ГлавнаяВаз 2110Устройство датчика кислорода

Устройство датчика кислорода


Лямбда зонд: причины и симптомы неисправности, проверка, ремонт

В двигателях внутреннего сгорания кислород определяет оптимальное соотношение компонентов горючей смеси, эффективность и экологичность работы двигателя. Лямбда (λ) зонд – это прибор для изменения объема кислорода или его смеси с несгоревшим топливом в коллекторе силового агрегата. Представление об устройстве и принципе работы датчика поможет владельцу авто контролировать его работоспособность, предотвращая нестабильную работу двигателя и перерасход топлива.

Назначение и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе

Жесткие экологические требования для автомобилей заставляют производителей применять каталитические нейтрализаторы, уменьшающие токсичность выхлопа. Но его эффективной работы невозможно добиться без контроля состава воздушно-топливной смеси. Такой контроль осуществляет датчик кислорода, он же λ-зонд, работа которого основана на использовании обратной связи устройства и топливной системы с дискретной или электронной системой впрыска.

Измерение количества лишнего воздуха производится определением остаточного кислорода в выхлопном газе. Для этого лямбда-зонд ставят перед катализатором выпускного коллектора. Сигнал датчика обрабатывает блок управления и оптимизирует воздушно-топливную смесь, более точно дозируя подачу форсунками топлива. На некоторых моделях авто устанавливается второй прибор после катализатора, что делает приготовление смеси еще более точным.

Лямбда-зонд работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполненным в виде керамики из двуокиси циркония, легированной окисью иттрия, на котором нанесено платиновое напыление, выполняющее роль электродов. Один из них фиксирует показания атмосферного воздуха, а второй – выхлопного газа. Эффективная работа прибора возможна при достижении температуры более 300оС, когда циркониевый электролит приобретает проводимость. Выходное напряжение появляется от разницы количества кислорода в атмосфере и выхлопном газе.

Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Существует два вида λ-зонда – широкополосный и двухточечный. Первый тип обладает более высокой информативностью, позволяющей более точно настроить работу двигателя. Устройство изготавливают из материалов, выдерживающих повышенные температуры. Принцип работы всех типов датчика одинаков, и заключается в следующем:

  1. Двухточечный измеряет уровень кислорода в выхлопе двигателя и атмосфере при помощи электродов, на которых в зависимости от уровня кислорода меняется разность потенциалов. Сигнал снимается блоком управления двигателя, после чего автоматически корректируется подача топлива в цилиндры форсунками.
  2. Широкополосный состоит их закачивающего и двухточечного элемента. На его электродах поддерживается постоянное напряжение 450 мВ корректировкой силы тока закачивания. Уменьшение содержания кислорода в выхлопе приводит к повышению напряжения на электродах. Блок управления после получения сигнала создает необходимый ток на закачивающем элементе для закачки или откачки воздуха, чтобы привести к нормативному напряжению. Так, при чрезмерно обогащенной топливно-воздушной смеси БУ посылает команду закачать дополнительную порцию воздуха, а при обедненной смеси воздействует на систему впрыска.

Возможные причины неисправности лямбда зонда

Внешний вид неисправного лямбда зонда

Как и любое другое устройство, лямбда-зонд может выходить из строя, но в большинстве случаев автомобиль остается на ходу, при этом динамика его движения значительно ухудшается, и расход топлива возрастает, из-за чего транспортное средство нуждается в срочном ремонте. Поломки λ-зонда происходят по следующим причинам:

  1. Механическая поломка при повреждении или дефекте корпуса, нарушении обмотки датчика, и т. д.
  2. Плохое качество топлива, при котором железо и свинец забивают активные электроды устройства.
  3. Попадание в выхлопную трубу масла при плохом состоянии маслосъемных колец.
  4. Попадание на устройство растворителей, моющих или любых других эксплуатационных жидкостей.
  5. «Хлопки» из двигателя из-за сбоев системы зажигания, разрушающие хрупкие керамические части устройства.
  6. Перегрев из-за неверно выставленного угла опережения зажигания или богатой топливной смеси.
  7. Применение герметика при установке прибора, содержащего силикон, или вулканизирующегося при комнатной температуре.
  8. Многочисленные неудачные попытки запуска мотора в течение короткого времени, что приводит к накоплению в выхлопном коллекторе топлива и его воспламенения, вызывающего ударную волну.
  9. Замыкание на «массу», плохой контакт или его отсутствие во входной цепи прибора.

Симптомы неисправности лямбда зонда

Основные неисправности λ-зонда проявляются в следующих признаках:

  1. Повышение общей токсичности выхлопных газов.
  2. Двигатель на небольших оборотах работает неустойчиво.
  3. Наблюдается перерасход топлива.
  4. При езде ухудшается динамика движения автомобиля.
  5. При остановке авто после движения, от катализатора в выпускном коллекторе слышно характерное потрескивание.
  6. В области каталитического нейтрализатора повышается температура или происходит его разогрев до раскаленного состояния.
  7. Сигнал лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» во время установившегося режима движения.

Способы проверки лямбда зонда

Проверка лямбда зонда мультиметром

Для самостоятельной проверки λ-зонда необходим цифровой вольтметра и руководство по эксплуатации автомобиля. Последовательность действий при этом следующая:

  1. От колодки зонда отсоединяются провода и подключается вольтметр.
  2. Двигатель автомобиля запускают, устанавливают частоту вращения 2500 об/мин, после чего снижают до 2000 об/мин.
  3. Извлекают вакуумную трубку из регулятора топливного давления и фиксируют показания вольтметра.
  4. При значении 0,9 В датчик исправен. Если вольтметр никак не реагирует, или показание ниже 0,8 В – λ-зонд неисправен.
  5. Для проверки в динамике, зонд подсоединяют к разъему, параллельно подключив вольтметр и поддерживая вращение коленчатого вала двигателя на 1500 об/мин.
  6. Если датчик исправен, вольтметр покажет 0,5 В. Отклонение от данного значения говорит о поломке.

