Все, что следует знать автовладельцу о лямбда-зонде — датчике кислорода. Как устроен лямбда зонд
что это такое, как он работает и зачем нужен
Введение жёстких экологических норм подтолкнуло автопроизводителей использовать на автомобилях катализаторы. Это устройства, которые помогают снизить содержание токсичных веществ в выхлопных газах. Каталитический нейтрализатор – вещь полезная, но эффективно работает только при определённых условиях. Если не контролировать постоянно состав топливно-воздушной смеси, то катализаторы долго не прослужат.
И здесь приходит на помощь лямбда зонд или так называемый датчик кислорода (в английской литературе его называют Lambda probe или Oxygen sensor). Ниже рассмотрим подробнее, что такое лямбда зонд, как он работает и для чего используется.
Как работает лямбда зонд
Схема работы лямбда зонда
Как сказано выше, лямбда зонд это датчик кислорода. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Для корректного измерения ему нужно прогреться до температуры 300 – 400°С. Именно в таких условиях электролит, входящий в конструкцию кислородного датчика, приобретает проводимость. При этом разница в объёме атмосферного кислорода и кислорода, содержащегося в выхлопной трубе, приводит к возникновению выходного напряжения на электродах лямбда-зонда.
При запуске и прогреве холодного двигателя впрыск топлива происходит без использования данных от датчика кислорода, вместо этого состав топливно-воздушной смеси корректируется по сигналам других датчиков:
числа оборотов коленвала;
температуры охлаждающей жидкости;
положения дроссельной заслонки.
Чтобы повысить чувствительность лямбда-зондов при низких температурах и после запуска холодного мотора, применяют принудительный подогрев. Внутри керамического тела датчика находится нагревательный элемент, который подключается к автомобильной электросети.
Зачем нужен лямбда зонд
Как выглядит лямбда зонд уже в автомобиле
Лямбда зонд используется для поддержания оптимального состава воздуха и топлива, поступающего в двигатель автомобиля. Оптимальным считается такой состав, когда на 14,6-14,8 части воздуха приходится одна часть топлива. Это можно обеспечить только при помощи систем питания с электронным впрыском и при использовании лямбда зонда в цепи обратной связи.
Замер переизбытка воздуха в смеси осуществляется довольно оригинальным способом – при помощи определения в отработавших газах содержания остаточного кислорода. Именно поэтому лямбда зонд установлен перед катализатором в выпускном коллекторе. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления (ЭБУ), а тот, в свою очередь, оптимизирует состав смеси, изменяя количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя.
На некоторых моделях автомобилей на выходе из катализатора расположен ещё один лямбда-зонд. Это позволяет достичь большей точности приготовления смеси и контролировать эффективность работы катализатора.
В зависимости от конструкции, различают два вида датчика:
широкополосный – используется в качестве входного датчика;
двухточечный – может устанавливаться и на входе, и на выходе из катализатора. Его принцип работы основан на измерении количества кислорода в атмосфере и выхлопных газах.
Видео о лямбда-зонде
Обманка лямбда зонда
Обманка лямбда зонда
Кислородный датчик подаёт сигнал тогда, когда он обнаружил изменения в содержании кислорода. Данный сигнал передаётся на контроллер, который его принимает и сравнивает полученную информацию с показателями, заложенными в памяти. Если полученные данные не совпадают с оптимальными значениями, то блок управления изменяет длительность впрыска. Этим достигаются следующие показатели:
экономия топлива;
максимальная эффективность работы двигателя;
уменьшение объёма вредных выхлопов.
Но немногие автолюбители прислушиваются к этим рекомендациям и начинают вспоминать о датчике только при появлении проблем. В итоге большинство водителей видят на приборной панели загоревшийся индикатор Check Engine. Причиной этому, скорее всего, стал вышедший из строя либо некорректно работающий кислородный датчик. Решением данной проблемы станет обманка лямбда зонда, которая бывает механической и электронной.
Механическая обманка
При выборе обманки такого типа вместо катализатора устанавливают специальный проставок – деталь из теплоустойчивой стали или бронзы со строго определёнными размерами. В проставке высверливается отверстие малого диаметра, через которое отработавшие газы смогут в него попадать.
Газы взаимодействуют с керамической крошкой, которую предварительно покрывают каталитическим слоем и помещают внутри проставка. В результате такого взаимодействия осуществляется окисление CH и CO кислородом, после чего снижается концентрация вредных веществ на выходе.
Если на автомобиле установлены два кислородных датчика, то сигналы с них будут различаться, блок управления распознает изменение синусоиды сигнала и расценит это как штатную работу катализатора. Данный вариант является самым дешёвым.
Обманка электронного типа
Такой тип обманки гораздо сложнее. В продаже имеются весьма технологичные обманки со встроенным микропроцессором. Они способны не просто обмануть блок управления, а обеспечить его корректную работу. Микропроцессор, установленный в таком устройстве, может оценить состояние выхлопных газов и сформировать сигнал, соответствующий сигналу со второго работающего датчика при исправном катализаторе.
Похожие статьи
avtonov.com
Лямбда-зонд: устройство и назначение
Датчик лямбда-зонда (или иначе, словами автолюбителей, лямбда-зонд) – это механизм, который отвечает за концентрацию и соотношение бензина и воздуха в топливно-воздушной смеси при ее приготовлении и подаче через топливные каналы в цилиндр двигателя. От правильности показаний данного устройства зависит суммарный расход топлива, мощность и динамика автомобиля. По сути, важность датчика сравнима с карбюратором и инжектором, поскольку и тот и другой принимают непосредственное участие в приготовлении горючей смеси. В сегодняшней статье мы узнаем, что такое лямбда-зонд, как он устроен и для чего предназначается.
