента; 3. датчики, снабжённые нагревательным элементом, имеют менее строгие требования к месторасположению в выхлопной системе, что упрощает их техобслуживание. Мощность нагревательного элемента в кислородном датчике составляет либо 12Вт, либо 18Вт. Следует учитывать, что установка датчика с неправильно подобранной мощностью нагревательного элемента может привести к перегреву датчика и быстрому выходу его из строя.
Четырёхконтактные датчики – обязательно имеют один сигнальный провод, один питающий на нагревательный элемент и один заземляющий провод. Функция последнего провода может быть различной и зависит от особенностей устройства системы управления конкретным двигателем. Четвёртый провод может быть либо ещё одним заземляющим (в случаях, когда заземление через корпус датчика не предусмотрено), либо питающим проводом для второго нагревательного элемента. Следует учитывать, что при ошибочной установки датчика с заземлением на корпус вместо датчика без заземления на корпус или наоборот может привести к тому, что блок управления двигателем не распознает сигналы, поступающие с кислородного датчика.
Взаимозаменяемость. Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена не подогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты. Цветовая маркировка выводов лямбда-зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно – черный). «Массовый» провод может быть белым, серым или желтым (рис. 4). Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя – он всегда красный. При замене 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактный необходимо надежно соединить с «массой» автомобиля провод заземления подогревателя и сигнальный «минус», а накальный провод подогревателя через реле и предохранитель подключить к «плюсу» аккумулятора. Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.

Расположение Кислородного датчика Ниссан :
Кислородный датчик расположен на выпускном тракте двигателя. Если это рядный двигатель — то кислородный датчик расположен непосредственно на чугунном выпускном коллекторе, если же это V — образный двигатель или иной двигатель не с единым выпускным коллектором, то кислородный датчик располагается в месте схождения основных отводов выпускных коллекторов.

Почему следует заменить неисправный кислородный датчик?
Замена неисправного кислородного датчика на новый датчик позволяет экономить топливо, улучшить динамику автомобиля, уменьшить токсичность выхлопных газов, является профилактикой преждевременного выхода из строя дорогостоящего катализатора.
Инструкция по замене, универсальная: Чтобы снять старый и установить новый кислородный датчик нужно убедиться в том, что зажигание выключено, а провода датчика отсоединены. Перед установкой нового зонда проверяют его маркировку на соответствие указанной в инструкции по эксплуатации, осматривают автомобиль на отсутствие механических повреждений, наличие кольца уплотнения, противопригарной смазки на резьбовой части. Затем датчик кислорода затягивают до полностью герметичного соединения, соединяя электроразъем, после чего можно проверять работоспособность нового датчика. Иногда датчик кислорода присоединяется к трубопроводу специальной пластиной, в пространстве между ней и трубопроводом находится прокладка с функцией герметика. Проверка работоспособности датчика производится только при его нагреве до температуры 350 градусов специальным оборудованием: газоанализатором, осциллографом, вольтметром, омметром. Поэтому сделать правильную замену кислородного датчика на Nissan и других автомобилях можно лишь в специализированном автосервисе.

Восстановление кислородного датчика : Проблема всех легковых автомобилей в России является завышенный расход бензина на подержанных автомобилях. Главной причиной этого не качественное топливо, которое загрязняет систему автомобиля, и в первую очередь лямбда зонт, в простонародье называют кислородным датчиком, который находиться на каталитическом нейтрализаторе(система очистки отработанных газов) Если отказ лямбда-зонда (ЛЗ) не вызван необратимыми изменениями в структуре его основы – слое циркониевой керамики, то датчик можно попробовать «оживить». Дело в том, что рабочая поверхность ЛЗ под защитным колпачком со временем покрывается нагаром и свинцовыми отложениями выхлопных газов. Датчик начинает «врать». Если этот налет удалить, то работоспособность ЛЗ восстанавливается. Поверхность датчика не позволяет производить ее чистку механическим способом (абразивной шкуркой или надфилем), т. к. вместе с нагаром с керамической основы неизбежно удаляются слои платинового напыления. Этот датчик отвечает за качество топливной смеси, ну и соответственно если он загрязнен, сигнал на компьютер автомобиля не будет соответствовать норме. тем самым машинка начинает кушать много бензина, покупка нового датчика сильно бьет по бюджету, его цена иногда доходит до 30 тысяч рублей в зависимости от марки автомобиля. И так оживляем!

