Про лямбда зонд
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.
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.
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 кислорода
1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
2. Повышенный расход топлива.
3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля.
4. Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя.
5. Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния.
6. На некоторых автомобилях загорание лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» при установившемся режиме движения.
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.
Как выбрать лямбда-зонд
О том, что такое кислородный датчик или лямбда-зонд водитель неожиданно для себя узнает тогда, когда его машина вдруг перестает хорошо разгоняться, тяга мотора падает, а аппетит ДВС заметно возрастает. В то же время показания газоанализатора фиксируют повышенное значение угарного газа (СО) в отработанных газах. Справедливости ради нужно отметить, что подобная ситуация возникает при пробеге автомобиля, составляющем более 100 000 км. Это значит, что, скорее всего, неисправен лямбда-зонд, и нужно поспешить в автосервис.
Всякая сложная система, каковой и является автомобиль, требует точности и бесперебойной работы, что осуществляется за счет датчиков и точек контроля. Когда отказывает один из узлов, другие тоже начинают давать сбой, чтобы неисправность была сразу обнаружена, и можно было ее устранить. Одной из таких контрольных точек можно считать датчик кислорода, он же лямбда-зонд, который предназначен для контроля работы двигателя. Чтобы понять, чем так важна данная деталь, и какие функции выполняет, попробуем разобраться, как она устроена.
Для чего устанавливается лямбда-зонд
Функцией автомобильного лямбда-зонда является определения и регулировка количества остаточного или не участвовавшего в процессе горения кислорода в общем составе автомобильного выхлопа. Если кислорода недостаточно, то топливо полностью сгорать никогда не будет. Как результат, кроме углекислого газа (он же СО2) в составе выхлопе присутствует ядовитый газ СО, называемый иначе угарным. При худшем сгорании топлива уменьшается мощность двигателя, и он быстрее изнашивается. При избытке объема кислорода несгоревший бензин попадает в выхлопную часть.
Избыток воздуха ведет к сгоранию топлива при повышенной температуре, что приводит к быстрому износу поршней, свечей, равно как и клапанов. Величина мощности ДВС при этом идет на убыль. Избыток кислорода ведет к тому, что ядовитый оксид азота (NOх) не распадается на абсолютно безвредный азот (N), а также кислородные соединения (Ох).
В каких случаях необходимо менять лямбда-зонд
Датчик кислорода, как правило, не меняют до тех пор, пока он более или менее исправен, так как деталь недешевая. Обнаружить проблему лямбда-зонда можно с помощью диагностики. Если рассматривать ресурсы существующих сегодня кислородных датчиков , то они приблизительно такие:
- Циркониевые датчики, не оснащенные подогревом – от 50 до 80 тыс. км;
- Циркониевые датчики, имеющие подогрев – до 100 тыс. км;
- Датчики циркониевые широкополосные – до 160 тыс. км.
Необходимость замены могут определить на СТО во время проверки, когда специалист обнаруживает, что лямбда-зонд еще работает, но уже на «последнем издыхании». Это означает, что деталь следует менять незамедлительно.
Основные причины поломки кислородного датчика
Кроме того случая, когда происходит естественная поломка в силу длительной эксплуатации , кислородный датчик может выходить из строя потому, что:
- Во внутреннюю часть корпуса попадает тосол или жидкость из тормозной системы;
- Чистка корпуса осуществлялась с использованием не подходящих для этого средств;
- В топливе содержится большое количество свинца;
- Произошел перегрев корпуса по причине заправки топливом низкого качества. Перегрев случается в тех случаях, когда вышел из строя прибор охлаждающей жидкости То же случается при поломке регулятора давления, износу топливного фильтра. Загрязненный бензин при этом проникает в камеру сгорания.
Неисправный датчик кислорода не подлежит ремонту, его можно только заменить на новый.
Система, обеспечивающая обратную связь
Так как условия, в которых эксплуатируется автомобиль, не являются идеальными, то для контроля функции двигателя существует электроника, корректирующая его работу. Лямбда зонд осуществляет такую работу вместе с ЭБУ, что позволяет снимать показания содержащихся газов из выхлопной трубы и корректировать подачу топлива к мотору. Обратная связь предусмотрена как для бензиновых инжекторных, так и для дизельных моторов. Без нормально функционирующего лямбда-зонда система не может обеспечить точный расчет расхода топлива.
