Диагностический датчик кислорода

Nissan Primera 2.0 L 6-мкп 黒夢 tekna フル♠ ›
Бортжурнал ›
Всё, что нужно знать о лямбда зондах.

Эту статью сохраняю скорей для себя и как пособие для тех, кто будет задавать такие частые вопросы по поводу датчиков кислорода (тема довольно актуальная).В предыдущей теме мы говорили о наших катализаторах (здесь : www.drive2.ru/l/1861652/). Теперь же узнаем больше и подробней о лямбда зондах:

Основные положения и функции Кислородного датчика :
Теория.
Жесткие экологические нормы во многих странах мира, стали диктовать количество выбросов вредных веществ, тем самым узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе – катализаторы) – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Катализатор — нужный и ответственный узел автомобиля, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор умрёт ( потеряет свои основные свойства и функции) очень быстро – для того чтобы, как можно дольше продлить его жизнь и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (речь идет о объемном соотношении величин), L равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: L=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Таким образом, Лямбда зонд создан и поставлен инженерами для информирования компьютера, инжекторного автомобиля об отклонении от нормы соотношения топливно воздушной смеси.

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (L)
Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом ( причем этот способ не является обходным путем, а дает уверенно точные показания ) – определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. Таким образом, происходит регулировка не воздуха, а именно топлива, относительно воздуха, тем самым достигается максимальный процент сгорания топлива в цилиндрах, максимально эффективная работа катализатора, и как следствие максимальный крутящий момент двигателя автомобиля. Причем на большинстве современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд, так же возможна установка дополнительных датчиков работающих в связке (например датчик температуры катализатора, расположен он на выходе катализатора). Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

Рис. 1. Схема L-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя 1 – впускной коллектор; 2 – двигатель; 3 – блок управления двигателем; 4 – топливная форсунка; 5 – основной лямбда-зонд; 6 – дополнительный лямбда-зонд; 7 – каталитический нейтрализатор.
Как работает Лямбда Зонд ( кислородный датчик )
Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй – воздухом из атмосферы (рис.2). Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.Рис. 2. Схема датчика кислорода на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе 1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба. При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется блоком управления автомобилем ( ЭБУ ) без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 < L < 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В (график 2). Таким образом этот материал обеспечивает идеальные показания сильно различные друг от друга даже при минимальном изменении измеряемой среды.График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (L) при температуре датчика 500-800оС. А – условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при L=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе). График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (L) при температуре датчика 500-800оС. А – условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при L=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе). Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили. По мере развития автомобиле строения, так же ужесточаются и нормы экологических выбросов, таким образом мировые законодатели постоянно ужесточают экологические нормы. Это способствовало дальнейшему развитию лямбда зондов: для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев ( кислородные датчики с подогревом ) . Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем 1 – керамическое основание; 2, 8 – контакты НЭ; 3 – нагревательный элемент (НЭ); 4 – твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами; 5 – защитный кожух с прорезями; 6 – металлический корпус с резьбой крепления; 7 – уплотнительное кольцо; 9 – выводы датчика.
Принцип работы кислородного датчика на языке автомобилистов ( основные моменты):

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы, которые собираются на платиновых электродах, и когда датчик достигает температуры около 400°C, любая разность потенциалов образует электрическое напряжение. В случае если смесь бедная, содержание кислорода в отработавших газах высокое. При сравнении с содержанием кислорода в атмосфере существует только очень маленькая разность потенциалов, и, как следствие, возникает небольшое напряжение (около 0,2–0,3 В). В случае если смесь богатая, то содержание кислорода в отработавших газах низкое. Создается большая разность потенциалов, поэтому возникает относительно более высокое напряжение (0,7–0,9 В). Система управления двигателем будет непрерывно подстраивать длительность импульсного сигнала под форсунки с целью выйти на среднее напряжение, составляющее около 0,4–0,6 В при значении лямбда около 1.0. Поскольку в процессе движения режимы работы двигателя постоянно изменяются, значение напряжения колеблется в обе стороны от среднего значения. Поэтому данный датчик в силу своей неспособности определить небольшие изменения в содержании кислорода известен как узкополосный. Датчик, установленный после каталитического нейтрализатора отработавших газов, действует по тому же способу, что и датчик перед ним, но с одним очень большим отличием. После того, как газы были обработаны каталитическим нейтрализатором, содержание кислорода в них остается на неизменном уровне. Это обеспечивает постоянное напряжение около 0,4–0,6 В. Теперь система управления двигателем может эффективно отслеживать работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Если Лямбда Зонд «врет»

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в отработавших газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке «тает» на глазах, из трубы валит черный дым, СО «зашкаливает», а двигатель «тупеет» и на ближайшую СТО вам, скорее всего, придется добираться на буксире. Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются.
Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут – ЭБУ не распознает «чужие» сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует». При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 – 0,3% до 3 – 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система L-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или «пробивки» секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно. Вообще лямбда-зонд – наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 – 80 тыс. км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо – свинец «отравляет» платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок.

Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов а – без подогревателя; б, с – с подогревателем. * цвет вывода может отличаться от указанного. В связи с тяжелыми условиями эксплуатации и минимальными значениями напряжения проблемы могут возникнуть очень легко. Зная, как работает датчик, вы получаете ключ к успешной диагностике кислородных датчиков. Контакт 1 — Нагреватель + Контакт 2 — Нагреватель — Контакт 3 — Сигнал напряжения Контакт 4 — Земля Обратите внимание, что все проверки сопротивления и непрерывности цепи необходимо выполнять при разъединенной цепи. Если у вас есть диагностический код неисправности, он даст вам некоторое представление о целостности цепи, но вы узнаете гораздо больше, если сами проведете испытание датчика. На датчике с четырьмя проводами два провода отвечают за нагревательный элемент, который предназначен для того, чтобы как можно быстрее довести температуру датчика до рабочей температуры 400°C. Самое простое, с чего можно начать, это проверить целостность цепи элемента нагревателя. Отключите датчик и измерьте сопротивление на контактах 1 и 2. Если оно лежит в пределах 5–30 Ом, проверьте сигнал, который поступает от электронного блока управления двигателем. Обычно он приводится в действие за счет сигнала модуляции длительности импульса (PWM), поступающего от электронного блока управления. Чтобы замерить воздействующий сигнал нагревателя, потребуется задействовать осциллоскоп. Следующий шаг — испытание самого датчика; сначала проверьте контакт между зажимом заземления 4 и землей. Если это возможно, исследуйте сигнал только после того, как двигатель достигнет рабочих условий, т.е. достаточно прогреется, и система управления начнет работать с замкнутым контуром. Сигнал должен переключаться между богатым и бедным состояниями ( с 0,2–0,3 В на 0,7–0,9 В); данное переключение должно происходить приблизительно каждую секунду. Если сигнал мал (среднее напряжение 0,3 В) или слишком велик (среднее напряжение 0,7 В), то, вероятно, датчик стал жертвой коррозии на платиновых электродах или загрязнения в отверстиях. Если автомобиль оснащен несколькими кислородными датчиками pre и post, можно получить более точную информацию. Используя данные двух или четырех каналов и накладывая сигналы, можно получить точные сведения о времени реакции и операционной/рабочей эффективности: сигналы от исправных датчиков должны быть зеркальным отражением друг друга».

Виды кислородных датчиков.

Существует несколько классификаций автомобильных кислородных датчиков: 1. По количеству проводов: 1-,2-,3-,4-,5-,6-контактные датчики. 2. По дизайну сенсорного элемента: “пальчиковые” и пластинчатые 3. По способу крепления в выхлопную трубу: резьбовые и фланцевые. 4. По ширине измерений лямбды: узкополосные (детектируют лямбду при величине >1) и широкополосные (детектируют лямбду от 0,7 до 1.6).

Одноконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, по которому передаются генерируемые датчиком электрические импульсы.
Двухконтактные датчики – имеют один сигнальный провод и один провод “на массу” (дублирует заземление через корпус датчика). Заземляющий провод позволяет более точно оценивать показания сигнального провода блоком управления двигателем.
Трёхконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, один провод “на массу” и один провод на нагревательный элемент. Эти датчики характеризуются следующими достоинствами: 1. Короткое время достижения датчиком рабочей температуры (более 350 градусов) вследствие чего снижается количество вредных выбросов при работе холодного двигателя; 2. увеличивается срок службы датчика, так как у нагреваемых датчиков изменение температуры происходит, более плавно, чем у датчиков без нагревательного элемента; 3. датчики, снабжённые нагревательным элементом, имеют менее строгие требования к месторасположению в выхлопной системе, что упрощает их техобслуживание. Мощность нагревательного элемента в кислородном датчике составляет либо 12Вт, либо 18Вт. Следует учитывать, что установка датчика с неправильно подобранной мощностью нагревательного элемента может привести к перегреву датчика и быстрому выходу его из строя.
Четырёхконтактные датчики – обязательно имеют один сигнальный провод, один питающий на нагревательный элемент и один заземляющий провод. Функция последнего провода может быть различной и зависит от особенностей устройства системы управления конкретным двигателем. Четвёртый провод может быть либо ещё одним заземляющим (в случаях, когда заземление через корпус датчика не предусмотрено), либо питающим проводом для второго нагревательного элемента. Следует учитывать, что при ошибочной установки датчика с заземлением на корпус вместо датчика без заземления на корпус или наоборот может привести к тому, что блок управления двигателем не распознает сигналы, поступающие с кислородного датчика.
Взаимозаменяемость. Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена не подогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты. Цветовая маркировка выводов лямбда-зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно – черный). «Массовый» провод может быть белым, серым или желтым (рис. 4). Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя – он всегда красный. При замене 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактный необходимо надежно соединить с «массой» автомобиля провод заземления подогревателя и сигнальный «минус», а накальный провод подогревателя через реле и предохранитель подключить к «плюсу» аккумулятора. Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.

Расположение Кислородного датчика Ниссан :
Кислородный датчик расположен на выпускном тракте двигателя. Если это рядный двигатель — то кислородный датчик расположен непосредственно на чугунном выпускном коллекторе, если же это V — образный двигатель или иной двигатель не с единым выпускным коллектором, то кислородный датчик располагается в месте схождения основных отводов выпускных коллекторов.

Почему следует заменить неисправный кислородный датчик?
Замена неисправного кислородного датчика на новый датчик позволяет экономить топливо, улучшить динамику автомобиля, уменьшить токсичность выхлопных газов, является профилактикой преждевременного выхода из строя дорогостоящего катализатора.
Инструкция по замене, универсальная: Чтобы снять старый и установить новый кислородный датчик нужно убедиться в том, что зажигание выключено, а провода датчика отсоединены. Перед установкой нового зонда проверяют его маркировку на соответствие указанной в инструкции по эксплуатации, осматривают автомобиль на отсутствие механических повреждений, наличие кольца уплотнения, противопригарной смазки на резьбовой части. Затем датчик кислорода затягивают до полностью герметичного соединения, соединяя электроразъем, после чего можно проверять работоспособность нового датчика. Иногда датчик кислорода присоединяется к трубопроводу специальной пластиной, в пространстве между ней и трубопроводом находится прокладка с функцией герметика. Проверка работоспособности датчика производится только при его нагреве до температуры 350 градусов специальным оборудованием: газоанализатором, осциллографом, вольтметром, омметром. Поэтому сделать правильную замену кислородного датчика на Nissan и других автомобилях можно лишь в специализированном автосервисе.

Восстановление кислородного датчика : Проблема всех легковых автомобилей в России является завышенный расход бензина на подержанных автомобилях. Главной причиной этого не качественное топливо, которое загрязняет систему автомобиля, и в первую очередь лямбда зонт, в простонародье называют кислородным датчиком, который находиться на каталитическом нейтрализаторе(система очистки отработанных газов) Если отказ лямбда-зонда (ЛЗ) не вызван необратимыми изменениями в структуре его основы – слое циркониевой керамики, то датчик можно попробовать «оживить». Дело в том, что рабочая поверхность ЛЗ под защитным колпачком со временем покрывается нагаром и свинцовыми отложениями выхлопных газов. Датчик начинает «врать». Если этот налет удалить, то работоспособность ЛЗ восстанавливается. Поверхность датчика не позволяет производить ее чистку механическим способом (абразивной шкуркой или надфилем), т. к. вместе с нагаром с керамической основы неизбежно удаляются слои платинового напыления. Этот датчик отвечает за качество топливной смеси, ну и соответственно если он загрязнен, сигнал на компьютер автомобиля не будет соответствовать норме. тем самым машинка начинает кушать много бензина, покупка нового датчика сильно бьет по бюджету, его цена иногда доходит до 30 тысяч рублей в зависимости от марки автомобиля. И так оживляем!

Инструкция 1:
1шаг Безопасно очистить ЛЗ можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10 – 20 мин. разъедает загрязнения, не трогая платиновые электроды. Перед промывкой датчик надо вскрыть. Для этого на токарном станке тонким резцом аккуратно, у самого основания отрезают защитный колпачок, изготовленный из нержавеющей стали. Использовать для этих целей ножовку по металлу нельзя – ею можно повредить керамическое тело датчика.
2шаг Процедуру очистки можно ускорить, используя тонкую кисточку из натуральной щетины. Кисточкой осторожно наносят ортофосфорную кислоту, равномерно омывая, керамический стержень ЛЗ со всех сторон. Не следует погружать датчик в кислоту целиком – моется только его рабочая часть. По мере очищения черно-коричневая поверхность стержня приобретает стальной оттенок: это блестит платина, запыленная на керамику основы. После очистки датчик хорошо промывают водой и высушивают, а защитный колпачок крепят на место с помощью аргоновой сварки. Если под рукой нет необходимого оборудования, то колпачок можно не срезать. Вместо этого в нем с помощью напильника делают два «окошка» шириной 3 – 4 мм и через них с помощью такой же кисточки промывают датчик кислотой.
3шаг Восстановленный датчик завинчивают на свое место в машине, предварительно проверив состояние уплотнительного кольца. Промывку ЛЗ можно производить многократно, по мере его загрязнения. Если «реанимация» все же не принесла ожидаемых результатов, это значит, что датчик кислорода вышел из строя окончательно и вам ничего не остается, как идти в магазин за новым «информатором».

Инструкция 2:
1. Выворачивание l-зонда на холодном двигателе может оказаться крайне затруднительным ввиду теплового сжатия металла выпускного коллектора/трубы системы выпуска. Во избежание риска повреждения компонентов, прежде чем приступать к снятию датчика, прогрейте двигатель в течение пары минут, — постарайтесь не обжечься о разогретые поверхности в процессе выполнения процедуры:
a) Кислородные датчики оборудованы вмонтированным жгутом электропроводки с контактным разъемом. Повреждение данного жгута приводит к необратимому выходу датчика из строя, — соблюдайте осторожность; b) Старайтесь не допускать попадания на контактный разъем и жалюзи датчика масла, смазки, грязи, влаги и т.п.;
c) НИ в коем случае не применяйте для чистки датчика никакие растворители;
d) Старайтесь не ронять и резко не стряхивать датчик. 2. Поддомкратьте автомобиль и установите его на подпорки. 3. Аккуратно отсоедините разъем электропроводки кислородного датчика. 4. При помощи специального ключа осторожно выверните зонд из соответствующей секции системы выпуска отработавших газов. 5. Перед вворачиванием датчика смажьте его резьбовую часть антиприхватывающим герметиком. 6. Вверните датчик на свое штатное место и прочно затяните его. 7. Опустите автомобиль на землю и подсоедините к датчику электропроводку. 8. Произведите автомобиля ходовые испытания. Проверьте память модуля управления на наличие кодов неисправностей.