Инструкция 1:
1шаг Безопасно очистить ЛЗ можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10 – 20 мин. разъедает загрязнения, не трогая платиновые электроды. Перед промывкой датчик надо вскрыть. Для этого на токарном станке тонким резцом аккуратно, у самого основания отрезают защитный колпачок, изготовленный из нержавеющей стали. Использовать для этих целей ножовку по металлу нельзя – ею можно повредить керамическое тело датчика.
2шаг Процедуру очистки можно ускорить, используя тонкую кисточку из натуральной щетины. Кисточкой осторожно наносят ортофосфорную кислоту, равномерно омывая, керамический стержень ЛЗ со всех сторон. Не следует погружать датчик в кислоту целиком – моется только его рабочая часть. По мере очищения черно-коричневая поверхность стержня приобретает стальной оттенок: это блестит платина, запыленная на керамику основы. После очистки датчик хорошо промывают водой и высушивают, а защитный колпачок крепят на место с помощью аргоновой сварки. Если под рукой нет необходимого оборудования, то колпачок можно не срезать. Вместо этого в нем с помощью напильника делают два «окошка» шириной 3 – 4 мм и через них с помощью такой же кисточки промывают датчик кислотой.
3шаг Восстановленный датчик завинчивают на свое место в машине, предварительно проверив состояние уплотнительного кольца. Промывку ЛЗ можно производить многократно, по мере его загрязнения. Если «реанимация» все же не принесла ожидаемых результатов, это значит, что датчик кислорода вышел из строя окончательно и вам ничего не остается, как идти в магазин за новым «информатором».

Инструкция 2:
1. Выворачивание l-зонда на холодном двигателе может оказаться крайне затруднительным ввиду теплового сжатия металла выпускного коллектора/трубы системы выпуска. Во избежание риска повреждения компонентов, прежде чем приступать к снятию датчика, прогрейте двигатель в течение пары минут, — постарайтесь не обжечься о разогретые поверхности в процессе выполнения процедуры:
a) Кислородные датчики оборудованы вмонтированным жгутом электропроводки с контактным разъемом. Повреждение данного жгута приводит к необратимому выходу датчика из строя, — соблюдайте осторожность; b) Старайтесь не допускать попадания на контактный разъем и жалюзи датчика масла, смазки, грязи, влаги и т.п.;
c) НИ в коем случае не применяйте для чистки датчика никакие растворители;
d) Старайтесь не ронять и резко не стряхивать датчик. 2. Поддомкратьте автомобиль и установите его на подпорки. 3. Аккуратно отсоедините разъем электропроводки кислородного датчика. 4. При помощи специального ключа осторожно выверните зонд из соответствующей секции системы выпуска отработавших газов. 5. Перед вворачиванием датчика смажьте его резьбовую часть антиприхватывающим герметиком. 6. Вверните датчик на свое штатное место и прочно затяните его. 7. Опустите автомобиль на землю и подсоедините к датчику электропроводку. 8. Произведите автомобиля ходовые испытания. Проверьте память модуля управления на наличие кодов неисправностей.

Лямбда-зонд: как работает и почему выходит из строя

Лямбда-зонд — датчик, используемый для определения состава продуктов горения в двигателе. Его задача передавать в ЭБУ информацию о составе рабочей смеси. В свою очередь качество сгорания топливно-воздушной смеси напрямую влияет на работу двигателя.

Другие названия лямбда-зонда — датчик кислорода, кислородный датчик, «кислородник».

Лямбда-зонд нужен, чтобы:

• повысить производительность мотора благодаря определению пропорции впрыскиваемого топлива и воздуха,
• уменьшить выработку вредных газов (CO, CH, NOx), выбрасываемых в атмосферу,
• обеспечить экономичную работу автомобиля за счет правильно подобранного состава рабочей смеси.

В зависимости от типа двигателя и марки авто, датчиков кислорода в автомобиле может быть несколько. Для современных автомобилей характерно наличие минимум двух датчиков для четырехцилиндровых двигателей и четырех для двигателей V6 и V8.

