что это, принцип работы, описание, драгоценные металлы в нем
Главная
/ Статьи
/ Лямбда-зонд – что это, принцип работы, содержание металлов
С каждым годом количество автомобилей растет, что самым неблагоприятным образом сказывается на экологической ситуации. Страдают от загазованного воздуха не только жители крупных городов, но и вся планета в целом, поскольку озоновый защитный слой атмосферы становится все меньше. По этой причине в цивилизованном мире установлены жесткие правила, требующие установки на автомобилях катализаторов – устройств, поглощающих токсичные компонента выхлопных газов. Это несгоревшие углеводороды, окись углерода и окислы азота.
Катализатор – устройство полезное, но для его эффективной работы нужно создать соответствующие условия. Необходимо постоянно контролировать качество топливно-воздушной смеси.
Что это такое
Оптимальный состав топливно-воздушной смеси содержит 1 часть бензина на 14,7 частей атмосферного воздуха.
Технически проблема решается посредством установки встроенного в электронную систему подачи топлива лямбда-зонда, который поддерживает состав топливно-воздушной смеси в катализаторе в оптимальных пределах.
Принцип работы лямбда-зонда
Конструкция датчика состоит из следующих основных элементов:
- металлический корпус;
- керамический изолятор;
- электрический нагреватель;
- электропроводка и токопроводящие контакты.
В процессе работы двигателя внутреннего сгорания содержание кислорода в атмосферном воздухе и в выпускном коллекторе выхлопной системы разное. Один электрод лямбда-датчика «дышит» наружным воздухом, а второй выхлопными газами.
Корректное измерение отклонения количества кислорода в катализаторе возможно только при температуре не ниже 300 градусов. Это обусловлено тем, что циркониевый электролит при меньшей температуре в качестве проводника не работает. Поэтому при холодном пуске лямбда-датчик не принимает участия, а за состав подаваемой в двигатель топливно-воздушной смеси на этом этапе отвечают иные электронные устройства. В современных датчиках кислорода имеется электрический подогрев управляемых бортовым электронным блоком.
Максимальная температура для работы лямбда-датчика также ограничена и не должна превышать 1000 градусов. Поэтому устройство, установленное для быстрого прогрева на выпускном коллекторе перед катализатором, чувствительно к перегреву вследствие длительной езды на максимальных оборотах двигателя.
Может ли работать автомобиль без лямбда-зонда
Ресурс кислородного датчика не превышает 80 000 км и зависит от исправности двигателя, условий эксплуатации автомобиля. Но больше всего на срок эксплуатации влияет качество топлива. Иногда достаточно израсходовать несколько баков некачественного бензина, и датчик перестает работать вообще.
Признаки неисправности катализатора:
- Холостые обороты самопроизвольно падают до 500-600. Причина – в систему поступает обедненная смесь, не обеспечивающая стабильность работы в режиме холостого хода.
- На ходу заметна существенная потеря мощности. Автомобиль с трудом набирает обороты, преодолевает подъемы, медленно разгоняется. Причина та же – некорректное содержание топливно-воздушной смеси.
- Расход увеличился на 20-30%. Из-за слишком обогащенной топливно-воздушной смеси наблюдается темный выхлоп с характерным запахом несгоревшего в катализаторе бензина.
На свечах появляется налет черного цвета. - При ускорении автомобиль дергается.
- На панели управления сигнализирует Check Engine. Теоретически ошибку можно сбросить, но от этого катализатор исправным не станет.
Причины неисправности:
- Топливо низкого качества. Чрезмерное количество примесей приводит к тому, что их несгоревшие остатки оседают на поверхности лямбда-датчика, нарушают токопроводимость его контактов.
- Превышен срок эксплуатации. В идеальных условиях устройство может корректно работать при пробеге 150 000 км и даже больше. В наших реалиях, как правило, не больше 80 000 км. Но это касается оригинального датчика. Ресурс некачественного лицензионного устройства предсказать практически невозможно.
- Неисправность электрической проводки, которая может повредиться по причине перегрева коллектора.
Что делать, если механизм вышел из строя
Прежде всего, нужно убедиться в неисправности лямбда-датчика.
В этом плане проще и надежнее всего обратиться на станцию техобслуживания. Если есть желание и возможность, можно сделать визуальную проверку самостоятельно. Начать нужно с осмотра разъемов, проверки надежности их фиксации. Затем следует осмотреть кислородный датчик:
- сажа на корпусе – показатель сгорания обогащенной смеси или чрезмерного перегрева зонда;
- блестящие отложения создает топливо с избытком свинца;
- белый и серый налет возникает вследствие использования масляных и топливных присадок.
