Лямбда датчик что это
Что такое лямбда зонд (датчик кислорода)
Лямбда зонд (он же датчик кислорода) — специальное устройство, один из видов датчика. Задача — контроль объема кислорода в коллекторе силового узла.
С помощью устройства оценивается общий объем кислорода или несгоревшей топливной смеси в выхлопе транспортного средства.
Часто лямбда зонды устанавливаются в дымоходах отопительных котлов и прочих системах, где необходим кислородный контроль.
Назначение
Знание особенностей работы и назначения лямбда зонда весьма полезны для автолюбителя.
Во-первых, уже никто не сможет обмануть владельца транспортного средства, а во-вторых, в случае поломки можно самому поставить «диагноз».
Задача лямбда-зонда — создать условия для выполнения функций каталитическим нейтрализатором, который осуществляет фильтрацию выхлопа автомобиля.
По сути, катализатор снижает вредность выхлопа, а лямбда-зонда осуществляет контроль работы данного устройства.
Название зонда произошло от известной греческой буквы «лямбда», которой обозначается объем кислорода в подготовленной горючей смеси.
Величина лямбды составляет 14.7 единиц на одну единицу топлива. Пропорциональность обеспечивается, благодаря электронному впрыску топливной смеси и работе лямбда-зонда.
Назначение устройства зависит и от его позиции в транспортном средстве.
Как правило, датчик кислорода монтируется перед катализатором, что позволяет точно измерять уровень кислорода в горючей смеси, а в случае дисбаланса давать сигнал блоку управления впрыска.
Чтобы повысить эффективность работы, на новых моделях авто ставится не один, а два датчика, закрепляемые с одной и другой стороны катализатора.
Такая конструкция позволяет с большей точностью анализировать состав выхлопа.
Эволюция развития
Раньше датчики кислорода были резистивными, что снижало точность измерений и надежность самих устройств.
Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. При этом сигнал, полученный от датчика, позволяет точно фиксировать уровень отношения кислорода в выхлопе и корректировать его.
Впервые лямбда-зонд был изготовлен в 1960 году предприятием Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.
В серийное производство устройство поступило лишь через 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые занялись выпуском, стали компания Сааб и Вольво.
Основные типы устройств
Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут отличаться по нескольким критериям:
Каждый из типов устройств имеет свои особенности.
Одно контактные устройства.
Оборудованы одним сигнальным проводом. Именно по нему передается сигнал, генерируемый устройством.
2-контаткные датчики
Оборудуются двумя проводами. Один является сигнальным, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.
С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.
3-контактные
Здесь предусмотрен сигнальный провод, один «массовый» провод и третий провод, направляемый к нагревательному устройству.
Особенность таких датчиков — быстрое достижение нужной температуры, повышенный период службы устройства, а также меньшие требования к выхлопной системе.
Нагревательный элемент, который монтируется в системе, имеет мощность 12 или 18 Вт.
4-контактные
В них предусмотрено четыре провода:
Может быть такое положение контактов.
К примеру, его можно использовать в качестве заземления или же для питания нагревательного элемента.
Особенность современных лямбда-зондов в том, что они взаимозаменяемы и имеют схожую конструкцию.
К примеру, можно менять датчики с подогревом на устройства без подогрева. При этом возможны проблемы с разъемами или невозможностью запитать устройство.
В случае нехватки проводов их можно проложить самостоятельно, а в качестве разъема использовать контакты автомобиля.
Маркировка может отличаться, но провод подачи сигнала всегда окрашивается в черный цвет.
«Масса» может быть желтой, серой или белой.
Устройство современных датчиков кислорода
В составе датчика кислорода есть два электрода — внутренний и внешний.
Первый делается из циркония, а второй — из платинового напыления, что делает его более чувствительным к воздействию кислорода.
Лямбда-зонд смонтирован таким образом, чтобы он пропускал весь объем отработавших газов транспортного средства.
В процессе прохождения газов внешний электрод оценивает уровень кислорода в отработавших газах, что приводит к изменению потенциала между электродами.
Чем больше объем кислорода, тем выше уровень напряжения. Рабочая температура циркония, которым покрыт электрод — 300-1000 градусов Цельсия.
Вот почему датчики кислорода конструктивно дополняются подогревателями, необходимыми в момент пуска.
Датчики бывают двух типов — двухточечными и широкополосными. Внешне они похожи, но отличаются конструкцией и принципом действия.
Так, 2-точечный датчик состоит из двух электродов. Его задача — фиксация коэффициента повышенного объема воздуха в топливной смеси.
Что касается широкополосного устройства, то это более современная конструкция. Главная его особенность — применение силы тока закачивания.
При этом конструктивно широкополосный датчик состоит из двух керамических устройств — закачивающего и 2-точечного.
Принцип действия
В кислороде присутствуют отрицательно заряженные ионы. Они собираются на электродах из платины и при достижении нужной температуры датчика (где-то 400 градусов Цельсия) создается разность потенциалов (напряжение).