Конструкция и принцип работы лямбды
Лямбда-зонд представляет собой батарейку, внутри которой находится керамический электролит, в состав которого входит диоксид циркония. Электроды батареи выполнены из платины. Электролит включается в работу при температуре не ниже 300-350 C, потому лямбда-зонду нужен разогрев. Когда платиновые электроды соприкасаются с воздухом, имеющим определенное содержание кислорода, между электродами возникает разность потенциалов. Элемент устроен таким образом, что снижение объема кислорода в пространстве одного из электродов более допустимого уровня, ведет к значительному росту ЭДС батареи от 0 до 1В, и наоборот.
Основным конструктивным элементом кислородного датчика является пустотелый керамический наконечник, выполненный из оксида циркония. На его внутреннюю и внешнюю поверхность наносится пористое покрытие из платины, которое выполняет функции внутреннего и внешнего электродов. При нагревании до температуры 300-350C материал превращается в диэлектрик, который проводит сигнал от наружного электрода к внутреннему, что возникает от разности соотношения кислорода между выхлопными газами внутри / снаружи автомобильной системы выхлопа. Ионы кислорода начинают двигаться в направлении от одного из электродов к близлежащему, от области с большой концентрацией кислорода или атмосферы в ту область, где концентрация наименьшая – к выхлопу. При этом возникает электрический ток, причем его сила зависит от степени плотности кислорода с обеих сторон. Данный показатель фиксируется и поступает на ЭБУ , задачей которого является регулировать продолжительность работы инжекторов. Для надежности работы датчика имеющиеся в нем внутренние и внешние электроды надежно заизолированы. В свою очередь, погруженная часть, находящаяся в выпускной системе, изолируется от наружного воздуха.
Где устанавливают лямбда-зонд?
В автомобилях может быть установлен один или два кислородных датчика. Когда конструкция предполагает один элемент, то его устанавливают рядом с двигателем. Если требуется подогрев то ближе к двигателю, если нет, то дальше.
Два лямбда-зонда используют в автомобилях, имеющих нейтрализатор, и располагают по обеим сторонам от него. Подобные датчики предназначаются для контролирования работы двигателя, а также для оценки эффективности функций катализатора. Когда устанавливаются два датчика, то первым (входным) в катализатор должен быть широкополосный элемент, а уже на выходе из катализатора – двухточечный. Впрочем, оба могут быть двухточечными.
Конструктивные особенности, типы кислородных датчиков
Принцип работы любого лямбда-зонда остается неизменным, независимо от его конструкции и вносимых изменений и дополнений, которые часто используются производителями. Их вносят по необходимости, из-за недостатков и конструктивно слабых мест датчиков.
Подогрев датчиков. Одним из важных видов усовершенствования является искусственный контролируемый подогрев керамического наконечника с целью ускорить достижение им рабочей температуры. Первые кислородные датчики нагревались от раскаленных выхлопов и устанавливались поближе к двигателю, где температура будет наивысшая. И, тем не менее с учетом того, что датчик должен нагреваться до температуры 350-400C, требовалось некоторое время, в течение которого он не работал. В настоящее время большинство лямбда-зондов оснащены электрическими нагревателями, с которыми датчики быстро выходят на рабочий режим. Такая функция не только помогает оптимизировать расход топлива, но и продлевает жизнь катализатора.
О чем нужно знать:
- Наиболее распространенный двухточечный датчик имеет самую простую схему работы. Он фиксирует факт различия в концентрации кислорода между атмосферой и автомобильном выхлопе;
- Широкополосный датчик можно считать продуктом эволюции данного устройства. Его функция заключается в накачке кислорода, который всегда имеется в выпускной системе, в отдельную камеру. Работа осуществляется при подаче тока к устройству. Чем меньше объем кислорода, тем более высокая сила тока потребуется для закачки. Изменение силы тока и будет фиксироваться датчиком;
- Количество необходимых проводов. При этом различные конструкторские решения в лямбда-зондах могут требовать 1-5 проводов;
- Цветовая маркировка проводов лямбда-зондов разнится от производителя к производителю. На деле провода темного (т.е. черного) цвета идут на сигнал, а «массовый» провод бывает как белого , так и серого или желтого цвета. «Накальный» провод вывода подогрева всегда бывает красным .
