Диагностика датчика кислорода: Как проверить лямбда-зонд своими руками?

Содержание

Полезные статьи по автодиагностике — Школа Пахомова

На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на интернет-форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.

Датчик кислорода: от общего к частному

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Когда-то очень давно датчик кислорода представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся отработанными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них — подогреватель, один — масса, еще один — сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

  • сканером
  • мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.

О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Методика проверки датчика кислорода

Поняв, как работает датчик кислорода, легко понять методику его проверки.

Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна.

Как нам выяснить, в чем кроется проблема — в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.

  1. Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да — то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.
  2. Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.
  3. Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» — а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.

Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливно-воздушную смесь.

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом.

Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси.

Обратите внимание: эквивалентно

Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае — очень хороший помощник диагноста.

Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, рассказано в статье «Газоанализ и диагностика».

Датчик кислорода: выводы
  1. Нужно совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда.
  2. Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу мотортестер.
  3. Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.
  4. По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.
  5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

🚘 Диагностика датчика кислорода Лямбда-Зонда

Диагностика датчика кислорода или Лямбда-Зонда целесообразна в тех случаях, когда отмечается повышение расхода топлива, неровная работа двигателя после прогрева, ухудшение разгонных характеристик, а также признаки работы на обедненной или слишком богатой воздушно-топливной смеси. Так как аналогичные симптомы могут быть вызваны целым рядом неисправностей, проверка датчика обычно производится в рамках комплексной диагностики.

Визуальная проверка состояния датчика кислорода (Лямбда-Зонда)

В идеале для проверки датчика целесообразно применять инструментальную диагностику, о которой будет рассказано ниже. Однако если под рукой нет ни мультиметра, ни тем более осциллографа, предварительные выводы о состоянии Лямбда-Зонда необходимо сделать на основании визуального осмотра. В некоторых случаях его может оказаться достаточно для того, чтобы удостоверится в необходимости замены.

Датчик кислорода находится в моторном отсеке на выпускном трубопроводе (катализаторе). Открутить его можно, используя ключ на 22. После этого необходимо осмотреть наконечник Лямбда-Зонда. В идеале он должен быть чистым, однако на практике для отработавшего некоторое время на российском топливе датчика это практически нереально. Если на поверхности обнаружен значительный беловатый (светло-серый) или черный нагар, датчик нуждается в замене. Кстати, первый вариант свидетельствует о том, что в камере сгорания имеются излишки масла, а второй – о работе двигателя на излишне богатой смеси.

Наличие механических повреждений корпуса датчика однозначно говорит о том, что его нужно поменять.

Проверка датчика при помощи вольтметра или осциллографа

Более точную картину о состоянии датчика может дать измерение сигнала на его выходе. У исправного датчика он будет скачкообразно изменяться в пределах от 0,1 до 0,9 В примерно каждые 2-3 секунды на прогретом до рабочей температуры заведенном двигателе. Это можно зафиксировать даже при помощи простейшего вольтметра. Если показания колеблются в районе 0,4-0,5 после прогрева двигателя – датчик неисправен.

Лучше всего состояние датчика можно понять, сняв осциллограмму напряжения на его выходе. В этом случае можно оценить наглядно не только частоту колебаний (она должна быть относительно одинаковой) и их амплитуду, но и скорость реакции Лямбда-Зонда, которая в первую очередь характеризует его работоспособность. Проверить объективность показаний датчика можно, увеличив подачу топлива или подачу кислорода любым доступным способом (например, добавив бензина непосредственно во впускной коллектор и отсоединив один из вакуумных шлангов).

Спасибо за подписку!

Приборы при этом должны зафиксировать изменение напряжения на выводах датчика. Чем быстрее реакция – тем лучше работает датчик. Если она отсутствует вовсе – Лямбда-Зонд нуждается в замене.

Для объективной диагностики состояния датчика кислорода Лямбда-Зонда необходим осциллограф. Если его нет в наличии, выявить полностью неисправный датчик можно при помощи вольтметра. Предварительно оценить его состояние можно путем его визуального осмотра.

Диагностика датчика кислорода в Жуковском, автосервис «Велес-Вояж».

Диагностика датчика кислорода

Лямбда-зонд или датчик кислорода — это устройство, которое позволяет оценить объем несгоревшего топлива и кислорода. Показатели могут указывать на избыток бензина и недостаток воздуха в топливно-воздушной смеси для полного сгорания. От датчика посылаются электрические импульсы к ЭБУ, и на основании их состав топливно-воздушной смеси корректируется.

Устройство достаточно надежное, но некоторые факторы могут вывести его из строя досрочно. К таким факторам относятся:

  • • попадание моющих химических средств при чистке автомобиля;
  • • воздействие на датчик антифриза или тормозной жидкости;
  • • избыток свинца в топливе;
  • • засорение топливного фильтра;
  • • перегрев из-за некачественного топлива.

Диагностика датчика кислорода необходима, если вы заметили:

  • • резкое увеличение расхода топлива;
  • • рывки и дерганья автомобиля, даже при прогретом двигателе;
  • • ухудшение показателей токсичности выхлопных газов;
  • • нарушения в работе катализатора.

В техцентре «Велес-Вояж» мастера проверят лямбда-зонд как по внешним признакам, так и через подключение к высокоточному вольтметру. Диагностика проводится в день обращения.

Преимущества услуг «Велес-Вояж»

В автосервисе работают опытные специалисты, которые грамотно демонтируют устройство при необходимости и аккуратно установят его повторно.

Все необходимые специнструменты и оборудование всегда есть в наличии.

Если потребуется замена лямбда-зонда, новое устройство можно заказать в техцентре от проверенных поставщиков. Мастера работают с клиентом по предварительно составленному заказ-наряду. После выполнения работ документ с печатью и гарантией выдается клиенту, и по нему производится плата услуг.

Хотите задать вопросы мастеру автосервиса? Звоните нам по телефону, указанному в разделе «Контакты».

Диагностика по широкополосным лямбда-зондам

В предыдущих статьях мы рассмотрели назначение, принципы работы и способы проверки «скачковых» датчиков кислорода (лямбда-зондов). Также были рассмотрены те возможности в поиске дефектов (диагностике) топливной системы автомобиля, которые открывает правильный анализ показаний этих датчиков.

Но все мировые автопроизводители постепенно отказываются от них и переходят на так называемые «широкополосные» лямбда-зонды. Почему так происходит? И чем плохи датчики, которые верой и правдой служили на протяжении многих лет? Чтобы ответить на данный вопрос, нам необходимо вернуться в прошлое и посмотреть, как развивалась борьба за экологию.

До 60-х годов прошлого века об экологии никто не думал. Автомобилей было мало, их «вклад» в загрязнение атмосферы был незначительным. Все изменилось во время автомобильного бума начала 60-х. Первым от «чуда» современной цивилизации под названием «автомобиль» пострадал американский штат Калифорния. Не очень удачное географическое положение и крайне неблагоприятная «роза ветров» — он очень плохо продувается, и людям от выхлопных газов просто стало нечем дышать. Был принят ряд законов, обязывающих автопроизводителей повышать качество выпускаемых автомобилей по экологическим параметрам. До недавнего времени это был громадный рынок сбыта автомобилей.

На нем торговали все мировые производители. А законы рынка очень жестоки – хочешь торговать на моем рынке, выполняй поставленные условия. Таким образом, требования законодательства Калифорнии распространились на весь мир. Отдельно хочется отметить рынок Европы. Тут «роза ветров» более благоприятная, экологические требования к автомобилям более мягкие. И стандарты по экологии сразу разделились на «американские» — более жесткие и «европейские» — чуть более мягкие. На данное время автомобильные рынки Старого и Нового Света практически заполнены. По расчетам аналитиков, свободные ниши имеются пока в России и Китае. Поэтому к рынкам этих стран приковано пристальное внимание всех автопроизводителей мира. До недавнего времени экологии на этих рынках придавалось незначительное значение. Но вступление России в ВТО потребовало ужесточения экологических норм для выпускаемых в стране автомобилей. Как же выполнить все более ужесточающиеся международные экологические требования?

Вредные выбросы — это несгоревшее топливо. При полном сгорании углеводородов всего топлива образуется только СО2 (углекислый газ) и Н2О (вода). Если топливо сгорает не полностью, в выхлопе образуются продукты неполного сгорания. Пресловутые СО и СН. Ну, а если топливо полностью не сгорает, что происходит с крутящим моментом? Правильно – он падает! Что происходит с расходом топлива (если вы просто выливаете его в выхлопную трубу)? Правильно – он растет! И вот здесь полностью пересеклись интересы экологов, производителей автомобилей и специалистов автосервисов. Исправный автомобиль имеет прекрасную динамику, низкий расход топлива и еще атмосферу не загрязняет! От чего зависит крутящий момент, расход топлива и вредные выбросы? Основное требование – система управления двигателем должна поддерживать стехиометрический состав смеси. По современным стандартам отклонение не должно превышать 2%. Для контроля над этим параметром как раз и служат датчики кислорода в выхлопе.

Начало широкого применения лямбда-зондов в автомобилестроении было положено еще в конце 70-х годов прошлого столетия. Появление «скачковых» датчиков кислорода позволило на тот момент решить эту задачу. Но для выполнения норм Евро-4 и Евро-5 точность этих датчиков перестала удовлетворять производителей. Их недостатком явилось то, что состав смеси они определяют только по наличию кислорода в выхлопе. Нет кислорода – либо стехиометрия, либо богатая смесь. Есть кислород – бедная смесь. Работают по принципу «да–нет». Системе лямбда — регулирования постоянно приходится чуть добавлять и убавлять топливо, чтобы понять, находится ли система в зоне стехиометрии. Это приводит к некоторой задержке реакции системы при возникновении неизбежных отклонений и имеет определенную погрешность при измерении их величин. Для увеличения точности потребовались датчики, которые могут определить избыток или нехватку кислорода в процентах. Так появились широкополосные датчики кислорода. При возникновении малейшего отклонения от правильного состава смеси они моментально дают блоку управления двигателя указание внести поправки и указывают их величину с достаточно большой точностью. На данный момент широкополосные датчики занимают лидирующее положение в автомобилестроении.

Для рассмотрения принципов работы широкополосных датчиков кислорода обратимся к ставшему уже классическим описанию, данному фирмой Bosch в конце прошлого столетия и вошедшему практически во все учебные пособия и публикации в СМИ и в Интернете. К сожалению, данное описание не дает понимания алгоритмов их работы и (судя по вопросам на форумах) не всегда понятно специалистам автосервисов. Попробуем исправить эту ситуацию.

Условно систему лямбда — регулирования с широполосным датчиком кислорода можно разделить на 4 зоны (см. рис.1). Зона А – ионный насос, зона В – «скачковый» лямбда – зонд (элемент Нернста), зона С – разъем и проводка, зона D – блок управления двигателем (ЭБУ) 4.

               

                                                                                   Рисунок 1

Выхлопные газы 1 из выхлопной трубы 2 через канал поступают в диффузионную щель 6. Здесь они подвергаются каталитическому дожиганию (как в обычном катализаторе), и здесь же (в зависимости от первоначального состава смеси в двигателе) образуется либо избыток, либо недостаток кислорода. Поскольку толщина щели невелика – около 50 мкм, процесс происходит очень быстро. Но для протекания реакции каталитического дожигания нужна температура (в зависимости от конструкции – от 200 до 300 градусов Цельсия). Учитывая тот факт, что температура отработавших газов (ОГ) на холостом ходу может и не достигать указанных значений, необходимым элементом является нагреватель 3. Непрогретый лямбда-зонд не работоспособен.

Далее в работу вступает элемент Нернста 7 (зона В). Сравнивая состав контрольного воздуха в камере 5 с составом газов в щели 6, он дает информацию ЭБУ о наличии или отсутствии кислорода в ней. Только «да — нет». На основании этих показаний ЭБУ 4 дает команду ионному насосу 8 (зона А):

1. Откачать лишний кислород из щели в выхлопные газы, если избыточный кислород там присутствует. Бедная смесь. Ток положительный.

2. Закачать недостающий кислород в щель, если его там нехватка. Богатая смесь. Ионный насос «отнимает» кислород у продуктов выхлопа и перекачивает его в щель. Ток отрицательный.

3. Ничего не делать, если смесь стехиометрическая. Ток нулевой.