Ремонт лямбда зонда

При поломке λ-зонда, его можно просто отключить, при этом блок управления перейдет на средние параметры впрыска топлива. Это действие сразу даст о себе знать в виде повышенного расхода горючего и появлением ошибки в ЭБУ двигателя. При поломке лямбда-зонда, его необходимо заменить. Но существуют технологии «оживления» неисправного датчика, которые позволяют с определенной долей вероятности вернуть его в работоспособное состояние:

Ремонт лямбда зонда отмачиванием в ортофосфорной кислоте

1. Промывка прибора ортофосфорной кислотой при комнатной температуре в течение 10 мин. Кислота разъедает нагар и осевший свинец на стержне. При этом важно не переусердствовать, чтобы не повредить платиновые электроды. Устройство вскрывают, срезая на токарном станке колпачок у самого основания, и окунают стержень в кислоту, после промывают в воде и приваривают колпачок на прежнее место аргоновой сваркой. После процедуры сигнал восстанавливается спустя 1-1,5 ч. работы двигателя.

Старый и новый лямбда зонд

2. «Мягкая зачистка» электродов ультразвуковым диспергатором в эмульсионном растворе. Во время процедуры возможно появление электролиза вязких металлов, отложившихся на поверхности. Перед зачисткой учитывают конструкцию зонда и материал его изготовления (керамика или металлокерамика), на которую нанесены инертные материалы (цирконий, платина, барий, и т. д.). После восстановления датчик испытывают при помощи приборов и возвращают в автомобиль. Процедуру можно повторять многократно.

voditelauto.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

Что нужно знать о датчике кислорода (лямбда-зонде)?

Устройство датчика кислорода

1 — металлический корпус с резьбой и шестигранником “под ключ”;

2 — уплотнительное кольцо;

3 — токосъемник электрического сигнала;

4 — керамический изолятор;

5 — провода;

6 — манжета проводов уплотнительная;

7 — токопроводящий контакт провода питания нагревателя;

8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха;

9 — чувствительный элемент;

10 — керамический наконечник;

11 — защитный экран с отверстием для отработавших газов.

Датчик содержания кислорода в отработавших газах (часто используют название - лямбда зонд) - это сложное высокотехнологичное устройство, которое имеет довольно много разновидностей по устройству, применению и параметрам.

Где установлен лямбда-зонд? 

Благодаря тому, что датчик кислорода вырабатывает электрический сигнал лишь при температуре 300-350°С и выше, без нагревателя его устанавливают во выпускном трубопроводе ближе к мотору, а с нагревательными элементами устанавливают перед нейтрализатором. 

Некоторые автомобили в каталитическом нейтрализаторе имеют датчик температуры, который не нужно путать с кислородным. Иногда устанавливают два кислородных датчика - до нейтрализатора и после него. 

Зачем нужен лямбда-зонд? 

За счет корректировки оптимальной смеси горючего с воздухом 

применение датчика кислорода обеспечивает повышение экономичности машины, влияет на мощность двигателя, динамику, а также на экологические показатели. 

Бензиновый двигатель для работы требует смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо наиболее полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет - 14,7:1. Это значит, что на одну часть топлива нужно взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от смесеобразования и режимов работы двигателя. Поэтому двигатель становится неэкономичным. Это понятно! 

Следовательно, лямбда-зонд - это своего рода триггер (переключатель), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями "меньше" и "больше" весьма мал. Настолько мал, что его можно всерьез не рассматривать. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, затем сравнивает его со значением, имеющимся в его памяти и, если сигнал для текущего режима отличается от оптимального, то корректирует длительность впрыска топлива в том или ином направлении. Таким образом выполняется обратная связь с контроллером впрыска и точная регулировка режимов работы двигателя под ситуацию "в данным момент" с достижением максимальной экономии топлива, а также минимизацией вредных выбросов. 

Как работает датчик кислорода?

Функционально лямбда-зонд работает, как своеобразный переключатель и выдает опорное напряжение 0.45V при низком содержании кислорода в выхлопных газах. Если высокий уровень кислорода, лямбда-зонд снижает свое напряжение примерно до 0.1-0.2V. При этом, основным параметром является скорость переключения датчика. Во многих систем впрыска топлива О2-датчик имеет выходное напряжение от 0.04..0.1 до 0.7...1.0V. Длительность фронта должна быть не больше 120 мСек. Необходимо заметить, что многие неисправности датчика кислорода не фиксируются контроллерами и судить о его исправной работе можно лишь после соответствующей проверки. 

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 платиновые электроды. Один из электродов «дышит» газами выхлопа, а второй – атмосферным воздухом. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах датчик кислорода обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. Только при таких условиях циркониевый электролит обеспечивает проводимость, а разница в количестве кислорода в выхлопной трубе и атмосферного кислорода ведет к образованию на электродах датчика кислорода выходного напряжения. 

Чтобы повысить чувствительность датчиков кислорода при пониженных температурах, а также после запуска холодного двигателя, применяют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) находится внутри керамического тела датчика и подключается к электросети машины.

Элемент зонда, который сделан на основе диоксида титана, не производит напряжение, а меняет свое сопротивление. 

При запуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива выполняется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки, числа оборотов коленвала и т.д.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда считается то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 Ј l Ј 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 - 0,9 В. 

Помимо циркониевых лямбда-зондов, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). Если изменяется содержание кислорода (О2) в отработавших газах, то они меняют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут, кроме того, они дороже циркониевых и конструктивно сложны, поэтому, невзирая на применение в некоторых машинах (Jaguar, Nissan, BMW), они не получили широкого распространения. 

