Лямбда-зонд: как работает и зачем он нужен? | ROADS.RU
Лямбда-зонд, или как его еще принято называть — кислородный датчик, расположен в выхлопной системе автомобиля. Он располагается между каталитическим нейтрализатором и выпускным коллектором. Деталь была разработана в 1970-х годах шведским производителем авто Volvo. В новых моделях автомобилей устанавливают уже 2 лямбда-датчика, один из которых расположен за каталитическим нейтрализатором.
Согласно экологическим нормам, выхлопная система всех современных автомобилей должна оснащаться каталитическим нейтрализатором, или катализатором. Он эффективно и долго работает только в связке с лямбда-зондом — датчик, контролирующий состав топливно-воздушной смеси. Устанавливается перед катализатором. При сбоях в работе датчика, фильтрующий выхлопные газы элемент быстро засоряется, выходит из строя. Резко увеличивается расход топлива, а мощность ДВС снижается. Единственное рациональное решение в этом случае — вырезать катализатор, цена замены которого довольно приемлемая. Чтобы снизить расходы, не нарушать экологические нормы и создать оптимальные условия работы для нейтрализатора, стоит следить за исправностью лямбда-зонда.
Лямбда-зонд: описание и устройство
В машинах с инжекторным впрыском горючего лямбда-зонд (ниже по тексту ЛЗ) — один из самых важных датчиков. Его задача — определять, считывать объем кислорода (О2) топливно-воздушной смеси. Он не только обеспечивает нейтрализатору необходимые условия работы, но и регулирует смесеобразование. Последняя функция позволяет поддерживать расход горючего на низком уровне. Снятые устройством данные передаются на электронный блок управления системы впрыска.
Конструктивно ЛЗ состоит из:
- токосъемников — считывают электрические сигналы, расположены в центре датчика;
- керамических электродов (внутренний, внешний) — имеет защитный экран, изготавливается из диоксида циркония, по периметру имеет отверстия для забора отработанных газов, воздуха.
- провода — подключение к ЭБУ автомобиля;
- нагревательных проводящих ток элементов — рабочая часть керамических наконечников;
- корпус — изготавливает из устойчивого к коррозии металла, имеет резьбы для быстрого монтажа-демонтажа устройства на приемной трубе.
Нормальное содержание О2 в воздушно-топливной смеси — 14.7:1 (кислород : топливо). Такую пропорцию обеспечивает механизм электронный механизм впрыска горючего, опираясь на данные снятые лямбда-зондом.
Виды и особенности лямбда-зондов
Система выхлопа автомобилей разных годов выпуска может насчитывать разное количество датчиков кислорода. Используют широкополосные и двухточечные устройства. Конструктивно оба датчика схожи, но выполняют разные функции. Также лямбда-зонды делят на:
- Верхний (регулирующий, первый) датчик.
Устанавливался на автомобилях до 2000 годов. Количество — 1 штука. Монтаж на область выхлопной трубы между каталитическим нейтрализатором и ДВС. Он несет ответственность за регулировку горючей смеси, берет на себя основную нагрузку от выхлопных раскаленных газов.
- Нижний (диагностирующий, второй) датчик.
Дополнительный к первому устройству. Устанавливается на авто, выпущенные после 2000 годов. Монтаж осуществляется на отрезок трубы выхлопов между глушителей и катализатором.
Он отвечает за дополнительную проверку очищенных выхлопов, прошедших через нейтрализатор.
Используя датчики разных типов, производителям транспортных средств удалось максимально снизить расход горючего (экономический фактор) и добиться высокого уровня очистки выхлопов (удаление 93-95% ядовитых веществ). Исходя из разных условий эксплуатации, срок службы первого устройства в 4-6 раз меньше, чем у диагностирующего. В современных автомобилях устанавливают 2 или 4 лямбда-зонда, в тех, что выпущены до 2000 годов — обычно 1 ЛЗ.