Как проверить исправность лямбда-зонда самостоятельно?
Для проверки можно использовать вольтметр или мультиметр, которые будут фиксировать изменение напряжения на датчике в момент работы двигателя. Проверку осуществляем в следующей последовательности:
- Сначала находим датчик, аккуратно вытираем его ветошью и осматриваем наружную часть. Если датчик потемнел и имеет отложения сажи на поверхности, это говорит о том, что он сгорел, то есть вышел из строя;
- Затем нужно отключить разъем датчика от электрической системы автомобиля и завести двигатель;
- Для того чтобы прогреть датчик повышаем обороты двигателя до 2-3 тыс.об/мин;
- Далее, щупы вольтметра подключаются к черному и серому проводу. Плюс подключают на сигнал, минус – на массу. Нормально работающий датчик покажет от 0,2 до 0,8 В, плохо работающий от 0,3 до 0,7 В. Неизменный показатель прибора говорит о том, что датчик нерабочий.
Если лямбда-зонд оказался неисправны м, то придется его заменить на новый.
Корректный подбор кислородного датчика
Если кислородный датчик неисправен, то не стоит спешить купить новый в ближайшем магазине, так как, скорее всего, вам предложат то, что есть в наличии. Большинство производителей этой детали в своих каталогах утверждают, что их датчики совмещаются с большинством транспортных средств. При замене на новый элемент в таком случае неисправность сразу не будет заметна, но со временем датчик откажется правильно работать. В конце концов, это скажется на автомобиле. Суть дела в том, что лямбда-зонды разных авто отличны друг от друга конструктивно . Они различаются резьбовой частью, равно как и наличием предварительно подогрева, предусмотренным количеством проводов, разъемами для соединения. В то же время принцип работы и основной элемент датчиков от модели к модели не разнится.
Исходя из этого, лучше всего приобрести оригинал и обращать внимание на маркировку детали, которая должна быть такой же, как и на старом датчике. Если есть желание экономить, то можно приобрести универсальный датчик, специально разработанный для определенной марки автомобиля. Универсальность датчика состоит в том, что он имеет клеммы, подходящие сразу для нескольких автомобилей.
Сколько стоит лямбда-зонд?
Перед покупкой лямбда-зонда рекомендуется заглянуть в соответствующий раздел по ремонту вашего авто и уточнить, во что именно вкручивается датчик. Это может быть просто коллектор или специальная приставка – футорка, которую тоже придется приобрести. Ее цена, в принципе, небольшая. Для автомобилей европейских марок лямбда-зонд может обойтись в разные суммы. Одними из самых качественных на сегодняшний день считаются датчики японских брендов – NKG и Dens o, а также немецкого бренда Bosch, хотя они обойдутся совсем недешево. Если хочется сэкономить, то можно приобрети датчик бюджетного класса, к примеру, производства Чехии. К примеру, продукция Profit уже довольно долго поставляется на рынок Украины.
Что касается б/у датчиков, то от них точно можно отказаться, если не хочется выбрасывать деньги «на ветер».
Замена лямбда-зонда
Замена осуществляется обязательно на непрогретом двигателе. Перед заменой нужно отключить зажигание. Приобретая новый датчик, нужно обратить внимание на маркировку. Она должна быть идентичной той, что уже была нанесена производителем на старую деталь. Замена осуществляется в три этапа:
- Сначала отключаются провода от датчика;
- При помощи гаечного ключа снимается старый лямбда-зонд;
- На освободившееся посадочное место устанавливается новый датчик. Помните: работать нужно аккуратно, дабы не повредить резьбу.
По окончании замены подключается проводка и проверяется работоспособность детали.
Вывод
Лямбда-зонд устанавливается во многие современные автомобили неспроста. Это достаточно сложное устройство, которое дает электронике информацию о работе выхлопной системы. Если на автомобиле стоит катализатор, ценность датчика еще больше возрастает. Если требуется замена лямбда-зонда, вы с легкостью сможете выбрать аналог или оригинал и даже поставить новую запчасть самостоятельно.