Взаимозаменяемость и совместимость лямбда-зондов. 

Принцип работы датчика кислорода у всех производителей в целом один и тот же. Совместимость зачастую обусловлена на уровне посадочных размеров. Зонды различаются разъемом и монтажными размерами. Можно приобрести оригинальный датчик б/у, но это чревато пустыми тратами, так как: на нем не написано реальное его состояние, а проверить его можно только на автомобиле. 

Какие бывают лямбда-зонды? 

Лямбда-зонды различают по следующим категориям:

1) по наличию подогрева 

2)  по количеству проводов: 1-2-3-4. Соответственно и комбинация с/без подогрева. 

3) по материалу изготовления: циркониево-платиновые и подороже на основе двуокиси титана (TiO2). 

Титановые лямбда-зонды легко отличить от циркониевых по цвету «накального» вывода подогревателя, так как он всегда красный. 

4) широкополосные для дизелей и двигателей, которые работают на обедненной смеси. 

Причины неисправности лямбда-зондов. 

  • некачественный бензин: свинец и железо забивают платиновые электроды за несколько посещений таких заправочных станций
  • плохое состояние маслосъемных колец 
  • масло в выхлопной трубе 
  • "хлопки" в выпуске, которые разрушают хрупкую керамику 
  • удары 
  • перегрев его корпуса по причине неправильно установленного угла опережения зажигания, сильно переобогащенной топливной смеси
  • попадание любых эксплуатационных жидкостей на керамический наконечник датчика: растворителей, антифриза, моющих средств. 
  • обогащенная топливно-воздушная смесь 
  • использование герметиков при установке датчика, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих силикон в своем составе
  • сбои в системе зажигания
  • обрыв, замыкание на "массу" или плохой контакт выходной цепи датчика
  • неудачные многократные попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, приводящие к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с появлением ударной волны. 

Сколько служит датчик содержания кислорода в выхлопных газах? 

Ресурс лямбда-зонда, как правило, составляет от 30 до 70 тыс. км. пробега и в большей степени зависит от условий эксплуатации. Дольше служат, в основном, датчики с подогревом. Рабочей температурой для них обычно является 315-320°C. 

Какие бывают неисправности лямбда-зонда? 

  • неработающий подогрев 
  • уменьшение быстродействия 
  • потеря чувствительности

Причем это, обычно, самодиагностикой автомобиля не фиксируются. 

Решение о замене лямбда-зонда можно принять после его тестировании на осциллографе. 

Нужно сказать, что попытки замены вышедшего из строя датчика кислорода имитатором ни к чему не приведут, поскольку ЭБУ не распознает "чужие" сигналы, а значит, не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, или, другими словами - попросту "проигнорирует". 

Если датчик кислорода работал на бензине с отечественных АЗС более двух-трех лет, то можно даже его не проверять. 

Зонд стоит менять уже хотя бы по возрасту. Все равно быстродействие уже далеко от оптимального. 

В машинах, система l-коррекции которых имеет 2 кислородных датчика, дела обстоят не легче. Если отказал второй лямбда-зонд (или в случае "пробивки" секции катализатора), добиться нормальной работы двигателя очень трудно. 

Как определить степень работоспособности датчика кислорода? 

Для этого существует осциллограф. Либо же специальный мотор-тестер, на дисплее которого есть возможность увидеть осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересные - это пороговые уровни сигналов низкого и высокого напряжения (со временем, при неисправности датчика, сигнал высокого уровня снижается (менее 0,8 В - криминал)), а сигнал низкого уровня повышается (более 0,2 В - криминал), а также снижается скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Если длительность этого фронта более 300 мСек, то есть повод задуматься о предстоящей замене датчика. Это усредненные данные. 

Возможные симптомы неисправности лямбда-зонда: 

  • Повышенный расход топлива. 
  • Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах. 
  • Характерное потрескивание после остановки двигателя в области расположения каталитического нейтрализатора. 
  • Ухудшение динамических характеристик машины. 
  • На некоторых машинах загораются лампы "СНЕСК ENGINE" при установившемся режиме движения. 
  • Повышение температуры в области каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния. 

Снятие-установка лямбда-зонда. 

Здесь потребуется подходящий ключ. 

Для установки подойдет специальная высокая головка с прорезью для проводов и гранями снаружи. 

А откручивать датчик кислорода лучше на горячую, так как меньше риск сорвать прикипевшую резьбу. 

Резьбовая часть обычно уже имеет специальную смазку (токопроводящую, высокотемпературную). Можно добавить графитки.

Разъем следует поднять повыше, оберегая от грязи и воды, а контакты смазать. 

Если провода скручивались, то их также нужно покрыть графиткой, чтобы не окислялись. 

Насчет пайки следует хорошо подумать. 

Собственно, лямбда получает кислород по электропроводам. Здесь стоит обратить внимание, что все разъемы лямбд не паянные, а обжимные. 

Возможно, лучше так и делать - обжимать-скручивать. 

Снимать датчик при работающем двигателе особого смысла нет, ведь он не так уж и быстро остывает. А риск получить пару ожогов есть всегда. 

Просто пока трубопровод и датчик горячий. 

После замены рекомендуется обнулить память за счет снятия на 5-10 минутах отрицательной клеммы с аккумулятора. 

Ремонт и восстановление лямбда-зондов.

Оказывается, достаточно подержать датчик кислорода 10 минут при комнатной температуре в ортофосфорной кислоте, а потом промыть водой - и он снова работоспособен. Правда, сигнал восстановится не сразу, а через 1-1.5 часа работы двигателя. 