Симптомы некорректной работы лямбда-зонда
Первые признаки — увеличение расхода топлива, снижение мощности ДВС. Ухудшение работы мотора на малом газу (холостых оборотах), снижение динамики машины, появление сероводородного запаха — не менее редкие симптомы, указывающие на неисправность ЛЗ. При их выявлении в 8 из 10 случаев устройство будет необходимо заменить.
В стандартном порядке рабочий ресурс лямбда-зонда составляет порядка 150 000 км.
Чем ближе он подходит к отработанному километражу, тем медленнее и хуже он отправляет данные в ЭБУ. При пересечении данного порога начинается обогащение топливно-воздушной смеси, что приводит к неизбежному засорению каталитического нейтрализатора.
Чтобы увеличить срок эксплуатации лямбда-зондов, стоит заливать только качественное топливо в бак, не перегревать систему выхлопа, следить за герметичностью креплений датчиков. Но самое главное — не пренебрегать профессиональной помощью при выявлении малейших неисправностей.
Как проходит диагностика
Для диагностики широкополосных лямбда-зондов необходимо использование сканирующего прибора или осциллографа. Измеренное натяжение сигнального провода аналогично натяжению, полученному от циркониевого лямбда-зонда.
Низкое значение напряжения соответствует обедненной смеси, а высокое напряжение (около 1В) соответствует богатой смеси. В некоторых ЭБУ все наоборот, в зависимости от их внутреннего подключения.
Пройти диагностику датчика кислорода можно в специализированном сервисе Мосглуш.
ру!
Когда нужно менять лямбда-зонд
Первостепенной и самой главной причиной замены лямбда-датчика выступает отработанный рабочий ресурс. Как только ее пробег начнет приближаться к отметке в 150 тыс. км, необходимо обратиться в сервисный центр с указанием этого факта. Также рабочий ресурс детали может быть существенно сокращен за счет неисправностей работы двигателя.
К сожалению, в России качество топлива оставляет желать лучшего, поэтому деталь начинает “барахлить” при достижении отметки в 80 000 — 100 000 км. Это особенно актуально для стран СНГ, где топливо в большинстве случаев не сравнимо по качеству с европейским.
Даже если вас, как водителя, не волнует тот факт, подходит ли ваш автомобиль под европейские стандарты, следует тщательно следить за работой этого датчика, т.к. его неисправность приводит к увеличению расходов топлива, что неизбежно требует больших трат.
А также эта неисправность способна вызвать ряд других проблем, которые могут привести к поломкам двигателя.
Поэтому рекомендуем обращать внимание на лямбда-зонд, своевременно менять его и следить за тем, чтобы он находился в исправном состоянии всегда.
Лямбда зонд 1 и 2 отличия и назначение
Лямбда зонд 1 и 2 отличия и назначение
17 октября, 2022 7:26 пп
Что такое лямбда зонд в автомобиле? Для чего нужен этот датчик, сенсор присутствия кислорода в потоке выхлопных газов? Почему этих датчиков два, в чем разница между первым и вторым лямбда зондами?
Подробно и по возможности просто отвечаем на вопросы о лямбда зондах в этой статье.
Содержание статьи:
- 1 Лямбда зонд или датчик кислорода — что это такое?
- 2 Функции датчиков кислорода 1 и 2 в автомобиле
- 3 Некоторые особенности устройства и работы лямбда зондов
- 3.1 Опрос лямбда зонда 1
- 3.2 Опрос лямбда зонда 2
Лямбда зонд или датчик кислорода — что это такое?
Лямбда зонд в автомобиле — это пьезоэлектрический датчик количества кислорода в потоке газов, поступающих в выхлопную систему.
С введением стандартов экологии ЕВРО у этого вида датчиков появилась дополнительная функция контроля очистки выхлопа каталитическим нейтрализатором. Но так как в выхлопном тракте этих приборов два, у многих возникает закономерный вопрос, для чего нужна эта комбинация.