Запчасти на Mitsubishi lancer
LANCER IV sedan (C6A) (04.88 — 06.92)
Типы и виды лямбда зондов (датчиков кислорода)
Однопроводной или двухпроводный датчик кислорода без нагревательного элемента является самым ранним и самым основным типом датчика. В однопроводной конструкции датчика используется только один сигнальный провод, в то время как двухпроводные версии имеют также общий провод, соединяемый с заземлением со стороны электрической проводки автомобиля. Датчики без нагревательного элемента располагаются в непосредственной близости выхлопных отверстий двигателя. Данное место установки является не самым идеальным местом для проведения измерений. Другим недостатком датчика без подогрева является то, что ему требуется дополнительное время, чтобы достичь температуры, необходимой для его правильной работы.
Датчики кислорода с нагревательным элементом.
Трех- и четырехпроводные датчики кислорода с нагревательным элементом позволяю быстрее достичь рабочей температуры, необходимой для корректной работы датчика. Нагревательный элемент представляет собой внутренний резистор, который нагревается, при прохождении через него постоянного тока. Датчики данного типа могут быть размещены на выхлопной системе ниже по потоку выхлопных газов и находятся в более щадящем температурном режиме, чем датчики без нагревательного элемента. Все основные современные датчики кислорода используют нагреватель, хотя тип и время нагрева варьируются.
Датчики кислорода типа FLO и UFLO.
В датчиках с быстрым и особо быстрым разогревом используется низкоомный высокотемпературный нагреватель для уменьшения времени разогрева. Датчики данного типа могут достичь рабочей температуры всего за двадцать секунд. Поскольку выбросы транспортных средств наиболее вредны, когда автомобиль холодный, данные датчики позволяют снизить степень загрязнения в период первоначального пуска двигателя.
Плоскостные датчики кислорода.
В плоскостном датчике в качестве активного элемента используются слои циркония и глинозема, соединенные вместе. Эта технология позволяет намного быстрее разогреть датчик, потому что датчик имеет небольшую массу и нагреватель находится в прямом контакте с чувствительной частью. Типичное время прогрева для плоскостных датчиков составляет от пяти до тридцати секунд.
Датчики кислорода на основе диоксида титана.
В данных датчиках в качестве активного элемента вместо диоксида циркония используется диоксид титана. В отличие от датчиков на основе диоксида циркония, для работы данных датчиков требуется подача базового опорного напряжения. Датчики на основе диоксида титана в основном использовались на автомобилях Nissan с середины 80-х до середины 90-х годов и в некоторых европейских автомобилях. В настоящее время данные датчики практически не используются в новых моделях автомобилей.
Широкополосные датчики кислорода.
В 1994 году были введены в обращение пятипроводные широкополосные датчики. Наряду с четырех проводными моделями они представляют собой самые современные технологии контроля. Они устраняют недостатки, присущие узкополосным датчикам, позволяя блоку управления впрыском топлива наиболее быстро регулировать скорость подачи топлива и управлять зажиганием двигателя.
OE (оригинальные) датчики кислорода.
OE датчики — это оригинальные датчики, которые находились на транспортном средстве в момент его выхода с завода изготовителя. Данные датчики имеют каталожный номер производителя транспортного средства и поставляются производителем автомобиля.
Оригинальные датчики кислорода от компаний производителей датчиков.
BOSCH = 85% всех авто
Существует несколько разных производителей датчиков OE, которые выбираются производителями автомобилей. Основное отличие данных датчиков от датчиков OE состоит в другом каталожном номере. В остальном это те же самые датчики. Покупая данные датчики напрямую от производителя можно значительно сэкономить на покупке, при условии правильно идентификации модели датчика.
Универсальные датчики кислорода .
Универсальные датчики могут быть установлены на любой тип автомобиля, при условии правильного подбора модели датчика для данного типа двигателя. В некоторых случаях потребуется внесение изменений в электрическую проводку автомобиля и разъем подключения датчика. Если вы не уверены в правильности выбора модели или квалификации лица, выполняющего ремонт автомобиля, следует воспользоваться оригинальными датчиками. В противном случае велика вероятность, что двигатель не будет работать должным образом.