Для промывки лямбда-зонд желательно вскрыть. На токарном станке тонким резцом срезается у самого основания колпачок с отверстиями. Датчик (это керамический стержень с напыленными полосками из платины) окунается в кислоту. Кислота разрушает нагар и свинцовую пленку на поверхности стержня. Главное не передержать датчик, поскольку могут разрушиться токопроводящие платиновые электроды. По той же причине нельзя его зачищать шкуркой или другим абразивом. После очистки стержня от токопроводящей пленки, он промывается в воде и к нему прикрепляют колпачок каплей нержавеющей проволоки аргоновой сваркой. 

Однако ученые предлагают другой способ восстановления - более сложный, но довольно надежный. Ведь, как известно из физики, плотность тока в газах определяется по ионной концентрации, по подвижности ионов и величине заряда. В выхлопных газах ионы появляются из-за нагрева. Так как температура (т.е. подвижность ионов) и напряженность поля (на электроды подают напряжение 1 В) известны, то выходные его характеристики зависят только от концентрации ионов. Они замеряются осциллографом и частотомером (около 2 МГц). После этого в эмульсионном растворе на ультразвуковом диспергаторе проводится "мягкая зачистка" напыленных электродов. Возможен электролиз вязких металлов, которые осели на их поверхности. При этом учитываются конструктивные особенности датчика, а также материал (фарфор или металлокерамика) с напылением малоинерционных металлов (цирконий, платина, барий и прочее). Восстановленный датчик тестируют на приборах и устанавливают на автомобиль. Процедуру можно выполнять многократно. 

avtofixit.com

Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Кислородный датчик — устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородником, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название — лямбда-зонд.

Коэффициент избытка воздуха λ

Прежде чем разбирать конструкцию датчика кислорода и принцип его работы, необходимо определиться с таким важным параметром, как коэффициент избытка воздуха топливовоздушной смеси: что это такое, на что влияет и зачем его измеряет датчик.

В теории работы ДВС существует такое понятие как стехиометрическое отношение – это идеальная пропорция воздуха и топлива, при которой происходит полное сгорание топлива в камере сгорания цилиндра двигателя. Это очень важный параметр, на основании которого рассчитывается топливоподача и режимы работы двигателя. Оно равняется 14,7 кг воздуха к 1 кг топлива (14,7:1). Естественно, такое количество топливовоздушной смеси не поступает в цилиндр в один момент времени, это всего лишь пропорция, которая пересчитывается под реальные условия.

Зависимость мощности (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха (λ) – это отношение действительного количества воздуха, поступившего в двигатель, к теоретически необходимому (стехиометрическому) для полного сгорания топлива. Говоря простым языком, это «на сколько больше (меньше) воздуха поступило в цилиндр, чем должно было бы».

В зависимости от значения λ различают три вида топливовоздушной смеси:

  • λ = 1 — стехиометрическая смесь
  • λ < 1 — «богатая» смесь (избыток — топливо; недостаток — воздух)
  • λ > 1 — «бедная» смесь (избыток — воздух; недостаток — топливо)

Современные двигатели могут работать на всех трех типах смеси, в зависимости от текущих задач (экономия топлива, интенсивное ускорение, снижение концентрации вредных веществ в отработавших газах). С точки зрения оптимальных значений мощности двигателя, коэффициент лямбда должен иметь значение около 0,9 («богатая» смесь), минимальный расход топлива будет соответствовать стехиометрической смеси (λ = 1). Наилучшие результаты по очистке отработавших газов будут также наблюдаться при λ = 1, поскольку эффективная работа каталитического нейтрализатора происходит при стехиометрическом составе топливовоздушной смеси.

Назначение датчиков кислорода

Расположение кислородных датчиков в системе выхлопа

Стандартно в современных автомобилях используется два датчика кислорода (для рядного двигателя). Один перед катализатором (верхний лямбда-зонд), а второй после него (нижний лямбда-зонд). Различий в конструкции верхнего и нижнего датчиков нет, они могут быть одинаковыми, но выполняют разные функции.

Верхний или передний кислородный датчик определяет содержание оставшегося кислорода в отработавших газах. По сигналу с данного датчика блок управления двигателем «понимает», на каком типе топливовоздушной смеси работает двигатель (стехиометрической, богатой или бедной). В зависимости от показаний кислородника и требуемого режима работы, ЭБУ корректирует количество топлива, подаваемого в цилиндры. Как правило, топливоподача корректируется в сторону стехиометрической смеси. Следует отметить, что при прогреве двигателя сигналы с датчика игнорируются ЭБУ двигателя до достижения им рабочей температуры. Нижний или задний лямбда-зонд используется для дополнительной корректировки состава смеси и контроля исправности работы каталитического нейтрализатора.

Конструкция и принцип работы кислородного датчика

Существует несколько видов лямбда-зондов, применяемых на современных автомобилях. Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее популярного из них — датчика кислорода на основе диоксида циркония (ZrO2). Датчик состоит из следующих основных элементов:

Устройство наконечника лямбда-зонда

Внешний и внутренний электроды покрыты платиновым напылением. Принцип работы такого лямбда зонда основан на возникновении разности потенциалов между слоями платины (электроды), которые чувствительны к кислороду. Она возникает при нагревании электролита, когда через него происходит движение ионов кислорода от атмосферного воздуха и выхлопных газов. Напряжение, возникающее на электродах датчика, зависит от концентрации кислорода в отработавших газах. Чем она выше, тем ниже напряжение. Диапазон напряжений сигнала кислородного датчика находится в пределах от 100 до 900 мВ. Сигнал имеет синусоидальную форму, у которой выделяются три области: от 100 до 450 мВ — бедная смесь, от 450 до 900 мВ — богатая смесь, значение 450 мВ соответствует стехиометрическому составу топливовоздушной смеси.

Виды лямбда-зондов

Помимо циркониевых используются также титановые и широкополосные датчики кислорода.