И теперь несколько слов о брендах современных датчиков кислорода.
Основные производители и отзывы о них можно посмотреть здесь по ссылкам:
Bosch avto.pro/makers/bosch/
Denso avto.pro/makers/denso/
NGK avto.pro/makers/ngk/
PROFIT avto.pro/makers/profit/

Материал о том КАК выбрать лямбда зонд -можно посмотреть здесь : avto.pro/autonews/kak_vib…at_lyambda_zond-20170315/

Продолжение о пятиконтактных датчиках тут:alflash.com.ua/laf.htm

Лямбда-зонд: принципы его работы и особенности замены

18.10.2019

(Нет голосов)

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Каковы основные функции лямбда-зонда
• Какие виды лямбда-зондов существуют
• Где находится лямбда-зонд и сколько таких датчиков в автомобиле
• От какого производителя выбрать универсальный лямбда-зонд

Помимо всем известных частей и механизмов, конструкция автомобиля имеет множество вспомогательных элементов, о существовании которых не подозревают многие автолюбители. К числу таких запчастей относится датчик остаточного кислорода – лямбда-зонд. Соблюдение условий правильной эксплуатации и своевременная диагностика состояния прибора позволит избежать поломки взаимосвязанных с ним механизмов, а также поможет сэкономить ваши денежные средства.

О том, что такое лямбда-зонд, как выявить его неисправность и осуществить замену, читайте в нашей статье.

Основные функции лямбда-зонда

Стремительный технологический прогресс и сопутствующее ему ухудшение экологической ситуации привели к установлению четких норм, касающихся максимально допустимого количества выбросов – результата работы транспортных средств. В целях минимизации ущерба, наносимого окружающей среде, автомобили стали оснащать каталитическими нейтрализаторами (катализаторами) – специальными устройствами, уменьшающими количество вредных веществ в выхлопных газах машин с двигателями внутреннего сгорания.

Катализатор – важный элемент устройства автомобиля, но его эффективная работа возможна только при соблюдении нескольких условий. Так, без систематического контроля за составом топливно-воздушной смеси устройство быстро выйдет из строя и утратит свои рабочие функции. Избежать подобной неприятности можно посредством использования датчика кислорода, который также называют лямбда-зонд.

Что такое лямбда-зонд? Основа названия датчика соответствует наименованию греческой буквы λ (лямбда), которой в машиностроении обозначают коэффициент излишка воздуха в топливно-воздушной смеси. Если состав смеси имеет оптимальные пропорции, т. е. на 14,7 частей воздуха приходится 1 часть топлива, лямбда равна 1. Диапазон возможных отклонений, при котором работа катализатора будет оставаться эффективной, в данном случае минимален: от 0,9 до 1,1.

Поддержание такой точности возможно только посредством использования систем питания с электронным впрыском топлива и с учетом наличия лямбда-зонда (схема 1). Получается, что основная функция устройства заключается в информировании компьютера инжекторного транспортного средства о нарушениях в соотношении компонентов топливно-воздушной смеси.

Теперь попробуем разобраться, где находится лямбда-зонд. Располагается лямбда-зонд перед катализатором в выпускном коллекторе и является важнейшим элементом системы определения остаточного содержания кислорода в выхлопных газах. Сигнал датчика поступает на электронный блок управления системы впрыска топлива, который оптимизирует состав смеси в случае изменения объема подаваемого в цилиндры топлива.

В результате взаимосвязанной работы перечисленных механизмов осуществляется регулировка количества топлива относительно количества воздуха, что позволяет максимально увеличить процент сгорания топлива в цилиндрах и обеспечить эффективную работу катализатора. Стоит отметить, что многие современные модели автомобилей оснащаются дополнительным лямбда-зондом или вспомогательными датчиками (к примеру, датчиком температуры, который устанавливается на выходе катализатора). Это позволяет контролировать работу катализатора и поддерживать правильные пропорции воздушно-топливного состава.

Основные виды лямбда-зондов

В конструкции современного автомобиля могут присутствовать следующие лямбда-зонды:

1. Циркониевый.

Самая популярная модель, которая изготавливается на основе диоксида циркония.

Рекомендуем

«Жидкое стекло для авто: зачем нужно, насколько хватает»

Работает рассматриваемый элемент по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде специального наконечника.

Изготовленный из керамики и циркония наконечник со всех сторон покрыт защитными пластинами из пористых платиновых электродов, которые выполняют роль проводников тока. Стоит отметить, что свойства электролита активизируются только при нагреве диоксида циркония выше +350 °C. Получается, что лямбда-зонд будет выдавать ошибку, если не прогреется до определенной температуры. Быстрый нагрев устройства осуществляется благодаря встроенной нагревательной конструкции с керамическим изолятором.

Обратите внимание! Повышение температуры до +950 °C может привести к перегреву датчика и его дальнейшей поломке.

Посредством прохождения через небольшие просветы в защитном кожухе выхлопные газы поступают к наружной части наконечника. Воздух, в свою очередь, проникает внутрь датчика через специальную пройму в корпусе устройства или пористую уплотнительную крышку.

Разница потенциалов формируется благодаря перемещению ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами.

Напряжение на электродах обратно пропорционально объемам кислорода в выхлопной системе.

При наличии оповещения, поступающего от датчика, блок управления выравнивает содержание компонентов топливовоздушной смеси. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, каждую секунду меняется по несколько раз, что позволяет оптимизировать состав смеси независимо от режима работы ДВС.

В зависимости от количества проводов лямбда-зонды из циркония делятся на несколько групп:

• однопроводные – оснащены одним сигнальный проводом, при этом контакт на массу осуществляется через корпус;
• двухпроводные – имеют сигнальный и заземляющий провода;
• трех- и четырехпроводные – подразумевают наличие системы нагрева, а также подведенных к ней управляющих и заземляющих проводов.

2. Титановый.

Внешне схож с циркониевым, но в данном случае чувствительная деталь датчика изготовлена из диоксида титана. Объемное сопротивление устройства меняется с учетом изменения количества кислорода в смеси: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Вместе с этим меняется проводимость титанового элемента, о чем лямбда-зонд сообщает блоку управления. Эффективность датчика рассматриваемого вида достигается только при температуре +700 °C, поэтому без нагревательного элемента здесь не обойтись.

Титановый лямбда-зонд имеет высокую цену и сложную конструкцию, что отрицательно сказывается на популярности данных устройств.

3. Широкополосный.

В отличие от вышеописанных моделей, широкополосные приборы имеют конструкцию, состоящую из двух камер: измерительной и насосной.

В измерительном отсеке поддерживается такой состав газов, при котором лямбда равна единице. Что касается насосной камеры: если мотор работает на бедной смеси, камера убирает лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, а если на богатой – пополняет диффузионное отверстие недостающим кислородом из внешней среды. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна объемам бесцветного газа.

Нормальное функционирование широполосных датчиков возможно при температуре +600 °C, что достигается за счет работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6.

Где находится лямбда-зонд и сколько их в автомобиле

Для того чтобы определить точное количество датчиков кислорода в вашем автомобиле, можно обратиться за помощью в автосервис, где после специальной диагностики вам выдадут снимок днища машины с отмеченными на нем лямбда-зондами. Но если вы хотите сэкономить свои средства, мы расскажем, где искать лямбда-зонд и как установить количество датчиков самостоятельно.

Стоит отметить, что лямбда-зонды устанавливаются и под капотом автомобиля, и под днищем.

Для начала нужно определиться с точным годом выпуска автомобиля. Если ваше транспортное средство изготавливали еще в XX веке, то, скорее всего, у него имеется только один лямбда-зонд. Более современные модели авто, как правило, оснащены двумя или четырьмя датчиками.

Еще один немаловажный параметр – объем двигателя:

• если он меньше 2 л, то автомобиль оснащается двумя датчиками, найти которые не составит особого труда (первый лямбда-зонд располагается под капотом, а второй – под днищем);
• если больше 2 л, авто будет иметь четыре лямбда-зонда (два – под капотом и два – под днищем).

Воочию убедиться в наличии и количестве подкапотных датчиков можно следующим образом:

1. Откройте капот.
2. Найдите мотор (обычно он располагается прямо посередине подкапотного пространства под пластиковой крышкой с наименованием марки автомобиля).
3. Найдите выпускной коллектор (это массивные трубы, расположенные рядом с двигателем, одна часть которых прилегает к мотору, а другая уходит вглубь).
4. На коллекторе найдите небольшой элемент в форме цилиндра, длина которого не превышает 5–7 см. Это и есть лямбда-зонд (если их несколько, то один будет расположен справа, а другой – слева).

Чем же обусловлен интерес автомобилистов к расположению лямбда-зонда? Все дело в том, что датчик кислорода не вечен и требует замены после определенного пробега. Техническая документация большинства транспортных средств свидетельствует о том, что лямбда-зонд необходимо менять на новый после 80 000 км пробега. Как показывает практика, датчик кислорода может функционировать практически вдвое дольше с тем условием, что владелец авто будет придерживаться нескольких простых рекомендаций.