Если смесь слишком обеднена, то объем кислорода в газах будет высоким, и наоборот, если смесь обогащена, то кислорода будет мало.
В первом случае напряжение равно 0,2-0,3 Вольта, а во втором — 0,7-0,9 Вольта.
Система управления мотора поддерживает уровень напряжения около 0,4-0,6 Вольт, то есть уровень лямбда равен 1.0.
В процессе движения происходит изменение режимов работы мотора, что способствует корректировке параметра напряжения в обе стороны. При этом узкополосный датчик может улавливать лишь те параметры, которые выше нуля.
Лямбда-зонд, который установлен после катализатора, имеет такой же принцип действия.
После обработки газов катализатором, уровень кислорода остается неизменным. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать оптимальную разницу потенциалов в пределах 0.4-0.6 Вольта.
Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы
Широкополосный датчик для измерения уровня кислорода — лямбда-зонд, который монтируется в современных авто.
Его особенность — выполнение функций катализатора на входе в устройство. Измерение необходимых параметров происходит благодаря использованию силы входного тока.
Главное отличие широкополосного датчика заключается в том, что в его составе есть два рабочих элемента — закачивающий и 2-точечный керамический обогреватель.
В процессе закачивания кислород пропускается через соответствующий элемент под действием силы тока.
Принцип действия широкополосного зонда построен на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.
Сама разность потенциалов появляется между электродами двухточечного элемента. Достижение нужного напряжения гарантируется, благодаря изменению силы тока закачивания.
Если объем кислорода в выхлопе снижается, то напряжение между электродами растет, а ЭБУ получает соответствующую команду.
После этого формируется сигнал требуемой силы тока, что приводит к выравниванию напряжения.
Сила тока анализируется в ЭБУ, после чего блок управления воздействует на систему впрыска.
Нормальная работа датчика кислорода возможна при температуре в 300 градусов Цельсия, которая достигается с помощью нагревателя.
К чему приводит неисправность зонда?
Первая неприятность, к которой приводит выход из строя зонда — повышение «прожорливости» авто и ухудшение общей динамики.
Главная причина — искажение показаний датчика, что приводит к отклонению отношения кислорода и топлива.
В случае выхода из строя одного датчика машина остается на ходу (здесь многое зависит от самого транспортного средства).
Есть модели, в которых отказ механизма приводит к расходованию топлива в больших объемах. Как следствие, может понадобиться срочный ремонт.
В случае поломки лямбда-зонда его замена должна производиться только на аналогичный механизм.
Если же установить устройство другого типа, то бортовой компьютер транспортного средства может попросту не воспринимать сигналы нового датчика.
При поломке сразу двух датчиков авто и вовсе оказывается обездвиженным.
Причины поломки
Стоит отметить, что датчик кислорода имеет повышенную чувствительность к поломкам.
Причиной выхода из строя может стать:
Решается проблема посредством установки нового датчика. Что касается ремонта, то при таких поломках он бесполезен.
3. Чрезмерные объемы топлива, подаваемые в цилиндры мотора, попросту не успевают сгорать и вылетают в систему выхлопа в виде сажи.
Через время черный налет скапливается на узлах системы выхлопа машины и на датчике кислорода в том числе. Как следствие, лямбда зонд начинает работать неправильно.
В качестве «лечения» можно использовать специальные очистители и тряпки, позволяющие убрать загрязнения. Если же датчик забивается регулярно, то лучше его поменять.
Как выявить поломку?
Распознать неисправность лямбда зонда можно по следующим признакам:
Также важно знать как проверить лямбда зонд на исправность.
Можно ли отключать лямбда зонд?
Отключение датчика кислорода — дело нескольких минут для специалиста. Только вот польза такой работы вызывает большие сомнения.
С момента отключения лямбда зонда ЭБУ переходит на средние параметры подачи топлива в двигатель, что сказывается на надежности и расходе топлива (как правило, в худшую сторону).
Кроме этого, в случае отключения датчика кислорода может понадобиться и перепрошивка самого ЭБУ автомобиля, ведь постоянно будет «вылазить» ошибка.
Поэтому если лямбда зонд вышел из строя его желательно заменить.
Обманка лямбда зонда: что это?
При замене катализатора пламегасителем или демонтаже устройства сигналы двух лямбда зондов будут идентичны. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.
Проблема решается путем установки обманки лямбда зонда.
Она бывает двух видов:
По своей конструкции это проставка, выполненная из бронзы и имеющая определенные размеры. Внутри узла есть специальная крошка с каталитическим напылением, которая помогает вредным веществам догореть.
Такая обманка представляет собой прибор на основе микропроцессора, анализирующего весь процесс прохода выхлопных газов и осуществляющего обработку данных с первого датчика.
Задача — обеспечить корректную работу системы управления мотором в условиях, когда катализатор поломан или удален.
Несмотря на свою компактность, лямбда зонд является одним из наиболее важных узлов автомобиля. Он не только снижает вредность выброса, но и отвечает за ряд других функций.