  • Титановые. Этот вид кислородников имеет чувствительный элемент из диоксида титана. Рабочая температура такого датчика начинается от 700 °C. Титановые лямбда-зонды не требуют наличия атмосферного воздуха, поскольку принцип их работы основан на изменении выходного напряжения, в зависимости от концентрации кислорода в выхлопе.
  • Широкополосный лямбда-зонд представляет собой усовершенствованную модель. Он состоит из цикрониевого датчика и закачивающего элемента. Первый измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах, фиксируя напряжение, вызванное разницей потенциалов. Далее происходит сравнение показания с эталонной величиной (450 мВ), и, в случае отклонения, подается ток, провоцирующий закачивание ионов кислорода из выхлопа. Это происходит до тех пор, пока напряжение не станет равным заданному.

Ресурс кислородника и его неисправности

Лямбда-зонд — один из наиболее быстро изнашиваемых датчиков. Это связано с тем, что он постоянно контактирует с отработавшими газами и его ресурс напрямую зависит от качества топлива и исправности двигателя. Например, циркониевый кислородник имеет ресурс порядка 70-130 тысяч километров пробега.

Поскольку работа обоих кислородных датчиков (верхнего и нижнего) контролируется системой бортовой диагностики OBD-II, при выходе из строя любого из них будет зафиксирована соответствующая ошибка, а на панели приборов загорится контрольная лампа неисправности «Check Engine». Диагностировать неисправность в данном случае можно с помощью специального диагностического сканера.

Сигнал исправного кислородного датчика

При исправной работе кислородного датчика характеристика сигнала представляет собой правильную синусоиду, демонстрирующую частоту переключений не менее 8 раз в течение 10 секунд. Если датчик вышел из строя, то форма сигнала будет отличаться от эталонной, либо его отклик на изменение состава смеси существенно замедлится.

Основные неисправности кислородного датчика:

  • износ в процессе эксплуатации («старение» датчика)
  • обрыв электрической цепи нагревательного элемента
  • загрязнение

Все эти виды проблем могут быть спровоцированы использованием некачественного топлива, перегревом, добавлением различных присадок, попаданием в зону работы датчика масел и чистящих средств.

Признаки неисправности кислородника:

  • Индикация сигнальной лампы неисправности на приборной панели
  • Потеря мощности
  • Слабый отклик на педаль газа
  • Неровная работа двигателя на холостых оборотах

Неисправность датчика может привести к сложностям в управлении автомобилем и стать причиной повышенного износа остальных деталей двигателя. А поскольку он не подлежит ремонту, его необходимо сразу заменить на новый.

techautoport.ru

Кислородный датчик. Лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода :: SYL.ru

В статье вы узнаете, что такое кислородный датчик, рассмотрите его конструкцию и метод проведения замены на примере автомобилей ВАЗ с инжекторной системой впрыска. Такие устройства начали использоваться на отечественных автомобилях сравнительно недавно. А именно тогда, когда производитель "АвтоВАЗ" начал гнаться за соблюдением европейских норм токсичности. Ведь чтобы выйти на мировой рынок, необходимо, чтобы автомобили не загрязняли окружающую среду. А кислородные датчики позволяют снизить количество выбросов в несколько раз.

Конструкция датчика

Это несложное устройство заключено в корпус из металла. Причина для этого – работа в агрессивной среде. Очень сильный нагрев датчика происходит во время работы двигателя. На корпусе имеется резьба. Конструкцией предусмотрено наличие уплотнительного кольца, чтобы замер производился только лишь в выпускном тракте. В конструкции датчика имеется также специальный токосъемник электросигнала. В качестве изолятора используется керамика. От датчика кислорода идет жгут проводов в уплотнительной манжете. Имеется также контакт, предназначенный для запитывания подогревательной цепи. Снаружи находится экран для защиты. В нем имеется отверстие для доступа воздуха из атмосферы. Именно так устроен стандартный кислородный датчик ВАЗ. Нагревательная спираль – это один из важных элементов датчика кислорода. Наконечник устройства выполнен из керамики, которая выдерживает значительные перепады температур. Также имеется защитный экран, в котором находится отверстие для вывода выхлопных газов. На автомобилях, как правило, устанавливаются два датчика кислорода. Один предназначен для измерения массового содержания О2 в выхлопной системе, а второй – для корректировки работы двигателя. Он использует также показания первого.

Работа устройства

Датчик кислорода нормально может работать в определенном диапазоне температур. По этой причине минимальная температура составляет от 300 до 350 градусов по Цельсию. Существует несколько конструкций датчиков кислорода. Одни имеют дополнительный нагреватель, а вторые - нет. Те, у которых нет нагревательного элемента, монтируются непосредственно в выпускном тракте как можно ближе к блоку ДВС. А вот после каталитического нейтрализатора устанавливается датчик с дополнительным нагревом, так как в этом месте температура несколько ниже. Необходим этот датчик для того, чтобы правильно корректировать качество и количество смеси, подаваемой в камеры сгорания. Именно с этой целью и устанавливают кислородный датчик. Цена его большая из-за того, что в нем содержатся драгоценные металлы. Минимум 2000 рублей вам придется отдать за этот прибор.

Чем полезен ДК?

Благодаря применению этих устройств можно достичь минимального расхода топлива, увеличения мощности и динамики, но в большинстве случаев датчики кислорода используются для улучшения экологических показателей. Наверняка вы знаете, что бензиновый двигатель нормально работает лишь в том случае, если пропорции бензина и воздуха сравниваются 14 к 1. Другими словами, при расходе одного литра бензина двигатель потребляет 14 литров воздуха. Это идеальное соотношение. Если же заглянуть на реальную работу двигателя, то пропорция постоянно изменяется. Всё зависит от того, в каком режиме работает мотор. При помощи такого несложного, но дорогостоящего устройства, как лямбда-зонд, получается сообщить микроконтроллерной системе управления о том, что в выхлопных газах содержится слишком много CO2, следовательно, необходимо произвести корректировку.