Ток ионного насоса прямо пропорционален разности концентраций кислорода на разных его сторонах. Таким образом, по полярности и величине тока этого элемента сразу же определяется состав смеси. Получив указание от ЭБУ, ионный насос пытается привести состав ОГ в щели, соответствующий стехиометрии. По его току ЭБУ понимает, куда и насколько отклонилась смесь, и сразу принимает меры по корректировке времени впрыска в ту или иную сторону. Колебания смеси ему не нужны – ЭБУ сразу видит абсолютные величины отклонений и выводит стехиометрию в идеал.

С началом применения широкополосных лямбда– зондов работа диагностов значительно облегчилась. Такой прибор, как газоанализатор, стал попросту ненужным. Если ЭБУ выводит показания в виде тока, то «нулевой» ток говорит о том, что системе лямбда-регулирования удалось вывести стехиометрию. По показанию коррекции смотрим, какой ценой и в какую сторону ему это удалось (см. рис. 2).

                       

                                                                                            Рисунок 2

Если ток не нулевой, это означает, что системе вывести стехиометрию не удалось. Причин тут две:

1. Неисправен сам лямбда-зонд. Как показывает практика, код ошибки в этом случае возникает крайне редко. Причина проста – чтобы проверить исправность датчика, ЭБУ обязан включить систему мониторинга, т.е. принудительно обогатить или обеднить смесь. А это приводит к нарушению экологии! Поэтому мониторинг зонда проводится нечасто. Например, два автомобиля Opel Vectra, оборудованные системой впрыска Bosch и принимавшие участие в съемках фильма ОРТ «Левый автосервис», обнаружили отказ этого датчика только через несколько часов после его возникновения.

2.Дефект критичен. Система корректировки по лямбда-зонду уже дошла до пределов своей регулировки, но смесь по-прежнему отклоняется от стехиометрии. В этом случае возможен код «Превышение пределов топливной коррекции».

Действия диагноста в этих случаях таковы:

1. Проверка самого лямбда-зонда.

2. Если зонд исправен, определяем состав смеси. Стандарт OBD2 гласит однозначно: положительный ток – бедная смесь. Отрицательный ток – смесь богатая. График зависимости тока от состава смеси приведен на рис.3. Ну а причины и способы устранения отклонения состава смеси достаточно подробно описаны в учебных пособиях. Не будем повторяться.

                            

                                                                                              Рисунок 3

Так выглядит идеальная картинка. Реалии куда более сложнее. Итак, давайте рассмотрим те «подводные камни», которые нас ждут при анализе показаний широкополосного лямбда-зонда.

Первый «подводный камень»: не все производители придерживаются стандарта. Очень часто ко мне приезжали автомобили, на которых стандарт был нарушен — положительный ток соответствовал богатой смеси, отрицательный – бедной. Но не стоит сразу винить производителей этих датчиков. Полярность тока зависит только от схемотехники и программного обеспечения ЭБУ.

ПРОВЕРКА: Необходимо в воздухозаборник работающего автомобиля добавить немного горючего вещества (принудительно обогатить смесь). На нашем автотехцентре мы используем обычный очиститель карбюратора. При наличии изменений показаний датчика однозначно говорим о его исправности и определяем, в какой полярности выводятся его показания на экран сканера.

Самый сложный случай, когда при этой проверке реакции широкополосного лямбда-зонда нет. Однозначного ответа – где дефект, дать невозможно. Вернемся опять к рис.1 .

Дефект возможен в зонах А и В (сам датчик), зоне С (проводка) либо в самом ЭБУ – зона D. В большинстве сервисов предлагают замену датчика, как наиболее вероятную причину. Но учитывая его стоимость, есть смысл обратиться к зоне С (проводке и разъему) для более глубокого поиска дефекта.

Pin 1. Ток ионного насоса. Проводится миллиамперметром на 10 mA и в большинстве случаев этот замер затруднителен.

Pin 2. Масса. Отклонение от «массы» двигателя не более 100 mV. Если «масса» идет с ЭБУ, возможно наличие смещения, заложенного производите- лем. Необходимо свериться с мануалами.

Pin 3. Сигнал элемента Нернста. При отключенном разъеме должен составлять 450 mV. При подключенном разъеме – напряжение должно находиться в пределах 0…1v. Но некоторые производители могут отклоняться от этого правила. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность этой цепи.

Pin 4 и 5. Напряжение подогревателя. На современных автомобилях управляется с помощью Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ). Проверка необязательна, ибо в случае ее отказа код ошибки с Р0036 по Р0064 (Heater Control HO2S) пробивается практически моментально.

Второй «подводный камень»: ЭБУ не может «понимать» ток. Его входные цепи способны оцифровывать только напряжения. И блоки управления начинают выводить на сканер не ток, а падение напряжения на каком-то нагрузочном сопротивлении в ЭБУ. В зависимости от схемотехники блока оно в норме может иметь абсолютно разное значение. В потоке данных выводится не ток, а какое-то абстрактное напряжение. Мануалы на конкретный автомобиль его указывают.

Но способы проверки точно такие же. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность датчика, а просмотр топливной коррекции позволяет понять, в каком состоянии находится система топливоподачи автомобиля.

Третий «подводный камень»: большинство широкополосных датчиков не взаимозаменяемы. Реклама настойчиво предлагает разнообразный выбор. На форумах часто звучат вопросы: «Какой датчик лучше поставить?». Как быть рядовому потребителю? Что выбрать?

Ответ дают сами производители автомобилей. Ставить нужно только те датчики, которые рекомендовал завод-изготовитель. В противном случае, производитель не в состоянии гарантировать правильную работу системы.

«Компания NGK Spark Plug Co., Ltd стала одним из пионеров в области лямбда-регулирования в начале 1980-х годов, когда на рынке был представлен регулируемый катализатор. Сегодня ассортимент продукции, выпускаемой под маркой NTK, включает цирконий-оксидные, титановые, широкополосные лямбда-зонды и покрывает порядка 7600 модификаций автомобилей. Все лямбда-зонды соответствуют спецификации оригинальной комплектации (в том числе по длине проводов, штекерам и электрическим параметрам), что гарантирует простоту установки и безупречную эксплуатацию. Каждый лямбда-зонд NTK обеспечивает оптимальные рабочие условия для функционирования катализатора, идеальное образование смеси, а также способствует сокращению выброса вредных веществ и поддержанию расхода топлива на минимальном уровне. Любой автомобиль, оснащённый регулируемым катализатором, имеет, как минимум, один кислородный датчик. Современным же автомобилям требуется не менее двух датчиков. Широкополосные датчики могут регулировать соотношение воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси в широком диапазоне, что особенно важно для современных двигателей, работающих на обеднённых смесях, при значениях лямбда гораздо больше чем 1».

Автор: Федор Рязанов
15.05.2014 г.

Правильная диагностика неисправностей датчика кислорода повышает качество обслуживания клиентов

30 октября 2017 | статья

В связи с тем, что выбросы вредных веществ представляют серьезную проблему как для автомобилистов, так и для автомобильной промышленности, компания DENSO предлагает рекомендации по оптимальному диагностированию неисправностей датчиков кислорода

После введения в 1992 году первых европейских стандартов, касающихся выбросов вредных веществ, датчик кислорода стал одним из самых важных компонентов системы управления двигателем как для автомобилистов, так и для автопроизводителей всего континента. Дальнейшее последовательное ужесточение законодательных норм в этой области привело к тому, что датчики кислорода стали абсолютно необходимы.

В сложившихся условиях техническое обслуживание важных компонентов автомобиля, позволяющее оптимизировать экологические характеристики транспортного средства, стало важнейшей составляющей набора навыков автомеханика.

Для любого технического специалиста лучший метод работы — это предотвращение неисправности всегда, когда это возможно, и ее устранение до того, как она усугубилась. Особую актуальность этот подход приобретает, если говорить о датчиках кислорода — сложных компонентах, оказывающих влияние на общую работоспособность системы управления двигателем.

Автомеханики должны уметь вовремя распознать тревожные признаки неисправности датчика кислорода, которые, к слову, могут проявляться как явным образом, так и в ходе диагностической проверки. О наличии неисправности свидетельствуют высокий расход топлива, перебои в работе двигателя, повышенный уровень выбросов вредных веществ или элементарное наличие диагностического кода неисправности (DTC).

На изображении показан датчик, загрязненный кремнием.

Профилактическое обслуживание, подразумевающее систематическую диагностику, позволяет на ранней стадии выявлять любые дефекты датчиков кислорода:

1. Проверка истории обслуживания

В первую очередь необходимо проверить компоненты, которые могли быть заменены или неправильно отремонтированы при последнем обслуживании. Также следует проверить исправность всех соединений и исключить вероятность установки неподходящих деталей. Особое внимание нужно уделить компонентам, которые могут влиять на работу датчиков кислорода, включая клапаны EGR, топливные форсунки и систему выпуска отработавших газов.

2. Визуальная проверка

Убедитесь в отсутствии утечек из системы выпуска отработавших газов. Это занимает немного времени, но может сэкономить часы.

3. Диагностические коды неисправности DTC

Проверьте наличие диагностических кодов неисправности, если это не было сделано раньше.

4. Проверки на работающем двигателе

Проверьте систему выпуска отработавших газов на отсутствие утечек и затем проверьте нагреватель датчика, измерив его сопротивление при комнатной температуре для исключения обрыва цепи или короткого замыкания. Далее выполните проверки на работающем двигателе для измерения сигнала от датчика кислорода. Обратите внимание на время, необходимое для получения стабильного колебания уровня сигнала между минимальным и максимальным значением, проверьте адекватность минимальной и максимальной величины уровня сигнала. И, наконец, не забудьте проверить силу тока, идущего от электронного блока управления на нагреватель, во время холодного пуска.

5. Проверка датчика

Наконечник датчика должен быть тускло-серого цвета. Если он имеет красный цвет, это может свидетельствовать о загрязнении топливными присадками, которые могут препятствовать надлежащей работе датчика. Кроме того, проверьте провода и электрические разъемы системы управления двигателем на отсутствие повреждений, обращая внимание на признаки проникновения воды.

6. Проверка системы управления двигателем

Проверьте прочие компоненты системы управления двигателем, включая датчик массового расхода воздуха MAF, термостат, топливные форсунки и герметичность системы выпуска отработавших газов.

Правильная диагностика должна завершаться правильным ремонтом. При замене датчика выбирайте продукт оригинального качества, соответствующий рекомендациям DENSO применительно к данной модели автомобиля, и следуйте инструкциям по его установке

Назад

Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Сигнал датчика кислорода (лямбда-зонд, далее ДК, ЛЗ) используется системой управления двигателя для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14,7:1) соотношения топливной смеси воздух/бензин в камерах сгорания, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает.

λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
λ>1 — бедная смесь;
λ

Чувствительный элемент датчика кислорода находится в потоке отработавших газов. Принцип измерения остаточного содержания кислорода в выхлопных газах основан на свойствах оксида циркония — ZrO2 и начинает работать только при температурах более 350 °C. Сигнал циркониевого ДК (при замкнутой петле обратной связи) представляет собой переменное напряжение, колеблющееся между 0.1 и 0.9 вольт. Изменение напряжения вызвано тем, что система управления постоянно изменяет состав смеси вблизи точки стехиометрии.
Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов. Выходное напряжение зависит от концентрации кислорода в отработавших газах. Когда ЛЗ находится в холодном состоянии, он не способен генерировать собственную ЭДС, и напряжение на выходе равно опорному (или близко к нему). Для ускорения прогрева датчика до рабочей температуры он снабжен электрическим нагревательным элементом. Электронный блок управления постоянно подаёт на цепь датчика стабильное опорное напряжение 450 милливольт. По мере прогрева датчика при работающем двигателе его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать собственное напряжение, которое перекрывает выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение. Когда ЭБУ «видит» изменяющееся напряжение, ему становится известным, что датчик прогрелся, и его сигнал готов для применения в целях регулирования состава смеси.
Напряжение с датчика ниже опорного 450 мв. (0,1 В) указывает на бедную смесь, выше опорного (0,9 В) – на богатую смесь.

Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его со значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением экономии топлива, получения максимальной отдачи от двигателя и минимизацией вредных выбросов.

Признаки неисправности датчика кислорода:
1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
2. Повышенный расход топлива.
3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля.
4. На современных автомобилях загорается индикатор «СНЕСК ЕNGINЕ»

Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода:
1. Применение этилированного бензина или низкокачественного топлива.
2. Использование при ремонте двигателя силиконовых герметиков.
3. Выход из строя вследствии неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д.
4. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств.
5. Обрыв, плохой контакт или замыкание на массу электропроводки цепи датчика.
6. Внешнее загрязнение датчика, например антикором, битумом. Поскольку атмосферный воздух должен поступать к внутренней полости датчика, все что загрязняет наружнюю поверхность или блокирует поступление воздуха вызывает нарушение в работе датчика.
Ресурс датчиков кислорода составляет до 100 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации. Далее чувствительный элемент датчика стареет, на изменение состава топлива начинает медленней откликаться, что приводит к повышенному расходу топлива.

