Лямбда зонд. Его назначение в системе питания автомобиля. Лямбда зонд признаки
Лямбда зонд - признаки неисправности и способы проверки
Инжекторная система питания автомобиля является более экономичной и эффективной, чем карбюраторная. Достигается это за счет полного контроля за подачей топлива и воздуха, которое осуществляется рядом датчиков. Они выполняют проверку рабочих параметров, передают их на электронный блок, который анализирует и на их основе корректирует работу всей системы.
Причем датчики для обеспечения полной информации о работе системы устанавливаются не только на впуске (количества топлива, воздуха), но и в выпускной системе. В ней используется всего один датчик, но от его работы зависит, какое количество воздуха будет подаваться в цилиндры. Он так и называется – датчик кислорода, другое название — лямбда-зонд.
Содержание статьи
Что такое лямбда зонд в машине?
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) токоподводящий 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.
Основная задача этого датчика кислорода – оценка количества несгоревшего кислорода в отработанных газах. Дело в том, что самое эффективное сгорание топливовоздушной смеси достигается при определенном соотношении топлива и воздуха — одна часть бензина должно смешиваться с 14,7 частями воздуха.
Если топливовоздушная смесь будет обедненной, то содержание воздуха будет увеличенным, и наоборот – обогащенная смесь обеспечит меньшее процентное содержание кислорода в выхлопных газах. А это уже сказывается на мощности, расходе, приемистости.
А поскольку двигатель работает на разных режимах, поэтому такое соотношение далеко не всегда соблюдается. Чтобы была возможность контролировать количество подаваемого воздуха, в систему питания и включен лямбда-зонд.
На основе показаний этого датчика электронный блок оценивает качество топливовоздушной смеси и при обнаружении несоответствия нормам – корректирует работу системы, обеспечивая подачу оптимальной смеси путем подачи сигнала на форсунки, которые увеличивают или уменьшают количество впрыскиваемого топлива.
Устройство и принцип работы лямбда зонда
Принцип работы лямбда зонда
Принцип вроде и прост, но реализация его — не такая уж и легкая. Этот датчик должен с чем-то сравнивать полученные результаты, чтобы «понять», что произошло изменение процента кислорода. Поэтому он делает замеры в двух местах – атмосферный воздух и тот, что остался после сгорания смеси. Это позволяет ему «почувствовать» разницу при изменении соотношения топливовоздушной смеси.
При этом на электронный блок должен подаваться электрический сигнал. Для этого лямбда-зонду необходимо преобразовать результаты замеров в импульс, который будет подаваться на ЭБУ. Для проведения замеров концентрации кислорода в атмосфере и в выхлопных газах, используется два электрода, вступающих в реакцию с ним. То есть, в работе этого датчика задействован принцип гальванического элемента, при котором смена параметров химической реакции влечет за собой изменение напряжения между электродами датчика. Так, при обогащенной смеси, когда процент кислорода – меньше, напряжение возрастает, а при обеднении – снижается.
Полученный в результате химической реакции электрический импульс подается на ЭБУ, параметры которого он сравнивает с прописанными в своей памяти и в результате этого производит корректировку работы системы питания.
Используя для работы химические реакции, лямбда-зонд не является сложным по конструкции. Основным его элементом выступает керамический наконечник, изготовленный из диоксида циркония (реже – диоксида титана) с платиновым покрытием, которое и выступает в роли электродов, вступающих в реакцию. Одной своей стороной наконечник контактирует с атмосферой, а другой – с выхлопными газами.
Лямбда зонд с подогревом
Особенность работы такого керамического наконечника заключается в том, что произведение эффективных замеров остаточного процента кислорода выполняется только при определенном температурном режиме. Чтобы наконечник обрел необходимую проводимость, необходима температура в 300-400 град. С.
Чтобы обеспечить необходимый температурный режим изначально этот датчик устанавливали ближе к выпускному коллектору, что обеспечивало достижение необходимой температуры по мере прогрева силовой установки. То есть, в работу он вступал не сразу. До того, как лямбда-зонд начнет передавать импульсы, электронный блок основывался на показания других датчиков, включенных в систему питания, но при этом оптимальное смесеобразование не соблюдалось.