Отсутствие данного устройства может стать причиной повышения расхода топлива, ухудшения динамики мотора или полной невозможности эксплуатации автомобиля.
Лямбда-зонд: что это такое, принцип работы, для чего нужен, где находится, срок службы
Лямбда-зонд в автомобиле – это датчик кислорода, который измеряет концентрацию этого газа в выхлопе. Это надо для того, чтобы топливная смесь была наиболее эффективной для работы двигателя, а вредные выбросы в окружающую среду – минимальные. Ведь в наше время машина должна быть не только мощной, но и экологичной.
Вообще эта деталь получила своё название по греческой букве λ, которая обозначает такой показатель, как избыток воздуха в топливно-воздушной смеси.
В устройстве любого авто находится немало различных устройств, которые постоянно мониторят состояние элементов и узлов. Если сравнивать составляющие детали авто с организмом человека, то кислородный датчик – это дыхательная система. Сейчас чаще всего применяют электромеханический датчик кислорода (хотя существуют и другие виды), внутренний электрод которого сделан из циркония, который работает при температуре 1000°С. В лямбда-зонде создаётся разное напряжение в зависимости от содержания кислорода в выхлопных газах и снаружи.
Отмечу, что при запуске и прогреве мотора в холодное время года управление впрыском топлива происходит без датчика кислорода, а основываясь на температуре антифриза, количестве оборотов коленчатого вала и положении дроссельной заслонки.
Находится это устройство в выпускном коллекторе (большие трубы у мотора), сразу перед катализатором (деталь, которая уменьшает выброс вредных газов).
Если устройство будет неисправен, то расход бензина возрастёт, динамика упадёт, мотор начнёт работать нестабильно, а выбросы выхлопных газов станут токсичнее.
И на самом деле, если спросить любого грамотного специалиста, почему падает мощность мотора, то в первую очередь он вам скажет, что надо проверить лямбда-зонд – кислородный датчик. В крайних случаях его меняет целиком (это дорогое удовольствие!), но на практике это в большинстве случаев можно исправить. Но малок то знает, что именно за зверь такой – лямбда, как и что в этой вещице работает. Я вам всё объясню как можно понятнее.
В статье: что такое лямбда-зонд, устройство, принцип работы, виды, для чего служит, где находится, признаки и причины неисправностей, как проверить кислородный датчик, как устранить поломку, какой фирмы лучше брать и что такое обманка лямбда-зонда. Обещаю, будет интересно!
Что такое лямбда-зонд в автомобиле
Что это такое в машине? Лямбда-зонд – это специальный датчик остаточного кислорода в выхлопной системе, который постоянно «мониторит» содержание кислорода в выпускном коллекторе. Устройство замеряет количество несгоревшего кислорода или топлива в выхлопном газе. Это необходимо для приготовления оптимальной топливной смеси и снижения выброса вредных веществ в атмосферу.
Многие спрашивают, к какой системе относится лямбда-зонд. Отвечаю. Лямбда-зонд относится к выхлопной системе автомобиля.
Запомните! Лямбда-зонд и кислородный датчик — это одно и тоже.
Как называется лямбда-зонд по-другому? Вот ещё правильные названия этого полезного приборчика: регулятор лямбда, λ-зонд, ЛЗ, O2 датчик, Lambda probe, Oxygen sensor, датчик кислорода, датчик концентрации кислорода в отработавших газах, кислородник.
Почему так назвали этот интересное устройство? Это слово произошло от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении означает коэффициент избытка кислорода в топливно-воздушной смеси или соотношение воздуха и топлива. А термин зонд от французского слова sonder, которое переводится – исследовать.
Как и что измеряет лямбда-зонд? Замер кислорода происходит весьма интересным методом – определяется остаток этого газа в выхлопном газе. Причём здесь показания довольно точные. Вот поэтому лямбда-зонд и установлен в выхлопной системе.
Когда состав топливно-воздушной смеси идеален (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива), то коэффициент избытка воздуха будет равен 1. Это означает, что топливная смесь — стехиометрическая, поэтому происходит её полное сгорание. А всего различают 3 типа топливно-воздушной смеси: стехиометрическая (λ=1), переобогащённая (λ 1). Отмечу, что мотор может работать на любом из этих типов топлива, всё зависит от множества факторов. К примеру, на «богатой» смеси мотор будет работать на полной мощности, но и потребление топлива здесь будет максимальным. А если топливная смесь оптимальная, то потребление горючего и выбросы токсичных газов будут минимальны. Но если отклонения от стехиометрической смеси будут высокие, то это приведёт к поломке ДВС и выпускной системы.
На практике мотор не всё время работает на оптимальной топливно-воздушной смеси, но он безостановочно стремится к этому. Постоянно обеспечивать идеальные пропорции смеси невозможно, слишком много факторов на это влияет. Регулирование состава смеси обеспечивает ЭБУ – электронный блок управления.