Что делать? Если на лямбда-датчике появился свинцовый налет, устройство подлежит замене, поскольку свинец повреждает не только зонд, но и катализатор. То же касается и налета от присадок. Если говорить о саже, то ее можно попробовать почистить своими руками с использованием ортофосфорной кислоты.
Какие драгоценные материалы содержатся в зонде
Керамический твердый электролит гальванического элемента изготовлен из диоксида циркония, легированного оксидом иттрия.
Токопроводящие электроды имеют платиновое напыление.
Количество ценных драгметаллов ничтожно мало, и пытаться извлечь их в домашних условиях не имеет смысла. Негодный кислородный датчик может сослужить своему владельцу последнюю службу, если сдать катализатор в утиль. Компания «Лом-АКБ» принимает по выгодным ценам вышедшие из строя автомобильные детали от частных лиц и организаций.
Другие новости
16 Февраля 2021 18:43
Что влияет на цену приема катализаторов
Вторичное сырье – это не только металлический лом, отработанная бумага, стеклянная тара, но и автомобильные катализаторы. Они являются одним из самых востребованных видов сырья, которое принимают для вторичной переработки.
16 Февраля 2021 18:41
Содержание драгоценных металлов в катализаторах и заработок на этом
В автомобиле есть много ценных составляющих и компонентов, начиная от двигателя, коробки передач, кондиционера и заканчивая выхлопной системой, подвеской и кузовом.
При этом один-единственный элемент, весящий всего пару килограмм – катализатор – имеет такое содержание драгоценных металлов, что ему бы «позавидовал» любой другой элемент транспортного средства.05 Ноября 2020 22:22
Признаки забитого катализатора
Каталитический нейтрализатор автомобилисты часто называют просто катализатором. Это устройство, которое очищает выхлопные газы, делая их не такими токсичными и более безопасными для окружающей среды. Оно представляет собой металлический корпус, в котором находится множество керамических ячеек с активным покрытием. Эти компоненты вступают в реакцию с выхлопным газом и очищают его химическим путем. Ячеистая структура задерживает частички сажи.
18 Августа 2020 22:00
Электроника и оргтехника: утилизируем правильно
Со временем любая техника выходит из строя.
Но не стоит сразу выбрасывать в мусорный бак технику после того, как она перестала работать. Системный блок, монитор, принтер, а также мышки и другие устройства можно сдать на повторную переработку. Если их правильно утилизировать, то около 94% таких отходов вернутся к нам в виде новых моделей техники и гаджетов. И только 6% содержащихся в них компонентов нельзя будет использовать повторно – они отправляются на заводы по переработке твердых отходов. Все это позволяет минимизировать вред окружающей среде.
Наши пункты приема
загрузка карты…
Лямбда-зонд и катализатор. Взаимозаменяемость датчиков от различных автомобилей. Эксплуатация кислородного датчика
Лямбда-зонд
С конца 80-х годов у большинства автомобилей появилась такая деталь, как датчик содержания кислорода в выхлопных газах. Лямбда-зонд, О-2 датчик, кислородный датчик (Oxygen Sensor) — так по разному могут называть эту небольшую, но важную детальку. С началом выпуска автомобилей с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов появилась необходимость и в лямбда-зонде.
Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания. В противном случае способность катализатора доокислять вредные примеси будет недостаточной и недолгой. 14.7 частей воздуха и 1 часть топлива — именно такой состав обеспечивает максимальное сгорание топливно-воздушной смеси, а лямбда-зонд предназначен как раз для того, что бы помогать «мозгам»(ECU) поддерживать эту пропорцию. В зависимости от содержания кислорода в выхлопе датчик выдаёт соответствующее напряжение и ECU корректирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.
Как взаимосвязаны лямда-зонд и катализатор?
Учитывая вышесказанное, становится ясно, что катализатору необходимо наличие лямбда-зонда, а вот лямбда-зонду нужен ли катализатор? Будет ли он правильно работать, если катализатор, к примеру, удалён? Попробуем ответить: датчик стоит перед катализатором и меряет содержание кислорода в газах именно перед ним, и после удаления катализатора так и будет продолжать мерять дальше, то есть наличие или отсутствие катализатора никак не влияет на сигналы, которые даёт лямбда-зонд, на них влияет только количество кислорода.
Другое дело, когда стоят два кислородных датчика — один до, а другой после катализатора. На основании сигналов от второго датчика происходит дополнительная корректировка состава смеси, а содержание кислорода после прохождения газов через катализатор конечно же меняется, и вот тогда его отсутствие может отрицательно сказаться на процессе образования топливно-воздушной смеси.