Видео: Как подключить лямбда зонд с подогревом
Некоторые модели лямбда-зондов в своей конструкции имеют специальные электрические подогреватели, что обеспечивает более быстрый выход на необходимый температурный режим. Запитка подогревателя осуществляется от бортовой сети авто.
Датчик, выполняющий свою работу за счет химической реакции, получил название двухточечного, за счет того, что замеры производятся в двух местах. Но выпускаются еще и другой тип лямбда-зонда – широкополосный, который является более современной версией датчика. В его конструкции тоже используется двухточечный элемент, а также еще один керамический элемент – закачивающий. При этом суть сводится все к той же подаче электрического сигнала на ЭБУ.
Использование двух и более датчиков
Сейчас многие автомобили, чтобы повысить их экологичность, используют каталитические нейтрализаторы, что позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу. При этом выхлопная система оснащается не одним, а двумя и более лямбда-зондами.
В такой выхлопной системе эти датчики производят не только замер остаточного кислорода, но еще и оценивают эффективность работы нейтрализатора. Один из датчиков устанавливается перед катализатором, а второй – за ним. Это позволяет на основании сравнения показаний двух лямбда-зондов понять, выполняется ли нейтрализация вредных веществ.
С одной стороны, такая система позволяет меньше загрязнять окружающую среду, но с другой – она очень «капризна». Одна-две заправки некачественным бензином запросто может испортить нейтрализатор. А это уже скажется на показаниях лямбда-зондов, и как следствие – на работе всей системы питания.
К тому же даже при соблюдении всех условий эксплуатации авто, нейтрализатор выйдет из строя, поскольку у него имеется свой ресурс, после которого он подлежит замене, чтобы восстановить нормальную работоспособность системы питания. А поскольку замена – «удовольствие» дорогостоящее, то на выручку приходят разные хитрости.
Многие просто вырезают нейтрализатор, а на его место устанавливают пламегаситель – обычный отрезок трубы необходимого диаметра. А чтобы получить разницу в показаниях двух датчиков, используют так называемую обманку на лямбда зонд – специальную проставку, устанавливаемую на второй лямбда-зонд.
Эта обманка просто удаляет наконечник от потока выхлопных газов, что влияет на его показания. За счет этого и достигается разница, которую ЭБУ воспринимает как работу катализатора.
Видео: Лямбда зонд (датчик кислорода). Как обмануть второй лямбда зонд
Признаки неисправности лямбда зонда
Лямбда-зонд – достаточно важный элемент в системе питания авто и его поломка может значительно сказаться на работе силовой установки. Признаки неисправности его таковы:
увеличение расхода бензина;
«плавающие» обороты на холостом ходу;
понижение динамики разгона;
щелчки и треск из-под авто после остановки мотора;
Одна из особенностей лямбда-зонда кроется в том, что его неисправность далеко не всегда распознается системой самодиагностики авто. К тому же невозможно его проверить при помощи обычных измерительных приборов в гаражных условиях. Его работоспособность проверяется только осциллографом.
Также он не ремонтопригоден. Единственное, что можно устранить, так это – обрыв проводки, ведущей к датчику. Но с ним бывают также и такие неисправности как повреждение подогревающего элемента и потеря чувствительности самого датчика.
Видео: Как проверить лямбда зонд
Замена
Поэтому многие автолюбители не пытаются проводить диагностику работоспособности лямбда-зондов, а просто периодически производят его замену на новый. Чтобы поддерживать работоспособность системы питания в рабочем состоянии следует производить замену раз в 2-3 года.
Данная операция не является сложной и выполняется она на смотровой яме. Предварительно следует приобрести необходимую модель датчика. Перед демонтажем отключается колодка проводов от зонда, а затем он выкручивается со своего посадочного места рожковым ключом соответствующего размера. Для облегчения откручивания допускается обработка специальными средствами (WD-40 или др.). На место выкрученного элемента вкручивается новый и к нему подключается проводка.
avtomotoprof.ru
Лямбда-зонд на страже соблюдения экологических норм: обзор и чистка кислородного датчика
Оптимальная работа автомобильного двигателя возможна только при работоспособности всех узлов и систем. При поломке одного из основных компонентов мотор может работать с перебоями, что будет доставлять неудобства автолюбителю. Что такое лямбда-зонд, в чем заключается его принцип действия, как произвести диагностику и очистку контроллера? Ответы на эти вопросы вы найдете ниже.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
Характеристика лямбда-зонда
Что такое датчик кислорода или лямбда-зонд, где находится устройство, в чем заключается его принцип работы, какие функции выполняет этот регулятор? Для начала разберем основные характеристики — назначение, а также где может располагаться девайс.