Устройство
Основой (главным рабочим элементом) данного датчика является пористый керамический материал, который производится на двуокиси циркония. Сама же конструкция данного устройства предполагает наличие следующих деталей:
стального корпуса;
манжеты проводов;
керамического изолятора;
контакта цепи подогрева;
проводки;
уплотнительного кольца;
наконечника из циркониевой керамики;
стержня со спиралью накаливания;
внутреннего защитного экрана со специальным отверстием для отработанных газов;
наружного экрана с отверстием для атмосферного воздуха;
токосъемника электрического сигнала.
Где он расположен?
Зачастую лямбда-зонд (ВАЗ-2110 в том числе) располагается в выпускной системе, за пределами выпускного коллектора. Также следует знать, что на некоторых автомобилях может быть по два таких устройства. Один из них может размещаться до катализатора, а второй - после него. Работа двух лямбда-зондов существенно повышает эффективность и точность приготовления топливно-воздушной смеси для дальнейшей ее подачи в камеру сгорания ДВС.
Принцип действия
Алгоритм работы данного устройства основан на свойствах оксида циркония. Поэтому задействуется он при температуре не менее 350 градусов Цельсия. В некоторых случаях, для того чтобы ускорить процесс нагрева, используют специальный электронагреватель. Весь принцип работы лямбда-зонда можно разделить на несколько этапов:
Отработанные выхлопные газы проходят сквозь катализатор и выхлопную трубу. При этом они обтекают рабочую поверхность датчика лямбда-зонда, который расположен перед катализатором.
Далее это устройство производит анализ уровня О2 в выхлопных газах и сравнивает данные с уровнем в атмосфере.
В ходе работы датчика вырабатывается разность потенциалов, после чего механизм посылает короткий электрический сигнал на ЭБУ двигателя.
После этого ЭБУ обрабатывает данные и подает сигнал на определенный ряд устройств, тем самым регулируя работу исполнительных элементов.
Следует отметить, что в случае нехватки кислорода в системе, а именно в топливно-воздушной смеси, продукты сгорания окисляются не до конца. В таком случае транспортное средство начинает терять динамику, и происходит увеличение расхода топлива (в камере образуется обедненная смесь). Если же воздуха в системе слишком много, это приводит к неполному разложению оксида азота, что также не лучшим образом отображается на работе двигателя.
fb.ru
Показания лямбда-зонда. Устройство и принцип работы лямбда-зонда
Используются показания лямбда-зонда для корректировки качества и количества топливной смеси в инжекторных системах. Карбюраторные не оснащаются такими приборами, так как в них отсутствует электронное управление – топливо поступает в камеры сгорания под действием разрежения. Справедливости ради стоит отметить, что датчик выхлопа не устанавливается на некоторые модификации инжекторных моторов. Но это очень старые машины, которые не соответствуют стандартам Евро.
Особенности систем управления
Инжекторные моторы считаются на сегодняшний день самыми экономичными и эффективными. Но это если сравнивать с карбюраторными двигателями. Достичь высоких показателей получается за счет того, что осуществляется полный контроль за тем, как подается топливо и воздух в камеры сгорания. Для этого устанавливается на двигателе и системе впуска несколько датчиков. С их помощью происходит проверка всех параметров работы силового агрегата. Далее данные поступают к электронному блоку управления с микроконтроллером. Он позволяет анализировать все данные, чтобы по ним скорректировать работу системы.
И нужно отметить, что устанавливаются датчики не только во впускном тракте, но и в выпускном. Правда, там всего один прибор – датчик, измеряющий содержание кислорода в выхлопных газах. От его работы зависит то, сколько воздуха будет подано в цилиндры. Следовательно, произойдет изменение состава топливо-воздушной смеси.
Конструкция датчика
А теперь давайте подробнее рассмотрим лямбда-зонд, что это такое и каков его состав. Конструкция прибора состоит из таких компонентов:
Корпус из металла, имеет резьбу и шестигранник (для выкручивания ключом).
Кольцо для уплотнения.
Токосъемник – для замера сигнала.
Изолятор из керамики.
Соединительные провода.
Уплотнительная манжета для проводов.
Контакт для подачи напряжения питания к нагревательному элементу.
Внешний экран защиты. В нем же имеется небольшое отверстие для поступления воздуха из атмосферы.
Чувствительная часть датчика.
Наконечник из керамики.
Экран для защиты. В нем присутствует отверстие, в которое поступает отработавший газ.
Из того, какое назначение у прибора, можно понять, где находится лямбда-зонд в автомобиле. В некоторых системах предусмотрено два датчика – они ставятся до и после катколлектора. Некоторые же оснащаются всего одним прибором.
Для чего нужен прибор?
В задачи устройства входит оценка количества кислорода, не сгоревшего во время работы двигателя. Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. По сути, нет прибора, который смог бы измерить количество кислорода. И показания лямбда-зонда указывают не на то, сколько кислорода в выпускном тракте, а на то, какая разница между напряжением на «эталонной» части и активной (расположенной в выпускном тракте).