Как продлить срок службы лямбда-зонда и когда его менять

Зная принцип работы лямбда-зонда и его взаимосвязь с другими элементами, установить нарушение функционирования датчика будет достаточно просто. Датчик лямбда-зонда однозначно требует внимания автовладельца в следующих случаях. Если:

• на холостых оборотах или на малом газу мотор работает с перебоями либо глохнет;
• в ходе работы транспортного средства расходуется повышенное количество топлива;
• резко ухудшились динамические характеристики автомобиля;
• после прекращения работы двигателя слышны шумы, похожие на потрескивание, которые сопровождаются неприятным запахом сероводорода.

Если после выключения двигателя вы услышали потрескивание рядом с нейтрализатором, то, вероятнее всего, лямбда-зонд вышел из строя, реанимировать его уже не получится. Но если не упустить время до окончательной поломки, увеличить период работы устройства можно при соблюдении следующих условий:

1. Заправляйте авто только качественным и подходящим для вашей модели топливом.
2. Отдавайте предпочтение проверенным жидкостям с присадками, которые имеют сертификаты качества.
3. Откажитесь от использования герметиков в целях фиксации датчиков.
4. Выдерживайте достаточные паузы между запусками двигателя.
5. Не отключайте свечи зажигания при проверке работы цилиндров.
6. Старайтесь не перегревать выхлопную систему машины (максимально допустимая температура для нормального функционирования лямбда-зонда составляет +950 °C).
7. Не обрабатывайте наконечники датчиков средствами, в составе которых присутствуют химически активные элементы.
8. Следите за герметичностью соединения датчика и трубы.

Придерживаясь перечисленных рекомендаций, вы сможете максимально продлить срок службы лямбда-зонда и осуществлять его замену только по мере необходимости.

Ошибочно полагать, что маленький лямбда-зонд является незначительной деталью, которая не требует вашего внимания. Кислородный датчик участвует в работе основных систем автомобиля, а каждая замена лямбда-зонда на 1 500–2 000 рублей будет уменьшать ваш бюджет. Бережное обращение и своевременная диагностика позволят не только продлить срок службы датчика, но и сэкономить ваши финансы.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Перечислим несколько сигналов, свидетельствующих о необходимости замены лямбда-зонда:

• сверхсильная токсичность выхлопных газов;
• нестабильная динамика разгона;
• кратковременное включение индикатора неисправности двигателя при резком увеличении оборотов;
• нестабильные холостые обороты;
• повышенный расход топлива;
• потрескивания в области катализатора при заглушенном моторе;
• постоянно горящая лампа неисправности двигателя;
• поступление необоснованных сигналов о переобогащенном составе топливовоздушной смеси.

Обратите внимание, что все перечисленные признаки могут свидетельствовать о поломке не только лямбда-зонда, но и других запчастей автомобиля.

Средняя продолжительность работы лямбда-зонда составляет 60 000 –130 000 км. К числу возможных причин поломки датчиков относят:

• установку устройств с использованием силиконовых герметиков, не рассчитанных на высокие температуры;
• использование низкокачественного топлива;
• попадание масла в выхлопную систему из-за износа маслосъемных колец или колпачков;
• перегрев лямбда-зонда в результате некорректно выставленного зажигания или переобогащенной топливовоздушной смеси;
• многократные попытки включения двигателя в течение короткого периода времени, которые приводят к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
• нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
• деформация конструкции датчика.

Как понять, что лямбда-зонд вышел из строя и заменить его: советы автолюбителей

1. Если лямбда-зонд неисправен, заметны нарушения в работе двигателя.

«Основная функция лямбда-зонда заключается в определении окиси углерода в выхлопных газах того или иного транспортного средства. С учетом данных, получаемых от датчика кислорода, регулируется подача топлива в цилиндры. Когда лямбда-зонд неисправен, нарушения в работе двигателя очевидны: слишком большой расход топлива, специфический запах после глушения и т. д. Менять на резистор бессмысленно, поскольку компьютер воспринимает постоянное сопротивление резистора за неисправность».

2. Основной признак поломки лямбда-зонда – набор скорости.

«При неисправности лямбда-зонда обнаружил несколько характерных моментов (повышенные обороты, большой расход бензина и т. д.). Но самым явным признаком для меня стал набор скорости: авто сперва разгоняется, потом затыкается, и так снова и снова. Такое ощущение, что газ сбрасываешь, а потом опять выжимаешь. После замены датчика все описанные проблемы, в том числе и с набором скорости, исчезли».

«Замена лобового стекла на КИА: полная информация»

3. Замена лямбда-зонда должна быть обоснованной.

«Хочется сказать о том, что вероятность деформации проводов намного выше вероятности поломки самого датчика. При первых подозрениях в поломке лямбда-зонда следует разъединить разъем, внимательно его осмотреть, а также обследовать провода на предмет их целостности. В местах входа в разъем провода часто пережимаются и теряют свою функциональность. После этого необходимо проверить работу датчика, а именно: измерить напряжение в различных режимах работы двигателя».

4. При замене лямбда-зонда нужно учитывать один очень важный нюанс.

«Процесс замены датчика нельзя назвать сложным, но он требует определенной подготовки. Самая важная часть предшествующего работе процесса – подготовка специального ключа на 22 с прорезью, который понадобится, чтобы снять датчик.

Без такого приспособления лямбда-зонд может не поддаться. Стандартный рожковый ключ, как правило, не позволяет захватить основание датчика из-за наличия возле него отливов на выпускном коллекторе. При отсутствии отливов ключом можно повредить грани у гайки датчика, ведь она сильно прикипает к выпускному коллектору и изготовлена из довольно мягкого металла.

Столкнувшись с данной проблемой, я узнал, что оригинальный ключ для автомобиля «Хонда» стоит больше 70 евро, потому решил изготовить приспособление для снятия лямбда-зонда самостоятельно.

Расскажу, как. Во-первых, взял накидной ключ на 22 и приварил к нему гайку на 30. После этого на ключе и приваренной к нему гайке сделал сквозную прорезь на одном боку. Она нужна для того, чтобы заводить внутрь ключа и гайки провода лямбды, ведь разъем на концах проводов датчика кислорода не проходит через накидной ключ на 22.

Итак, разъем лямбда-зонда нужно продеть через дополнительный накидной ключ на 30, который уже прикреплен к гайке на 30, приваренной к ключу на 22. Этими двумя ключами можно отвернуть даже наглухо закрепленную лямбду. Получается просто, экономно и эффективно».

5. Лямбда-зонд можно заменить своими руками.

«У меня получилось заменить лямбда-зонд на своем автомобиле самостоятельно.

Оригинальной устройство было однопроводным, и на замену я также купил однопроводной лямбда-зонд фирмы Bosh.

Опишу алгоритм замены:

• Нагреваем двигатель (так будет легче открутить винты крепления крышки выпускного коллектора и сам датчик).
• Отключаем «минус» аккумулятора.
• Разъединяем разъем подключения лямбды.
• Анализируем ситуацию: смотрим, можно ли выкрутить лямбда-зонд и есть ли подходящий для этих целей инструмент (о том, как изготовить приспособление для снятия лямбды читайте чуть выше).
• Выкручиваем датчик. Пробуем установить замену, проверяем, подходит ли резьба, смотрим на глубину вкручивания.
• На расстоянии 15 см от корпуса лямбда-зонда отрезаем провода. Действия, описанные в этом пункте и в следующем актуальны для случаев, если вы имеете дело с неоригинальным датчиком.
• Соединяем провод нового датчика с проводом от старого лямбда-зонда. В стандартную комплектацию к устройству обычно входит соединительная трубка размером 2-3 см. Провод нового датчика вставляем в термотрубку, которая также входит в комплект.

Зачищаем провода (не более 1 см) и вставляем в трубку с двух сторон. Затем сжимаем трубку максимальным усилием и проверяем надежность соединения. В конце термотрубку следует завести на место соединения и прогреть эту область при помощи зажигалки (не забывайте вращать соединение в процессе нагрева).