Проверка датчика кислорода.

Для полноценной проверки потребуется осциллограф и сканер. В случае выхода из строя датчика кислорода, контрольная лампа Check Engine сигнализирует о неисправности. Двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры, а подогрев датчика нормально функционировать. Перед проведением теста, надо удостоверится, что прошивка контроллера двигателя поддерживает регулировку состава смеси по датчику кислорода, то есть он не отключен программно посредством чип-тюнинга.
1. При обогащении горючей смеси напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,7 В;
2. При обеднении горючей смеси напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. Время срабатывания при переключении Lean-Rich — не более 350 мс.
Если сигнал на выходе датчика не меняется или время реакции превышает заданную величину, то его надо менять. При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси.

Одной из разновидностью лямбда-зонда является широкополосный датчик кислорода. Основное его отличие заключается в возможности отслеживать точное соотношение топливовоздушной смеси в широком диапазоне от 1:12 до 1:19.
Проверка широкополосного датчика должна проводиться совместно со сканером.

Купить датчик кислорода в Воронеже. скачать dle 10.6фильмы бесплатно

Датчик кислорода (Лямбда-Зонд)

Чувствительный элемент датчика кислорода находится в потоке отработавших газов. При достижении датчиком рабочих температур, превышающих 360 град. С, он начинает генерировать собственную ЭДС, пропорциональную содержанию кислорода в отработанных газах. На практике, сигнал ДК (при замкнутой петле обратной связи) представляет собой быстро изменяющееся напряжение, колеблющееся между 50 и 900 милливольт. Изменение напряжения вызвано тем, что система управления постоянно изменяет состав смеси вблизи точки стехиометрии, сам ДК не способен генерировать какое-либо переменное напряжение. 

Выходное напряжение зависит от концентрации кислорода в отработавших газах в сопоставлении с опорными данными о содержании кислорода в атмосфере, поступающими с элемента конструкции датчика, служащего для определения концентрации атмосферного кислорода. Этот элемент представляет собой полость, соединяющуюся с атмосферой через небольшое отверстие в металлическом наружном кожухе датчика. Когда датчик находится в холодном состоянии, он не способен генерировать собственную ЭДС, и напряжение на выходе ДК равно опорному (или близко к нему).

Для ускорения прогрева датчика до рабочей температуры он снабжен электрическим нагревательным элементом. Различают датчики с постоянным и импульсным питанием нагревательного элемента, в последнем случае, подогревом ДК управляет ЭБУ. Электронный блок управления постоянно подаёт на цепь датчика стабильное опорное напряжение 450 милливольт. Непрогретый датчик имеет высокое внутреннее сопротивление и не генерирует собственную ЭДС, поэтому, ЭБУ «видит» только указанное стабильное опорное напряжение. По мере прогрева датчика при работающем двигателе его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать собственное напряжение, которое перекрывает выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение. Когда ЭБУ «видит» изменяющееся напряжение, ему становится известным, что датчик прогрелся, и его сигнал готов для применения в целях регулирования состава смеси.


Датчик кислорода, применяемый в серийных системах впрыска, не способен регистрировать изменения состава смеси, заметно отличающиеся от 14,7:1, в силу того, что линейный участок его характеристики очень «узкий» (см. график выше по тексту). За этими пределами лямбда – зонд почти не меняет напряжение, то есть не регистрирует изменения состава ОГ. 

На автомобилях ВАЗ прежних модификаций (1,5 л.) в системах Евро-2 применялся датчик BOSCH 0 258 005 133. В системах Евро-3 он применялся в качестве первого ДК, устанавливаемого до катализатора. Вторым ДК, для контроля содержания вредных выбросов после катализатора устанавливается датчик с «обратным» разъемом (хотя, в встречаются и авто с одинаковыми). В новых автомобилях 1,5/1,6 л., с системой впрыска Bosch M7.9.7 и Январь 7.2, выпускаемых с октября 2004 г. устанавливается датчик BOSCH 0 258 006 537. Внешние отличия смотрите на фотографиях. Новый ДК имеет керамический нагреватель, что позволяет существенно снизить потребляемый им ток и уменьшить время прогрева.

Для замены вышедших из строя оригинальных лямбда-зондов фирма Bosch выпускает специальную серию из 7 универсальных датчиков, которые перекрывают практически весь диапазон применяемых штатно датчиков.

 

< Предыдущая   Следующая >

Простая диагностика датчиков воздуха, топлива и кислорода | 20.04.2012

Трулья является владельцем автомобильной клиники, современной ремонтной мастерской в ​​Махопаке, штат Нью-Йорк. Он имеет сертификат ASE A6 и степень магистра Колумбийского университета. В автомобильном мире он прошел обучение в Службах обучения технических специалистов и Службы обучения автомобильных техников. Объект Car Clinic полностью оснащен современным заводским оборудованием и обслуживает американские, европейские и азиатские автомобили, включая дизельные и гибридные автомобили.

Машины, продиагностированные Крейгом Труглией и Алексом Портильо. Вклады Г. Труглиа, Кевина Куинлана и Адама Варни.

Некоторые техники, проработавшие в этом бизнесе много лет, часто до сих пор не понимают, как диагностировать датчик воздушно-топливной смеси, или не знают, на что обращать внимание при диагностике заднего кислородного датчика. На самом деле, когда я только начинал заниматься этим делом (а это не так давно) мне говорили, что нет возможности диагностировать датчик топливовоздушной смеси с высокой степенью достоверности.Позвольте мне внести ясность: есть несколько способов, которыми вы можете диагностировать любой датчик воздуха, топлива или кислорода и быть уверенным, что вы сделаете правильный ремонт.

Основы

Зачем нам вообще эти датчики? Датчики O2 и воздушно-топливные датчики являются персональным анализатором выбросов автомобиля. Эти датчики измеряют, насколько богатым или обедненным является выхлоп.

Воздушно-топливный и кислородный датчики работают в тандеме, до и после каталитического нейтрализатора. PCM сравнивает показания, чтобы проанализировать каталитическую эффективность и узнать, работает ли автомобиль на богатой или обедненной смеси.

Мы перейдем к диагностике каталитической эффективности, взглянув на задний датчик кислорода позже, но сначала давайте убедимся, что мы понимаем, как датчики кислорода и воздуха и топлива регулируют управление подачей топлива в автомобиле.

Таким образом, когда датчик воздуха, топлива или кислорода обнаруживает богатую топливную смесь в выхлопных газах, PCM принимает эту информацию, а затем пытается сделать обратное, чтобы создать идеальную топливную смесь (называемую «лямбда»), отправляя корректировки топлива в противоположное направление.

Поскольку эти датчики выходят из строя при относительно высокой частоте, важно понимать, как они должны работать и какой подход следует использовать при их диагностике.

[РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

Ошибки шаблона

Прежде чем мы углубимся в теоретические детали, давайте проясним следующее:

Коды неисправности цепи нагревателя P0135 или P0141 почти всегда являются неисправными датчиками, которые можно проверить, используя омы на вашем измерителе. «OL» указывает на то, что в датчике существует обрыв цепи нагревателя, и его следует заменить.

Датчик явно не работает в воде и не дает никакой обратной связи, скорее всего, проблема не в проводке. Самый простой способ убедиться в этом — протестировать сам датчик и посмотреть, показывает ли он напряжение на вашем измерителе или лабораторном приборе.Кислородные датчики генерируют собственное напряжение, и если они ничего не показывают, значит, они неисправны. Попробуйте снять один датчик с автомобиля и поднести его к заводской горелке. Вы увидите, что он создает собственное напряжение. (Датчик топливовоздушной смеси также генерирует собственное напряжение, но его нельзя проверить таким образом.)

Палка с датчиком марки OE. Я видел, как датчики вторичного рынка функционируют идеально с хорошим сигналом и работающими цепями нагревателя, но они все равно устанавливают коды DTC. Не обращайте внимания на продавца запчастей и просто купите правильный датчик.Большинство азиатских автомобилей используют Denso (иногда NTK). В старых американских автомобилях обычно используется Bosch, но в основном они также перешли на Denso. Европейские автомобили в основном используют Bosch. Walker не производит свои собственные датчики, но, по оценкам, на 80% они переупаковывают датчик оригинального оборудования. Если вы не уверены, с каким датчиком поставляется автомобиль (и вы не можете прочитать его снаружи на датчике), сначала купите его у дилера или снимите его, принесите его в отдел запчастей или к дилеру и сопоставьте его. Часто вы можете купить оригинальную марку на вторичном рынке, если вы придерживаетесь марки, которую сняли с автомобиля.

Знакомство с кислородным датчиком

Датчик кислорода измеряет количество кислорода в выхлопных газах, которое используется в процессе сгорания.

Для датчиков кислорода перед каталитическим нейтрализатором, используемых для контроля топлива:

Меньшее количество кислорода в выхлопе, чем оптимальное, приводит к напряжению сигнала более 450 мВ. Это отражает БОГАТОЕ СОСТОЯНИЕ. Больше кислорода в выхлопе, чем оптимальное, приводит к напряжению сигнала ниже 450 мВ. Это отражает НЕОБХОДИМОЕ СОСТОЯНИЕ.

Хорошие кислородные датчики имеют ровные волны в диапазоне от 150 мВ до 850 мВ при восхождении или спуске в пределах 100 мс или меньше, когда система находится в замкнутом контуре.

Для датчиков кислорода после каталитического нейтрализатора, используемых для контроля топлива:

Кислородные датчики после каталитического нейтрализатора, когда они исправны, имеют постоянное напряжение, обычно от 500 до 700 мВ. Если он зигзагообразным, очень подозревается каталитический нейтрализатор.

На некоторых автомобилях задний датчик влияет на контроль подачи топлива.Для наших целей просто полезно знать, что при тестировании датчика напряжение должно повышаться, когда топливная смесь богата, и должно снижаться, когда она бедная. К сожалению, нет никакого способа в общих чертах узнать, какое оптимальное напряжение кислородного датчика после каталитического нейтрализатора. Отличается производителем.

Передний и задний лямбда-зонды можно проверить одинаково:

Чтобы убедиться, что датчик правильно реагирует на обогащение и обеднение, просто вызовите утечку вакуума, чтобы сделать систему обедненной, и используйте немного пропана, чтобы система работала на обогащенной смеси.Вы можете сделать все это, просто вытащив шланг усилителя тормозов. После того, как вы это сделаете, не забудьте пару раз прокачать тормоза после того, как соберете все обратно. Датчик должен реагировать на богатые и обедненные условия мгновенно. Если нет, возможно, у вас «ленивый» датчик, который необходимо заменить.

Испытания режима 5 и режима 6

Несмотря на то, что режим 5 почти ушел в прошлое, режимы 5 и 6 работают одинаково. Все, что они делают, это сообщают нам, доволен ли PCM обратной связью, которую ему дают кислородные датчики.

Режим 5 доступен не на всех автомобилях, за исключением некоторых автомобилей с предварительной поддержкой CAN, но если он есть, вам следует просмотреть данные. На рисунках показано, как режим 5 и режим 6 обеспечивают показания напряжения и результаты переключения. Результаты могут быть полезны при принятии решения относительно кода неисправности P0420. Если напряжение переднего кислородного датчика недостаточно низкое или достаточно высокое и не переключается в нужное время, возможно, вы не захотите осуждать этот преобразователь. Когда режим 5 недоступен, следует использовать режим 6 для просмотра данных проверки кислородного датчика.

Различия между кислородным и воздушно-топливным датчиком

Хотя оба они используются для измерения каталитической эффективности и определения того, работает ли автомобиль на богатой или обедненной смеси, принцип их работы принципиально отличается. Датчики воздушно-топливной смеси отражают состояние бедной смеси, когда их напряжение ПОВЫШАЕТСЯ, и состояние обогащения, когда их напряжение СНИЖАЕТСЯ.

Воздушно-топливные датчики используются только для контроля топлива, поэтому они всегда являются датчиками до каталитического нейтрализатора, а не датчиком после каталитического нейтрализатора.Датчик пост-катушки всегда является стандартным кислородным датчиком. В то время как датчик кислорода перед катушкой переключает напряжение с богатого на обедненное, датчик воздушно-топливной смеси остается на постоянном напряжении.

[РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

 

Знакомство с датчиком воздух-топливо

Ниже приведены некоторые важные указания:

* Не путайте PIDS диагностического прибора, так как большинство диагностических приборов помечают A/F как 02.

* Некоторые универсальные/глобальные инструменты сканирования не отображают истинное напряжение.Вам понадобится сканер с точными расширенными данными. Это связано с тем, что стандарты OBD II требуют, чтобы напряжение PID датчика O2 отображалось в диапазоне от нуля до 1 вольта. Более новые автомобили будут иметь точные значения напряжения датчика топливовоздушной смеси.

* В универсальном OBD II вы часто видите процент истинного напряжения. Чтобы отобразить фактическое напряжение ПИД-регулятора PCM, вам понадобится сканер с возможностью считывания расширенных данных или сканер с заводским программным обеспечением. Довольно сложно точно отобразить уровни напряжения, начинающиеся с 3.3 вольта (Toyotas) с использованием шкалы от 0 до 1 вольта. Наиболее распространенное значение напряжения на универсальном/глобальном сканирующем приборе составляет примерно 0,680 вольт (опять же, Toyota).

Необходимо знать технические характеристики датчиков топливовоздушной смеси

Одна из самых сложных вещей, связанных с датчиками уровня топлива в воздухе, заключается в том, что никто не говорит вам, что такое заведомо хорошее напряжение. Не зная, каким должен быть ваш PID, очень сложно диагностировать датчик воздушно-топливной смеси.

За последние несколько лет известны следующие хорошие напряжения для датчиков воздух-топливо: 3.3 В (Toyota), 2,8 В (Honda), 1,9 В (Hyundai), 2,44 В (Subaru), 1,47 В (Nissan), 1,00 Лямбда (все европейские производители). Помните, что лямда 1,00 идеальна, в то время как любое движение выше 1,00 (т.е. 1,01) является одним идеальным наклоном, а любое движение ниже является богатым в той же пропорции. Например, лямбда, равная 0,85, может установить системный DTC с LTFT, равным –15%. Компании не всегда предоставляют эту информацию, поэтому вам придется сравнить напряжения с заведомо исправными автомобилями в вашем магазине.

В противном случае вы можете подключить счетчик последовательно с датчиком воздух-топливо в режиме ампер.Идеальное показание — ноль ампер. Каждый миллиампер выше нуля означает обеднение на процентный пункт, а каждый миллиампер ниже нуля означает обогащение на процентный пункт. Принцип работы аналогичен анализу выбросов.

Диагностика датчиков топливовоздушной смеси

Датчик воздушно-топливной смеси можно проверить точно так же, как и датчик кислорода, задав режим обеднения и обогащения, чтобы убедиться, что датчик реагирует быстро и точно. Если у вас есть спецификация напряжения, вы можете убедиться, что датчик точно реагирует на обогащение и обеднение, и сравнить то, что вы видите, с тем, что вы считаете хорошим.

На графике датчика воздушно-топливной смеси будут небольшие выступы. Кислородный датчик после кота в паре с ним не должен колебаться, а вместо этого должен оставаться довольно стабильным где-то между 500 и 700 мВ.

По сути, датчики воздушно-топливной смеси работают так же, как и обычные кислородные датчики, но зеркально. Когда состояние богатое, они уменьшают напряжение. Наоборот, когда состояние обеднено, их напряжение резко возрастает. Это противоречит нашей обычной склонности рассматривать высокие напряжения как индикатор обогащения, а низкие — как индикатор бедности, поэтому будьте осторожны.

Как мы видим, с увеличением положения дроссельной заслонки и оборотов двигателя и обогащением смеси напряжение падает. Напряжение повышается, когда обороты двигателя и положение дроссельной заслонки снижаются, поскольку смесь обедняется, чтобы вернуть автомобиль к правильной воздушно-топливной смеси.

[РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

Датчики кислорода/воздуха-топлива и каталитические нейтрализаторы

Кислородный и воздушно-топливный датчики должны действовать предсказуемым образом, так как это их работа.Они размещаются до и после каталитического нейтрализатора (только кислородные датчики), поэтому они могут проверить, очищает ли нейтрализатор выбросы.

Если кошка работает правильно, она очистит выбросы, и датчики передают эту информацию обратно в PCM.

Перед каталитическим нейтрализатором кислородный датчик будет двигаться зигзагами вверх-вниз. Напротив, датчик топливовоздушной смеси будет иметь стабильное напряжение. Кислородный датчик после каталитического нейтрализатора в большинстве случаев будет прямой линией, если каталитический нейтрализатор исправен.

Если каталитический нейтрализатор неисправен, кислородный датчик после каталитического нейтрализатора будет отражать кислородный датчик после каталитического нейтрализатора. Иногда кислородный датчик после каталитического нейтрализатора будет иметь временной интервал между напряжением переключения датчика до каталитического нейтрализатора и самим собой. Это часто нормально во время внезапного топливного инцидента, когда каталитический нейтрализатор, даже если он исправен, не может мгновенно очиститься.

Реальная диагностика датчика топливовоздушной смеси: 2002 Subaru Forester P0130 и P0171

Один из наших лучших клиентов пригнал свой автомобиль, потому что у него горел индикатор двигателя.В остальном машина ехала нормально. Итак, она пригнала машину, и в этот момент свет был выключен. Итак, мы заменили масло и отправили машину в путь. Через несколько минут после того, как она уехала, снова загорелся индикатор проверки двигателя. Тут-то и началось веселье.

Первым делом мы просканировали коды.

После этого мы проверили наличие TSB и, не найдя их, стали искать совпадения на Identifix. Очевидно, многие датчики воздушно-топливной смеси выходят из строя, но тест, рекомендованный Identifix, нас озадачил.Было сказано заменить датчик, если кислородный датчик после каталитического нейтрализатора был богатым, а краткосрочная регулировка подачи топлива была обедненной.

Графики данных показали некоторые интересные результаты.

Очевидно, что STFT был полностью отключен и указывал на то, что могло быть связано со смещением кислородного датчика или серьезной утечкой вакуума. Метод, который рекомендовал Identifix, заключался в том, чтобы посмотреть на данные заднего кислородного датчика, чтобы увидеть, был ли он «богатым», что, очевидно, указывало бы на то, что датчик воздушно-топливной смеси застрял на обедненной смеси и, таким образом, управлял подачей топлива до тех пор, пока система не станет на самом деле богатой, хотя теоретически работает. наклонять.Похоже, это было то, что происходило.

Задний кислородный датчик показал 800 мВ, что выше нормы… Наверное. Однако для нас этого недостаточно.

Итак, нам нужно было выяснить, соответствует ли датчик топливовоздушной смеси спецификации. У Autoland Scientech Vedis II был PID, который выдавал датчик соотношения воздух-топливо как лямбда. Прошу прощения за плохое фото, но эти скриншоты сделаны в реальных условиях магазина. Как вы можете видеть, лямбда была поднята на скудную территорию, здесь зафиксировано значение 1.21.

Мы добавили пропан, и датчик не сдвинулся с места. Он был приколот худощавым.

Через несколько минут после того, как мы закончили тест, датчик снова заработал нормально, и лямбда упала до 1,00. STFT был в норме. Что касается нас, мы поймали периодически неисправный датчик топливовоздушной смеси в действии. Тем не менее, мы хотели получить характеристики напряжения для этого транспортного средства, когда оно было хорошим, потому что производители, как правило, используют одно и то же напряжение для всех транспортных средств, которые у них есть.

Тестирование этого датчика не потребовало никаких сложных обратных измерений или поиска чего-либо на электрической схеме.Датчик имел крышку на площади с положительным и отрицательным знаком, предназначенную для размещения измерительных отведений (рис. 1). На нашем счетчике мы показали 2,44 В. Мы просто заменили датчик, проверили лямбду и были довольны тем, что нашли. Машину отправили в путь и с тех пор не возвращалась.

Подведение итогов

Датчики кислорода и датчики соотношения воздух-топливо очень сложны. Они просто сообщают PCM, работает ли автомобиль на богатой или обедненной смеси. В чем путаются хорошие техники, так это в том, что они годами работают над кислородными датчиками и не понимают, что воздух-топливо работает принципиально по-другому.

Тем не менее, датчики воздушно-топливной смеси используются на многих автомобилях уже более 10 лет. Нам нужно знать, как они работают как вторая натура. С правильными спецификациями и методами тестирования, описанными здесь, нет никаких причин, по которым вы не можете легко и быстро диагностировать эти датчики.

[РАЗРЫВ СТРАНИЦЫ]

 

NASCAR теперь использует впрыск

Поскольку NASCAR заменяет карбюратор на впрыск топлива в гонках Sprint Cup в 2012 году, Bosch становится эксклюзивным поставщиком кислородных датчиков для новых двигателей.Компания Bosch, официальный партнер NASCAR Performance, поставляет два широкополосных кислородных датчика специально для NASCAR для каждого автомобиля. Эти сложные датчики будут предоставлять необходимые данные для управления системами управления двигателем с впрыском топлива гоночных автомобилей.

«Два широкополосных кислородных датчика Bosch, по одному на каждом ряду двигателей, практически непрерывно передают переменную информацию о работе двигателя в систему управления подачей топлива автомобиля, которая управляет топливными форсунками и определяет, как автомобиль реагирует на условия гонки.Это изменение впрыска топлива даст водителям NASCAR улучшенный контроль над производительностью своего автомобиля, а также над расходом топлива. Кислородные датчики жизненно важны для достижения максимальной производительности на каждой трассе», — сказал Вольфганг Хустедт, менеджер Bosch по автоспорту в Северной Америке.

Как датчики кислорода работают, чтобы обеспечить эту очень важную функцию?

Все началось в 1899 году, когда профессор Вальтер Нернст в Лейпциге, Германия, разработал теорию «концентрационной ячейки», в которой, как и в батарее, используется газонепроницаемый керамический электролит, который становится электропроводным при температурах выше 625–650°С. ° Ф.Эта «ячейка Нернста» переносит ионы кислорода из «эталонного воздуха» внутри ячейки во внешнюю среду (выхлопной поток) или из внешней среды в эталонный воздух в ячейке. Этот поток ионов генерирует измеряемое напряжение, отражающее разницу в содержании кислорода между газом снаружи датчика и эталонным воздухом внутри датчика.

Содержание кислорода показывает, являются ли выхлопные газы «богатыми» или «бедными», и инженеры Bosch использовали основные теории и эксперименты Нернста для создания самого первого автомобильного кислородного датчика.После обширных экспериментов, испытаний и инженерных разработок новаторский автомобильный кислородный датчик Bosch был впервые установлен на Volvo 1976 года.

Датчик кислорода предназначен для того, чтобы помочь системе управления подачей топлива двигателя приблизиться к идеальному стехиометрическому соотношению воздуха и топлива 14,7:1 или поддерживать его. Практически во всех кислородных датчиках бедная смесь (более 14,7:1) вызывает падение выходного напряжения кислородного датчика, в то время как богатая смесь (менее 14,7:1) вызывает повышение выходного напряжения датчика.Если стехиометрическая смесь идеально сбалансирована, датчик посылает минимальный сигнал (около 0,45 В), который сообщает компьютеру автомобиля, что смесь воздух/топливо правильная.

Скорость реакции датчиков кислорода на изменение уровня кислорода в выхлопных газах определяется самим датчиком и типом системы подачи топлива, используемой двигателем. Кислородные датчики, используемые со старыми карбюраторами с обратной связью, переключаются каждую секунду при 2500 об/мин. Датчики, установленные в системах впрыска топлива с корпусом дроссельной заслонки, переключаются два или три раза в секунду при 2500 об/мин, в то время как более новые датчики, установленные в системах многоточечного впрыска топлива, могут переключаться от пяти до семи раз в секунду при 2500 об/мин.

Широкополосные датчики обеспечивают переменные показания

Высокотехнологичный широкополосный кислородный датчик Bosch с подогревом, используемый NASCAR, использует внутреннюю многослойную керамическую полоску и добавляет совершенно новую концепцию — «насосную ячейку». Эта насосная ячейка позволяет широкополосному датчику точно измерять соотношение воздух/топливо и практически непрерывно вырабатывать переменный сигнал, который сообщает показания на всем пути от очень богатого до очень обедненного и в любом промежуточном диапазоне, а не просто «богатое топливо». или «наклон», как с другими датчиками.