Для чего измеряется уровень кислорода в выхлопе:
- по содержанию кислорода ЭБУ определяет насыщение топливной смеси воздухом и таким образом контролирует эффективность работы впрыска;
- по содержанию кислорода ЭБУ определяет, насколько эффективно катализатор очищает выхлоп от вредных примесей.
Для получения этой информации используются два зонда — первый или верхний лямбда зонд установлен до катализатора, именно по его активности происходит коррекция топливно-воздушной смеси. Второй или нижний лямбда зонд собирает данные после катализатора. При одинаковом устройстве эти два датчика предоставляют чипу данные, указывающие на протекания разных процессов.
Функции датчиков кислорода 1 и 2 в автомобиле
Кислородный датчик или лямбда зонд 1, он же верхний критически важен для управления работой двигателя.
Оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси составляет 14,7 : 1 (в частях). При работе мотора и топливной системы этот параметр может существенно меняться, что сказывается на производительности мотора и потреблении топлива. При периодическом опросе лямбда зонда 1 ЭБУ получает необходимую для коррекции информацию.
Кислородный датчик или лямбда зонд 2 проверяет, насколько каталитический нейтрализатор очистил выхлоп. При разработке этой системы конструкторы поняли, что анализировать каждый компонент отдельным датчиком будет слишком сложно. Такой метод сделал бы катализационную систему очистки очень дорогой, хотя она и так недешева. Поэтому измерение проводится по кислороду, точнее, по его части в выхлопе. Считается, что именно это указывает на эффективность удаления вредных примесей.
Некоторые особенности устройства и работы лямбда зондов
По принципу работы и устройству оба датчика кислорода достаточно просты — у них есть активная зона, которая при контакте с кислородом меняет свои электрические свойства.
Если на датчик поступает сигнал опроса от ЭБУ, то на выходе напряжение можно зафиксировать. По его величине оценивается, сколько кислорода содержится в выхлопе. Например, сигнал менее 0,5 В на выходе второго лямбда зонда может говорить о потере эффективности катализатора. При сигнале 0,8 — 0,9 В у ЭБУ нет причин поднимать тревогу.
Опрос лямбда зонда 1
Первый лямбда зонд отвечает за более динамичный и тонкий процесс управления впрыском смеси в двигатель. Для оценки эффективности топливной смеси применяется коэффициент L, он же лямбда, он же коэффициент избыточности воздуха. При соотношении 14,7 частей воздуха к 1 части топлива смесь считается оптимальной, а L = 1. Если L>1, например, 1,05 — 1,28, то мощность будет снижаться, но вырастет экономичность работы мотора. При выходе L за пределы 1,3 и выше топливо не воспламеняется, двигатель не работает.
Максимальная мощность бензинового мотора достигается при L в диапазоне 0,85 — 1,1, то есть, недостаток воздуха составляет примерно 5 — 15 %.
Если недостаток довести до показателя 10 — 20 % и удерживать в этом диапазоне значений, то двигатель будет работать в оптимальном соотношении мощности и экономичности, а это соответствует коэффициенту лямбда 0,9 — 1,1.
ЭБУ постоянно опрашивает первый лямбда зонд, но этот опрос должен быть правильно настроен, иначе чип просто запутается в данных и начнет все время корректировать впрыск, что приведет в потере мощности и перерасходу топлива. При частоте опроса примерно раз в 300 — 400 миллисекунд ЭБУ формирует специальные циклы и запоминает оптимальные показатели для разных режимов. Если замерять напряжение осциллографом с хорошей чувствительностью, то на выходе первого лямбда зонда появится синусоида. По ее форме можно оценить правильность работы датчика.
Опрос лямбда зонда 2
Здесь процесс несколько проще, но синусоида очень похожа на описанную выше. Но есть своя тонкость — эффективная работа катализатора начинается только при прогреве его внутренностей хотя бы до 450 градусов.