Где находятся датчики кислорода и за что отвечают

Верхний датчик кислорода устанавливают перед катализатором в выпускном коллекторе двигателя. Его также называют передним или первым датчиком кислорода (ДК1). Установка ДК1 началась с принятием норм токсичности Евро 2.

Верхний лямбда-зонд отвечает за контроль состава смеси и участвует в процессах топливной коррекции и лямбда-регулирования.

Нижний лямбда-зонд располагают после катализатора в системе выхлопа. Другие его названия — задний или второй датчик кислорода (ДК2), диагностический лямбда-зонд. Его устанавливают с принятием норм Евро 3.

Расположение нижнего лямбда-зонда.

Второй лямбда-зонд отвечает за контроль работы и состояния каталитического нейтрализатора. При несоответствии заданных и фактических параметров сигнала от ДК2, в блок управления двигателем записывается код неисправности и загорается контрольная лампа «Check Engine».

Именно показания второго датчика кислорода позволяют соблюдать установленные для современных автомобилей нормы токсичности и совершенствовать системы нейтрализации вредных для окружающей среды веществ.

Как работает лямбда-зонд

Лямбда-зонд обеспечивает обратную связь с ЭБУ, что позволяет точно определить пропорции бензина, дизеля или газа. ЭБУ запрашивает информацию один раз в 0,5 секунды на холостом ходу. На повышенных оборотах частота запросов пропорционально увеличивается. Анализируя данные, блок управления корректирует состав топливно-воздушной смеси, делая её беднее или богаче. Идеальным соотношением воздуха и топлива обычно считают пропорции 14.7:1 (бензин), 15.5:1 (газ) и 14.6:1 (дизель).

Чтобы датчик включился в работу, ему необходимо нагреться до определенной температуры. В первых вариантах исполнения датчик кислорода нагревался только от выхлопных газов, что занимало слишком долгое время — нормы токсичности требовали быстрого включения датчика в работу. Тогда произошли конструктивные изменения: добавили электрический подогрев кислородного датчика и вывели ещё два провода. Итого стандартный датчик теперь имеет четыре провода: два на подогрев, один на массу и один на сигнал.

Устройство универсального лямбда-зонда на 4 контакта.

На данный момент существует два типа датчиков кислорода: узкополосный (прыжкового типа, двухточечный) и широкополосный (универсальный).

Узкополосный лямбда-зонд позволяет определять богатую или бедную смесь, сравнивая количество остаточного кислорода в выхлопных газах с его содержанием в атмосфере: если кислорода в выхлопе много — смесь бедная , напряжение ниже, если кислорода мало — смесь богатая , напряжение выше.

Функциональность узкополосного ДК сильно ограничена, так как ЭБУ все равно не достает информации, насколько смесь переобогащена или переобеднена. Соответственно, лямбда-регулирование проходит медленно и неэффективно.

Широкополосный лямбда-зонд стал решением данной проблемы. Такой датчик позволяет с высокой точностью определять состав смеси, поэтому система управления двигателем работает значительно точнее: с мотора снимается большая мощность, уменьшается расход топлива, увеличивается КПД.

Принцип работы широкополосного датчика кислорода основан на законах химии и физики, в его устройстве используется чувствительный элемент из керамики диоксида циркония. В зависимости от количества кислорода, в выхлопных газах проходят соответствующие окислительно-восстановительные реакции, результат которых отражает выходное напряжение датчика в широком диапазоне.

Срок службы лямбда-зонда

Средняя продолжительность срока службы датчика кислорода на российском бензине 40 000–100 000 км. Для увеличения срока работы рекомендуем заливать качественное топливо с низким содержанием примесей и тяжелых металлов. Самостоятельно определить неисправность лямбды достаточно сложно, установить причину — практически невозможно. Это может быть износ, низкое качество бензина, механическое повреждение и другие факторы.

При диагностике кислородного датчика стоит обратить на отложения на элементе — как и в случае со свечами, цвет налета может указать на какие-либо неисправности с авто.

Если у вас возникли подозрения в неисправности датчика кислорода, лучше обратитесь на диагностику автомобиля к профессионалам. При помощи осциллограммы специалист определит причины неисправности и подскажет способы устранения.