Эффективнее всего топливовоздушная смесь будет сгорать только при условии, что соотношение двух главных компонентов (воздуха и бензина) будет всегда одинаково. На сгорание одного литра бензина потребуется объем воздуха 14,7 л. Смесь называется обедненной, если количество воздуха больше, чем необходимо, а бензина – меньше. И смесь считается обогащенной, если бензина больше, а воздуха меньше. Любое из таких состояний влияет на расход бензина, приемистость автомобиля, мощность мотора.
Режимы работы двигателя
Так как двигатель не работает в одном установившемся режиме, нагрузки постоянно меняются, поэтому пропорция соблюдается далеко не всегда. Для контроля количества воздуха в дроссельную заслонку устанавливается лямбда-зонд.
Только по показаниям лямбда-зонда электронный микропроцессорный блок управления оценивает состав топливовоздушной смеси. Если качество не соответствует норме, то производится корректировка, подается смесь, более подходящая для конкретного режима работы двигателя. Для этого на форсунки подается сигнал для увеличения или уменьшения времени их открытия. По сути, количество подаваемого в камеры сгорания топлива зависит полностью от того, как долго будут открыты электроклапаны форсунок.
Основные элементы датчика
Конструктивно датчик О2 состоит из таких компонентов:
Платиновый наружный электрод, который контактирует с отработавшими газами.
Корпуса.
Внутреннего платинового электрода, который контактирует с атмосферным воздухом (он принимается за эталон).
Защитной трубы.
Платина – это достаточно чувствительный металл, который может реагировать на любые изменения состава воздуха. Кстати, нужно отметить, что датчик не измеряет напрямую количество кислорода в выпускном тракте. А какие протекают процессы при работе – узнаете далее.
Как работает датчик
Если присмотреться внимательно, то принцип работы лямбда-зонда не очень сложный. Вот только реализовать процесс, чтобы на выходе появились данные о составе выхлопных газов, очень сложно. Начать нужно с того, что датчику необходимо наличие эталонного воздуха – это требуется для «понимания» того, что появились какие-то изменения в составе газа. Именно по этой причине один датчик состоит, по сути, из двух – один измеряет состав воздуха в атмосфере, а другой в выпускном тракте.
Благодаря такой несложной системе датчик «чувствует» разницу соотношения кислорода. Но для того чтобы управлять работой двигателя, необходимо на ЭБУ подавать электрические сигналы. Конструкция датчика состоит из электродов и твердых электролитов, поэтому при воздействии на них возникает реакция. Можно даже сравнить лямбда зонд (что это, вы уже знаете) с обычной батарейкой. Только в качестве активного элемента выступает кислород, который содержится как в атмосферном воздухе, так и в выхлопных газах (правда, в меньшей пропорции).
Химические реакции в датчике
Если присмотреться внимательнее, то показания лямбда-зонда – это некоторое напряжение. Оно изменяется в зависимости от того, какое процентное содержание кислорода в выпускной системе. На двух электродах появляется потенциал. При уменьшении количества кислорода происходит увеличивается напряжение, при возрастании – снижается. Импульс, который появляется на выходе устройства, поступает к электронному блоку управления.
Микропроцессорный блок управления имеет встроенную память, в которой прописаны все основные параметры, в том числе и работы лямбда-зонда. Контроллер сравнивает записанные в памяти показания с теми, которые поступили от датчика, на основании чего производит корректировку работы системы впрыска топлива.
При работе используются химические реакции, что позволяет упростить конструкцию прибора. В основе находится наконечник из керамики. Как правило, его делают из диоксида циркония или титана. Покрывается наконечник слоем платины (именно поэтому стоимость датчиков высокая). Наконечник и напыление – это два элемента, которые вступают в реакцию, именно они являются электродами.
Подогрев датчика: зачем нужен?
Датчики в системах впрыска топлива используются двух типов – с подогревом и без. Приборы без дополнительного подогрева разделяются на два вида:
С одним проводом черного цвета – по нему передается сигнал.
С двумя проводами: черный – сигнальный, серый – масса (минус питания).
Если имеется нагревательный элемент, то датчики имеют такие выводы:
Три провода: черный – сигнальный, белые (2 шт.) – нагревательный элемент.
Четыре провода: черный – сигнал, серый – масса, белые – питание нагревательного элемента.
Зачем нужен прогрев датчика? Проблема в том, что произвести эффективный замер содержания кислорода можно только лишь в том случае, если температура более 300 градусов (иногда необходимо и сильнее прогревать). Только при такой температуре наконечник может получить необходимую проводимость.
Как работает система впрыска с датчиком
Для того чтобы обеспечить нужный режим работы, датчик ставится как можно ближе к коллектору выпускной системы. Благодаря этому осуществляется прогрев лямбда-зонда, датчик выходит на нормальный режим работы. Как можно видеть, в работе системы устройство не участвует до тех пор, покуда не произойдет прогрев двигателя.
До включения в работу датчика электронный блок управления ориентируется только на сигналы, поступающие от других приборов. Минус работы в таком режиме – невозможно достичь идеального образования топливовоздушной смеси. Следовательно, нельзя добиться полного сгорания смеси – это приводит к тому, что выбросы от автомобиля увеличиваются.
А так как современные машины должны соответствовать стандартам экологичности Евро (иначе их не выпустят ни на рынок, ни на дороги), приходится усложнять систему впрыска. Между прочим, это позволяет уменьшить расход топлива за счет того, что с помощью лямбда-зонда (цена его не менее 1500 руб) удается достичь полного сгорания всей смеси, поступившей во впускной тракт.