• Закручиваем новый датчик, присоединяем разъем.
• Устанавливаем защитную крышку коллектора.
• Подключаем «минус» аккумулятора, включаем двигатель, а затем проверяем его работу».

Как проверить лямбда-зонд на предмет неисправностей

Проверять исправность лямбда-зонда рекомендуется каждые 10 000 км пробега, причем делать это надо даже в том случае, если никаких проблем в работе датчика не наблюдается.

Первым этапом диагностики должна быть проверка надежности соединения клеммы с датчиком и последующий осмотр лямбды на предмет наличия внешних деформаций. После этих действий необходимо выкрутить лямбда-зонд из коллектора и осмотреть защитный кожух (в случае необходимости следует очистить накопившиеся отложения).

1. Визуальная проверка трубки зонда.

Если в ходе осмотра на защитной трубке датчика кислорода обнаружены следы сажи белого, серого или серебристого оттенка, лямбда-зонд подлежит замене.

2. Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером).

Использование мультиметра позволяет проверить:

• наличие напряжения в нагревательной цепи;
• «опорное» напряжение;
• состояние нагревателя;
• сигнал датчика.

Работа с мультиметром или вольтметром осуществляется согласно нижеописанному алгоритму:

• не снимая разъем с датчика, включаем двигатель;
• щупы прикрепляем к цепи подогрева.

Показания устройства должны соответствовать напряжению на аккумуляторе – 12 В.

«Плюс» передается на датчик от аккумулятора через предохранитель. Если показания отсутствуют, значит, проблему следует искать в этой цепи.

«Минус» передается на датчик от блока управления. Соответственно, отсутствие показаний связано с проблемами цепи «лямбда-зонд – ЭБУ».

«Жидкое стекло или керамика: выбираем лучшее покрытие»

Этими же аппаратами можно измерить опорное напряжение. Примерный алгоритм:

• Заводим двигатель.
• Измеряем напряжение между сигнальным проводом и массой.
• Показания прибора должны остановиться на отметке 0,45 В.

В целях диагностики нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы проверки:

• Снимаем разъем.
• Замеряем сопротивление между контактами нагревателя.
• Разные датчики могут показывать различные сведения, нормальными показаниями при этом считаются цифры в пределах 2–10 Ом.

Обратите внимание! При отсутствии сопротивления можно говорить о возможных разрывах в цепи нагревателя.

Вольтметр или мультиметр также применяют в целях проверки сигнала датчика. Необходимые действия:

• Включаем зажигание.
• Прогреваем двигатель до рабочей температуры.
• Соединяем щупы устройства с сигнальным проводом и проводом массы.
• Увеличиваем количество оборотов мотора до 3 000 в минуту.
• Отслеживаем колебания напряжения (скачки от 0,1 В до 0,9 В считаются нормой).

Если на каком-либо этапе проверки лямбда-зонда показатели датчика выходят за рамки указанных пределов, его необходимо менять на новый.

3. Проверка осциллографом.

Основное достоинство проверки осциллографом заключается в возможности определения времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

Пошаговый алгоритм:

• Соединяем щуп устройства с сигнальным проводом.
• Прогреваем двигатель до рабочей температуры.
• Увеличиваем количество оборотов до 2 600.
• Изучаем данные измерительного прибора и устанавливаем работоспособность кислородного датчика.

Стоит отметить, что именно осциллограф позволяет выявить максимальное количество недостатков, связанных с работой лямбда-зонда.

Правильно заменить вышедшее из строя устройство на новое можно, посмотрев видео-фрагмент:

От какого производителя выбрать универсальный лямбда-зонд

Если вы выяснили, что лямбда-зонд на вашем авто требует замены, не торопитесь бежать в ближайший магазин и выбирать новый датчик из тех, что есть в наличии. Обратите внимание, что производители часто заявляют об универсальности выпускаемых ими датчиков и указывают на абсолютную совместимость того или иного устройства с любым транспортным средством. В чем же кроется опасность приобретения такого товара?

Все очень просто – несовместимость датчика с вашим автомобилем может проявиться не сразу, а спустя какой-то период времени. Эти устройства разных автомобилей имеют различную конструкцию. Они отличаются резьбой, наличием предварительного подогрева, предусмотренным количеством проводов, а также разъемами для соединения. Одинаковым является только принцип работы и основной элемент.

Именно поэтому специалисты рекомендуют отдавать предпочтение оригинальным датчикам, которые имеют маркировку, идентичную обозначениям на сломанной лямбде. Сэкономить свои средства можно путем приобретения универсального датчика, разработанного специально для определенной марки авто.

Какой лямбда-зонд лучше выбрать? Предлагаем ознакомиться с небольшим перечнем проверенных производителей, у которых можно купить лямбда-зонд хорошего качества:

1. Bosch.

   Это крупнейший мировой бренд. Поставки товара измеряются сотнями тысяч единиц, которые производятся в 150 странах мира. Помимо изготовления запчастей, компания осуществляет обслуживание транспортных средств, а также занимается разработкой программного обеспечения. Товары Bosch занимают около четверти вторичного европейского рынка автозапчастей. По прогнозам экспертов компании, сфера влияния расширится в ближайшие годы еще больше за счет обслуживания грузового транспорта и производства высокотехнологичных деталей.

   Среди автозапчастей Bosch каждый владелец авто может найти подходящую к своему ТС деталь. Ассортимент представлен большим количеством устройств ходовой, тормозной системы, рулевого управления, электроникой, элементами топливной системы, расходниками, оптикой, мультимедийной техникой, а также элементами охладительной системы. Наибольшей популярностью среди автовладельцев пользуются стартеры, датчики, аккумуляторы, генераторы, бензонасосы и лампы – эти детали считаются лучшими не только в Европе, но и в Америке, и в Азии.

   Все оригинальные запчасти Bosch оснащены отличительной наклейкой KeySecure System, прочитать которую можно при помощи телефона со специальным приложением. Еще одна метка – наклейка с голограммой и защитным кодом. Последние цифры кода на ней должны совпадать с последними символами номера запчасти.

2. Denso.

   Этот бренд входит в число самых известных производителей элементов системы зажигания, топливной системы, электрики, электроники и расходников. Согласно статистике, у 90 % автолюбителей установлен хотя бы один элемент производства этой компании. Предприятие тесно взаимодействует с автоконцернами, а также имеет филиал Denso Aftermarket, успешно функционирующий на вторичном европейском рынке.

   Линейка продуктов бренда Denso включает в себя множество различных наименований: топливные системы, электрические компоненты авто, стеклоочистители, элементы системы безопасности и информационной системы, а также систем кондиционирования воздуха и охлаждения, свечи накала и т. д. Именно широкий ассортимент и высокое качество деталей являются факторами, определяющими выбор автолюбителей.

   Для того чтобы отличить оригинальную деталь Denso от подделки, следует обратить внимание на наличие особых металлических наплавов, а также оценить качество сварки и резьбы. Электроды поддельных свечей будут отличаться от электродов оригинального продукта тем, что имеют несколько больший размер. Еще один признак подделки – матовый наконечник. Не стоит также игнорировать буквенные и цифровые обозначения: на оригинальных деталях надписи не сотрутся даже очень твердым предметом.

3. NGK.

   Это довольно известный производитель свечей зажигания, лямбда-зондов и свечей накала. Подразделение NGK в Европе занимается торговлей и налаживанием взаимодействия с ведущими автоконцернами. Установлено, что около 85 % автопроизводителей используют запчасти NGK в процессе сборки авто.

   Комплектующие компании стали использовать в Европе относительно недавно. Предприятие поставляет на рынок самые разные запчасти, но наибольшей популярностью пользуются свечи. Все, кто сталкивался с продукцией бренда, отмечают постоянно высокое качество изделий. NGK занимает стабильно высокое положение на рынке автомобильных комплектующих. Около 50 % выпускаемых в мире авто в первичной комплектации имеют свечи этой фирмы.

   Оригинальная продукция NGK имеет характерные особенности, благодаря которым высококачественную деталь можно отличить от подделки (качество полиграфии, высокая стоимость, правильное расположение и геометрия бокового и центрального электрода, качественная накатная резьба, наличие кода на грани, плотная посадка уплотнительного кольца и т. д.).