Датчик кислорода и электронный блок управления

Микроконтроллерная система управления анализирует сигнал, поступающий с датчика кислорода. По алгоритму производится сравнение с тем значением, которое находится в памяти микропроцессора. В том случае, если уровень сигнала значительно отличается от заложенного в памяти, система управления подает необходимые импульсы на исполнительные устройства двигателя, регулируя топливоподачу в нужную сторону. При этом достигается наиболее точная и слаженная работа всех механизмов. Снижается расход бензина, а также количество вредных веществ, выбрасываемых из выпускного тракта. О том, как производится замена кислородного датчика, будет рассказано немного ниже. А сейчас немного о том, какие электрические характеристики имеет этот прибор.

Электрические характеристики

Если взглянуть на принцип работы лямбда-зонда, можно увидеть, что он на выходе имеет определенное значение напряжения, примерно равное 0,5 В. Но это в том случае, если содержание кислорода очень низкое. Если же кислорода становится больше, то напряжение на выходе датчика снижается в 4-5 раз. Одним из главных параметров этого устройства является скорость коммутации. В большей части инжекторных систем лямбда-зонд вырабатывает напряжение в двух интервалах: 0,04..0,1 и 0,7..1 В. Скорость коммутации должна быть не больше чем 120 миллисекунд. Обратите внимание на то, что микроконтроллерные системы управления двигателем, как правило, не фиксируют неисправность лямбда-зонда. По этой причине необходимо проводить соответствующую диагностику, чтобы удостовериться в том, что кислородный датчик исправен или же в нем имеется неполадка.

Замена датчика кислорода

На всех автомобилях проводить ремонт и замену этого устройства необходимо исключительно на остывшем двигателе. После этого отключаете клемму «–» от аккумулятора, чтобы избежать появления короткого замыкания. Если жгут проводов, которым произведено соединение датчика с бортовой сетью, зафиксирован хомутами, то обрежьте их. Рассоедините штекерную колодку, которой подключен лямбда-зонд. Теперь, воспользовавшись подходящим ключом, аккуратно выкручиваете прибор из корпуса каталитического нейтрализатора. В обратном порядке ставите новый. Крепите жгут при помощи хомутов из пластика. Обратите внимание на то, что при установке нового датчика запрещается использовать вулканизирующего типа герметики, так как это приведет к очень быстрому выходу из строя устройства. Также не следует затягивать корпус, прикладывая к гаечному ключу чрезмерное усилие. Это приведет к повреждению керамической его части.

www.syl.ru

Разбираем устройство и принцип работы датчика кислорода.

Датчик кислорода является одним из важнейших компонентов выхлопной системы транспортного средства, от которого в немалой степени зависит продуктивность двигателя. Рассмотрим составляющие датчика и принцип его функционирования, для проведения самостоятельной диагностики выхлопной системы.

Датчик кислорода, расположен в системе выпуска отработанных газов.В зависимости от особенностей двигательной системы и совокупности выпуска газов, количество датчиков кислорода может различаться. Как правило, в составе выхлопной системы современного транспортного средства устанавливаются от одного до пары анализаторов. Первый лямбда-зонд, как правило, монтируется сразу после коллектора выпуска газов. Таким образом, выходящие из выхлопной системы газы попадают на действующую поверхность устройства. В случае если транспортное средство оснащено вторым датчиком кислорода, как правило, он останавливается за катализатором.Каждый современный автомобиль в обязательном порядке оснащается датчиком кислорода – лямбда-зонд. Датчик получил широкое распространение в автомобилестроении, благодаря введенным нормам экологии. Как известно, выхлопные газы содержат определённое количество вредных веществ, попадающих в атмосферу. Сегодня, во всём мире предусмотрен предельно допустимый порог вредных веществ, содержащийся в выхлопных газах. В некоторых странах Европы, разрешается эксплуатация автомобиля, только при оснащении высоко экологичным двигателем. В нашей стране, нормы экологии менее суровы, но всё же основные меры по снижению примесей в отработанных газах предусмотрены на каждом авто.

Помимо анализатора — Лямбда зонд, выхлопная система современного транспортного средства имеет в своем составе катализатор, который также служит для уменьшения уровня токсичности выходящих газов. Как известно для продуктивной работы катализатора требуются определенные условия. Катализатор позволяет эффективно снизить показатели токсичности выхлопной смеси, при соответствующем контроле за совокупностью топлива и воздуха. В другом случае катализатор стремительно снижает свою продуктивность и в этот момент совокупность выпуска газов использует анализатор кислорода.L – лямбда, которая входит в состав названия кислородного датчика обозначает показатель превышения потока воздуха в рабочей смеси. Определение лишней части потока воздуха в рабочем составе происходит следующим образом. Лямбда зонд, анализирует остаток воздуха при выходе отработанных газов. При правильном составе рабочей смеси, полученный показатель составляет: четырнадцать и семь воздушного потока на одну часть топлива, соответственно лямбда при этом равна единице.

Промежуток продуктивной функции катализатора достаточно узкий. В данном случае лямбда равна единица. Для поддержания правильности работы, необходима правильная и продуктивная работы системы обеспечения с электронным впуском смеси. При этом обратный цикл предусматривает анализатор воздуха. Именно для того, чтобы обеспечить продуктивную работу выхлопной совокупности, Лямбда зонд монтируется перед началом катализатора.