- в лямбда зонды устанавливают спирали прогрева, чтобы попавшая в них смесь не искажала данные;
- в ЭБУ на этапе выпуска автомобиля зашивают цикл запуска, во время которого сигналы от холодного зонда не регистрируются;
- в ЭБУ зашивают несколько циклов, которые периодически обновляются (по мере работы мотора), и несколько из них отвечают за работу с холодным катализатором.
Современные лямбда зонды сложнее первых моделей — в них работает как минимум два активных контура, чтобы отправлять на ЭБУ минимальный и максимальный уровень сигнала. Это значительно улучшает работу системы. При этом в ЭБУ встраивается отдельный программный компонент для управления нагревательной спиралью датчиков, а в схеме подключения лямбда зондов предусматриваются выводы для питания нагревательного элемента.
Частые вопросы про лямбда зонды в автомобиле
Первый или верхний лямбда зонд можно найти перед катализатором. Он может быть установлен прямо в короб блока сразу после выхлопного коллектора, это зависит от модели автомобиля. Второй или нижний лямбда зонд расположен на самом выходе катализатора, он должен перехватывать поток еще горячих газов и измерять уровень кислорода. При удалении катализатора именно этот датчик следует заменить на обманку или эмулятор, иначе вы получите чек ошибки катализатора и аварийный режим работы двигателя.
Признаки неисправности имеют общий вид неправильной работы двигателя или катализатора. Это нестабильные обороты, потеря мощности, перерасход топлива, чек ошибки на панели. Неисправный датчик можно выявить только при замере напряжения точным прибором (осциллографом) или мотор-тестом при подключении ПК со специальной программой.
Скорее всего ЭБУ выдаст ошибку впрыска. Далее все зависит от модели машины и прошивки — от разбалансировки мощности и расхода до блокировки запуска и аварийного режима.
Чек ошибки катализатора появится в любом случае. А дальше — аварийный режим, блокировка, нестабильность, в дизельной машине возможен режим прожига сажевого фильтра.
Это почти бессмысленно. Нужно проверить тот, что стоит в системе, а мультиметром этого не сделать. Такая замена может ничего не дать, а при нарушении порядка подключения есть вероятность блокировки ЭБУ. Кроме того, датчик должен соответствовать рекомендациям производителя.
CAN Lamda
Датчик CAN LAMBDA , часто называемый датчиком кислорода, измеряет уровень кислорода в выхлопных газах. Этот уровень имеет решающее значение для получения оптимальной топливно-воздушной смеси при настройке двигателя .
- CAN относится к локальной сети контроллеров, которая действует как « нервная система» транспортного средства , , обеспечивающая связь от одной части к другой.
- Расчет лямбда определяет соотношение между количеством кислорода, фактически присутствующего в выхлопных газах, по сравнению с количеством, которое должно присутствовать для обеспечения идеального сгорания.
Эта информация о соотношении воздух-топливо, которую предоставляет CAN Lambda, важна для тюнера. Подача топлива, выходная мощность и соотношение воздух-топливо, присутствующие в выхлопе, составляют основу всей настройки топлива. Двигатель, в выхлопе которого содержится слишком много кислорода, называется «бедным» и сокращает срок службы двигателя. В качестве альтернативы, низкие показатели содержания кислорода в выхлопных газах могут свидетельствовать о богатом двигателе, который получает больше топлива, чем ему нужно. Возможность видеть эти цифры во время настройки автомобиля позволяет тюнеру на лету корректировать заправку и определять оптимальное значение лямбда. 9Модули 0003
Link CAN-Lambda использует цифровой лямбда-контроллер Bosch для мониторинга, управления и диагностики широкополосных лямбда-зондов Bosch LSU 4.9. Цифровая широкополосная связь предлагает множество преимуществ; мощный LSU 4.9датчик устранит любую потерю сигнала, риск, задержки и ошибки, которые вызывают аналоговые альтернативы.