Как проверить датчик кислорода, читать далее…
Все что нужно знать о лямбда-зонде
Виды, принцип работы и способы диагностирования
Основная задача лямбда-зонда состоит в том, чтобы информировать блок управления о том, на сколько полно сгорает топливовоздушная смесь. Лямбда-зонд определяет количество кислорода в выхлопных газах и именно на основе этих данных и определяется состав топливовоздушной смеси.
Теория гласит, что на 1 кг. топлива необходимо 14.7 кг. воздуха. Именно при таких условиях топливовоздушная смесь сгорает полностью, без образования излишков вредных веществ и топливо не “вылетает в трубу”.
Пропорция 14.7 к 1 называется фактором избыточного количества воздуха и обозначается греческой буквой λ (лямбда).
Если λ 1 (лямбда больше единицы), значит топливовоздушная смесь бедная. То есть количество топлива в ней меньше.
Как работает узкополосный лямбда-зонд?
Под защитным металлическим колпачком лямбда-зонда находится чувствительный элемент, который изготовлен из диоксида циркония. Данная керамика является электролитом, то есть пропускает электрический ток, но для газов она не проницаема.
В этом чувствительном элемента снаружи и внутри есть газопроницаемая платиновое контактное покрытие, к которому подведены сигнальные провода.
Рабочая температура лямбда-зонда – 350°С. Ранние версии лямбда-зондов не были оснащены принудительным подогревом и подогревались напрямую от выхлопных газов. А вот более поздние версии оснащены принудительным подогревом и на рабочую температуру выходят значительно раньше.
Итак, каков же принцип его работы? Всё довольно просто. Внутренняя часть керамики сообщается с воздухом, а её внешняя поверхность с выхлопными газами. Разница в концентрации молекул кислорода в выхлопных газах и в окружающем воздухе приводит к перемещению ионов кислорода из области с высоким, его содержанием, в область с низким содержанием того же самого кислорода. Ионы перемещаются через керамический элемент, который является твердым электролитом.
Именно разница в количестве кислорода снаружи и внутри сенсора и формирует сигнальное напряжение 0,45 вольт = 1λ (0,45 вольта напряжения равняется единице лямбда). Бедная топливовоздушная смесь генерирует напряжение 0,1 вольт. Богатая смесь – 0,9 вольт.
Именно так и работает узкополосный датчик. Он способен фиксировать в диапазоне от 14 до 15 к 1 отклонения лямбды. Если упростить, то можно сказать, что он просто способен фиксировать отклонения лямбды в ту или иную сторону.
К узкополосному датчику может быть подведено от 3-х до 4-х проводов. Если проводов четыре, то два белых идут на нагреватель, черный на сигнал к ЭБУ, серый – масса. Если подведено 3 провода, значит, не подводится масса, в таком случае датчик соединяется с ней (массой) своим корпусом.
Подходящие услуги нашего автосервиса:
Как диагностировать неисправность узкополосного лямбда-зонда?
Для диагностики узкополосного датчика можно снять осциллограмму, либо посмотреть на него при помощи диагностического ПО. Сигнал должен меняться часто, не менее 1-го раза в секунду. Напряжение должно быть от 0,1 до 0,9 вольта. Если напряжение меньше или сигнал меняется не так часто, значит лямбда-зонд неисправен.
Также, лямбда-зонд должен активно реагировать на изменение состава топливовоздушной смеси. Кстати, её состав можно изменить извне. Для её обогащения нужно прыснуть пропаном во впуск и тогда сигнальное напряжение должно подскочить до 0,9 вольт.
Для обеднения смеси нужно создать избыток воздуха, то есть снять одну из вакуумных трубок, тогда сигнальное напряжение провалится до значения 0,1 вольта.
Можно поступить проще – открыть и закрыть дроссельную заслонку. То есть нажать и отпустить педаль газа. Тогда показания исправного лямбда-зонда должны быстро измениться от бедной до богатой смеси, после чего быстро стабилизироваться.