Есть опыт в диагностике? Читайте наш материал, как проверить датчик кислорода мультиметром .

Из-за чего ломается

• Механическое повреждение. Сильный удар в результате аварии, наезда на бордюр или езды по бездорожью отрицательно влияет на состояние датчика;
• Некорректная работа двигателя и неисправности системы зажигания приводят к перегреву ДК и поломке;
• Засорение системы. Основной причиной неисправности будут продукты сгорания некачественного топлива. Чем больше тяжелых металлов, тем скорее сломается лямбда-зонд;
• Поломка в поршневой группе. Неисправные поршень, поршневой палец и шатун пропускают масло в выхлопную систему, которое забивает зонд;
• Попадание жидкости. Загрязнение любого вида сократит срок работы датчика кислорода;
• Замыкание в проводке;
• Слишком богатая или бедная топливно-воздушная смесь ;
• Разгерметизация выпускной системы;
• Пропуски зажигания;
• Естественный износ.

Сравнение рабочего и неисправного датчиков кислорода.

Выход из строя лямбда-зонда происходит постепенно. Последствия выливаются в аварийный режим управления двигателем. Так производители оберегают машину от серьезных поломок, а водителя от аварийных ситуаций.

Неисправность предотвращается регулярной профилактикой и диагностикой, выявляющей поломки на начальных стадиях. Узнайте про способы отключения датчика кислорода , если он вышел из строя.

Признаки неисправности лямбда-зонда

• Повышается уровень токсичности выхлопных газов. Определить токсичность можно только на диагностике. Внешне никак не детектируется, даже запах выхлопа практически не изменится;
• Увеличивается расход топлива. В зависимости от серьезности неисправности, он вырастает на 1–4 литра;
• Появляются ошибки датчика кислорода (P0131, P0135, P0141 и другие), загорается «Check Engine»;
• Появляется дерганье и нехарактерные хлопки в двигателе. Лямбда-зонд перестает генерировать правильный сигнал, что приводит к ухудшению качества топливной смеси. Это в свою очередь приводит к плавающим холостым оборотам и многим другим проблемам;
• Перегревается катализатор. Так как неисправный датчик подает некорректные сигналы в ЭБУ, работа катализатора тоже нарушена — он начинает перегреваться, и его поломка лишь дело времени;
• Ухудшаются динамические характеристики автомобиля, падает тяга двигателя .

Если заметили один из этих симптомов, обратитесь к партнерам АДАКТ. С помощью диагностического оборудования мастер определит точную область поломки и предложит лучшее решение по ремонту, в зависимости от результатов проверки.

Лямбда зонд 1 и 2 отличия и назначение

Что такое лямбда зонд в автомобиле? Для чего нужен этот датчик, сенсор присутствия кислорода в потоке выхлопных газов? Почему этих датчиков два, в чем разница между первым и вторым лямбда зондами?

Подробно и по возможности просто отвечаем на вопросы о лямбда зондах в этой статье.

Лямбда зонд или датчик кислорода — что это такое?

Лямбда зонд в автомобиле — это пьезоэлектрический датчик количества кислорода в потоке газов, поступающих в выхлопную систему. С введением стандартов экологии ЕВРО у этого вида датчиков появилась дополнительная функция контроля очистки выхлопа каталитическим нейтрализатором. Но так как в выхлопном тракте этих приборов два, у многих возникает закономерный вопрос, для чего нужна эта комбинация.

Для чего измеряется уровень кислорода в выхлопе:

• по содержанию кислорода ЭБУ определяет насыщение топливной смеси воздухом и таким образом контролирует эффективность работы впрыска;
• по содержанию кислорода ЭБУ определяет, насколько эффективно катализатор очищает выхлоп от вредных примесей.

Для получения этой информации используются два зонда — первый или верхний лямбда зонд установлен до катализатора, именно по его активности происходит коррекция топливно-воздушной смеси. Второй или нижний лямбда зонд собирает данные после катализатора. При одинаковом устройстве эти два датчика предоставляют чипу данные, указывающие на протекания разных процессов.