 

КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ И ЗАМЕНИТЬ


Главная, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, указатель


автор Ларри Карли, авторское право AA1Car.com, 2019 г.

Компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования производительность двигателя, выбросы и другие важные функции. Датчики должны предоставлять точную информацию, иначе могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и проблемы с выбросами.

Кислородный датчик — один из ключевых датчиков в этой системе. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда путешествуют парами, а не поодиночке). Его также можно назвать датчиком кислорода с подогревом h3O2, потому что он имеет внутреннюю цепь нагревателя для доведения датчика до рабочей температуры после холодного запуска.

Первый датчик O2 был установлен в 1976 году на Volvo 240. Автомобили Калифорнии получили их в следующем 1980 году, когда правила Калифорнии по выбросам требовали более низких выбросов.Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, выпущенных с 1981 года. И теперь, когда существуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, а некоторые даже четырьмя!

Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопе, когда выхлоп выходит из двигателя. Мониторинг уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, горит ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или обедненной (больше кислорода).

Многие факторы могут влиять на относительную насыщенность или бедность топливной смеси, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, атмосферное давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку двигателя. Существуют и другие датчики для контроля этих факторов, но датчик O2 является основным монитором того, что происходит с топливной смесью. Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

КОНТУР УПРАВЛЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Компьютер использует вход датчика кислорода для регулирования состава топливной смеси, что называется контуром управления обратной связью по топливу.» Компьютер получает сигналы от датчика O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», поскольку компьютер использует вход датчика O2 для регулирования Результатом является постоянное переключение от богатой смеси к обедненной, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом среднюю общую топливную смесь в надлежащем балансе для минимизации выбросов.Это сложная установка, но она работает.

При отсутствии сигнала от датчика О2, как в случае первого запуска холодного двигателя (или отказа датчика 02), ЭБУ заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется работой «разомкнутого контура», поскольку для регулирования состава топливной смеси не используется входной сигнал от датчика O2.

Если двигатель не переходит в замкнутый контур, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого контура из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов.Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может помешать системе перейти в замкнутый контур, поскольку компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый контур.

КАК РАБОТАЕТ КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК

Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается. Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба покрыта снаружи пористым слоем платины.Внутри колбы находятся две полоски платины, которые служат электродами или контактами.

Внешняя часть колбы подвергается воздействию горячих газов выхлопных газов, а внутренняя часть колбы выходит наружу через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого типа на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попасть в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия. Трудно поверить, но крошечное пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для просачивания воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует использовать смазку на разъемах датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). .Вентиляция датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск попадания грязи или воды, которые могут загрязнить датчик изнутри и привести к его выходу из строя.

Разница в уровне кислорода между выхлопными газами и наружным воздухом внутри датчика вызывает протекание напряжения через керамическую колбу. Чем больше разница, тем выше показания напряжения.

Кислородный датчик обычно вырабатывает до 0,9 В, когда топливная смесь богата и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода.Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика падает примерно до 0,2 вольта или меньше. Когда воздушно-топливная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия примерно 14,7 к 1, датчик будет показывать около 0,45 вольта.


Когда компьютер получает богатый сигнал (высокое напряжение) от датчика O2, он обедняет топливную смесь, чтобы уменьшить напряжение обратной связи датчика. Когда показания датчика O2 становятся обедненными (низкое напряжение), компьютер снова реверсирует, что приводит к обогащению топливной смеси. Это постоянное перескакивание топливной смеси вперед и назад происходит с разной скоростью в зависимости от топливной системы.Скорость перехода самая низкая на двигателях с карбюраторами с обратной связью, обычно один раз в секунду при 2500 об/мин. Двигатели с впрыском через дроссельную заслонку несколько быстрее (2-3 раза в секунду при 2500 об/мин), а двигатели с распределенным впрыском — самые быстрые (5-7 раз в секунду при 2500 об/мин).

Датчик кислорода должен быть горячим (около 600 градусов или выше), прежде чем он начнет генерировать сигнал напряжения, поэтому многие датчики кислорода имеют небольшой нагревательный элемент внутри, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры.Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного простоя, что может привести к тому, что система вернется к разомкнутому контуру.

Датчики O2 с подогревом используются в основном в новых автомобилях и обычно имеют 3 или 4 провода. Старые однопроводные датчики O2 не имеют нагревателей. При замене датчика O2 убедитесь, что он того же типа, что и оригинальный (с подогревом или без подогрева).

ДАТЧИКИ O2 И OBD II

кислородных датчиков на двигатель удвоилось.Второй датчик кислорода теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля эффективности работы нейтрализатора. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному на каждый ряд цилиндров и по одному после каждого нейтрализатора).


Управление подачей топлива с обратной связью EFI использует входные данные датчика O2 для управления топливной смесью.

Система OBD II предназначена для контроля характеристик выбросов двигателя. Это включает в себя отслеживание всего, что может привести к увеличению выбросов.Система OBD II сравнивает показания датчиков O2 уровня кислорода до и после нейтрализатора, чтобы определить, снижает ли нейтрализатор содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах. Если показания уровня кислорода практически не изменяются, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению индикаторной лампы неисправности (MIL).


ДИАГНОСТИКА КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Датчики O2 удивительно прочны, учитывая условия эксплуатации, в которых они работают. Но датчики O2 изнашиваются, и в конечном итоге их приходится заменять.

Производительность датчика O2 имеет тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность генерировать напряжение. Этот вид износа может быть вызван различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые топливные присадки. Датчик также может быть поврежден такими факторами окружающей среды, как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в топливно-воздушной смеси, уменьшается, что приводит к увеличению выбросов.Это происходит потому, что переключение топливной смеси замедляется, что снижает эффективность преобразователя. Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронным карбюратором или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется гораздо быстрее в приложениях MFI.

Если датчик вообще сдохнет, результатом может стать фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию в большинстве приложений с впрыском топлива средний диапазон через три минуты. Это вызывает большой скачок в расходе топлива, а также выбросов.А если нейтрализатор перегреется из-за богатой смеси, то он может выйти из строя.

Одно исследование Агентства по охране окружающей среды показало, что 70% автомобилей, которые не прошли тест на выбросы I/M 240, нуждались в новом датчике O2.

Большинство проблем с датчиком O2 приводят к тому, что система OBD II устанавливает один или несколько диагностических кодов неисправности (DTC) и включает индикатор Check Engine. Это коды OBD, связанные с неисправностями датчика O2:

КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

P0030…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0031….Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0032….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0033….Цепь управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0034….Управление перепускным клапаном турбонагнетателя Низкий уровень сигнала в цепи
P0035…. Высокий уровень сигнала в цепи управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0036…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0037…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0038…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0042…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0043…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0044….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0050…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0051….Управление нагревателем HO2S Низкий уровень сигнала в цепи, ряд 2, датчик 1
P0052….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0056….Контур управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0057….Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0058….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0062…Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0063….Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0064….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0130….Цепь датчика O2, ряд 1 Датчик 1
P0131…. Низкое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1 Датчик 1
P0132…. Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0133…. Медленный отклик цепи датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0134. … Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 1
P0135…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0136…. Неисправность цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0137…. Низкое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0138…. Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0139…. Цепь датчика O2 Медленная реакция, ряд 1, датчик 2
P0140….O2, цепь датчика не обнаружена активность, ряд 1, датчик 2
P0141….O2, цепь нагревателя датчика, ряд 1, датчик 2
P0142….O2, неисправность цепи датчика, ряд 1, датчик 3
P0143…. Низкое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0144…. Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0145…. Медленная реакция цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0146…. Цепь датчика O2 не обнаружена, ряд 1, датчик 3
P0147…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 3

Если датчик O2 не работает незначительно вялый или слегка смещенный на богатую или обедненную смесь, он может не устанавливать код неисправности. Единственный способ узнать, нормально ли работает датчик O2, — это проверить его реакцию на изменения в топливно-воздушной смеси. Вы можете прочитать выходное напряжение датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно прыгают.Лучший способ наблюдать за изменениями выходного напряжения датчика O2 — использовать цифровой запоминающий осциллограф (DSO). Осциллограф будет отображать выходное напряжение датчика в виде волнистой линии, которая показывает как его амплитуду (минимальное и максимальное напряжение), так и его частоту (скорость перехода от богатого к бедному).


Схемы датчика кислорода.

Хороший датчик O2 должен генерировать колебательный сигнал на холостом ходу, который делает переходы напряжения от почти минимального (0,1 В) к почти максимальному (0,9 В). Искусственное обогащение топливной смеси путем подачи пропана во впускной коллектор должно привести к тому, что датчик среагирует почти мгновенно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимум (0.9в) выход. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального значения (0,1 В). Если датчик не щелкает туда-сюда достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 размыкается, замыкается или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и включить контрольную лампу Check Engine или индикатор неисправности. Если при дополнительной диагностике датчик неисправен, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно изношены, продолжают работать достаточно хорошо, чтобы не устанавливать код неисправности, но недостаточно хорошо, чтобы предотвратить увеличение выбросов и расхода топлива.Таким образом, отсутствие кода неисправности или контрольной лампы не означает, что датчик O2 работает правильно. Датчик может быть ленивым или предвзятым, богатым или обедненным.

Компания Lenehan Research производит портативный тестер датчика O2, который проверяет время отклика датчика O2, чтобы показать, хороший он или плохой. Тестер требует, чтобы кислородный датчик прыгал с уровня ниже 175 мВ до уровня выше 800 мВ менее чем за 100 мс, когда дроссельная заслонка открыта. щелкнул. Если датчик не реагирует достаточно быстро, он не проходит тест.Тестер также показывает работу замкнутого контура на быстром сверхярком цветном 10-светодиодном дисплее и проверяет управление PCM системы контроля обратной связи по топливу.


ЗАМЕНА КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Очевидно, что любой неисправный датчик O2 необходимо заменить. Но также может быть полезной периодическая замена датчика O2 для профилактического обслуживания. Замена стареющего датчика O2, который стал вялым, может восстановить максимальную эффективность использования топлива, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы нейтрализатора.

Необогреваемые 1- или 2-проводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000–50 000 миль. 3- и 4-проводные датчики O2 с подогревом в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях с OBD II (1996 г. и новее) может быть рекомендован интервал замены в 100 000 миль.

Лямбда-зонд можно снять с выпускного коллектора с помощью специального гнезда для лямбда-зонда (имеющего вырез для прокладки проводов) или гнезда на 22 мм.Датчик выйдет легче, если двигатель слегка теплый, но не горячий на ощупь. Поместите гнездо на датчик и поверните против часовой стрелки, чтобы ослабить его. Если он замерз, нанесите проникающее масло и нагрейте вокруг основания датчика.

При установке нового кислородного датчика с прямой посадкой или штатного кислородного датчика разъем проводки на новом датчике подключается к разъему без каких-либо модификаций. Но если вы устанавливаете «универсальный» кислородный датчик, вам придется отрезать исходный разъем проводки, чтобы провода нового датчика можно было соединить с проводами, которые шли к разъему.В 4-проводных датчиках один провод является сигнальным проводом, один – заземлением, а два других – цепью нагревателя. Провода имеют цветовую маркировку, но цвета на универсальном датчике, вероятно, не будут соответствовать цветам на оригинальном датчике. См. приведенную ниже таблицу с цветовой маркировкой, используемой для датчиков кислорода различных марок:


Типичные цветовые коды проводки датчика кислорода.

Кислородный датчик Вопросы и ответы

Сколько кислородных датчиков установлено на современных двигателях?

Зависит от года выпуска и типа двигателя.На большинстве четырех- и шестицилиндровых двигателей с рядным расположением цилиндров обычно имеется один кислородный датчик, установленный в выпускном коллекторе. На двигателях V6, V8 и V10 обычно два датчика кислорода, по одному в каждом выпускном коллекторе. Это позволяет компьютеру контролировать воздушно-топливную смесь каждого ряда цилиндров.

На автомобилях более поздних моделей с OBD II (некоторые модели 1993 и 1994 годов, а также все модели 1995 года и новее) также устанавливаются один или два дополнительных кислородных датчика внутри или позади каталитического нейтрализатора для контроля эффективности нейтрализатора.Они называются датчиками O2 ниже по потоку, и их будет по одному на каждый нейтрализатор, если двигатель имеет двойные выхлопы с отдельными нейтрализаторами.

Как датчики кислорода идентифицируются на сканирующем приборе?