4. Profit.

   Это бренд чешской компании, которая производит бюджетные запчасти для различных транспортных средств. В отличие от вышеперечисленных фирм, Profit производит комплектующие менее высокого качества, что, разумеется, отражается на мнении автовладельцев.

   Ассортимент продукции Profit состоит из следующих наименований: амортизаторы, элементы тормозной системы, шаровые опоры, стойки стабилизаторов, кузовные детали, фильтры, насосы, детали рулевого механизма, подшипники, детали трансмиссии, крепежные элементы, запчасти системы зажигания и т. д. Стоит отметить, что запчасти этой компании нередко собирают отрицательные отзывы пользователей. Наиболее популярными и качественными деталями считаются тормоза, амортизаторы и салонные фильтры.

   В целом качество запчастей Profit соответствует их небольшой стоимости, поэтому комплектующие от чешского бренда могут подойти, скорее, в качестве временной замены вышедшей из строя детали. Если вы хотите установить надежный датчик, который будет исправно работать на протяжении долгого времени, лучше выбрать более качественный вариант.

Почему так важен датчик кислорода для автомобиля?

Правильная работа системы впрыска двигателя, а вместе с ней управляемость автомобиля, потребление топлива, токсичность выхлопных газов напрямую зависят от достоверности и качества информации, получаемой от электронных датчиков, использующихся в работе компьютеризированной системы управления двигателем. Один из датчиков в этой системе — датчик кислорода. Его называют датчик «O2», датчик «дожига» или лямбда-зонд (O2 sensor, датчик дожига, датчик кислорода или лямбда-зонд).

На необходимое качество топливной смеси для двигателя влияет множество факторов: температура воздуха, температура охлаждающей жидкости, положение дроссельной заслонки, поток воздуха, нагрузка на ДВС и т. д. Датчики измеряют эти параметры на ВХОДЕ и подают сигнал электронному блоку управления впрыском топлива (ЭБУ), «как дозировать» топливо — воздушную смесь. А датчик кислорода практически единственный видит, что получается на ВЫХОДЕ, так как он определяет концентрацию кислорода в отработавших газах, которая зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Что это значит на практике?

Любые проблемы с датчиком кислорода могут привести обратную связь целой системы оперативного контроля процессом сгорания топливовоздушной смеси в неисправное состояние. При неисправном датчике рабочая смесь не соответствует необходимым параметрам и, как правило, переобогащена, что и вызывает повышенный расход бензина.

Как работает кислородный датчик
Датчик кислорода установлен в выпускном коллекторе двигателя и проверяет, сколько несгоревшего кислорода находится в выхлопных газах. Электрический сигнал датчика считывается ЭБУ, а тот, в свою очередь, оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива регулированием длительности впрыска топлива форсунками, то есть осуществляется точная подстройка режима работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизации вредных выбросов. На некоторых современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора, поскольку некоторое количество кислорода для нейтрализации вредных газов в катализаторе все же требуется (см. Рис. 1).

Рис. 1. Схема лямбда-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя.
1 — впускной коллектор; 2 — двигатель; 3 — блок управления двигателем; 4 — топливная форсунка; 5 — основной лямбда-зонд; 6 — дополнительный лямбда-зонд; 7 — каталитический нейтрализатор.

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси, то есть отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха (λ=1). Такой состав топливо — воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их «дожигание» в каталитическом нейтрализаторе. Если лямбда будет <1 (недостаток воздуха), смесь будет обогащенной, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют обедненной.

Датчик кислорода — не самостоятельное устройство. Он работает «в связке» с каталитическим нейтрализатором отработанных газов, который предназначен для окисления токсичных веществ (окиси углерода, углеводородов и окиси азота) до углекислого газа, азота и воды в результате каталитической реакции. Оптимальная работа катализатора (нейтрализация примерно 80% всех компонентов) достигается в очень узком диапазоне: наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при λ=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда λ=0,85-0,9. Такая точность в двигателях внутреннего сгорания обеспечивается благодаря системе питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда—зонда.

Рабочий элемент кислородного датчика — пористый керамический материал на основе двуокиси циркония, покрытый методом напыления платиной. Выхлопные газы обтекают рабочую поверхность. Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов, которая считывается ЭБУ.

Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300-3500С. Поэтому, для быстрого прогрева после пуска двигателя, современные датчики снабжают электрическим нагревательным элементом, который сокращает время выхода датчика на рабочую температуру.

Датчики кислорода бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики — без нагревательного элемента, они применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда — регулированием). Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. «Земля» этого датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение. Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного «земляного» провода сигнальной цепи.
Трех — и четырехпроводные лямбда зонды снабжены нагревательным элементом. В четырехпроводном лямбда-зонде два провода идут на подогрев, а два — сигнальные.

Взаимозаменяемость кислородных датчиков.
Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы (Например, NGK, BOSCH). Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева, если смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более — проводных не допускается, работать не будет. И, конечно, резьба датчика должна совпадать с резьбой, нарезанной в штуцере.

Возможные неисправности кислородного датчика.
Неисправности и необходимость замены кислородного датчика выявляет только компьютерная диагностика, поскольку не все неисправности фиксируются системой бортовой самодиагностики автомобиля.

Наиболее распространенные неисправности: потеря чувствительности и уменьшение быстродействия. Замедленная реакция датчика неминуемо вызывает увеличенный расход топлива и заметное снижение динамики автомобиля, но система самодиагностики ее не зафиксирует, т.к. данный параметр не отслеживается контроллером.

Потерей чувствительности страдает изрядно послуживший и практически забитый датчик, который выдает слишком низкий выходной сигнал. В этом случае на приборной панели обычно загорается лампочка индикации неисправности «CHECK ENGINE».

При обнаружении неисправности датчика кислорода, контроллер переходит в режим управления впрыском по усредненным параметрам и завышает обогащение топливной смеси в сравнении с обычным ее составом. В результате возникает скачок в потреблении топлива и увеличении токсичности выхлопных газов, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, снижение динамических характеристик, но машина при этом, возможно, останется на ходу. Хотя в некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно, и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке «тает» на глазах, из трубы валит черный дым, СО «зашкаливает», а двигатель «тупеет» и на ближайшую СТО Вам, скорее всего, придется добираться на буксире.

Поскольку пропадание или искажение сигнала с лямбда-зонда приводит к увеличению содержания токсичных веществ в продуктах сгорания, срок службы каталитического нейтрализатора при этом резко сокращается.

Вообще лямбда-зонд — наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Ресурс одно- двух- проводных датчиков составляет 40-50 тысяч километров, трех- четырех- проводных — 70-80 тысяч километров пробега, в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо — свинец «отравляет» платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок. Преждевременный выход из строя лямбда-зонда также могут вызвать многократные неудачные попытки запуска двигателя, в результате которых в выпускном трубопроводе скапливаются пары несгоревшего топлива, способного воспламениться с образованием ударной волны; перегрев наконечника датчика, вызванный перебоями в зажигании; нарушения в системе контроля опережения зажигания, когда двигатель продолжительное время работает на переобогащенной топливной смеси; чрезмерной «перегазовкой», когда тахометр находится в «красной зоне».

Возможными признаками выхода из строя кислородного датчика являются: неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах, повышенный расход топлива и ухудшение динамики автомобиля, потрескивание и запах гари в районе установки катализатора, а также характерный запах тухлых яиц, присутствующий в выхлопе при попадании в катализатор большого количества несгоревшего топлива.

По статистике, 70% транспортных средств нуждаются в новом лямбда-зонде.