Подогрев устройства
Существуют модели датчиков, оснащенные нагревательными элементами. Благодаря такому несложному устройству получается быстрее достичь оптимальной температуры. Принцип работы лямбда-зонда на ВАЗ и иномарках одинаков, система подогрева позволяет выйти на рабочий режим в более короткие сроки. Следовательно, уменьшается количество вредных выхлопов. Это гарантирует, что автомобиль будет удовлетворять нормам экологичности, принятым в странах Европы. Питание нагревательного элемента производится непосредственно от бортовой сети машины.
Разновидности устройств
Существует несколько видов датчиков, отличаются они только по типу произведения замеров. Двухточечные – это датчики, которые позволяют осуществлять измерения одновременно в двух местах. Активно использовались в старых автомобилях. Более современные системы управления двигателями комплектуются широкополосными устройствами, которые являются более функциональными и современными.
По сути, широкополосные датчики состоят из двухточечного и заканчивающего керамического элемента. Суть работы не меняется – при увеличении или уменьшении концентрации кислорода происходит подача соответствующего сигнала на электронный блок управления.
Два датчика в системе
Большая часть современных автомобилей комплектуется не только лямбда-зондом (цена от 2000 руб и выше), но и каталитическим нейтрализатором. Это устройство, которое позволяет существенно уменьшить количество вредных веществ, поступающих в атмосферу. И в этом случае в выпускном тракте устанавливается сразу два датчика – на входе и выходе. По сути, они позволяют производить замер содержания кислорода и СО до и после нейтрализатора. Следовательно, таким образом оценивается эффективность работы всей системы выпуска.
Особенности работы системы
В инжекторных системах впрыска топлива может использоваться и две лямбды. Эти датчики производят замер содержания кислорода и дают понять электронному блоку управления, в какую сторону необходимо скорректировать зажигание или состав топливной смеси, чтобы количество вредных веществ в выхлопе оказалось минимальным.
Системы с двумя датчиками гарантируют, что в выхлопе окажется крайне мало загрязняющих веществ. Но усложнение конструкции приводит к тому, что ее надежность ухудшается. Пару раз заправили автомобиль некачественным топливом – испортили катализатор. А дальше – неверные показания датчиков, нарушение работы системы впрыска.
И даже если вы будете соблюдать все требования, катализатор рано или поздно сломается, так как ресурс у него не очень большой. А стоимость этого элемента даже на самых бюджетных машинах заоблачная. Поэтому многие автомобилисты, чтобы сэкономить, вырезают катализатор и заменяют его пламегасителем. По сути, это обычный кусок трубы подходящих размеров. А чтобы второй лямбда-зонд не выдавал ошибку, ставят обманку. Это проставка, которая монтируется на датчике.
При помощи обманки получается отдалить от наконечника датчика поток газов. Это и влияет на показания элемента, поступающие к электронному блоку управления. Следовательно, микроконтроллер улавливает разницу показаний и не замечает отсутствия катализатора.
Основные неисправности
Существует несколько основных признаков, по которым можно судить о неисправности лямбда-зонда:
Снижение динамики.
Существенное увеличение расхода топлива.
Нестабильная работа двигателя в режиме холостого хода.
Наличие треска и щелчков после остановки двигателя.
Минус в том, что поломки этого прибора не всегда распознаются системой самодиагностики. А проверить простыми измерительными приборами в гаражных условиях датчик просто нереально, потребуется наличие осциллографа. Ремонт тоже нельзя сделать. Только лишь обрыв проводки можно устранить.
fb.ru
Кислородный датчик или лямбда зонд
Одна из острейших проблем, с которой сталкиваются современные автопроизводители, – экологическая безопасность. Массовое использование автомобилей в повседневной жизни грозит ростом загазованности современных городов. Для уменьшения количества токсичных веществ, содержащихся в составе выхлопных газов, используются специальные системы их очистки, так называемые каталитические нейтрализаторы, для обеспечения последним необходимых условий работы применяется кислородный датчик.
На что влияет кислородный датчик?
Работа ДВС сопровождается выделением выхлопных газов (ВГ), содержащих вредные для человека вещества. Их значительная концентрация влияет на самочувствие и здоровье окружающих. Среди этих токсичных веществ необходимо особо отметить угарный газ, не полностью сгоревшие углеводороды и окислы азота. Чтобы уменьшить их содержание в составе ВГ, как уже отмечалось, на современных автомобилях используется каталитический нейтрализатор.
Однако у него есть особенность – он успешно работает в достаточно ограниченном диапазоне соотношения кислорода и бензина, и если смесь обогащенная, или наоборот, слишком бедная, то содержание в составе ВГ токсичных веществ остается высоким. Вот кислородный датчик и участвует в обеспечении необходимого соотношения кислорода и бензина.
Содержание токсичных веществ зависит от степени сгорания топливовоздушной смеси (ТВС) и ее состава. Если в ней мало бензина, она называется обедненной, если много – обогащенной. Однако понятие «много или мало» достаточно неопределенное и не может использоваться для управления составом ТВС. Вот для устранения этой неопределенности и нужен кислородный датчик, у него есть ещё одно название – лямбда зонд.
С его помощью контроллер управления двигателем отслеживает процесс сгорания ТВС, для чего измеряется в ВГ содержание кислорода. При необходимости изменяется состав ТВС таким образом, чтобы обеспечить полное сгорание топлива и уменьшить выделяемое количество токсичных веществ.
Как работает кислородный датчик?