Анализатор воздуха – лямбда-зонд, вырабатывает специальный сигнал, который в дальнейшем передается ЭБУ системы формирования смеси. После того как электронный блок управления совокупности формирования смеси принимают электронный сигнал от анализатора воздуха, он регулирует топливо-воздушную смесь путём изменения подаваемого в цилиндры состава. Как известно, некоторые модели машин оснащаются вторым анализатором кислорода, установленным на выходе катализатора. Такое устройство выхлопной системы позволяет эффективно увеличить правильность создания топливовоздушной смеси. Также дополнительный анализатор позволяет контролировать функцию катализатора, для того чтобы он смог эффективно выполнять свою роль и сокращать объем вредных примесей в отработанных газах.

Большинство современных производителей, изготавливают анализатор кислорода из сплава циркония. Также в составе элемента предусмотрена керамическая часть, которая является источником тока, изменяющим заряд в зависимости от показателей температуры и кислорода. Поверхность датчика кислорода, взаимодействует с воздухом и газами внутри системы. Исходя из показателей насыщенности выходящей смеси кислородом, анализатор формирует определенный сигнал. Контрольное устройство принимает сигнал анализатора и сопоставляет его с допустимым показателем, заложенным в прошивке. В случае если полученный параметр отличается от необходимого, электронный блок контроля за топливной смесью изменяет насыщенность состава в необходимую сторону. Благодаря данному принципу, возникает обратная связь между блоком управления и анализатором. Точная настройка топливовоздушной смеси, способствуют правильной функции двигателя, снижению токсинов в отработанных газах и правильному потреблению топлива.

В ходе эксплуатации транспортного средства, лямбда-зонд функционирует в сложных условиях. В связи с этим, как и любое устройство автомобиля он подвержен постоянному износу и нередко приходит в неисправность. Нарушение функции анализатора кислорода в значительной мере влияет на продуктивность двигательной системы и способствует увеличению расхода бензина. В связи с этим выхлопная система требует своевременной диагностики и регулярного обслуживания.

Рассмотрим возможные причины поломки анализатора кислорода.

Как правило, к нарушению функции датчика кислорода переводит ряд совокупностей, среди которых наиболее распространены:

  • Использование топливной смеси низкого качества. Бензин плохого качества содержит в своем составе ряд примесей, которые способствуют преждевременному износу компонентов выходной системы. В частности, железо и свинец нарушают структуру платиновых электродов, уже при нескольких заправках мало-качественной смесью.
  • Неправильная настройка системы зажигания. При нарушении угла опережения системы зажигания, может произойти перегрев корпуса анализатора.
  • Избыточное обогащение смеси, также приводит к перегреву корпуса лямбда-датчика.
  • Образование масла в выхлопной системе, полученное в результате изношенности масло-съемных элементов.
  • Различные нарушения в работе системы зажигания, посторонние звуки в глушителе, все это приводит к разрушению уязвимой керамической структуры.
  • Механические повреждения датчика полученные в ходе эксплуатации транспортного средства.
  • Множественные попытки завести автомобиль через короткий промежуток времени способствует скоплению не отработанной смеси в проводниках выпуска. При образовании ударной волной состав воспламеняется, что неизбежно приводит к нарушению структуры датчика лямбда.
  • Попадание на рабочую поверхность анализатора посторонних жидкостей (масло, ОЖ или обычное моющие средство), в таком случае лямбда-зонд также утрачивает свою продуктивность.
  • Если при монтаже анализатора использовались герметичные составы, которые имеют в основе силикон, то такая смесь может нарушить свою структуру в ходе эксплуатации транспортного средства и поспособствовать преждевременному износу датчика.
  • Обрыв проводников датчика, нарушение их герметичности или замыкание цепи, также способствуют нарушению функции лямбда-анализатора.

Как правило, для выявления неисправностей лямбда-анализатора не требуется проведение дорогостоящей диагностики и обращения в специализированной сервис. Дело в том, что несмотря на свои небольшие габариты, датчик кислорода выполняет довольно важную функцию и при нарушении его структуры в значительной мере нарушается работа двигательной системы. Поэтому, на неисправность лямбда-анализатора указывают вполне заметные признаки.

Обратить внимание на состояние лямбда-зонд, нужно при возникновении следующих неисправностей:

  • Некорректная работа движка при небольших оборотах.
  • Ухудшение динамики разгона транспортного средства.
  • Значительно увеличенный расход бензина.
  • Перегрев нейтрализатора или значительное повышение его рабочей температуры.
  • Возникновение постороннего звукового сопровождения после остановки транспортного средства.
  • Увеличение показателей токсичности выхлопных газов.

Диагностика лямбда-зонд.

Для проведения диагностики, нам потребуется: оригинальная инструкция завода изготовителя, цифровой вольтметр, осциллограф. Перед проведением диагностики анализатора кислорода, двигатель автомобиля необходимо прогреть. Рассмотрим основные этапы проверки устройства.

1. Первым шагом, необходимо ознакомиться с оригинальной инструкцией завода-изготовителя. Производитель укажет месторасположение контрольного устройства, а также его основные параметры.

2. Далее, необходимо проверить все показатели, которые могут повлиять на неправильную работу анализатора: напряжение в сети транспортного средства, угол опережения зажигания, функция системы топливной подачи. Помимо этого, необходимо обратить свое внимание на герметичность проводников и провести визуальную диагностику внешних механизмов.

3. Теперь находим анализатор кислорода, согласно инструкции производителя. После этого, необходимо провести визуальную диагностику измерительного прибора.В случае если керамическая часть анализатора имеет нагар, то датчик подлежит обязательной замене. К образованию налёта на керамической части анализатора, чаще всего приводит использование топливной смеси низкого качества. Если визуальная диагностика показала приемлемое состояние анализатора, необходимо продолжить проверку.

4. Следующим этапом, отключаем анализатор и подключаем его проводники к электроизмерительному прибору. Далее, запускаем автомобиль и нажимаем на педаль газа до достижения оборотов: две с половиной тысячи в минуту. Теперь, при помощи устройства для насыщения состава снижаем показатели оборотов до двухсот в минуту.