Ассортимент датчиков в магазинах Гиперавто →

О том, что такое лямбда зонд и для чего он нужен, к сожалению, знают далеко не все автовладельцы. Лямбда зонд — это кислородный датчик, который позволяет электронной системе контролировать и балансировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Он способен своевременно исправить структуру топливной смеси и предупредить дестабилизацию рабочего процесса двигателя.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

• разгерметизация корпуса;
• проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
• перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
• моральный износ;
• неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
• механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Min0tavr ›
Блог ›
датчик кислорода (лямбда зонд) проверяем подручными средствами

Диагностический датчик концентрации кислорода (ДДК) или ДК2
применяется в системе управления двигателем, выполненной под нормы токсичности Euro-З. ДДК установлен в катколлекторе после каталитического нейтрализатора отработавших газов. Принцип работы ДДК такой же, как и УДК. Сигнал, генерируемый ДДК, указывает на наличие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания ДДК будут значительно отличаться от показаний УДК. Напряжение выходного сигнала прогретого ДДК при работе в режиме замкнутого контура и исправном нейтрализаторе должно находиться в диапазоне от 590 до 750 мВ.
Поскольку этот датчик анализирует состав отработавших газов, прошедших через каталитический нейтрализатор, то это позволяет ему реагировать на значительно меньшие изменение содержания кислорода и более точно корректировать состав смеси и, соответственно, существенно влиять на общий расход топлива.
Загорелся «Check Engine»
что делать?!
первое, едем к диагносту,
если есть возможность, делам диагностику самостоятельно
и так,
компьютер нам показывает
ДК после нейтрализатора, обрыв цепи сигнала
ДК после нейтрализатора неисправен
или что в этом роде; ДК нейтрализатора, неисправность нагревателя
дальше то что?
бежать в магазин и покупать дорогую деталь?!
я думаю что не стоит паниковать, вполне можно проверить, работоспособность, или исправность цепи питания ДК, самостоятельно,
из подручных инструментов нам понадобится, лампочка на 12 вольт, в моём случаи, светодиод
вольтметр «мультиметр» в режиме измерения, постоянного напряжения, поставить на 20 вольт
кусок провода
дальше
Отсоединяем колодку жгута проводов от колодки датчика концентрации кислорода

подручный инструмент

подручный инструмент

подручный инструмент

Подсоединяем «минусовой» шуп вольтметра к «массе» двигателя. Включив зажигание, проверяем напряжение питания нагревательного элемента на выводе В (обозначение выводов нанесено на колодке жгута проводов). Напряжение на выводе должно быть не меньше 12 В. Если напряжение не поступает на колодку или оно меньше 12 В, значит, разряжена аккумуляторная батарея, неисправна цепь питания или неисправен ЭБУ.

Подсоединив «минусовой» щуп вольтметра к выводу С, измеряем напряжение между выводами А и С. Напряжение на выводах должно быть 0,45 В. Если напряжение не поступает на колодку или оно отличается более чем на 0,02 В, значит, неисправна цепь питания или неисправен ЭБУ.

а так проверяем исправность нагревателя, самого Д.К. — (минус) на (землю) + к клемме аккумулятора — лампочка горит, всё отлично
в моём случаи,
достаточно было почистить контакты «разъёмы»
ошибка сброшена с помощью программы,
больше, не беспокоит!
Всем Спасибо за внимание!
И Удачи на Жизненном пути!
тут начало всей истории; www.drive2.ru/l/3559607/

Кислородные датчики: подробное руководство

Вы наверняка знаете, что в вашем автомобиле установлен кислородный датчик (или даже два!)… Но зачем он нужен и как он работает? На часто задаваемые вопросы отвечает Стефан Верхоеф (Stefan Verhoef), менеджер DENSO по продукту (кислородные датчики).

B: Какую работу выполняет датчик кислорода в автомобиле?
O: Датчики кислорода (также называемые лямбда-зондами) помогают контролировать расход топлива вашего автомобиля, что способствует снижению объема вредных выбросов. Датчик непрерывно измеряет объем несгоревшего кислорода в выхлопных газах и передает эти данные в электронный блок управления (ЭБУ). На основании этих данных ЭБУ регулирует соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель, что помогает каталитическому нейтрализатору (катализатору) работать более эффективно и уменьшать количество вредных частиц в выхлопных газах.

B: Где находится датчик кислорода?
O: Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 г., оснащены датчиком кислорода. Обычно датчик установлен в выхлопной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Точное местоположение датчика кислорода зависит от типа двигателя (V-образное или рядное расположение цилиндров), а также от марки и модели автомобиля. Для того чтобы определить, где расположен датчик кислорода в вашем автомобиле, обратитесь к руководству по эксплуатации.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
O: Соотношение «воздух — топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух — топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь). ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух — топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.

В: Какие бывают датчики?
О: Существует три основных типа лямбда-сенсоров: циркониевые датчики, датчики соотношения «воздух — топливо» и титановые датчики. Все они выполняют одни и те же функции, но используют при этом различные способы определения соотношения «воздух — топливо» и разные исходящие сигналы для передачи результатов измерений.

Наибольшее распространение получила технология на основе использования циркониево-оксидных датчиков (как цилиндрического, так и плоского типов). Эти датчики могут определять только относительное значение коэффициента: выше или ниже соотношение «топливо — воздух» коэффициента лямбда 1.00 (идеальное стехиометрическое соотношение). В ответ ЭБУ двигателя постепенно изменяет количество впрыскиваемого топлива до тех пор, пока датчик не начнет показывать, что соотношение изменилось на противоположное. С этого момента ЭБУ опять начинает корректировать подачу топлива в другом направлении. Этот способ обеспечивает медленное и непрекращающееся «плавание» вокруг коэффициента лямбда 1.00, не позволяя при этом поддерживать точный коэффициент 1.00. В итоге в изменяющихся условиях, таких как резкое ускорение или торможение, в системах с циркониево-оксидным датчиком подается недостаточное или избыточное количество топлива, что приводит к снижению эффективности каталитического нейтрализатора.

Датчик соотношения «воздух — топливо» показывает точное соотношение топлива и воздуха в смеси. Это означает, что ЭБУ двигателя точно знает, насколько это соотношение отличается от коэффициента лямбда 1.00 и, соответственно, насколько требуется корректировать подачу топлива, что позволяет ЭБУ изменять количество впрыскиваемого топлива и получать коэффициент лямбда 1.00 практически мгновенно.

Датчики соотношения «воздух — топливо» (цилиндрические и плоские) впервые были разработаны DENSO для того, чтобы обеспечить соответствие автомобилей строгим стандартам токсичности выбросов. Эти датчики более чувствительны и эффективны по сравнению с циркониево-оксидными датчиками. Датчики соотношения «воздух — топливо» передают линейный электронный сигнал о точном соотношении воздуха и топлива в смеси. На основании значения полученного сигнала ЭБУ анализирует отклонение соотношения «воздух — топливо» от стехиометрического (то есть Лямбда 1) и корректирует впрыск топлива. Это позволяет ЭБУ предельно точно корректировать количество впрыскиваемого топлива, моментально достигая стехиометрического соотношения воздуха и топлива в смеси и поддерживая его. Системы, использующие датчики соотношения «воздух — топливо», минимизируют возможность подачи недостаточного или избыточного количества топлива, что ведет к уменьшению количества вредных выбросов в атмосферу, снижению расхода топлива, лучшей управляемости автомобиля.

Титановые датчики во многом похожи на циркониево-оксидные датчики, но титановым датчикам для работы не требуется атмосферный воздух. Таким образом, титановые датчики являются оптимальным решением для автомобилей, которым необходимо пересекать глубокий брод, например полноприводных внедорожников, так как титановые датчики способны работать при погружении в воду. Еще одним отличием титановых датчиков от других является передаваемый ими сигнал, который зависит от электрического сопротивления титанового элемента, а не от напряжения или силы тока. С учетом данных особенностей титановые датчики могут быть заменены только аналогичными и другие типы лямбда-зондов не могут быть использованы.

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.

B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

• 412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
• Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух — топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
• Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).
• Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации. При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

Дополнительная информация

Более подробную информацию об ассортименте кислородных датчиков DENSO можно найти в разделе Кислородные датчики, в системе TecDoc или у представителя DENSO.

Кислородный датчик

Какие бывают лямбда зонды, как устроены, как диагностировать неисправность кислородного датчика и методы проверки осциллографом. Давайте рассмотрим подробно в этой практической статье.

Существуют три типа кислородных датчиков, которые применяются в автомобилях. Циркониевый датчик. Титановый датчик. Широкополосный.