На сегодняшний день существует лямбда зонд трех разновидностей:
циркониевый;
титановый;
широкополосный.
Наиболее распространенными из них являются первые два типа. Свое название они получили от используемого материала, и соответственно, принцип работы кислородного датчика из-за этого у них разный.
Циркониевый датчик кислорода
Как устроен подобный лямбда зонд, изображено на рисунке.
Конструктивно он может быть выполнен по-разному, либо цилиндрический (пальчиковый), либо пластина (планарный датчик). По сути дела, это слоистая структура, внутренняя и наружная поверхности которой выполнены из платины и разделены слоем специальной керамики. Она защищена снаружи корпусом с отверстиями для поступления ВГ к платиновой поверхности кислородного датчика и имеет связь с наружным воздухом.
При своей работе лямбда зонд контролирует содержание кислорода в составе ВГ, для чего его надо располагать в потоке этих газов. Принцип, по которому он работает, чем-то напоминает аккумулятор, только твердотельный. При достаточно высоких температурах (не ниже трехсот градусов) через керамику, разделяющую слои платины, начинают проходить ионы кислорода. Их содержание в окружающем воздухе и в составе ВГ разное, вследствие чего между слоями датчика появляется разность потенциалов.
Именно она и есть тот сигнал, что лямбда зонд выдает контроллеру управления двигателем. На его величину влияет содержание кислорода в ВГ. Получив эти данные, контролер отвечает тем, что изменяет ТВС, уменьшая или увеличивая количество впрыскиваемого бензина. Вот для чего нужен лямбда зонд, с его помощью контроллер определяет, насколько полностью сгорает ТВС, и подбирает ее оптимальный состав, обеспечивая при этом эффективность работы ДВС и его топливную экономичность.
Описанный принцип работы, основанный на движении ионов кислорода, реализуется при температурах от трехсот до девятисот градусов, поэтому и помещают лямбда зонд в выхлопную систему автомобиля.
Титановый датчик кислорода
Принцип работы, который использует такой датчик, совсем другой. В этом случае применяется зависимость проводимости диоксида титана от парциального давления кислорода в смеси газов. Чем больше содержание кислорода в составе ВГ, тем хуже лямбда зонд проводит электрический ток. Его выходное напряжение пропорционально количеству кислорода и изменяется скачкообразно.
Кислородный датчик подобного типа работает при температуре от семисот градусов, и для него не требуется эталонный воздух.
Широкополосный датчик
Он в обычных машинах используется довольно редко, его отличает совершенно другой принцип работы. У него имеются две специальные камеры – измерительная и камера накачки. Если предыдущие типы датчиков генерировали высокое либо низкое напряжение на выходе в зависимости от содержания кислорода в составе ВГ, то широкополосный датчик выдает напряжение, пропорциональное его значению.
Про эксплуатацию датчика
Лямбда зонд – неразборная конструкция и рассчитана на пробег до восьмидесяти тысяч километров. Правда, этот показатель может значительно уменьшиться при нарушении правил эксплуатации.Среди них стоит отметить:
использование этилированного бензина или других видов топлива, не предусмотренных изготовителем;
перегрев датчика;
многократные неудачные запуски двигателя;
попадание на корпус датчика эксплуатационных автомобильных жидкостей или моющих средств;
замыкание на «массу», а также плохой контакт выходной цепи.
Могут быть и другие причины, вызывающие отказ датчика, но и уже приведенных достаточно для понимания, что это хрупкое изделие и требует в процессе работы бережного отношения. Полностью проверить датчик с необходимой степенью достоверности можно, воспользовавшись осциллографом.Однако результаты работы датчика видны невооруженным взглядом по ряду признаков:
увеличение расхода топлива;
увеличение содержания окиси углерода в составе ВГ;
ухудшение динамики машины;
неустойчивая работа мотора.
Причин отказов датчика может быть несколько, но независимо от них ремонт для него не предусмотрен, только замена.
Лямбда зонд в современных автомобилях контролирует количество кислорода в составе ВГ. Он также осуществляет выдачу данных в контроллер управления двигателем с целью изменения состава ТВС для полного сгорания смеси и обеспечения необходимых условий работы нейтрализатора.
znanieavto.ru
функции, неисправности и их устранение, видео
Далеко не всем современным автолюбителям известно, что лямбда-зонд выполняет одну из основных функций в работе ДВС и выхлопной системы. Без него фактически невозможна нормальная работа мотора. Предлагаем вам узнать, что это такое, зачем нужен, где находится и за что отвечает первый или верхний лямбда-зонд, почему он выходит из строя и как его почистить.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
Что такое лямбда-зонд?
Какой лучше, для чего нужен верхний лямбда-зонд и где находится? Для начала стоит разобраться в том, что же это такое. Подробнее о назначении и принципе работе будет сказано ниже.
Назначение
Место монтажа лямбда-зондов
Лямбда-зонд представляет собой кислородный датчик — это такое устройство сопротивления, которое находится в выпускном коллекторе. Благодаря информации, которую отправляет лямбда-зонд, блок управления двигателем может поддерживать определенный состав горючей смеси. Кислородный датчик посылает электрический приборам сигнал, если в камеру поступает слишком богатая или бедная топливно-воздушная смесь. В результате информации, которую отправил лямбда-зонд, бортовой компьютер авто корректируется подачу горючей смеси.