Можно ли отключить лямбда-зонд?
После замены катализатора на пламегаситель, наличие лямбда-зонда, как детали обеспечивающей в числе прочего качественную работу катализатора, становится не важным, поэтому часто возникает вопрос: можно ли эксплуатировать автомобиль совсем без лямбда-зонда? Здесь одного решения для всех нет. Наиболее просто и правильно эта задача решается в том случае, если у данного автомобиля предусмотрена возможность перепрограмировать ECU на режим работы без катализатора, как, например, у большинства BMW с мозгами Бош (Сименс не перепрограмируется). В этом случае после удаления катализатора меняется программа управления и лямбда-зонд просто снимается и всё.
У некоторых марок автомобилей перепрограмирование невозможно и если неисправность датчика сильно влияет на работу мотора, тогда выхода нет — должен стоять исправный датчик. Так же у многих автомобилей неисправность или отсутствие л-зонда практически не сказывается ни на динамике, ни на расходе топлива, такой плюс есть, например, у большинства Тойот и Мерседесов начала 90-х годов. В таком случае можно спокойно спокойно эксплуатировать машину и без датчика, но конечно ещё лучше, когда всё в порядке.
Взаимозаменяемы ли датчики от различных автомобилей?
Лямбда-зонды отличаются друг от друга резьбовой частью, наличием подогрева, количеством проводов и соединительным разьёмом. А принцип работы и сам рабочий элемент у всех датчиков практически одинаковые. Поэтому если у вашего датчика три провода и резьба 18х1.5, то можете смело ставить универсальный датчик с такими же параметрами или, например, от ВАЗ 2110. Датчик работать будет правильно, а его надёжность и долговечность будет зависеть уже от производителя.
Если не доверяете «жигулёвским деталям», а нужного вам датчика нет в наличии, то в магазинах можно найти универсальный датчик практически любого типа. Главное не перепутать при перепаивании провода. Даже различие резьбы не так страшно. На большинстве японских автомобилей резьба лямбда-зонда меньшего диаметра, чем у европейских, и если только датчик стоит не в чугунном коллекторе, то можно просто вварить гайку с нужной резьбой. Единственно нужно помнить о том, что попытка съэкономить небольшую сумму очень часто выливается в ещё большие потери, и прежде чем что-либо переделывать в своей машине, лучше как следует подумать.
Чего не любит кислородный датчик?
Рабочий элемент датчика очень чувствительный и быстро выходит из строя, если подвергается воздействию различных вредных присадок, содержащихся в некачественном бензине, особенно вреден свинец. Попадающие в камеру сгорания антифриз или масло, перегрев или плохие контакты в электропроводке также отрицательно сказываются на его долговечности.
Проверять работоспособность можно как осциллографом, так и лямбда-тестером, но последний редко встречается в отечественных автосервисных предприятиях, хотя и более точен в своих показаниях.
Понимание того, как работает датчик катализатора
от GDS Team | 1 апреля 2016 г. | Каталитические и инфракрасные датчики
Доступен широкий ассортимент датчиков газа; Какой тип вы используете, зависит от рабочей среды и того, какие типы газа могут присутствовать, например, природный газ, окись углерода или органические соединения в воздухе. Каталитические датчики часто используются для обнаружения углеводородов, но их работа зависит от присутствия кислорода.
Как работают датчики катализатора
Каталитические датчики состоят из двух основных элементов: детектора, содержащего каталитический материал, чувствительный к горючим газам, и компенсационного элемента, который является инертным. Горючие газы будут гореть в присутствии кислорода только на детекторе, вызывая повышение температуры и соответствующее повышение электрического сопротивления.
Температура и сопротивление инертного компенсатора остаются прежними.
Формируется цепь, включающая оба элемента, и настраивается переменный резистор для поддержания баланса в чистом воздухе. Когда горючие газы повышают температуру детектора и повышают его сопротивление, это вызывает дисбаланс в цепи и выдает сигнал выходного напряжения. Относительная сила этого сигнала может определить концентрацию горючих газов.
Преимущества каталитических датчиков
* Простота установки, использования и калибровки
* Экономичность, долгий срок службы и низкая стоимость замены.