Функции датчиков кислорода 1 и 2 в автомобиле

Кислородный датчик или лямбда зонд 1, он же верхний критически важен для управления работой двигателя. Оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси составляет 14,7 : 1 (в частях). При работе мотора и топливной системы этот параметр может существенно меняться, что сказывается на производительности мотора и потреблении топлива. При периодическом опросе лямбда зонда 1 ЭБУ получает необходимую для коррекции информацию.

Кислородный датчик или лямбда зонд 2 проверяет, насколько каталитический нейтрализатор очистил выхлоп. При разработке этой системы конструкторы поняли, что анализировать каждый компонент отдельным датчиком будет слишком сложно. Такой метод сделал бы катализационную систему очистки очень дорогой, хотя она и так недешева. Поэтому измерение проводится по кислороду, точнее, по его части в выхлопе. Считается, что именно это указывает на эффективность удаления вредных примесей.

Некоторые особенности устройства и работы лямбда зондов

По принципу работы и устройству оба датчика кислорода достаточно просты — у них есть активная зона, которая при контакте с кислородом меняет свои электрические свойства. Если на датчик поступает сигнал опроса от ЭБУ, то на выходе напряжение можно зафиксировать. По его величине оценивается, сколько кислорода содержится в выхлопе. Например, сигнал менее 0,5 В на выходе второго лямбда зонда может говорить о потере эффективности катализатора. При сигнале 0,8 – 0,9 В у ЭБУ нет причин поднимать тревогу.

Опрос лямбда зонда 1

Первый лямбда зонд отвечает за более динамичный и тонкий процесс управления впрыском смеси в двигатель. Для оценки эффективности топливной смеси применяется коэффициент L, он же лямбда, он же коэффициент избыточности воздуха. При соотношении 14,7 частей воздуха к 1 части топлива смесь считается оптимальной, а L = 1. Если L>1, например, 1,05 – 1,28, то мощность будет снижаться, но вырастет экономичность работы мотора. При выходе L за пределы 1,3 и выше топливо не воспламеняется, двигатель не работает.

Максимальная мощность бензинового мотора достигается при L в диапазоне 0,85 – 1,1, то есть, недостаток воздуха составляет примерно 5 – 15 %. Если недостаток довести до показателя 10 – 20 % и удерживать в этом диапазоне значений, то двигатель будет работать в оптимальном соотношении мощности и экономичности, а это соответствует коэффициенту лямбда 0,9 – 1,1.

ЭБУ постоянно опрашивает первый лямбда зонд, но этот опрос должен быть правильно настроен, иначе чип просто запутается в данных и начнет все время корректировать впрыск, что приведет в потере мощности и перерасходу топлива. При частоте опроса примерно раз в 300 – 400 миллисекунд ЭБУ формирует специальные циклы и запоминает оптимальные показатели для разных режимов. Если замерять напряжение осциллографом с хорошей чувствительностью, то на выходе первого лямбда зонда появится синусоида. По ее форме можно оценить правильность работы датчика.

Опрос лямбда зонда 2

Здесь процесс несколько проще, но синусоида очень похожа на описанную выше. Но есть своя тонкость — эффективная работа катализатора начинается только при прогреве его внутренностей хотя бы до 450 градусов. Пока выхлоп холодный после запуска, ЭБУ получает сигналы о сильном загрязнении, а это может привести к остановке двигателя. Для предотвращения такого эффекта применяют несколько решений:

• в лямбда зонды устанавливают спирали прогрева, чтобы попавшая в них смесь не искажала данные;
• в ЭБУ на этапе выпуска автомобиля зашивают цикл запуска, во время которого сигналы от холодного зонда не регистрируются;
• в ЭБУ зашивают несколько циклов, которые периодически обновляются (по мере работы мотора), и несколько из них отвечают за работу с холодным катализатором.

Современные лямбда зонды сложнее первых моделей — в них работает как минимум два активных контура, чтобы отправлять на ЭБУ минимальный и максимальный уровень сигнала. Это значительно улучшает работу системы. При этом в ЭБУ встраивается отдельный программный компонент для управления нагревательной спиралью датчиков, а в схеме подключения лямбда зондов предусматриваются выводы для питания нагревательного элемента.
Приглашаем на бесплатное удаление катализатора в Москве и Московской области!