По теоретическим данным, которые часто бывают далеки от практических, для сгорания одного килограмма горючей смеси необходимо около пятнадцати килограмм кислорода. Соответственно, если кислородный датчик работает не корректно, то это напрямую повлияет на то, как будет работать мотор в целом. Кроме того, это может отразиться на расходе топлива.
Что такое универсальный лямбда-зонд и для чего он нужен — понятно, но как же он выглядит? Ведь далеко не каждый автолюбитель понимает, что с виду представляет собой это устройство. Тем более, если вы планируете произвести самостоятельную диагностику устройства,то необходимо разобраться в принципе его работы. С этой информацией вы ознакомитесь ниже.
Устройство и принцип работы
Устройство кислородного датчика
Итак, для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле и какой его принцип работы? Перед тем, как ответить на эти вопросы, лучше будет разобраться в устройстве элемента.
Универсальный кислородный датчик состоит из следующих компонентов:
Непосредственно сам корпус. Универсальный лямбда-зонд сопротивления имеет металлический корпус, оснащенный нарезной резьбой для правильного монтажа.
Керамический изолятор.
Уплотнительное кольцо.
Керамический наконечник.
Провода, а также манжеты для их правильного уплотнения.
Для того, чтобы обеспечить вентиляцию устройства, применяется специальный корпус, оснащенный дополнительным отверстием.
Контакт, по которому проходит ток.
Дополнительный щиток, именующийся защитным, поскольку оснащен специальным отверстием, необходимым для выпуска выхлопных газов.
Также универсальный датчик оснащается спиралью, установленной в отдельном резервуаре (автор видео — Витя Крякушкин).
Следует отметить, что отличительной особенностью, которой характеризуется первый или второй лямбда-зонд в автомобиле, является то, что для изготовления используются термостойкая основа. Применение таких материалов необходимо потому, что само устройство всегда работает при высоких температурах. На сегодняшний день в современных автомобилях используются один из четырех типов датчиков, их различие зависит от числа подводящих к устройству проводов — от одно- до четырехпроводного.
Что касается принципа работы, то диагностический датчик концентрации кислорода представляет собой элемент обратной связи. Это устройство позволяет системе правильно рассчитать необходимую дозировку топлива для определенного количества подаваемого воздуха. Оптимальный расчет горючей смеси актуален не только с экологической, но и экономической точки зрения. Поскольку сегодня требования к экологической безопасности при производстве транспортных средств очень велики, то новые машины комплектуются обычно только катализаторами. Также двигатели автомобилей оснащаются двумя датчиками кислорода.
Благодаря использованию катализатора и двух лямбд, экологический вред при функционировании транспортного средства будет минимальный, то есть машина будет наносить минимальный вред окружающей среде. Однако при появлении неисправности в одном из элементов системы автомобилист может столкнуться с серьезными проблемами, которые ударят по его бюджету, поскольку такая поломка будет дорого стоить.
Причины и симптомы поломок
Вышедший из строя лямбда-зонд
Если универсальный диагностический датчик концентрации кислорода выходит из строя, то причины могут быть следующие:
Произошел разрыв проводки в месте подключения.
Произошло замыкание цепи.
В результате использования некачественного топлива, обогащенного различными октаноповышающими присадками, произошло загрязнение устройства.
Если система зажигания работает некорректно, то датчик может сломаться из-за термических перегрузок.
Регулярная эксплуатация транспортного средства по сельской местности или бездорожью может привести к появлению механических повреждений в работе устройства.
Кроме того, способствовать выходу из строя датчика может неудовлетворительное состояние маслосъемных колец.
Если в цилиндры и впускные трубопроводы попадает охлаждающая жидкость, лямбда-зонд также скоро выйдет из строя.
Постоянно обогащенная горючая смесь также приведет к поломке элемента.
Если содержание монооксида углерода повышается до 3-7% вместо положенных 0.1-0.3%, то это может свидетельствовать о выходе из строя зонда. Чтобы избавиться от проблемы, необходимо будет только менять элемент, поскольку запаса хода может быть не достаточно. Если транспортное средство оснащено двумя зондами, то при поломке второго устройства наладить оптимальную работу мотора будет невозможно (автор видео — Александр Сабегатулин).
Что касается основных симптомов, по которым можно будет узнать о поломке регулятора:
во время движения на автомобиле начинают проявляться рывки;
вполне ощутимый увеличенный расход бензина;
катализатор начинает работать некорректно;
обороты двигателя начинают плавать;
в выхлопных газах начинает увеличиваться концентрация токсинов.
Как почистить?
Диагностика
Перед тем, как отключить и почистить универсальное устройство, следует правильно произвести диагностику, иначе чистка может быть нецелесообразной. Чтобы наиболее эффективным образом произвести проверку остаточного кислорода, датчик должен быть разогрет минимум до трехсот градусов. В этом случает циркониевый электролит сможет быть проводимым, а благодаря разнице кислорода и атмосферного кислорода на устройстве появляется выходное напряжение. Соответственно, напряжение можно будет проверить только при включенном и прогретом моторе. При несоответствии уровня напряжения следует осуществить замену устройства.
Измерение напряжения производится с помощью осциллографа, так как благодаря этому прибору можно получить наиболее точный результат. После замера напряжения необходимо проверить уровень сопротивления нагревателя устройства, при этом штекер необходимо заранее отключить. Уровень сопротивления должен составлять от 2 до 14 Ом, в этом случае все зависит от производителя.