Назначение и функции
Кислородный датчик представляет собой устройство сопротивления, этот девайс расположен перед катализатором, на впускном коллекторе. Данные, которые передает кислородный датчик, обрабатываются управляющим блоком и используются для поддержания необходимого состава топливовоздушной смеси. Лямбда-зонд передает сигнал на ЭБУ, если в камеры сгорания подается очень богатая или бедная горючая смеси. В соответствии с полученными данными, которые передает кислородный датчик, блок управления регулирует подачу воздуха и топлива для образования смеси.
Устройство и принцип работы
В чем заключается принцип работы кислородного датчика?
Любой универсальный лямбда-зонд включает в свою конструкцию такие составляющие:
Корпус универсального регулятора, который обычно выполнен из металла. На корпусе переднего верхнего или нижнего регулятора также имеется резьба, с помощью которой лямбда-зонд устанавливается в посадочное место. В корпусе также будет отверстие, позволяющее обеспечить вентиляция регулятора.
Уплотнительная резина, позволяющая обеспечить герметичность.
Керамический изолятор.
Наконечник, выполненный из керамики.
Контакты для подключения к бортовой сети.
Защитный щиток, на котором имеется отверстие для выпуска отработанных газов.
Нагревательный компонент устройства.
Спираль, которая монтируется в отдельном резервуаре.
Будь то первый или второй кислородный датчик, устройство изготавливается из термостойкого материала. Это важно, поскольку регулятор функционирует под нагревом, при повышенных температурах. Устройство может относится к одному из нескольких видов, которые отличаются между собой по количеству контактов — одно-, двух-, трех- и четырехпроводные.
Диагностический датчик концентрации кислорода используется для обеспечения правильного расчета нужного объема горючего для определенного объема воздушного потока, подающегося в цилиндры. Устройство выполняет расчет этих значений в соответствии с экологической, а также экономической точки зрения. Это также важно, поскольку в настоящее время к транспортным средствам предъявляются жесткие требования в плане экологической безопасности. Диагностический датчик концентрации кислорода позволяет снизить вред для окружающей среды, основываясь на количестве содержащихся вредоносных для экологии веществ в выхлопных газах.
Причины и симптомы неисправностей
Если в работе регулятора есть неисправности, это может привести к более нестабильной работе двигателя.
По каким причинам кислородный датчик может выйти из строя:
В электроцепи произошел обрыв, в частности, в месте подключения устройства к сети. Также причина может заключаться в плохом контакте контроллера или их окислении.
Замыкание в работе девайса.
Загрязнение — одна из самых часто встречаемых проблем. Такая неисправность, как правило, обусловлена регулярной заправкой транспортного средства низкокачественным горючим.
Термические перегрузки регулятора. Такие проблемы, как правило, обусловлены неполадками в работе системы зажигания.
Постоянное использование автомобиля по бездорожью может привести к серьезным вибрациям и, как следствие, повреждению регулятора.
Лямбда-зонд может перестать функционировать в результате попадания в цилиндры двигателя, а также во впускные магистрали антифриза.
Выход из строя нагревателя датчика кислорода. Обычно эта проблема обусловлена износом устройства.
Еще одной причиной, по которой устройство может отказаться работать, является работа двигателя на обогащенной топливовоздушной смеси.
В том случае, если объем монооксида углерода увеличится до 3% и выше вместо нормативных 0.1-0.3%, это говорит о поломке контроллера. При такой проблеме регулятор демонтируется с помощью съемника и меняется (съемник можно приобрести в любом автомагазине). Съемник представляет собой ключ, позволяющий значительно проще демонтировать устройство. Но если съемника нет, можно обойтись и без него.