Сколько лямбда-зондов в автомобиле? Один, два или четыре. Они требуются для обеспечения высокой точности анализа выхлопных газов, чтобы обеспечить приготовление оптимальной топливной смеси и контроль эффективности катализатора. Наличие двух датчиков увеличивает расходы на обслуживание, потому что стоят они недёшево, а менять их рекомендуют каждые 3 года эксплуатации автомобиля.
Если кислородный измеритель зафиксировал повышенное содержание кислорода, то значит, что надо добавить больше топлива. А если наоборот – то надо уменьшить его подачу.
Рассмотрим подробнее, какое назначение датчика кислорода и где он расположен.
Для чего нужен лямбда-зонда в автомобиле
Для чего предназначен лямбда-зонд? Он применяется для передачи информации о наличии примесей в выхлопном газе в электронный блок управления двигателя. Это позволяет удерживать оптимальный состав топлива и воздуха в горючей смеси, которая поступает в мотор автомобиля.
Лямбда-зонд меряет количество остаточного кислорода в отработавших газах. Идеальный состав: 14,7 частей кислорода к 1 части топлива. А чтобы поддерживать такой баланс, в систему питания встроен электронный впрыск топлива, лямбда-зонд встроен в цепь обратной связи. Значение электронного блока управления системы впрыска горючего – это изменение состава рабочей смеси для подачи в цилиндры ДВС.
Какую функцию выполняет ещё лямбда-зонд? Он является контролёром в выпускном тракте в системе питания с электронным управлением впрыском топлива.
За что ещё отвечает лямбда зонд до катализатора? Он создаёт благоприятные условия для катализатора, чтобы он смог эффективно отфильтровать вредные выбросы. Это вторая важная функция, которую выполняет кислородный датчик.
Многие спрашивают, для чего нужен второй лямбда-зонд? И вправду, зачем два лямбда-зонда, если с функцией может справиться и один? Первый лямбда-зонд отвечает за анализ оптимального состава смеси, а второй – за проверку корректной работы катализатора и повторной проверки горючей смеси. Если он не будет эффективно работать, то катализатор быстро сломается. Поэтому лямбда-зонд играет немаловажная роль в автомобиле, защищая катализатор от поломки.
Отмечу, что два датчика кислорода применяется во многих современных автомобилях (с наличием рядного мотора). Первый лямбда-зонд находится до каталитического нейтрализатора (верхний), а второй – после него (нижний). Причём они могут быть одинаковыми, но функции они выполняют разные. Также к двум кислородникам в автомобиль встраиваются дополнительные устройства (температуры и др.), что помогает улучшить работу катализатора и поддерживать оптимальный состав горючей смеси.
А где стоит лямбда-зонд? Ответ ниже.
Где находится лямбда-зонд
Чтобы выяснить расположение и количество кислородных датчиков в автомобиле, можно заехать на станцию техобслуживания, где после диагностики вам выдадут снимок дна с отмеченными кислородниками. Если вам хочется сэкономить деньги, то ознакомьтесь ниже с полезной информацией о расположении лямбда-зондов.
Датчики кислорода устанавливают как под днище машины, так и под капотом.
Если ваш авто был выпущен более 15-20 лет назад, то вероятнее всего у него только 1 лямбда-зонд. Ну а если автомобиль относительно новый, то в нём 2 или 4 кислородных датчика.
Теперь перейдём к объёму мотора, от этого будет зависеть количество лямбда-зондов.
Чтобы вживую увидеть, где установлен лямбда-зонд, надо выполнить следующие действия:
Теперь рассмотрим, какие бывают лямбда-зонды.
Виды лямбда-зондов
Чтобы λ-зонд получил электронный сигнал о составе выхлопного газа, внутри него встроен специальный твёрдый электролитический элемент. И в зависимости от того, из какого материала состоит эта деталь, лямбда-зонды бывают следующих видов.
Циркониевый
Это самый популярный тип кислородного датчика. Изготавливается на основе диоксида циркония (ZrO2). В состав этого устройства входит керамическая составляющая, легирована оксидом иттрия. Сверху он покрыт платиновыми электродами, которые играют защитную роль, а также проводят электрические импульсы. Платиновые токопроводящие пористые электроды дополнительно являются катализатором окислительных восстановительных реакций.
Внешняя часть циркониевого датчика взаимодействует с нагретыми выхлопными газами, а внутренняя – с окружающим воздухом. Лямбда-зонд хорошо защищён от воды, но в него попадает немного воздуха (это необходимо для корректной работы).
Принцип работы циркониевого лямбда-зонда основан на работе гальванического (либо твёрдооксидного) топливного элемента с твёрдым электролитом. Такой лямбда-зонд может выявить только относительное количество кислорода в топливе.
Обращу ваше внимание, что такой датчик начинает проводить импульсы только при его нагреве более 300-400°C. И таким образом, если указанная температура не будет достигнута, то циркониевый лямбда-зонд будет выдавать ошибку, пока не прогреется. Керамический изолятор с нагревателем позволяет лямбда-зонду прогреться быстрее. Датчик из циркония устанавливается перед каталитическим нейтрализатором.