При отображении на сканирующем приборе правый и левый датчики кислорода выше по потоку обычно помечаются как Ряд 1, Датчик 1 и Ряд 2, Датчик 1. Датчик Ряд 1 всегда будет находиться на той же стороне двигателя V6 или V8, что и цилиндр номер один.

На сканирующем приборе нижний датчик на четырех- или рядном шестицилиндровом двигателе с одинарным выхлопом обычно помечен как ряд 1, датчик 2.На двигателе V6, V8 или V10 датчик O2 на выходе может быть помечен как «Ряд 1» или «Ряд 2, датчик 2». Датчик 2 и ряд 2, датчик 2. Или нижний кислородный датчик может быть помечен как ряд 1, датчик 3, если двигатель имеет два верхних кислородных датчика в выпускном коллекторе (некоторые делают это для более точного контроля выбросов).

Важно знать, как идентифицируются датчики O2, поскольку диагностический код неисправности, указывающий на неисправный датчик O2, требует замены определенного датчика.Датчик 1 банка 1 может быть задним датчиком O2 на поперечном V6 или на переднем выпускном коллекторе. Более того, датчики O2 на поперечном двигателе могут быть помечены иначе, чем датчики на заднеприводном автомобиле. От одного производителя автомобилей к другому не так много общего в том, как маркируются датчики O2, поэтому всегда обращайтесь к документации по обслуживанию OEM, чтобы узнать, какой датчик является датчиком 1 ряда 1, а какой — датчиком 1 ряда 2. Это информацию может быть трудно найти.Некоторые OEM-производители четко определяют, какой датчик O2 какой, а другие нет. Если вы сомневаетесь, позвоните дилеру и спросите кого-нибудь в сервисном отделе.

Чтобы узнать, где находится кислородный датчик, щелкните здесь.

Как расположенный ниже по потоку датчик O2 контролирует эффективность преобразователя?

Нижний кислородный датчик в каталитическом нейтрализаторе или за ним работает точно так же, как верхний кислородный датчик в выпускном коллекторе. Датчик выдает напряжение, которое меняется при изменении количества несгоревшего кислорода в выхлопе.Если датчик O2 является традиционным датчиком циркониевого типа, выходное напряжение падает примерно до 0,2 В, когда топливная смесь бедна (больше кислорода в выхлопных газах). Когда топливная смесь богатая (меньше кислорода в выхлопе), выходной сигнал датчика подскакивает до максимума около 0,9 вольт. Сигнал высокого или низкого напряжения сообщает PCM, что топливная смесь богата или бедна.

На некоторых новых автомобилях используется новый тип датчика топлива с широким соотношением компонентов (WRAF). Вместо того, чтобы создавать сигнал высокого или низкого напряжения, сигнал изменяется прямо пропорционально количеству кислорода в выхлопных газах.Это обеспечивает более точное измерение для лучшего контроля топлива. Эти датчики также называют широкополосными кислородными датчиками, потому что они могут считывать очень бедные воздушно-топливные смеси.

Система OBD II контролирует эффективность нейтрализатора, сравнивая сигналы верхнего и нижнего кислородных датчиков. Если нейтрализатор выполняет свою работу и уменьшает количество загрязняющих веществ в выхлопных газах, нижний кислородный датчик должен проявлять небольшую активность (несколько переходов от бедной смеси к богатой, которые также называются «перекрестными отсчетами»).Показания напряжения датчика также должны быть достаточно стабильными (не меняться вверх или вниз) и составлять в среднем 0,45 вольта или выше.

Если сигнал от нижнего датчика кислорода начинает отражать сигнал от верхнего датчика кислорода, это означает, что эффективность нейтрализатора упала, и нейтрализатор не очищает загрязняющие вещества в выхлопных газах. Порог для установки диагностического кода неисправности (DTC) и включения индикаторной лампы неисправности (MIL) — это когда выбросы, по оценкам, превышают федеральные ограничения на 1.5 раз. Дополнительные сведения о проблемах с конвертером см. в разделе «Устранение неполадок с кодом катализатора P0420».

Если эффективность нейтрализатора снизилась до такой степени, что транспортное средство может превысить предел загрязнения, PCM включит индикаторную лампу неисправности (MIL) и установит диагностический код неисправности. В этот момент может потребоваться дополнительная диагностика для подтверждения неисправного преобразователя. Если верхний и нижний датчики O2 работают нормально и показывают снижение эффективности преобразователя, преобразователь необходимо заменить, чтобы восстановить соответствие требованиям по выбросам.Автомобиль не пройдет тест на выбросы OBD II, если в PCM есть какие-либо коды преобразователя.

В чем разница между «обогреваемым» и «необогреваемым» кислородным датчиком?

Датчики кислорода с подогревом имеют внутренний контур нагревателя, который быстрее нагревает датчик до рабочей температуры, чем датчик без подогрева. Кислородный датчик должен быть горячим (от 600 до 650 градусов по Фаренгейту), прежде чем он будет генерировать сигнал напряжения. Горячие выхлопные газы двигателя обеспечивают достаточно тепла, чтобы довести датчик O2 до рабочей температуры, но это может занять несколько минут в зависимости от температуры окружающей среды, нагрузки и скорости двигателя.В это время система контроля обратной связи по топливу остается в «разомкнутом контуре» и не использует сигнал датчика O2 для корректировки состава топливной смеси. Обычно это приводит к обогащению топливной смеси, перерасходу топлива и увеличению выбросов.

При добавлении внутреннего контура нагревателя к кислородному датчику напряжение может быть направлено через нагреватель, как только двигатель начнет нагревать датчик. Нагревательный элемент представляет собой резистор, который раскаляется докрасна, когда через него проходит ток. Подогреватель доводит датчик до рабочей температуры в течение от 20 до 60 секунд в зависимости от датчика, а также поддерживает кислородный датчик горячим, даже когда двигатель работает на холостом ходу в течение длительного периода времени.

Датчики O2 с подогревом обычно имеют два-три или четыре провода (дополнительные провода предназначены для цепи нагревателя). Примечание. Сменные датчики O2 должны иметь то же количество проводов, что и оригинальные, и иметь такое же внутреннее сопротивление.

Система OBD II также контролирует цепь нагревателя и устанавливает код неисправности, если цепь нагревателя внутри датчика O2 неисправна. Нагреватель является частью датчика и не может быть заменен отдельно, поэтому, если цепь нагревателя разомкнута или закорочена и проблема не во внешней проводке или разъеме датчика, необходимо заменить датчик O2.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в формате PDF





Щелкните здесь, чтобы узнать больше о руководстве по датчикам Обнаружение проблем с выбросами (датчики O2)

Анализ датчиков двигателя

Понимание систем управления двигателем

Модули управления силовым агрегатом (PCM)

Все о бортовой диагностике II (OBD II)

Обнуление диагностики OBD II

OBD Монитор не готов

Каталитические нейтрализаторы

Поиск и устранение неисправностей P0420 Код катализатора

Низкий расход топлива (причины)

Щелкните здесь, чтобы просмотреть дополнительные технические статьи Carley Automotive

Требуется информация о заводском руководстве по обслуживанию для вашего автомобиля?

Mitchell 1 Руководства по ремонту автомобилей своими руками


Обязательно посетите другие наши веб-сайты:

Авторемонт самостоятельно

CarleySoftware

OBD2HELP.com

Random-Misfire.com

Scan Tool Help

TROUBLE-CODES.com

Неисправность кислородного датчика и наконечники для замены количество кислорода в выхлопе. Хотя это может показаться довольно скромной задачей, датчик O2 на самом деле является одним из самых важных датчиков на любом транспортном средстве, отвечающим за поддержание правильного баланса между воздухом и топливом для оптимальных выбросов.Из-за этого вам захочется узнать, что он делает, почему он выходит из строя и, что важно, как заменить его, когда он выходит из строя.

Как работает датчик кислорода?

Большинство автомобилей имеют как минимум два кислородных датчика, расположенных по всей выхлопной системе; по крайней мере один перед каталитическим нейтрализатором и один или несколько после каталитического нейтрализатора. «Предварительный датчик» регулирует подачу топлива, а нижний датчик измеряет эффективность каталитического нейтрализатора.

Датчики O2

обычно можно разделить на узкополосные или широкополосные.Чувствительный элемент находится внутри датчика, заключенного в стальной корпус. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные прорези или отверстия в стальной оболочке датчика и достигают чувствительного элемента или ячейки Нернста. С другой стороны внутренней камеры кислород из воздуха за пределами выхлопа проходит вниз по датчику O2 и контактирует с ним. Разница в количестве кислорода между тем, что присутствует в наружном воздухе, и тем, что присутствует в выхлопных газах, способствует потоку ионов кислорода и создает напряжение.

Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопных газах слишком мало кислорода, на электронный блок управления двигателем (ECU) отправляется сигнал для уменьшения количества топлива, подаваемого в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедная, то подается сигнал увеличить количество используемого топлива в двигателе. Слишком много топлива производит углеводороды и угарный газ. Слишком малое количество топлива производит загрязняющие вещества оксида азота. Сигнал датчика помогает поддерживать правильный состав смеси. Широкополосные датчики O2 имеют дополнительную ячейку накачки O2 для регулирования количества кислорода, присутствующего в чувствительном элементе.Это позволяет измерять гораздо более широкое соотношение воздух/топливо.

Почему датчики O2 выходят из строя?

Поскольку кислородный датчик находится в потоке выхлопных газов, он может загрязниться. Распространенными источниками загрязнения являются чрезмерно обогащенная топливная смесь или просачивание масла в старом двигателе, а также сгорание охлаждающей жидкости двигателя в камере сгорания в результате утечки через прокладку двигателя. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, со временем изнашивается. Все это может повлиять на характеристики отклика датчика кислорода, что приведет к увеличению времени отклика или сдвигу кривой напряжения датчика и, в долгосрочной перспективе, к снижению производительности датчика.

На что обратить внимание при неисправности кислородного датчика:

Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух/топливо, поэтому он в конечном итоге угадывает. По этой причине есть несколько контрольных признаков, на которые стоит обратить внимание:

  • Индикатор «Проверьте двигатель»: хотя индикатор «Проверить двигатель» может загораться по многим причинам, обычно это связано с проблемой выбросов.
  • Плохая экономия топлива: неисправный кислородный датчик нарушит воздушно-топливную смесь, что приведет к увеличению расхода топлива.
  • Неравномерный холостой ход двигателя или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал кислородного датчика помогает контролировать синхронизацию двигателя, интервалы сгорания и соотношение воздуха и топлива, неисправный датчик может привести к неровной работе автомобиля.
  • Вялая работа двигателя.

Поиск и устранение неисправностей датчика O2

Чтобы определить источник неисправности датчика O2, выполните следующие действия:

  • Считайте все коды неисправностей с помощью диагностического прибора. Обратите внимание, что при возникновении проблем с датчиками O2 часто возникает несколько кодов неисправностей.
  • Лямбда-зонды
  • имеют внутренний нагреватель, поэтому проверьте сопротивление нагревателя — обычно оно довольно низкое.
  • Проверьте питание нагревателя — часто эти провода одного цвета.
  • Осмотрите электрический разъем на наличие повреждений или загрязнений.
  • Осмотрите выпускной коллектор и топливные форсунки на наличие утечек, а также состояние компонентов зажигания — это может повлиять на работу датчика.
  • Проверьте правильность показаний датчика O2, подтвердив значение O2 с помощью анализатора выброса четырех или пяти газов.
  • С помощью осциллографа проверьте сигнал как на холостом ходу, так и прибл. обороты двигателя 2500 об/мин.
  • Используйте оперативные данные для проверки наличия сигнала, если доступ к проводке датчика затруднен.
  • Проверьте состояние защитной трубки элемента зонда на наличие признаков повреждения и загрязнения.

Общие коды неисправности датчика кислорода:

  • P0135: датчик кислорода перед каталитическим нейтрализатором 1, контур обогрева/обрыв
  • P0175: система слишком богатая (ряд 2)
  • P0713: неисправность корректировки топливоподачи (ряд 2)
  • P0171: слишком бедная система (ряд 1)
  • P0162: Неисправность цепи датчика О2 (ряд 2, датчик 3)

Как заменить датчик кислорода:

Перед заменой датчика необходимо диагностировать проблему.Подключите диагностический прибор, например, Delphi DS, выберите правильный автомобиль и считайте код(ы) неисправности. Подтвердите код неисправности, выбрав оперативные данные и сравнив значение подозреваемого неисправного датчика со значением заведомо работающего датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя автомобиля, чтобы найти правильное значение для сравнения. Могут потребоваться другие инструменты или оборудование, чтобы определить, является ли причиной проблемы фактический датчик, а не проводка.