5. В случае если транспортное средство оснащено электронным контролем топливной системы, удаляем в окно трубку регулятора давления и обращаем внимание на показатели измерительного прибора. Если показатели вольтметра приближены к отметке 0, 9 Вт, то анализатор кислорода исправен. На неисправность лямбда-датчика, укажет отсутствие реакции измерительного прибора или показатель ниже 0,8 Вт.

6. Следующим этапом необходимо проверить насыщенность топливовоздушной смеси. Используя вакуумную трубку, необходимо обеспечить подсос воздуха. В случае если анализатор работает правильно, показания измерительного прибора не будут превышать отметки 0, 2 Вт.

7. Завершающим этапом, необходимо проверить работу анализатора на практике. Для этого подключаем устройство к разъему подачи топлива и параллельно устанавливаем электроизмерительные приборы. При этом необходимо увеличить оборот задержки до 1500 минуту. Об исправности контрольного устройства, сообщат показатели прибора — 0, 5 Вт. При иных показателях, лямбда-зонд подлежит обязательной смене.

Выхлопная система играет важную роль в работе транспортного средства. Для поддержания должной продуктивности двигателя, а также для увеличения срока эксплуатации ДВС, необходимо своевременно диагностировать и обслуживать совокупность выпуска отработанных газов. Лямбда анализатор, сравнительно простое и небольшое устройство, при этом выполняющее ответственную функцию в формировании рабочей смеси. Поддержание работоспособности датчика, позволит сохранить функцию ДВС и сохранить оптимальный расход бензина. Проверить и заменить анализатор достаточно просто своими руками, при этом данная процедура позволит сэкономить на ремонте важнейшей системы авто.

Удачной диагностики!

Похожие статьи

carmend.ru

Устройство датчика кислорода

просмотров 3 988 Google+

Датчик кислорода назначение и устройство.

Датчик кислорода является своеобразным гальваническим элементом, то есть при своей работе датчик вырабатывает электрический ток. Устройство датчика кислорода состоит из корпуса, нагревательного элемента и чувствительного наконечника, защищённого от внешних механических повреждений, кожухом. Наконечник сделан из керамики с добавлением окиси циркония.

Принцип работы.

При высокой температуре и попадании на одну из его поверхностей молекул кислорода, на ней начинает появляться ток. С другой стороны происходит такой же процесс, но с противоположной полярностью. С наружной стороны конус, через прорези в защитном колпаке, омывается выхлопными газами. С внутренней стороны через отверстия в корпусе к нему поступает наружный воздух. Следовательно, при наличие кислорода с наружной и с внутренней стороны чувствительного конуса, на нём не буде образовываться ток. Но так как количество свободных молекул кислорода в отработавших газах всегда ниже чем в наружном воздухе, то даже при максимальном их количестве на датчик кислорода будет генерировать ток 0,1 — 0,2В. При отсутствии свободных молекул кислорода в отработавших газах на конусе будет образовываться напряжение равное 0,8 – 0,9 В.

На основании выше изложенного делаем выводы:

1. при бедной смеси, когда в отработавших газах будет большое количество свободных молекул кислорода, на датчике генерируется минимальное напряжение 0,1 – 0,2 В

2. при богатой смеси соответственно 0,8 – 0,9В.

3. изменение напряжения на датчике происходит в довольно узком диапазоне состава смеси, очень близкой к стехиометрической практически при α = 1.

Благодаря этому контролируя момент изменения величины напряжения можно судить о качестве состава смеси непосредственно в данный момент. На основании показаний датчика электронный блок регулирует подачу топлива.

Датчик кислорода нагревательный элемент.

Для нормальной работы датчика чувствительный конус должен выполняться определённые условия. Самое главное датчик должен быть нагрет и в тоже время не перегрет. Нагрев осуществляется за счёт выхлопных газов, а охлаждение за счёт вентиляции через отверстия в корпусе. За поддержание оптимальной температуры датчика отвечает нагревательный элемент. Так же он осуществляет первоначальный нагрев датчика до рабочей температуры после пуска двигателя. Нагревательный элемент получает постоянное питание при включении зажигания. Применение при его изготовлении материала с изменяющимся сопротивлением при нагреве, исключает надобность применения дополнительных приспособлений и оборудования.

При холодном датчике сопротивление нагревательного элемента минимально, а следовательно, потребляемый ток и мощность максимальны. При нагреве сопротивление повышается, ограничивая потребляемый ток и мощность. Максимальный потребляемый ток нагревателя на холодном двигателе равен 3А.

Работа датчика кислорода.

Контроллер при пуске двигателя не учитывает показания датчика кислорода до его прогрева и начала работы. При этом производит приготовление смеси только по показаниям других датчиков.

Для контроля над состоянием датчика, контроллер через встроенный в нём резистор подаёт опорное напряжение на 0,8В на датчик. Сигналом о готовности датчика давать достоверные данные о составе смеси является сопротивление его чувствительного элемента, которое очень высоко при холодном датчике и стремительно падает при прогреве. Снижение падения напряжения говорит контроллеру о готовности датчика к работе.Подводя итог можно сделать следующее заключение.

  1. При пуске холодного двигателя происходит подготовка рабочей смеси без участия показаний датчика кислорода, так называемый разомкнутый цикл. В тоже время происходит нагрев датчика встроенным нагревательным элементом и проверка готовности датчика со стороны контроллера.
  2. При определении контроллером готовности датчика к работе, процесс приготовления смеси переходит на замкнутый цикл. При этом контроллером делается поправка в алгоритме подготовки смеси на основании наличия и содержания молекул свободного кислорода, не участвующих в процессе сгорания топлива.

 

«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CТRL+ENTER»

 

admin 28/09/2011"Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях"

avtolektron.ru