Предлагаем более подробно ознакомиться с причинами, которые позволят выявить неисправность девайса:
повысился расход горючего;
плавающие обороты при работе двигателя, в частности, на холостом ходу;
при наборе скорости ощущаются рывки;
появились сбои в работе катализатора;
возросла концентрация вредных веществ и токсинов в отработанных газах.
Фотогалерея «Схемы лямбда-зонда»
1. Распиновка датчика кислорода 2. Схема обманки второй лямбды
Инструкция по очистке кислородного датчика своими руками
Теперь расскажем о том, как производится диагностика и чистка кислородного датчика. Начнем с проверки устройства.
Диагностика
Прежде чем приступить к проверке, нужно прогреть регулятор, для этого следует запустить двигатель и дать ему поработать около 10 минут. Это позволит обеспечить наиболее оптимальную проводимость электролита, а также образование выходного напряжения на датчике. Процедура диагностики осуществляется без отключения зонда, на запущенном и прогретом двигателе. Сам процесс диагностики осуществляется с применением осциллографа, поскольку такое оборудование позволяет получить самый точный результат.
Если нормированный параметр напряжения отличается от полученного в ходе диагностике, то зонд подлежит замене. Значение напряжения должно составлять не менее 10.5 В при включенном зажигании. При пониженном напряжении необходимо произвести диагностику качества подключения датчика и разъемов, кроме того, следует убедиться в том, что сам аккумулятор не разряжен.
Также следует проверить и сопротивление девайса, для этого надо будет отключить разъем. В идеале значение сопротивления должно варьироваться в районе 2-14 Ом, однако данный показатель зависит от конкретного девайса (автор видео о самостоятельной диагностике — канал v_i_t_a_l_y).
Очистка
Если зонд выходит из строя, то, как правило, он подлежит замене, но в некоторых случаях от проблемы можно избавиться путем очистки девайса. Перед тем, как почистить, необходимо отключить лямбда-зонд и демонтировать, процедура очистки актуальна в том случае, если под защитным колпачком девайса имеются отложения.
Итак, как выполнить прочистку своими руками:
От регулятора нужно отключить питание.
Используя съемник, контроллер извлекается из посадочного места. Если съемника нет, демонтируйте девайс руками.
Непосредственно сама процедура очистки с помощью ортофосфорной кислоты. Сам девайс следует поместить в емкость с кислотой примерно на 10-20 минут. За это время кислота должна успеть удалить все отложения и окисления, не нарушив целостность электродов. Для большей эффективности очистки можно демонтировать защитный колпачок, которые необходимо демонтировать на токарном станке.
Когда процедура очистки будет завершена, регулятор надо будет промыть водой, а также просушить.
Если после выполненных действий работоспособность регулятора не удалось восстановить, девайс подлежит замене. Меняя контроллер, убедитесь в том, что разъемы на заменяемых девайсах одинаковые.
Загрузка ...
Видео «Замена лямбды в автомобиле Hyundai Accent своими руками»
В ролике ниже представлена подробная инструкция по самостоятельной замене кислородного контроллера в автомобиле Hyundai Accent (автор видео — канал oasex).
avtoklema.com
Диагностика лямбда-зондов | Диагностирование автомобиля
Новый лямбда-зонд выдает на осциллографе изображенную на рисунке характеристику сигнала. Отклонения в сторону богатой и бедной смесей примерно одинаковы. Время реакции «бедная-богатая» и «богатая-бедная» составляет 300-500 миллисекунд. Неисправные зонды выдают почти постоянную характеристику сигнала. Типичными неисправностями являются механические повреждения, слишком большой уровень или низкое качество масла. У автомобилей с OBD в этом случае в память записывается неисправность.
У изношенных или старых лямбда-зондов амплитуда регулирования становится все меньше. Заданные значения напряжения больше не достигаются. Точное распознавание слишком богатой или слишком бедной смеси невозможно. Контур лямбда-регулирования не может выполнять свою функцию. У автомобилей с OBD в этом случае в память записывается неисправность.