  • Поскольку многие автомобили последних моделей оснащены несколькими кислородными датчиками, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить неправильный датчик.Производители транспортных средств идентифицируют положения «bank1» и «bank2» и «front/back» и «pre/post» несколько по-разному, поэтому следует позаботиться о том, чтобы убедиться, что вы определили правильный (проблемный) датчик. Лучший способ сделать это — просмотреть данные в реальном времени с помощью диагностического инструмента.
  • Затем отсоедините проводное соединение.
  • Затем с помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа O2 отвинтите датчик от гнезда. После отвинчивания выбросите старый датчик и замените его новым.
  • Большинство лямбда-зондов поставляются со специальным электропроводящим противозадирным составом, нанесенным на резьбу, поэтому достаточно просто вкрутить новый датчик в пустоту, оставленную старым.
  • Для защиты датчика от приваривания к его резьбе датчики Delphi поставляются с предварительно нанесенными или включенными в комплект поставки противозадирными составами. При необходимости нанесите состав на новый датчик перед повторной установкой. Будьте осторожны, чтобы не нанести чрезмерное количество противозадирного средства на резьбу, так как это может привести к загрязнению чувствительной области.
  • Затяните датчик рекомендуемым моментом.
  • После установки датчика подключите электронный разъем.
  • Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все соответствующие коды неисправностей.
  • Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, затем выполните дорожное испытание.

Уголок для удобства вождения | Сбой кислородного датчика

Мы знаем, что кислородные датчики выходят из строя, но почему? Будет ли большинство систем кодировать до того, как появятся симптомы управляемости? Есть ли проблемы с управляемостью без кода при неисправностях датчика O2? Датчики соотношения воздух/топливо с широким диапазоном выходят из строя чаще или реже, чем обычные датчики O2? Каковы диагностические признаки отказа датчика O2?

Я постараюсь ответить на эти вопросы.Я также продолжу исследовать эти вопросы всеми возможными способами и буду признателен за любой вклад читателей.

Отказ кислородного датчика бывает двух видов: физический отказ и химическое загрязнение. Мы можем пропустить отказ нагревателя, так как это, как правило, простой отказ на основе кода. Давайте разберем другие причины отказа датчика O2.

Стандарт OBD II для освещения MIL (набор жесткого кода) заключается в том, что выбросы выхлопной трубы, как предполагается, превышают стандарты Федеральной процедуры испытаний (FTP) более чем в 1,5 раза.Выходной сигнал датчика O2 перед катализатором сравнивается с выходным сигналом датчика после катализатора, и принимаются диагностические решения. Также можно сравнивать отклики датчиков O2 от банка к берегу. Логика в этом диагностическом процессе проста. Датчик O2 прекатализатора подвержен большим тепловым колебаниям и большему количеству химических загрязнителей. Покрытие наперстка, состоящее из платины, будет загрязнено любым химическим веществом, которое прикрепляется к платине или покрывает ее. Посткаталитический датчик, находящийся за большим платиновым фильтром (каталитический нейтрализатор), скорее всего, меньше загрязняется.Датчик посткатализатора также обычно не испытывает резких скачков температуры, которым подвержен датчик прекатализатора. Исключением являются пропуски зажигания, когда датчик посткатализатора подвергается воздействию высоких температур.

Диагностика кодированного датчика O2

, как правило, надежна и проста. Следует провести визуальный осмотр датчика, чтобы избежать повторных отказов, например, загрязнения охлаждающей жидкости.

Что произойдет, если датчики до и после катализатора будут одинаково повреждены? Если амплитуда и диапазоны высокого и низкого напряжения уменьшаются, внутренний диагноз, вероятно, все еще можно сделать.Если время отклика датчика (частота) затронуто, внутренняя диагностика PCM также не должна вызывать проблем. Но если оба датчика смещены по напряжению — высокое/обедненное или низкое/богатое — PCM может неадекватно обнаружить дефект.

Окончательным тестом для работы датчика O2 является 4- или 5-газовый анализатор со встроенным соотношением воздух/топливо или лямбда-вычислениями или сбор показаний газа при всех условиях нагрузки и оборотов и использование лямбда-калькулятора для расчета соотношения воздух/топливо или Лямбда-показания. Следующий лучший метод — найти неисправный датчик O2, чтобы использовать его для анализа формы сигнала или построения диаграммы сканирующего прибора.Для стандартного датчика диоксида циркония (ZrO2) необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Может ли датчик подняться хотя бы до 800 мВ?

2. Может ли датчик понизиться как минимум до 200 мВ?

3. Диапазон датчика составляет от 0 до 1000 мВ при работе на бедной и богатой смеси.

4. Достаточно ли быстро реагирует датчик — в пределах от 100 до 150 мс?

5. Становится ли напряжение датчика отрицательным, и если да, то насколько далеко?

На рис. 1 на стр. 14 датчик 1 банка 1 (верхний график) явно неисправен; наверняка код сохранен и MIL горит.Bank2 Sensor1 (нижний график) выглядит намного лучше. Первые 35 секунд записи этого сканирующего прибора выполняются в режиме ожидания. Период от 35 до 55 секунд при 2000 об/мин. На 60 секунде был выполнен резкий дроссель, чтобы смесь стала богатой, а затем бедной. Датчик 2 дает 800 мВ? да. Датчик выдает 200 мВ? да. Время отклика нормальное? Определение времени отклика с помощью сканирующего инструмента — не лучшая идея. Глядя на данные, я думаю, что да… но для точного определения действительно необходим прицел.

Датчик ряда 2 становится отрицательным примерно через 67 секунд? да. (Обратите внимание, что сканер не показывает отрицательное напряжение.) Вход датчика O2 в PCM представляет собой аналоговое напряжение, которое должно быть преобразовано в цифровой сигнал, чтобы компьютер мог его обработать. Это делается с помощью аналого-цифрового преобразователя. Многие PCM используют аналого-цифровые преобразователи, которые считывают только положительное напряжение в цепях датчика O2. Это дешевле, чем аналого-цифровой преобразователь, который может преобразовывать как положительное, так и отрицательное напряжение.В некоторых новых автомобилях для лучшей диагностики используются аналого-цифровые преобразователи «плюс» и «минус» на входах датчика O2.

Насколько отрицательное значение слишком отрицательное для датчика O2? Большинство производителей датчиков говорят, что любое отрицательное напряжение слишком велико. Увидев отрицательные напряжения на совершенно новых арендованных автомобилях, я не решаюсь провести эту линию. После некоторого обсуждения много лет назад на iATN (www.iATN.net) большинство технических специалистов согласились, что отрицательное напряжение более 150 мВ — это слишком много.

Когда датчик O2 загрязнен и его напряжение смещено вниз, возникает вопрос, может ли он составить 800 мВ наверху? Если он может составлять 800 мВ наверху, маловероятно, что отрицательный провал слишком низкий.Еще раз, объем является окончательным тестом здесь.

Теперь взгляните на рис. 2, на котором показаны датчики ряда 1 и ряда 2, а также кратковременная корректировка подачи топлива на третьем и четвертом графиках. Эти записи были сделаны вскоре после запуска. Обратите внимание на высокую коррекцию подачи топлива на ряду 1 (третий график) как прямой результат неисправного датчика. Примерно на 44-й секунде топливная коррекция ряда 1 падает до нуля с небольшими колебаниями. PCM идентифицировал неисправный датчик, и управление подачей топлива по умолчанию переключилось на рабочий датчик.MIL не загорался, но код был сохранен. Пока предполагается, что выхлопная труба соответствует спецификациям, MIL не требуется.

ZDDP, противоизносный состав на основе цинка и фосфора, поэтапно удаляется из масла, чтобы уменьшить износ каталитического нейтрализатора. Google «ZDDP» для получения дополнительной информации о повреждении двигателя (в основном толкатели / толкатели без роликов). Если ZDDP влияет на каталитические нейтрализаторы, то, конечно же, это также влияет на кислородные датчики. Другие химические загрязнители перечислены в таблице на стр. 16.

И последний совет: если в автомобиле установлен код эффективности нейтрализатора P0420, а двигатель сжигает масло, сменный нейтрализатор вряд ли прослужит долго в таких условиях. Приемлемый расход масла для PZEV (автомобиль с частичным нулевым уровнем выбросов) составляет 3,5 литра на 150 000 миль.

Я буду держать вас в курсе дальнейших сведений о режимах отказа и диагностике датчика O2 и широкодиапазонного датчика соотношения воздух/топливо. Посетите http://vehicle.berkeley.edu/~markw/efi/SAE930352/ для получения дополнительной информации о датчике O2.

Скачать PDF

Проверка лямбда-зонда кислорода в выхлопных газах (EGO)

Тест 5 — лямбда-зонд

Лямбда-зонд, также известный как датчик кислорода в выхлопных газах (EGO), обычно устанавливается в выпускном коллекторе.Можно установить более одного датчика. Его целью является обнаружение присутствия кислорода в выхлопных газах, что указывает на то, что двигатель работает на обедненной смеси.

Лямбда-зонд используется в замкнутом контуре в качестве датчика обратной связи, чтобы помочь ЭБУ точно отрегулировать соотношение воздух-топливо для достижения стехиометрии — идеальное соотношение воздух-топливо примерно 14,7: 1 в бензиновых двигателях.

Датчик EGO имеет встроенный нагреватель для быстрого прогрева, так как он не работает при низких температурах. Пока датчик прогревается, автомобиль работает в менее эффективном режиме разомкнутой цепи, в котором ЭБУ использует предварительно установленные значения соотношения воздух-топливо.

  • Программное обеспечение: PicoScope 6 — управляемый тест AT022 и AT023
  • Цель испытания — лямбда-зонд (кислород EGO)
  • Требуемый уровень навыков — очень простой

Большинство датчиков выдают высокие и низкие уровни с частотой около 1 Гц, когда смесь определяется как богатая или обедненная. Если вы видите эти импульсы, автомобиль находится в режиме обратной связи и датчик работает правильно.

Connect : Найдите датчик с помощью технических данных вашего автомобиля.Мы рекомендуем использовать для соединения либо щупы с обратным штифтом, либо отводные выводы.

Используйте технические данные, чтобы определить провод выходного сигнала от разъема жгута лямбда-зонда.

Выполнение : Двигатель должен иметь нормальную рабочую температуру, чтобы выдавать достоверный сигнал. Запустите PicoScope, когда будете готовы захватить сигнал.

Чтение : В зависимости от типа лямбда-зонда будет видно, что сигнал последовательно чередуется с высоким и низким уровнем с изогнутыми краями.Эти датчики обычно переключаются на высокий и низкий уровень один раз в секунду. У Pico есть пошаговые тесты для измерения различных типов лямбда-зондов, поэтому, пожалуйста, ознакомьтесь с ними для получения дополнительной информации — выберите датчики, а затем лямбда.


Анализ сигналов

Сигнал показывает, как ECU регулирует смесь между обогащенной и обедненной смесью. Если датчик обнаруживает богатую смесь, впрыск топлива немного уменьшается. Примерно через секунду датчик EGO обнаруживает бедную смесь, и количество впрыскиваемого топлива немного увеличивается.Эти циклы продолжаются, пока ЭБУ пытается поддерживать идеальное соотношение воздух-топливо.

Лямбда — Анимация теста на содержание кислорода в выхлопных газах

Комментарий к видео

Видео начинается с прогрева двигателя. Лямбда-зонды находятся в выпускном коллекторе, а также в каталитическом нейтрализаторе. Датчик температуры показывает, что для выполнения этого теста двигатель должен быть прогрет до нормальной рабочей температуры.

Показано, что сигнальные импульсы от датчиков EGO поступают в ЭБУ.

Подключить : Используйте контактный щуп для подключения к выходу ECU и заземлите тестовый провод.

Выполнение : Двигатель должен иметь нормальную рабочую температуру, чтобы выдавать достоверный сигнал. Запустите PicoScope, когда будете готовы захватить сигнал.

Чтение : В зависимости от типа лямбда-зонда будет видно, что сигнал последовательно чередуется с высоким и низким уровнем с изогнутыми краями. Эти датчики обычно переключаются на высокий и низкий уровень один раз в секунду.

Нажмите «Далее» для шестого теста — «Тест датчика ABS».