Существует в основном три разных, не взаимозаменяемых типа лямбда-датчика. Лямбда-датчики из диоксида циркония и диоксида титана также называют переключающими, скачками напряжения или «двоичными» датчиками, поскольку их выходной сигнал изменяется между двумя значениями в зависимости от того, находится ли топливо в обогащенном или обедненном состоянии. Третий тип – это широкополосный лямбда-датчик. Эти датчики также известны, как “линейные” лямбда-зонды, потому что они имеют выходной сигнал, который пропорционален широкому диапазону соотношений воздух-топливо. Широкополосные кислородные датчики измеряют эти соотношения и переходы между ними более точно.

Лямбд-зонд устанавливается в выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором и непосредственно за катализатором. Кислородные датчики называются в обиходе первая и вторая лямбда в зависимости от места установки.

В V-образном двигателе могут быть установлены один или несколько датчиков.

Циркониевый датчик

Конфигурации проводов циркониевого лямбда-зонда:

• Однопроводной кислородный датчик;
• Двухпроводной кислородный датчик;
• Трехпроводной кислородный датчик;
• Четырехпроводной кислородный датчик.

>Титановый датчик

Конфигурации проводов титанового лямбда-зонда:

• Трехпроводной кислородный датчик;
• Четырехпроводной кислородный датчик.

Принцип работы датчика кислорода

Циркониевый датчик производит сравнение содержания кислорода в системе выпуска отработавших газов с эталонным атмосферным газом, который содержится во внутренней камере. Отработавшие газы проходят над непроницаемой керамической наружной поверхностью датчика из диоксида циркония.

Эталонный атмосферный газ содержится во внутренней камере датчика. С обеих сторон керамической секции имеются электроды. Блок управления использует сгенерированное напряжение для определения топливовоздушного отношения. Бедная смесь (λ > 1). Богатая смесь (λ < 1 ).

Почему используется именно диоксид циркония? Диоксид циркония ZrO2 — это бесцветные кристаллы, с высокой температурой плавления, что является значительным преимуществом при использовании под воздействием высоких температур выхлопных газов.

Внимание! Температура плавления оксида циркония: 2715°C

Название ИЮПАК: Zirconium(IV) oxide, Zirconium dioxide.

Этот оксид металла применяется также в стоматологии для изготовления зубных протезов. Но в большей степени повлияло на использование оксида циркония в кислородном датчике это ещё одно его полезное свойство. Диоксид циркония при нагревании проявляет свойства твёрдого электролита и проводит ионы кислорода. Это свойство используется в выхлопных системах автомобилей, а также в промышленности в анализаторах кислорода и в топливных элементах.

Строение циркониевого лямбда-зонда

1. Выпускная труба;
2. Корпус датчика/электрический контакт;
3. Керамический элемент;
4. Контакты;
5. Опорное значение воздуха (эталонный воздух);
6. Электроды;
7. Пористое защитное покрытие.

Блок управления (ЭБУ) постоянно регулирует топливо-воздушное соотношение. Правильное значение лямбда зонда: (λ =1 ).

Оптимальная работа кислородного датчика зависит от температуры керамики, в свою очередь оптимальная температура керамики должна быть выше 3500С

Для ускорения достижения рабочей температуры кислородные датчики оснащены нагревательным элементом.

Титановый датчик

Конструкции титанового и циркониевого датчиков схожи. Циркониевые датчики меняют напряжение, измеряя содержание кислорода в отработавших газах. Титановые датчики изменяют сопротивление посредством измерения содержания кислорода в выхлопных газах.

Чертеж с вырезом кислородного датчика со встроенным нагревательным элементом.

1. Соединительные провода
2. Внутренние контакты
3. Керамическая опора
4. Корпус датчика
5. Нагревательный элемент
6. Трубка с прорезью (Slotted tube)
7. Опорное значение воздуха
8. Керамический датчик
9. Шайба

Спецификация KIA Rio 1.6 GDI (G4FD)

Используются два кислородных датчика:

Широкополосный кислородный датчик расположен перед каталитическим нейтрализатором.

Двухточечный кислородный датчик расположен за каталитическим нейтрализатором.

Блок управления использует сигнал широкополосного датчика, чтобы задать приблизительный состав топливовоздушной смеси.

Блок управления использует сигнал двухточечного датчика для коррекции смеси.

Блок управления может также осуществлять мониторинг действия каталитического нейтрализатора.

>Характеристическая форма сигнала напряжения для широкополосного кислородного датчика.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Характеристическая форма сигнала напряжения для циркониевого кислородного датчика.

Обратите внимание по вертикальной шкале отображается напряжение. Циркониевый датчик.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Характеристическое напряжение для титанового кислородного датчика.

По вертикальной шкале изменение сопротивления. Титановый датчик.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Проверка циркониевого датчика осциллографом

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода. Выходное напряжение датчика подается на аналогово-цифровой преобразователь (A). Блок управления производит сравнение цифрового выхода с данными внутренней справочной таблицы.

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода циркониевым датчиком

Для поддержания правильного соотношения топливовоздушной смеси блок управления регулирует сигнал на инжектор, для этого использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика (B).

Для производства измерений используется осциллоскоп.

Напряжение измеряется между точками X и Y отмеченными на электрической схеме.

>Характеристическая форма сигнала напряжения для циркониевого кислородного датчика

Характеристическая форма сигнала напряжения для циркониевого кислородного датчика

Проверка титанового датчика осциллографом

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода титановым датчиком

Система измерения кислорода титановым датчиком:

Цепь делителя напряжения. Внутренний резистор.

Напряжение датчика изменяется по мере изменения содержания кислорода в отработавших газах.

Сопротивление датчика также изменяется по мере изменения содержания кислорода в отработавших газах.

Напряжение подается на аналого-цифровой преобразователь (B).

Блок управления автомобиля производит сравнение цифрового выхода с данными внутренней справочной таблицы.

Для поддержания правильного соотношения топливовоздушной смеси блок управления регулирует сигнал на инжекторы. Напряжение, подаваемое в цепь делителя напряжения, должно быть исключительно стабильным, так как блок управления воспринимает любое изменение как изменение содержания кислорода в отработавших газах.

Схема поддержания стабильного напряжения датчика:

Изменяющееся напряжение аккумуляторной батареи проходит через цепь регулятора (A), при этом цепь регулятора поддерживает напряжение постоянным.

Блок управления использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика (C).

Для производства измерений осциллоскопом измеряется напряжение между точками X и Y указанными на принципиальной схеме.

Характеристическая форма сигнала напряжения для титанового кислородного датчика.

Блок управления использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика.

Характеристическая форма сигнала напряжения для титанового кислородного датчика

Иногда требуется вы]вить исправность нагревательного элемента кислородного датчика. Компьютерная диагностика при этом не всегда сможет определить этот параметр. Кроме выявления неисправности нагревателя лямбда-зонда эта диагностика даёт информацию о скорости нагрева датчика. Это необходимо чтобы понимать в какой момент датчик выходит на рабочую температуру.

С помощью осциллографа исследуем характеристическую форму сигнала напряжения для датчика при быстром нагреве.

форма сигнала напряжения при быстром нагреве датчика кислорода

Характеристическая форма сигнала напряжения для датчика при медленном нагреве

форма сигнала напряжения при медленном нагреве датчика кислорода

>Диагностика и срок службы лямбда-зондов

Ожидаемый срок службы: (48000 – 80000 км (30000 – 50000 миль)). По мере износа датчика возрастает время реакции.

Диагностика циркониевого датчика

Осторожно! Ни в коем случае не используйте омметр на циркониевом датчике – это может привести к его повреждению.

Проверьте время реакции и параметры изменения напряжения осциллографом.

Для контроля напряжения пользуйтесь вольтметром. Проверьте на отсутствие угольных отложений на контактах.

• Проверьте работу цепи обогрева.
• Проверьте состояние соединений заземления.
• Проверьте неразрывность электрического соединения.

>Срок службы титанового датчика

Ожидаемый срок службы: (48,000 – 80,000 km (30,000 – 50,000 miles)). По мере износа датчика возрастает время реакции.

Диагностика титанового датчика

• Проверьте время реакции и параметры изменения напряжения. Для контроля сопротивления пользуйтесь омметром.
• Проверьте на наличие отсутствие отложений, мешающих качественной диагностике.
• Проверьте работу цепи обогрева.
• Проверьте питание датчика. Правильное значение: (5V).
• Проверьте состояние соединений заземления.
• Проверьте неразрывность электрического соединения.