* Очень надежен
* Может быть откалиброван для таких газов, как водород, который не может быть обнаружен инфракрасными сканерами
* Нечувствителен к оптике и более надежен в пыльной среде
* Более надежен при высокой температуре
* Менее чувствителен к влажности и изменения в воздухе
* Обнаруживает большинство углеводородных газов
Недостатки
* Датчики катализатора могут стать неактивными из-за загрязнения химическими веществами, содержащими соединения хлора и силикона, а также сернистыми и другими коррозионно-активными химическими веществами.
* Единственным способом проверки датчиков является воздействие на них известного количества газа и повторная калибровка по мере необходимости.
* Для работы им требуется кислород
* Длительное воздействие концентрированных углеводородов может ухудшить рабочие характеристики.
* При экстремальной концентрации газа датчик может быть поврежден и показывать низкий уровень сигнала или его отсутствие
Успешное использование
* Избегайте использования силиконовых спреев или материалов вблизи датчика катализатора, так как частицы кремния могут покрыть детектор и помешать его правильной работе. Не упаковывайте и не храните датчик вместе с силикагелем.
* Рабочие характеристики датчика могут ухудшиться из-за воздействия щелочей, таких как соли и соленая вода.
* Органические пары, такие как спирт, могут проникнуть внутрь детектора и повредить его.
* Вода на датчике каталитического нейтрализатора может ухудшить его работу, а образование льда на датчике в холодных условиях может привести к его повреждению.
* Датчик катализатора следует располагать так, чтобы он не подвергался ударам и вибрациям, которые могут его повредить. Вибрация также может вызвать ложные показания.
* Датчики, хранившиеся в течение длительного времени, при повторном подключении должны быть откалиброваны.
* Если необходимо отремонтировать датчик катализатора, припаяйте его вручную без смолы, так как высокие температуры или пары смолы могут повлиять на работу датчика.
В конце концов, каталитический датчик — это испытанная и проверенная технология, которая надежно работает в течение длительного периода времени. Если он правильно установлен и обслуживается, он может спасти жизнь.
Кислородные датчики и эффективность катализатора
Независимо от того, является ли это традиционным кислородным датчиком или датчиком соотношения воздух/топливо, он измеряет разницу в уровнях кислорода между наружным воздухом и выхлопными газами. Зная количество кислорода в выхлопных газах, система управления двигателем может контролировать количество впрыскиваемого в двигатель топлива для обеспечения наилучшей мощности, эффективности и выбросов.
Если в потоке выхлопных газов содержится слишком много кислорода, двигатель работает на обедненной смеси. Если в потоке выхлопных газов измеряется слишком мало кислорода, двигатель работает на слишком богатой смеси. Это очень простой обзор кислородных датчиков и топливных коррекций, но вывод заключается в том, что количество топлива, сожженного в цилиндре, будет определять количество кислорода в выхлопных газах.
Это не идеальный процесс. Модуль управления двигателем всегда ищет лучшее время открытия форсунки. Концентрация кислорода всегда колеблется между богатым и обедненным. Чем чувствительнее кислородный датчик и точные топливные форсунки, тем меньше колебания между обогащением и обеднением. Более новые датчики соотношения воздух/топливо или широкополосные датчики могут обнаруживать широкий диапазон состояний топлива. Также такие типы датчиков быстрее прогреваются до рабочих температур.
Информация от кислородного датчика или датчика соотношения воздух/топливо позволяет системе управления двигателем корректировать время открытия топливных форсунок.
Хотя существует идеальное лямбда-число 14,7 частей воздуха на одну часть топлива для наилучшего возможного сгорания, многие двигатели будут работать за пределами этих диапазонов. Но на пределе лямбда кислород и топливо могут соединяться с азотом, водородом и углеродом, образуя соединения, вредные для окружающей среды.
Кислородные датчики также контролируют работу каталитических нейтрализаторов. Управляя топливной коррекцией, он может контролировать температуру слоев катализатора. Каталитический нейтрализатор начинает функционировать при температуре от 400 до 600 градусов по Фаренгейту. Нормальная рабочая температура может варьироваться от 1200 до 1600 градусов. Контролируя температуру, можно управлять реакциями внутри конвертера.
Реакции внутри каталитического нейтрализатора контролируются датчиком кислорода на выходе, называемым датчиком ниже по потоку. Модуль управления двигателем сравнивает показания двух датчиков, чтобы определить, снижает ли уровень кислорода каталитический нейтрализатор.
Монитор эффективности каталитического нейтрализатора проверяет, работает ли каталитический нейтрализатор с достаточно высоким рейтингом эффективности, чтобы поддерживать выбросы выхлопных газов в пределах заданных значений. PCM сравнивает сигналы от верхнего и нижнего кислородных датчиков, чтобы определить состояние нейтрализатора. Эти «тесты» называются мониторами готовности.