Внимание! Если нагреется до температуры более 950°C, то он перегреется и выйдет из строя.
Лямбда-зонд сам по себе создаёт положительное или отрицательное напряжение. А опорное напряжение в нём – 0,45 В. Оно имеет меняющийся диапазон от 0,1 В до 0,9 В. Главное отличие циркониевого датчика от титанового — в способности самостоятельно создавать напряжение.
Важно знать, что к такому датчику нельзя присоединять какие-либо сторонние провода, потому что в изоляции находятся каналы, по которому проходит эталонный кислород. В ином случае кислородный датчик будет некорректно работать.
Титановый
Такой лямбда-зонд визуально похож на вышеуказанный, но начинка здесь сделана из диоксида титана. При изменении количества атмосферного кислорода в смеси изменяется проводимость титанового наконечника. Сигнал об этом поступает в электронный блок управления.
Отмечу, что титановый датчик начинает работать при температуре от 700°C, поэтому здесь установлен нагреватель. Титановый лямбда-зонд работает без доступа кислорода из атмосферы.
Поскольку титановый кислородный датчик имеет сложный механизм, он стоит дорого, поэтому этот датчик среди автолюбителей не так популярен. Но, несмотря на это, их включают в конструкцию многих продаваемых машин.
Далее рассмотрим, чем отличаются лямбда-зонды по своей конструкции.
Узкополосный и широкополосный
Узкополосный не может выявить малые отклонения в содержании кислорода. По-другому он называется двухточечным. Он определяет количество кислорода в выхлопном газе. Он применяется только на входе и выходе, когда как широкополосный устанавливается только на входе.
Широкополосный датчик – это более современный тип кислородного λ-зонда. Он может не только выявлять, богатая или бедная смесь подаётся в двигатель, а также величину отклонения от эталонных значений.
А широкополосный тип датчика дополнительно имеет 2 ячейки: измерительную и насосную. Конструкция λ-зонда держит постоянное напряжение. В измерительном блоке имеется газ, коэффициент избытка кислорода (λ) в котором равен единице. Когда ДВС работает на обеднённой топливной смеси, то насосная камера выносит лишний кислород наружу, а если на обогащённой, то происходит пополнение смеси кислородом из внешней атмосферы. То есть, когда в смеси – избыток кислорода, то напряжение возрастает, а при недостатке O2 — уменьшается. Значение силы тока здесь является детектором коэффициент избытка кислорода в отработавших газах. Напряжение здесь всегда стремится к эталонному значению (450 мВ).
Воздух проходит здесь через диффузионный зазор. Для перемещения кислорода внутрь и наружу меняется направление тока, а его значение пропорционально объёму газа.
Широкополосный λ-зонд работает только при температуре более 600°C, этому способствует установленный в него нагревательный элемент. Устройство выглядит в виде электрода с двумя концами, которые контактируют с отработавшими газами и атмосферой.
Широкополосное устройство определяет коэффициент избытка воздуха точнее и быстрее и точнее, чем узкополосный: от 0,7 до 1,6. Это обеспечивается сенсорными и накачивающими ячейками.
Типы конструкций
По конструкции λ-зонды различаются по количеству проводов и наличию нагревателя. Если лямбда-зонд не имеет нагревателя, то используется один или два провода. Если с нагревателем, то количество проводов 3-4.
Более старые версии кислородных датчиков были без нагревательного элемента, они разогревались от выхлопных газов через длительное время после запуска мотора. Более новые модели лямбда-зондов обладают нагревателем, поэтому устройство начинает работать гораздо быстрее.
Рассмотрим подробнее, как устроен лямбда-зонд, из чего состоит.
Устройство лямбда-зонда
Что внутри лямбда-зонда? За основу взят циркониевый тип датчика. В состав кислородного датчика входят следующие детали:
Для производства лямбда-зонда применяются очень термостойкие материалы, потому что устройство может работать только при экстремальных температурах.
Лямбда-зонд – это электрическая деталь, сквозь которую проходят выхлопные газы. Самый важный элемент λ-зонда – это наконечник, который сделан из циркония, керамики и платиновым напылением. Внутренний защитный щиток контактирует с выхлопным потоком, а наружный – изнутри. Поскольку снаружи и внутри количество кислорода различается, то создаётся различающаяся разность напряжения.
Видео: Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)
Посмотрите полезное видео, где подробно рассказывается про его устройство и принцип работы.
Копнём глубже и разберёмся, как работает кислородный датчик.
Принцип работы лямбда-зонда
Как я уже говорил ранее, лямбда-зонд измеряет только количество кислорода в отработавших газах. Через сколько минут начинает работать лямбда-зонд? Всё зависит, как он быстро прогреется до температуры 300-350°С. Если в нём есть нагревательный элемент, то кислородник начнёт работать значительно быстрее. Именно при повышенной температуре электролит λ-зонда начинает проводить электричество.