Журнал Gears — датчики кислорода, часть I

Продолжая нашу недавнюю тему входных данных, в этом месяце мы рассмотрим кислородные датчики. Есть много информации, которую вам нужно знать, чтобы понять работу и тестирование кислородного датчика. В результате в этом месяце мы рассмотрим базовое тестирование датчиков, а в следующем выпуске — более продвинутую теорию.

Работа датчика кислорода

Основная цель кислородного датчика — предоставить PCM сигнал обратной связи, указывающий, насколько хорошо он заправляет двигатель.PCM хочет поддерживать соотношение воздух-топливо 14,7:1 (для бензина) и постоянно корректирует количество подаваемого топлива, чтобы оставаться на этом уровне.

Для этого датчик кислорода посылает сигнал напряжения, который зависит от соотношения воздух/топливо в выхлопе. Высокое соотношение воздух/топливо указывает на то, что двигатель слишком обогащен, и блоку PCM необходимо снизить подачу топлива.

И наоборот, низкое соотношение воздух/топливо указывает на то, что двигатель работает на обедненной смеси, и PCM необходимо добавить больше топлива.Пока двигатель не дает пропусков зажигания, этого описания на данный момент достаточно. Мы обратимся к более подробному описанию работы кислородного датчика во второй части. А пока давайте продолжим это описание.

В случае датчика из диоксида циркония — наиболее распространенного типа датчика, с которым вы, вероятно, столкнетесь — обогащенное состояние генерирует высокое напряжение. Высокое значение является относительным, но в случае циркониевого датчика это будет около 1 вольта.

По мере того, как двигатель работает на обедненной смеси, напряжение датчика снижается почти до 0 вольт.Типичный рабочий диапазон для функционирующего датчика и работающей системы подачи топлива составляет примерно от 100 до 900 милливольт, или от 0,1 до 0,9 вольт.

PCM использует этот сигнал напряжения, чтобы определить, насколько хорошо двигатель был заправлен топливом. PCM постоянно вносит поправки в подачу топлива, и сигнал кислородного датчика будет варьироваться в этом диапазоне.

Проверка датчика кислорода с помощью сканирующего прибора

Поскольку с годами обмен данными со сканирующим прибором стал быстрее, а графическое представление сканирующего прибора также улучшилось, наблюдения графических данных PID часто бывает достаточно для того, чтобы сделать оценку датчика кислорода «годен/не годен».Двигатель работает примерно на 2000 об/мин, чтобы двигатель и, что более важно, кислородный датчик прогрелись до рабочей температуры.

В идеале PCM должен работать в замкнутом контуре и пытаться контролировать подачу топлива. Как только сигнал датчика кислорода будет переключаться туда и обратно, несколько раз нажмите на дроссельную заслонку, и вы сможете наблюдать результаты на сканирующем приборе.

Когда вы щелкаете дроссельной заслонкой, PCM должен добавить топливо и вызвать высокий уровень сигнала кислородного датчика. Когда вы отпускаете дроссельную заслонку, PCM сокращает подачу топлива, и сигнал кислородного датчика должен стать низким.

Взгляните на результаты, когда я нажимаю на педаль газа на Ford Mustang 2008 года выпуска с множеством кодов датчиков кислорода (рис. 1). По сути, мы заставляем двигатель работать на обогащенной и обедненной смеси и наблюдаем за обратной связью от датчика.

То, к чему мы стремимся, составляет более 800 мВ на богатой стороне и менее 175 мВ на бедной стороне, никогда не опускаясь ниже нуля вольт. Если датчик соответствует этим критериям, мы знаем, что датчик кислорода способен генерировать соответствующее напряжение для данных условий.

В случае Мустанга коды датчиков кислорода не были связаны с отказом датчика кислорода. Основной причиной было состояние обедненной смеси, которое повлияло на сигналы кислородного датчика.

Еще один способ сделать это — использовать инструмент для обогащения пропана, чтобы обогащать двигатель. Вы добавляете пропан во впуск, заставляя двигатель работать на обогащенной смеси, пока вы наблюдаете за сигналом датчика. Затем вы убираете пропан, заставляя двигатель работать на обедненной смеси, и снова наблюдаете за сигналом. Вы должны ожидать тех же результатов при выполнении теста таким образом.Этот метод также является отличным способом наблюдения за работой кислородного датчика с помощью осциллографа.

На некоторых автомобилях режим $06 является дополнительным способом просмотра результатов тестов кислородного датчика PCM. Некоторые производители отображают эти данные довольно хорошо, а другие нет. При использовании режима $06 я, как правило, смотрю на данные и, если результаты неприемлемы, я продолжаю дополнительную проверку: либо сканированием, либо осциллографом.

В этом случае (рис. 2) датчик 1 банка 1 установил код, и мы подтвердили, что это проблема.Данные PCM в режиме $06 показывают, что датчик 1 банка 2 не сильно отстает. В этом случае было бы разумно продать оба кислородных датчика выше по потоку, чтобы решить проблему и избежать проблем в будущем.

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа или DSO (цифровой запоминающий осциллограф) — лучший метод проверки датчика кислорода. Но из-за достижений в системах OBD ​​этот стиль тестирования требуется реже. Еще во времена OBD-I я проводил этот тест не реже одного раза в день.Автомобили последних моделей с OBD-II требуют этого теста гораздо реже, но это все еще действующий тест, который вы можете использовать для подтверждения работы датчика кислорода, когда его производительность вызывает сомнения.

  • Подсоедините положительный провод DSO к сигнальному проводу кислородного датчика.
  • Подключите отрицательный провод к массе датчика; а не шасси или аккумуляторная батарея.
  • Установите шкалу напряжения так, чтобы на дисплее отображались значения от 0 до 1 вольта.
  • Начните с базы времени 500 миллисекунд на деление или 5 секунд на экране.
  • Запустите двигатель и дайте ему поработать примерно на 2000 об/мин, чтобы прогреть кислородный датчик и замкнуть контур РСМ.

Теперь вы готовы начать тестирование.

Чтобы подтвердить, может ли кислородный датчик сообщать о богатой смеси, искусственно обогатите двигатель пропаном. Вы ожидаете, что работающий датчик кислорода будет генерировать более 800 милливольт (рис. 3).

После того, как вы включите обогащение двигателя и подтвердите напряжение датчика кислорода (рис. 4), включите обеднение двигателя.Удалив пропан или создав вакуумную утечку, если необходимо, вы можете наблюдать обедненное напряжение, генерируемое кислородным датчиком. Наше минимальное целевое напряжение составляет менее 175 милливольт, не опускаясь ниже нуля вольт. Если он упадет отрицательным, считайте, что датчик неисправен и нуждается в замене.

Честно говоря, кислородный датчик почти никогда не проходит этот тест. Полностью мертвый кислородный датчик не генерирует напряжения, и неисправный датчик не будет сильно отставать.

Последняя часть теста — время отклика.Вы можете выполнить два предыдущих шага, богатый и экономичный, без области действия, но без времени отклика. Вольтметр или сканер просто недостаточно быстры, чтобы увидеть то, что вам нужно знать. Эта последняя часть теста требует быстрой подачи пропана во впускной коллектор, и вы измерите время отклика кислородного датчика в миллисекундах.

Вот как это работает: когда кислородный датчик генерирует низкое напряжение, быстро добавьте пропан. То, что вы ищете, — это скорость, с которой реагирует кислородный датчик.То есть, сколько времени требуется сигналу датчика, чтобы измениться с 300 милливольт до 600 милливольт? Проходящий датчик выполнит эту задачу менее чем за 100 миллисекунд. По мере старения датчика время переключения будет увеличиваться. Удачи в тестировании с помощью вольтметра или сканера!

Вы можете выполнять тестирование датчика кислорода любым удобным для вас способом, но тестирование с помощью осциллографа, очевидно, является лучшим вариантом из-за большого количества деталей, которые он предоставляет. После того, как датчики прошли хорошие испытания, вы можете доверять числам корректировки подачи топлива, сгенерированным PCM, для диагностики широкого спектра неисправностей.

В следующем выпуске GEARS мы рассмотрим, как на самом деле работают датчики кислорода и как они влияют на показатели корректировки подачи топлива.

Диагностические проблемы двигателя или электрооборудования, которые вы хотели бы решить? Сообщите Скотту. Отправьте ему электронное письмо по адресу [email protected], и, возможно, ваш вопрос будет рассмотрен в будущем выпуске журнала GEARS Magazine .

Лямбда-зонд (цирконий) — напряжение

Дополнительные указания

Кислородный датчик также может называться лямбда-зондом , датчиком O 2 или датчиком кислорода с подогревом отработавших газов (HEGO) .Это датчик обратной связи, используемый модулем управления двигателем (ECM) для выполнения управления по замкнутому контуру подачей топлива в двигатель и, если присутствует датчик после каталитического нейтрализатора, для контроля работы каталитического нейтрализатора.

Регулирование с обратной связью позволяет контроллеру ЭСУД поддерживать почти точно стехиометрическую топливно-воздушную смесь, но с небольшими колебаниями между слегка обогащенной и слегка обедненной, чтобы облегчить работу трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. Эти изменения подачи топлива вызывают наблюдаемое переключение на выходе напряжения датчика.Как правило, ECM переключает соотношение воздух/топливо с частотой около 1 цикла в секунду.

ECM осуществляет управление по замкнутому контуру подачей топлива только тогда, когда это позволяют соответствующие условия. Обычно это происходит во время установившегося режима холостого хода, малой нагрузки или круиз-контроля. Когда системы двигателя прогреваются или автомобиль разгоняется, смесь обогащается, и датчики не будут демонстрировать свои переключающие выходные характеристики.

Элемент из диоксида циркония внутри датчика позволяет ионизированному O 2 течь от источника эталонного воздуха к выхлопным газам.Поток определяется двумя платиновыми электродами по обе стороны от элемента. Скорость потока зависит от парциального давления (относительные концентрации O 2 в эталонном источнике воздуха и выхлопных газах). Богатая смесь вызовет больший поток ионизированного O 2 через циркониевый элемент, тогда как бедная смесь вызовет слабый поток. Таким образом, на бедную смесь указывает низкое выходное напряжение, около 0,2 В, тогда как на богатую смесь указывает высокое выходное напряжение, около 0.8 В.

Как правило, датчики кислорода не работают при температуре ниже 300 °C. Таким образом, некоторые датчики имеют внутренний нагревательный элемент, которым управляет ECM. Нагревательный элемент повышает температуру, чтобы обеспечить более быстрый контроль при запуске из холодного состояния.

Конфигурации датчиков (только циркониевый тип)

Датчики имеют различную электрическую конфигурацию и могут иметь до четырех проводов. Датчики без нагревательных элементов имеют только один или два провода. В трехпроводном датчике корпус датчика используется для заземления чувствительного элемента:

  • A одиночный провод , обеспечивающий выходную цепь датчика.
  • Два провода , обеспечивающие выход датчика и цепи заземления.
  • Три провода , обеспечивающие выходную цепь датчика, а также цепи питания и заземления нагревательного элемента.
  • Четыре провода , обеспечивающие выход датчика и цепи заземления, а также цепи питания нагревательного элемента и цепи заземления.

Постоянное высокое напряжение на выходе датчика указывает на то, что двигатель постоянно работает на обогащенной смеси и выходит за пределы диапазона регулировки ECM, тогда как постоянное низкое напряжение указывает на обедненную или разбавленную смесь.В этих условиях вы можете ожидать появления диагностических кодов неисправностей (DTC), связанных с проблемами корректировки подачи топлива от ECM. Датчик может быть не виноват, и вы должны убедиться, что нет связанных проблем, вызывающих коды ошибок, прежде чем осуждать датчик.

Признаки неисправности/неработоспособности кислородного датчика:

  • Подсветка индикаторной лампы неисправности (MIL).
  • Диагностические коды неисправностей (DTC).
  • Нет переключения ECM между бедной и богатой смесью (для работы каталитического нейтрализатора).
  • Неисправности, связанные с корректировкой подачи топлива.
  • Запах паров топлива.
  • Случайные множественные пропуски зажигания.
  • Проблемы с управляемостью.
  • Проблемы с производительностью.

Связанные проблемы, которые необходимо устранить перед проверкой кислородного датчика:

  • Утечки впускного воздуха.
  • Утечки выхлопных газов.
  • Засорен воздухозаборник или выпуск воздуха.
  • Механические проблемы двигателя (включая фазы газораспределения), вызывающие неправильную подачу воздуха через двигатель.
  • Неисправности датчиков нагрузки (например, расходомера воздуха или датчиков абсолютного давления в коллекторе).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.