Перед тем, как поставить диагноз, также следует измерить уровень напряжения, которое подводит к нагревателю лямбда-зонда. Напряжение должно быть не меньше 10.5 вольт, при этом зажигание должно быть включено, а разъем датчика — подключен. В том случае, если напряжение будет более низким, следует также проверить места соединения разъемов, проводов, а также само напряжение АКБ.
Очистка
Определенных технологий по ремонту таких устройств нет, поскольку при выходе из строя регулятор нужно менять на новый. Но перед тем, как поменять универсальный датчик, можно попробовать его почистить. Разумеется, отключение разъемов и чистка будут актуальны только в том случае, если под защитным колпачком лямбда-зонда образовались отложения. Как показывается практика, если отключить разъем и произвести чистку датчика, то в большинстве случаев это помогает избавиться от проблемы (автор видео — Авто новости).
Чистка чувствительного элемента производится с применением ортофосфорной кислоты. Если вы поместите этот элемент в кислоту на 10-20 минут, то это позволит уничтожить все отложения, при этом не воздействуя негативным образом на электроды. Наиболее эффективным вариантом будет отсоединение разъема и чистка элемента после демонтажа защитного колпака, перед этим колпачок нужно снять на токарном станке. Для снятия регулятора можно использовать съемник кислородного датчика, а после очистки его также можно будет промыть.
Когда устройство промыто, его необходимо обработать водой и высушить. В том случае, если прочистка не помогла, то датчик придется менять. При замене важно проследить, чтобы разъемы на регуляторах были идентичные. Если же вы не обращаете внимания на показания, которые предоставляет датчик, ведь устройство может работать некорректно, то можно использовать обманку. Обманка предназначена для монтажа вместо катализатора, благодаря которой можно будет избежать появления ошибок.
Обманка может быть выполнена из бронзы, но размер обманки должен соответствовать размерам катализатора. В обманке необходимо высверлить небольшое отверстие — через него выхлопные газы будут попадать в обманку. В результате концентрация вредных элементов в газах будет снижена, однако при этом блок управления не будет тревожить водителя новыми ошибками, принимая соответствующий сигнал за нормальную работу катализатора.
Видео «Правильная очистка лямбда-зонда»
О том, как правильно произвести прочистку датчика в домашних условиях, узнайте из видео ниже (автор видео — Своими руками).
Загрузка ...
avtozam.com
Как работает лямбда зонд.
Рубрика: Устройство автомобиля | Дата публикации: 18 октября 2013 | Комментариев нет
Датчик кислорода определяет концентрацию кислорода в выхлопных газах. Его количество зависит от нескольких параметров, главным из которых является зависимость отношения топлива к воздуху в смеси, которая подается в цилиндры двигателя.
Принцип действия
Всего существует и разработано две разновидности датчиков, определяющих количество кислорода в отработанных газах. Они различается основой, на которой они созданы. Первый использует двуокись циркония и носит название «циркониевый», второй – двуокись титана. Также они работают по разным принципам: первый измеряет выработку напряжения, второй – изменение напряжения.
Последний датчик практически не распространен, поэтому рассмотрим принцип действия циркониевого.
Датчик представляет по своей сути гальваническую батарею содержащий электрод цилиндрической формы, изготовленный из двуокиси циркония и покрытый внутри и снаружи платиной. Он находится на выпускном коллекторе, так что одна его сторона располагается в выхлопных газах, а вторая – в атмосфере. Принцип действия основывается на том, что две стороны, находящиеся в разных субстанциях действуют как два полюса батареи, а циркониевый электрод является электролитом. Так, прослеживается зависимость — чем выше концентрация кислорода, тем слабее разность потенциалов и напряжение на выходе.
Состав топливно-воздушной смеси не стабилен и находится в постоянно меняющемся состоянии, поэтому работает датчик по следующей схеме:
Датчик измеряет концентрацию кислорода и, если ее значение ниже предельного, передает большое напряжение на блок EFI, говорящее о том, что смесь богатая.
Блок дает сигнал в сторону уменьшения подачи топлива, тем самым увеличивая концентрацию кислорода.Это изменения моментально фиксирует датчик низким напряжением и блок EFI в свою очередь повышает подачу топлива.Одним из важнейших параметров датчиков кислорода является период срабатывания. Под ним понимают время, за которое изменяется значение напряжения, выдаваемое датчиком. Его большой отрезок подразумевает неисправность датчиков, что очень сложно определить, так как данные передаваемые блоку EFI находиться в рабочем диапазоне и сам определить неисправность он не может.
Контроль работоспособности и ресурс датчиков
Проверку датчиков рекомендуется проводить во время каждого технического обслуживания автомобиля, так как они имеют цельную конструкцию и не нуждаются в отдельном осмотре. Если соблюдать условия эксплуатации, то они прослужат около 70 ±10 километров пробега.
Какие основные причины поломки датчиков?
Использование марки топлива, несоответствующей двигателю.
Использование для крепления датчиков герметиков, имеющих в своем составе силикон или снижающих свою пластичность при комнатной температуре
Повышение температуры датчика из-за поломок связанных с перебоями в зажигании, концентрации воздушно-топливной смеси и др.
Неудачные многократные запуски двигателя в небольшой промежуток времени.
Отключения свечей зажигания при проверке работы цилиндров двигателя.
Обмывание наконечника датчика любой из эксплуатационных жидкостей.
Система выпускания не герметична.
Каковы признаки неисправности датчиков?
Расход топлива повышен.
Характеристики автомобиля с точки зрения динамики ухудшились.