У старых лямбда-зондов может значительно замедлиться реакция на изменения состава смеси. Текущий состав смеси определяется неточно. Система слишком инертно реагирует на необходимость обогащения или обеднения смеси. При превышении заданной предельной длительности распространения сигнала у автомобилей с системами OBD, в память записывается сбой.
У старых лямбда-зондов слишком долго может длиться и частота регулирующих процессов. Время на полное регулирование (период) слишком велико, из-за чего необходимая реакция на изменения состава смеси оказывается недостаточно быстрой. Зонд слишком долго пребывает в диапазоне бедной или богатой смеси. В этом случае у автомобилей с OBD также в память записывается неисправность.
При всех проверках лямбда-зондов нужно обязательно соблюдать инструкции изготовителя. При замене зондов должны соблюдаться моменты затяжки (в зависимости от изготовителя в основном 40-60 Нм). При превышении момента затяжки может произойти механическое разрушение керамических элементов зонда. Точная проверка работоспособности лямбда-зонда посредством возмущающего воздействия и проверки контура регулировки не всегда возможна. При проверке контура регулировки возникает опасность того, что при неисправном лямбда-регулировании современные системы управления двигателями так быстро и точно регулируют топливовоздушную смесь путем точного определения нагрузки, что всегда достигается значение лямбда, равное 1.
Если измерение проводится мультиметром, то следует установить диапазон измерений 1 или 2 В. После запуска двигателя отображается значение 0,4-0,6 В, что соответствует опорному напряжению. Когда лямбда-зонд нагревается до рабочей температуры (двигатель тоже должен быть прогрет до рабочей температуры), напряжение начинает колебаться в диапазоне 0,1-0,9 В. Для измерения следует использовать только высокоомные аналоговые или цифровые мультиметры.
С помощью систем диагностики двигателей, имеющих функцию осциллографа, можно записывать характеристики сигналов зондов и использовать их для диагностики неисправностей. При ручной настройке на осциллографе следует выбирать диапазон напряжения 1-5 В и время 1-2 с. При проверке зондов из диоксида титана на дисплее отображается синусоидальное напряжение переменного тока. В характеристике сигнала можно оценивать три параметра: размах амплитуды в диапазоне напряжения максимум 0,9 В и минимум 0,1 В, время реакции и длительность периода в диапазоне частот 0,5-4 Гц, т.е. 0,5-4 раза в секунду. Обороты коленчатого вала двигателя при измерении в обоих случаях должны составлять 2000-2500 мин^-1.
При оценке нагрева можно проверить внутреннее сопротивление и электропитание нагревательного элемента. Для этого нужно отсоединить разъем лямбда-зонда. Затем со стороны лямбда-зонда омметром измеряется сопротивление на обоих проводах нагревательного элемента. Оно должно составлять 2-14 Ом. Если сопротивление превышает 30 Ом, значит нагревательный элемент неисправен. Со стороны жгута проводов автомобиля можно вольтметром измерить напряжение. Оно должно составлять более 10,5 В. В таблице показаны различные возможности подключения лямбда-зондов.
Таблица. Разъемы лямбда-зондов (см. инструкции изготовителя)
В рамках OBD происходит дальнейшая интерпретация характеристики сигнала лямбда-зонда при контроле функции катализатора. Путем сравнения характеристик сигнала управляющего и диагностического зондов можно сделать выводы об эффективности катализатора.
У V-образных и олпозитных двигателей с двухпоточной системой выпуска ОГ используется как минимум два лямбда-зонда. У каждого ряда цилиндров есть свой собственный контур регулировки состава смеси. Однако и у более крупных рядных двигателей для отдельных пар цилиндров устанавливается по одному лямбда-зонду (например для цилиндров 1-3 и 4-6). В новых системах с селективной (в отдельных цилиндрах) регулировкой смеси сигналы лямбда-зондов привязываются к сигналам зажигания. Регулирующая электроника на основе сигналов зонда может сделать выводы о составе смеси в предыдущем цилиндре и выполнить корректировки образования смеси и ее сгорания в следующем цилиндре. Для этого в современных 8-и 12-цилиндровых двигателях используется до четырех обогреваемых зондов, устанавливаемых перед катализатором, и столько же — за катализатором.
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
.jpg)