Что делает лямбда-зонд? Датчик производит эффективное измерение остаточного кислорода и сравнивает его объём с эталонным значением. При отклонении он начинает генерировать пониженное или повышенное выходное напряжение на электродах, что передаётся в электронный блок управления. На основе этих данных в горючее либо обедняется, либо обогащается.
Расскажу более подробно о самом принципе работе устройства. Поскольку в кислороде находятся отрицательные ионы, они накапливаются на электродах с платиновым напылением. Когда температура лямбда-зонда достигает отметки 350°C, то разность потенциалов на электродах формирует напряжение.
Если кислорода в выхлопе много, то смесь считается бедная. Когда происходит сравнение с содержанием O2 с содержанием его в атмосфере, то формируется небольшая разность потенциалов. Образуется невысокое напряжение, которое равно 0,1-0,4 В.
Если кислорода в выхлопных газах мало, то смесь считается богатая. В этом случае формируется высокая разность потенциалов. Напряжение в этом случае достигает отметки 0,5-0,9 В.
Что происходит дальше? Первый (верхний, передний) лямбда-зонд в автомобиле передаёт указанное напряжение в ЭБУ двигателя. Причём первый лямбда-зонд считывает количество кислорода 3 раза в секунду. Система управления без остановки стремиться выставить среднее напряжение, которое составляет 0,4-0,6 в при значении остаточного кислорода равному единице. А поскольку работа мотора происходит в разных режимах, то напряжение изменяется как больше, так и меньше среднего значения. Узкополосный датчик может выявить лишь большие отклонения содержания кислорода в отработавших газах. При этом возникает скачок напряжения от 0,1 В до 0,9 В.
Второй (задний, нижний) лямбда-зонд работает по похожему принципу, как и первый. Поскольку он стоит сразу после катализатора, то содержание кислорода в выхлопе остаётся на одном и том же уровне. Это происходит благодаря постоянному напряжению, которое всегда удерживается в границах от 0,4 В до 0,6 В. Если этот λ-зонд или катализатор выйдет из строя, то мотор начнёт работать нестабильно во всех случаях.
ЭБУ на основе данных об объёме воздуха, который попал во впускной коллектор и данных с датчика абсолютного давления, решает, какое количество топлива впрыснуть в цилиндры мотора через форсунки. А данные с лямбда-зонда помогают ЭБУ «понять», прибавить или убавить количество горючего, чтобы автомобиль работал как надо.
Вообще работа λ-зонда по времени не линейна, значения меняются очень быстро, поэтому системе управления приходится постоянно оптимизировать топливную смесь. Мотор очень редко работает на 100% стехиометрической смеси, но система пытается всё время достичь эталона.
Кислородный датчик не выявляет информацию о том, какое количество кислорода в выхлопе, он лишь считывает данные о том, имеется ли свободный кислород в газах или нет. Наличие кислорода в топливной смеси говорит о том, что бензина в ней должно быть больше, потому что некоторая часть воздуха не вступила в окислительную реакцию. И наоборот, если свободного кислорода будет мало, а топлива больше, чем нужно, то выхлоп будет грязный, что приведёт к возникновению сажи. Если λ-зонд будет работать правильно, то разница между стехиометрическим и реальным составом топливной смеси будет минимальна. Смесь, грубо говоря, постоянно пребывает в условно-обогащённом и условно-обеднённом состоянии.
Если взять график вольтажа с лямбда-зонда, то он будет иметь вид синусоиды с резким скачками вверх и вниз. Топливо в смесь то добавляется, то перестаёт поступать.
Если же лямбда-зонд работает некорректно, то электронный блок управления будет работать по средним значениям, которые записаны в устройстве – аварийной карте. Сразу после этого на приборной панели загорится лампочка Check Engine. Разумеется, состав топливной смеси будет далёк от идеального. Из-за этого бензин начнёт улетучиваться на глазах, холостой ход авто будет нестабильный, ухудшится разгон. А в некоторых моделях из выхлопной трубы может валить чёрный дым и мотор работает чересчур тормознуто, поэтому придётся добираться до техстанции техобслуживания на буксире.
Видео: Как работает кислородный датчик
Наглядное видео про принцип работы лямбда-зонда. Рекомендую посмотреть.
Лямбда-зонд тоже может выходить из строя и иметь ограниченный срок службы. Об это расскажу ниже в статье.
Признаки неисправности лямбда-зонда и последствия
Кислородный датчик работает в очень тяжёлых условиях, под воздействием экстремально горячих выхлопных газов. Расскажу, как провести поверхностную диагностику для выявления поломки кислородника.
На неисправность и выход из строя лямбда-зонда могут указывать следующие признаки:
Обращу ваше внимание, что указанные неисправности могут указывать на поломку других деталей автомобиля. Например, резкий бензиновый запах из трубы может указывать на выход катализатора из строя или поломки свечей зажигания.
В зависимости от модели автомобиля поломка кислородного датчика может как сильно ухудшить вождение автомобилем, так и нет.
К каким последствиям могут привести вышеуказанные проблемы?