Что такое эффективность?
Преобразователь имеет рейтинг эффективности, рассчитанный производителем автомобиля. Эффективность преобразователя связана с топливной коррекцией двигателя. Коррекция подачи топлива контролируется кислородными датчиками и постоянно регулируется PCM. Это помогает поддерживать правильную температуру преобразователя для наиболее эффективной работы. Одной из функций конвертера является сохранение в нем определенного количества кислорода. Если двигатель работает на слишком богатой смеси, он не может хранить кислород. Если он работает на слишком обедненной смеси, уровень кислорода может помешать конвертеру достичь оптимального диапазона нагрева.
Эффективность нейтрализатора можно проверить с помощью диагностического прибора, а также по наблюдению за переключением O2 между богатым и бедным. Лабораторные осциллографы также можно использовать для наблюдения за переключением. Как только эффективность упадет ниже определенного уровня и будут выполнены другие критерии, будет установлен код эффективности.
Эффективность большинства преобразователей в новом состоянии составляет около 99 процентов, а затем быстро снижается до 95 процентов. Пока эффективность не упадет более чем на несколько процентных пунктов, преобразователь отлично справится с очисткой выхлопных газов. Но если эффективность падает ниже 92 процента, обычно включается лампа MIL.
Новые автомобили должны соответствовать еще более строгим требованиям к автомобилям с низким уровнем выбросов (LEV). Теперь еще меньше места для маневра. Падение эффективности преобразователя всего на 3 процента может привести к тому, что выбросы превысят федеральные ограничения.
Стандарт LEV допускает только 0,225 грамма углеводородов на милю.
Некоторые OEM-производители обновили калибровки датчиков катализатора. Новая калибровка может быть повторно прошита в PCM. Если на автомобиле уже есть поврежденный преобразователь, то перепрошивка ему вообще ничего не даст. Но если преобразователь близок к пороговому пределу, повторная вспышка может продлить срок службы преобразователя и предотвратить загорание индикатора еще на 10 000 или даже до 80 000 миль.
Непрерывные и непостоянные тесты готовности
Монитор — это часть или сегмент операции, которую транспортное средство обычно выполняет или которую необходимо выполнить для проверки определенного аспекта или состояния транспортного средства. Существует два основных типа мониторов готовности: непрерывные и непостоянные. Непрерывные мониторы постоянно проверяются и оцениваются во время работы двигателя. Непрерывные мониторы должны соответствовать определенным условиям, прежде чем тест может быть завершен.
Некоторые операции могут быть непрерывными, непостоянными или и тем, и другим, и могут быть проверены во время обоих типов мониторов: например, пропуски зажигания или проблемы с топливной системой. Непрерывные мониторы также будут различаться для бензиновых и дизельных двигателей.
Новый автомобиль может сообщать о состоянии монитора выбросов во время текущего ездового цикла. Эти мониторы начинаются с самого начала всякий раз, когда цикл мониторинга соответствует критериям для выполнения теста готовности. Старые автомобили могут не поддерживать эту функцию. Поскольку мониторы представляют собой процедуру самопроверки, которую водитель не должен инициировать, лучший способ подготовить их к проведению самопроверки — это вождение автомобиля. Тем не менее, вождение в одиночку не будет соответствовать всем необходимым условиям. Есть несколько требований, которые варьируются от производителя к производителю.
Транспортное средство должно завершить «ездовой цикл». Ездовой цикл позволяет автомобилю запустить бортовую диагностику.
Это позволяет мониторам готовности пройти предустановленную процедуру диагностики.
Точные требования к транспортному средству, над которым вы работаете, см. в спецификациях производителя для ездового цикла. Однако следующий общий ездовой цикл обычно работает на большинстве автомобилей.
Общий ездовой цикл
Заранее спланируйте маршрут, который позволит вам разогнать автомобиль до скоростей шоссе и позволит вам замедлить его на длинном побережье. Обязательно наличие в топливном баке не менее 51%, а температура наружного воздуха не ниже нуля и не выше 110 градусов.
Большинство ездовых циклов начинаются с холодного пуска, когда температура охлаждающей жидкости и воздуха отличаются друг от друга в пределах 10 градусов (этого условия можно достичь, оставив автомобиль на ночь). Перед холодным пуском ключ зажигания должен быть в положении OFF. В противном случае диагностика подогреваемого кислородного датчика может не запуститься. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу примерно от 2 до 5 минут с включенным кондиционером и обогревателем заднего стекла (при наличии).