Такой способ отлично подходит, когда в выпускной системе есть два катализатора и два верхних лямбда-зонда. Обычно такая схема применяется на V-образных и 6-ти цилиндровых двигателях.
Тогда показатели обоих датчиков можно сравнить и, как правило, неисправный будет отставать.
Работоспособность нагревательного элемента проверяется также просто. Для этого нужно убедиться в том, что с аккумулятора подается питание от 9 до 12 вольт, в зависимости от автомобиля. После этого нужно измерить сопротивление нагревателя. У исправного датчика, оно должно составлять от 2,3 до 4,3 Ом.
Если элемент снят, то его можно запитать от АКБ, тогда исправный нагреватель, в течение нескольких минут должен нагреться до 350°С, то есть до рабочей температуры.
Подходящие услуги нашего автосервиса:
Как работает лямбда-зонд на основе оксида титана?
Некоторое время на автомобилях использовались датчики кислорода на основе оксида титана. Как правило, такой датчик в выпускной системе один и к нему подходят 3 или 4 провода. Такой датчик более точный, чем циркониевый и более дорогой.
Датчик данного типа не сообщается с атмосферой, не генерирует напряжение и имеет увеличенный диапазон измерения.
Он запитывается и работает по принципу расходомера. То есть подключается к ЭБУ и подает сигнал в виде напряжения. Данный сигнал непрерывно изменяется, примерно 1 раз в секунду в диапазоне от 0,4 до 4.5 вольт. Низкое напряжение указывает на богатую смесь, высокое – на бедную.
Как работает широкополсный лямбда-зонд?
Вот мы и подобрались к самому современному решению от автопроизводителей – широкополосному лямбда-зонду, так называемому датчику Воздух/Топливо (A/F sensor).
В его косе, обычно, 5-6 проводов. Этот датчик способен измерять состав топливовоздушной смеси во всём диапазоне, по величине и направлению тока.
Например, широкополосные лямбда-зонды используются и на автомобилях Ford, которые мы профессионально ремонтируем и обслуживаем в нашем автосервисе. Для примера широкополосный пятипроводный датчик используется в Ford Focus ST II. На остальных двигателях Фокуса, которые мы также ремонтируем, используются узкополосные четырехпроводные датчики.
Такие датчики обычно используются на бензиновых двигателях, которые работают на бедной смеси, а также на бензиновых двигателях с прямым впрыском, а также на дизельных двигателях. И всё потому что они очень точные. Рабочая температура датчиков этого типа – 650°С.
Получая данные от кислородных датчиков, ЭБУ постоянно регулирует подачу топлива на основе поступающего в цилиндры воздуха.
Так как датчики кислорода находятся в выпускной системе, на некотором расстоянии от камер сгорания, то лямбда-регулирование далеко от идеала. На практике состав топливовоздушной смеси постоянно колеблется от лямбды в ту или иную сторону, с интервалом 1-2 раза в секунду.
Интересная особенность широкополосного датчика заключается в том, что фиксируемое им сигнальное напряжение является выдуманным и существует только для наглядности. Увидеть его можно с помощью диагностического ПО, после чего его нужно сравнить с эталонными данными того или иного производителя. Упрощённо, любое напряжение, хоть 1,1, хоть 3,3 Вольта может быть рабочим, все зависит от типа датчика и от автопроизводителя.
Сигнал должен быть постоянным и не изменяющимся. Сигнал должен изменяться только при обогащении или обеднении топливовоздушной смеси, для этого, как мы уже говорили можно впрыснуть пропан во впускной коллектор, либо снять вакуумную трубку с него же. Богатая смесь генерирует высокое напряжение, бедная – низкое.
Заключение
Итак, мы выдали все что знали о лямбда-зондах, в теории. Конечно же, если у Вас возникли проблемы с ним на Вашем автомобиле, то всего написанного, скорее всего, окажется недостаточно, даже для того чтобы провести диагностику, так как Вам как минимум, понадобится сервисное ПО.
Поэтому, обращайтесь в наш автосервис, проверенный многими автовладельцами Зеленограда. У нас работают грамотные специалисты, в том числе и высококлассные диагносты. Мы сможем точно определить причину неисправности в Вашем автомобиле и устранить их в минимальные сроки, по самым доступным ценам.