Срок службы лямбда-зонда
Сколько служит лямбда-зонд? Скажу сразу – это один из часто изнашиваемых датчиков в автомобиле. Это происходит из-за того, что эта деталь постоянно контактирует с горячими выхлопными газами. Также его ресурс напрямую зависит от качества используемого топлива и состояния мотора.
Циркониевый лямбда-зонд может «ходить» от 60 до 130 тыс. км пробега. Всё зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль и состояния двигателя внутреннего сгорания.
На практике, в среднем, лямбда-зонд ходит от 40 до 80 тыс. км пробега. А начать проверять состояние λ-зонда уже надо каждые 10 тыс. км пробега.
Причины неисправности датчика кислорода
Перечислю распространённые причины поломки лямбда-зонда:
Сильно уменьшает ресурс датчика состояние других деталей ДВС. Это «убитое» состояние маслосъёмных колец, слишком богатая смесь, попадание антифриза (охлаждающей жидкости) в цилиндры. Если при исправном устройстве количество углекислого газа не более 0,3%, то при выходе λ-зонда этот показатель может достигать 7%.
Если выходят из строя оба датчика кислорода, то машина может выйти из строя – придётся вызывать автоэвакуатор.
Как проверить кислородный датчик
Расскажу про методы, с помощью которых можно проверить состояние кислородного датчика. Отмечу, что при наличии любых поломок на приборной панели включиться лампочка – Check Engine (например, это происходит при появлении ошибок в электронном блоке управления p0130, p0136, p0135 или p0141).
Визуальная проверка
Для начала диагностики следует внимательно осмотреть все соединения проводов и клемм с лямбдой, а также сам датчик на наличие механических повреждений. Иногда могут присутствовать пережатия контактов в разъёмах, поэтому осмотр надо начать именно с них. Затем надо выкрутить кислородник из коллектора и изучить защитный кожух. Если на нём имеются отложения, то их надо удалить.
Визуальный осмотр λ-зонда:
Проверка мультиметром (тестером)
Этот прибор поможет выявить напряжение в нагревательной цепи, состояние нагревательного элемента, проходит ли сигнал датчика, а также «опорное» напряжение. Мультиметр только показывает, исправен лямбда-зонд или нет.
На устройстве значения должно соответствовать напряжению АКБ, то есть 12 В.
Поскольку плюс «передаётся» от батареи к лямбде через предохранитель, то при отсутствии показаний на мультиметре, причину поломки надо искать в этой цепи.
Минус «передаётся» на лямбду от ЭБУ. При отсутствии показаний поломку надо искать в цепи от блока управления к датчику.
Проверка «опорного» напряжения.
Значения на мультиметре должны быть 0,45 В.
Диагностика нагревателя.
Цифры здесь могут быть различные, но нормальные значения должны варьироваться от 2 до 10 Ом.
Если сопротивления нет, то есть вероятность разрыва электрической цепи нагревателя.
Проверяем сигнал датчика.
Нормальные значения напряжение при измерении сигнала кислородного датчика – от 0,1 В до 0,9 В.
Видео: λ-зонд. Проверка, замена
Как определить неисправность кислородного датчика с помощью мультиметра. Что же должен показывать рабочий датчик?
Проверка осциллографом
Этот измерительный прибор имеет преимущество в возможности выявления времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Этот показатель должен быть не более 120 миллисекунд.
Как проверить датчик осциллографом?
Отмечу, что осциллограф может показать наибольшее число поломок лямбда-зонда.
Применять профессиональный осциллограф вовсе не нужно, можно применить специальную программу на ноутбуке.
На этом рисунке изображён график правильной работы кислородного датчика. На сигнальный провод транслируется сигнал в виде ровной синусоиды в допустимых границах. Небольшие изменения указывают на то, что датчик постоянно проверяется.
На нижеуказанных рисунках изображены графики неисправного датчика.
Как устранить неисправность датчика кислорода
Идеальной технологии ремонта лямбда-зондов нет. Если произошла поломка, то деталь следует полностью заменять. Конечно, есть некоторые методики восстановления кислородника, но она не всегда срабатывает. Чаще всего датчик перестаёт работать из-за появления нагара на наконечнике. Если отложения удалить, то лямбда-зонд начинает работать корректно.
Первый метод
Следует снять защитный колпачок при помощи надрезов напильником в основании устройства. Если не получится, то можно сделать несколько маленьких отверстий по 5 мм. Отмечу, что после очистки защитный колпачок надо закрепить обратно при помощи аргоновой сварки. При установке датчика резьбу надо смазать термопастой, избегая её попадания на чувствительный наконечник.
Процедура по очистке:
Бывает, что с первого раза не удастся убрать отложения, поэтому придётся выполнить много процедур. Если и это не помогло, то надо провести очистку при помощи ненужной зубной щёточки.
Второй метод
Нагар на кислородном датчике выпаливается. Кроме ортофосфорной кислоты понадобится газовая горелка (ну или обычная газовая плита).
Видео: Как промыть лямбда-зонд? Помогает ли чистка?