Модули Link CAN Lambda позволяют измерять, отображать и регистрировать до восьми широкополосных датчиков кислорода. Для каждого датчика кислорода требуется отдельный модуль. Модулям необходимо сообщить, к какому датчику они подключены (например, цилиндр 1, цилиндр 2 и т. д.), чтобы их можно было идентифицировать на шине CAN. Все модули Link CAN-Lambda поставляются предварительно сконфигурированными для одной установки. Если используется только один датчик, модуль не требует настройки.
Модуль CAN-Lambda легко конфигурируется с ЭБУ Link G4+, а также совместим с другими ЭБУ вторичного рынка, регистраторами данных и дисплеями приборных панелей, которые обеспечивают прямую поддержку модулей Link CAN-Lambda или настраиваемых CAN.
Преимущества Link ECU G4+ CAN Lambda
- Можно установить и контролировать несколько кислородных датчиков в разных частях выхлопной системы
- Цифровая обратная связь устраняет задержки или потерю сигнала
- CAN-Lambda никогда не требует калибровки свободным воздухом, так как поставляется предварительно сконфигурированным
Лямбда-модуль Link CAN может работать только с ЭБУ G4+ и более новыми. Link G4 и более ранние ЭБУ используют только аналоговый вход для лямбда.
Чтобы приобрести лямбда-зонд CAN, обратитесь к дилеру Link ECU.
Бинарный лямбда-зонд | Mein Autolexikon
Лямбда-зонд — это датчик концентрации кислорода, который измеряет разницу в содержании кислорода между выхлопными газами и окружающим воздухом для обеспечения оптимального состава смеси. Одним из типов лямбда-зондов является бинарный лямбда-зонд.
Функция
Лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в выхлопных газах.
Он выдает сигнал напряжения на основе остаточного кислорода, содержащегося в отработавших газах. Блок управления двигателем использует этот сигнал напряжения для определения текущего состава смеси. В бинарных лямбда-зондах сигнал датчика переключается между двумя значениями. В зависимости от состава количество впрыскиваемого топлива уменьшается (богатая смесь) или увеличивается (бедная смесь).
Различают два типа бинарных лямбда-зондов: диоксид циркония и диоксид титана. Лямбда-зонд из диоксида циркония является наиболее широко используемым типом.
Принцип работы бинарного датчика из диоксида циркония
Чувствительный элемент из диоксида циркония имеет форму пальца и полый. Внутренняя сторона находится в контакте с окружающим воздухом, внешняя сторона находится в потоке выхлопных газов. Обе стороны покрыты тонким пористым слоем платины, который действует как электрод. Когда бинарный датчик из диоксида циркония достигает своей рабочей температуры, ионы кислорода начинают течь из-за разницы в концентрации кислорода.
Ионы кислорода движутся от эталонной стороны в направлении выхлопных газов, чтобы уравновесить это. Из-за результирующей разности потенциалов (напряжения между двумя электрически заряженными телами) к платиновым электродам прикладывается напряжение. Сигнал датчика составляет примерно 0,1 В для бедной смеси и 0,9 В для обедненной смеси.V — богатая смесь.
Принцип работы бинарного датчика из диоксида титана
В отличие от бинарных датчиков из диоксида циркония, бинарные датчики из диоксида титана фактически не создают никакого напряжения. Вместо этого их сопротивление изменяется в зависимости от концентрации остаточного кислорода в отработавших газах. Бинарные датчики на основе диоксида титана не нуждаются в эталонном воздухе. Диоксид титана менее электропроводен при высоком содержании кислорода (лямбда больше 1) и более электропроводен при низком содержании кислорода (лямбда меньше 1). Если на элемент подается напряжение, выходное напряжение изменяется в соответствии с концентрацией кислорода в отработавших газах.