Двигатель работает не устойчиво при малых оборотах.
Раскаленное состояние каталитического нейтрализатора и потрескивание в его районе расположения после остановки.
В некоторых случаях срабатывание сигнала «СНЕСК ЕNGINЕ» при движении.
drivedrom.ru
Что такое лямбда зонд и для чего нужен датчик кислорода
Лямбда-зонд (он же кислородный датчик или датчик концентрации кислорода) – это устройство, которое определяет, сколько кислорода содержится в отработавших газах. Подробнее о том, как работает и для чего нужен лямбда-зонд, читайте в нашей сегодняшней статье.
Известно, что ДВС автомобиля может работать максимально эффективно лишь в случае правильного количества топлива и воздуха в топливно-воздушной смеси в каждом рабочем режиме. От этого также зависит расход топлива и влияние на экологию. Именно для этих целей используется датчик кислорода. Что такое лямбда зонд вы теперь знаете, пришло время рассмотреть принцип его работы.
Для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле
Если количества воздуха в смеси топлива и воздуха недостаточно, это приводит к тому, что угарный газ, а также углеводороды не окисляются в полном объеме. А вот в случае наличия слишком большого объема воздуха в вышеупомянутой смеси, не наблюдается полного разложения оксидов азота на кислород и азот.
Датчик кислорода – это одна из составляющих системы выпуска автомобиля. На некоторых машинах датчик лямбда зонд может устанавливать в двух экземплярах. Один из них располагается в выпускной системе еще до катализатора (его также называют каталитическим нейтрализатором), а другой – после него. Использование двух кислородных датчиков позволяет максимально эффективно следить за количеством воздуха в отработавших газах, благодаря чему нейтрализатор функционирует максимально действенно.
В наше время используется два вида датчиков концентрации кислорода:
двухточечный лямбда-зонд;
широкополосный кислородный датчик.
Особенности двухточечного датчика кислорода
Применение двухточечного лямбда-зонда может осуществляться как до катализатора, так и после него. Этот датчик определяет показатель избытка воздуха, для чего он использует данные о том, сколько кислорода содержится в отработавших газах.
Двухточечный лямбда-зонд – это керамический элемент, на двух сторонах которого нанесено покрытие, изготовленное из диоксида циркония. Для измерений применяется электрохимический метод. Одна часть электрода контактирует с атмосферой, а другая – с отработавшими газами.
Для чего нужен лямбда-зонд такого типа, вы уже знаете, но как он работает? Принцип его работы базируется на определении количества кислорода в атмосфере, а также выхлопных газах. Если количество кислорода отличается, на концах электрода возникает напряжение. Если топливо-воздушная смесь слишком бедная, напряжение уменьшается. В противном случае напряжение возрастает.
Далее происходит подача электрического импульса от лямбда-зонда в ЭБУ двигателя. После этого электронный блок управления запускает соответствующие системы, которые к нему подключены.
Широкополосный лямбда-зонд – что это и как он работает
Широкополосный датчик кислорода – это тот же лямбда-зонд, который используется в современных автомобилях. Он выполняет функции датчика катализатора, расположенного на «входе». В кислородном датчике такого типа определение показателя «лямбда» происходит с помощью применения силы входного тока.
Данный лямбда-зонд отличается от упомянутого выше датчика тем, что в его состав входит закачивающий и двухточечный керамические элементы. Закачивание – это процесс, в ходе которого происходит пропускание кислорода из выхлопных газов сквозь соответствующий элемент под влиянием заданной силы тока.
Широкополосный лямбда-зонд работает на базе принципа поддержания напряжения в 450 мВ, которое присутствует между электродами 2-точечного керамического элемента. Для этого корректируется сила тока закачивания.
Если количество кислорода в выхлопных газах падает, что является признаком слишком богатой топливо-воздушной смеси, между электродами увеличивается напряжение. После этого происходит отправка соответствующего сигнала в ЭБУ двигателя. Затем происходит формирование необходимой силы тока на закачивающем элементе.
Ток необходим для закачки в измерительный зазор, что приводит к нормализации напряжения. Сила тока – это мера количества кислорода в выхлопных газах. Анализ данного показателя происходит в ЭБУ, после чего выполняется соответствующее воздействие на элементы системы впрыска топлива.
Если смесь воздуха и топлива слишком бедная, широкополосный лямбда-зонд работает таким же способом. Отличается он в данном случае лишь тем, что в результате влияния тока кислород выкачивается из измерительного зазора.
Не забудьте изучить статью о том, как проверить датчик кислорода (лямбда-зонд).
Для обеспечения правильного функционирования датчика кислорода, необходима температура 300°С. Для этого лямбда-зонд оснащают специальным нагревателем. Теперь вы знаете, что такое лямбда-зонд, для чего нужен кислородный датчик и как он работает.
Mitsubishi Pajero Sport: удар по Prado? В редеющем, но популярном у нас сегменте рамных вседорожников появился сильный игрок – легендарный Mitsubishi Pajero Sport третьего поколения, который полностью затмил предшественника. Но хватит ли пр...
Toyota Corolla: юбилею посвящается В честь 50-летнего юбилея своей популярной модели компания Toyota обновила мировой хит под названием Corolla. По традиции рестайлинг подчеркнул преимущества бестселлера. Внешний вид стал более выразит...
Добавить сайт в избранное
Место монтажа лямбда-зондов
Устройство кислородного датчика
Вышедший из строя лямбда-зонд
.jpg)