Это видео — эксперимент, что же поменяется после чистки лямбда-зонда? Снизится ли расход топлива, уйдут ли ошибки датчика.
Зачем менять лямбда-зонд
Во многих случаях потребуется полная замена датчика кислорода, о чём и утверждают автопроизводители. Но поскольку цены на λ-зонд довольно завышенные, это отпугивает автомобилистов постоянно тратить деньги на устройство.
Хорошей заменой лямбда-зонда является установка вместо него универсального датчика, который дешевле оригинала и подходит многим маркам авто. Либо можно попробовать установить поддержанный кислородник на гарантии или выпускной коллектор с установленным в нём лямбда-зондом.
Оригинальные датчики и конструктивно похожие циркониевые лямбда-зонды взаимозаменяемы. Можно заменить неподогреваемые устройства на подогреваемые, но никак не наоборот! Но здесь могут не совпасть разъёмы, а также может отсутствовать провод питания для нагревателя. Что же делать в этом случае? Провода можно проложить самому, а вместо разъёма применить стандартные контакты для автомобиля.
Отмечу, что вероятность обрыва проводов намного выше, чем поломка самого кислородного датчика. Поэтому, при малейших подозрениях на поломку датчику надо первым делом отсоединить разъём и проверить его состояние, а также изучить провода на предмет деформации. Чаще всего провода переживаются в местах входа в разъём. Только после этого следует измерить напряжение λ-зонда в разных режимах работы мотора.
Обманка лямбда-зонда
Если появился индикатор Check Engine на панели приборов из-за плохо работающего лямбда-зонда, то можно воспользоваться обманкой лямбда-зонда. Она бывает электронной и механической.
Но отмечу, что попытка замены оригинального устройства обманкой не приведёт ни к чему хорошему. Электронный блок не определит сторонние сигналы, и никак их не будет применять для коррекции топливной смеси.
Механическая обманка выглядит в форме стальной или бронзовой проставки, где высверливают отверстие, через которое выхлопные газы в него попадают. Отработавшие газы вступают в реакцию с керамической крошкой, которую предварительно надо покрыть каталитическим слоем. В итоге происходит окисление CH и CO кислородом, благодаря чему уменьшается концентрация вредных веществ выхлопных газов при его выходе наружу. А если на авто находится 2 датчика, то сигналы между ними будут различаться (в виде синусоиды). ЭБУ «поймёт», что λ-зонды работают корректно. Это самый недорогой тип обманки.
Электронная обманка технологически сложнее, в него встроен микропроцессор. Она не только сможет «обмануть» ЭБУ, но и обеспечить его корректное функционирование.
Рассмотрим такой вопрос, как выбрать хороший кислородный датчик.
Лямбда-зонд какой фирмы лучше
Если выяснилось, что следует заменить кислородный датчик, то не надо бежать в ближайший автомагазин и выбирать, какой подешевле. Хочу отметить, что многие автопроизводители утверждают, что их лямбда-зонды универсальные, и они совместимы с той или иной маркой авто. Но здесь обнаруживаются следующие подводные камни.
Несовместимость кислородного датчика с вашей маркой авто может проявиться через определённый промежуток времени. На самом деле устройства могут иметь разную резьбу и конструкцию, а подходящий только принцип работы. Поэтому рекомендовано приобретать только оригинальное устройство с точно такой же маркировкой, что и на сломанном.
Как подобрать лучший лямбда-зонд? Вот небольшой список проверенных фирм, которые выпускают хорошие устройства:
Чтобы выбрать наиболее подходящий лямбда-зонд, можно проконсультироваться со своим автомехаником, который точно скажет тип нужного устройства. Лучше всего на датчике не экономить, чтобы не пришлось через некоторое время покупать устройство снова.
Как продлить ресурс кислородного датчика
Как правильно диагностировать неисправный датчик кислорода? Внимательно смотрим видеоролик.
Лямбда-зонд – это довольно важный датчик в автомобиле, который следит за наличием кислорода в выхлопных газах. А это необходимо для того, чтобы топливная смесь была наиболее подходящей для работы двигателя в разный момент времени. Также существенно уменьшается выхлоп вредных веществ в окружающий воздух, что хорошо для экологии в целом. А ведь автопроизводители обязаны выпускать автомобили в соответствии с жесткими экологическими нормами, особенно в европейских странах.
Принцип работы кислородного датчика – в постоянном измерении количества остаточного кислорода в выхлопных газах.
Датчик относит к так называемой «дыхательной» системе автомобиля, если сравнивать устройство автомобиля с живым организмом. Причём работает λ-зонд при экстремально высокой температуре при постоянном напряжении, постоянно передавая данный в электронный блок управления. Применяют несколько разных видов кислородных датчиков (чаще всего циркониевый), а в некоторых марках авто их 2 или даже 4 штуки. Кислородный элемент устанавливают в выпускном коллекторе перед катализатором, а другое устройство устанавливают в подкапотное пространство.
Чтобы сохранить максимальный ресурс датчика рекомендуется заправляться только на проверенных автозаправочных станциях.