Принцип работы кислородного датчика: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Устройство и принцип работы кислородного датчика

Содержание:

• Роль коэффициента отработки воздуха в системе ДВС
• Значения коэффициента избыточности воздуха. «Богатая» и «бедная» смеси
• Лямбда-зонд: назначение
• Назначение и устройство датчика кислорода
• Где располагаются запчасти?
• Устройство и принцип работы кислородного датчика
• Устройство лямдба-зонда
• Принцип работы лямбда-зонда для авто
• Лямбда-зонд: виды
• Виды материалов лямбда-зонда
• Кислородный датчик из циркония
• Титановый лямбда-зонд
• Форма лямбда-зонда
• Особенности применения широкополосных лямбда-зондов
• Период работы и выявление недостатков
• Почему ломается лямбда-зонд?

В современных автомобилях есть приборы, которые позволяют оценить влияние работы транспортного средства на окружающую среду.

К числу таких устройств относится лямбда-зонд, который также называют кислородным датчиком. Его использование необходимо не только для улучшения ситуации в природе, но и оценки эффективности работы системы ДВС (двигателя внутреннего сгорания).

Роль коэффициента отработки воздуха в системе ДВС

Как известно, принцип работы автомобильного транспортного средства базируется на системе двигателя внутреннего сгорания: за счет потребления (расхода) сгораемого топлива автомобиль черпает энергию, помогающую ему управлять всеми двигательными процессами.

В работе системы ДВС учитывается пропорционное соотношение воздуха и топлива. Идеальное значение получило название стехиометрическое. При таком соотношении топливо в системе ДВС сгорает на 100%. Это не только обеспечивает безупречное движение и работу взаимосвязанных с ним систем, но еще и благоприятно сказывается на влиянии деятельности автомобиля на окружающую среду.

При стехиометрическом соотношении газы авто практически не влияют на загрязнение природы, а потому машина может эксплуатироваться долго и регулярно. Но чтобы обеспечить такое соотношение, производителям автомобиля следует исследовать показатели топливоподачи.

В стехиометрическом соотношении учитываются следующие параметры: 14,7:1, где 14,7 кг – это объем воздуха, а 1 кг – количество топлива, которое требуется для его идеального сгорания. В естественных условиях эксплуатации автомобиля очевидно, что невозможно обеспечить одновременное поступление в ДВС именно такого объема воздушной смеси. Поэтому создатели транспортных средств должны предусмотреть такой уровень топливоподачи, при котором соблюдение этого соотношения будет достигнуто в максимально короткий период.

Значения коэффициента избыточности воздуха. «Богатая» и «бедная» смеси

При расчете топливоподачи учитывают значение коэффициента избыточности воздуха. Он определяется как соотношение поступившего в двигатель газа к объему топливной смеси, необходимому для его полного сгорания. Этот коэффициент обозначается особым символом лямбда («λ»). Значения коэффициента:

 Лямбда равна нулю. В таком случае речь идет о достижении стехиометрического соотношения, при котором топливо полностью сгорает в системе двигателя, обеспечивая оптимальные ходовые качества транспортному средству.

 Лямбда больше нуля. Здесь речь идет о так называемой «богатой», или перенасыщенной смеси. Причем под «богатым» понимается превышение доли топлива над количеством кислорода, используемого для сгорания этого топлива.

 Лямбда меньше нуля. И наоборот: если воздуха в топливовоздушной смеси больше, чем требуется для полного сгорания топлива, смесь считается «бедной».

В зависимости от получившихся расчетов используются 3 системы двигателей, каждая из которых направлена на оптимизацию ходовой активности авто и уменьшение негативного влияния машины на окружающую среду, которое осуществляется за счет выброса газов – результатов переработки топливовоздушной смеси. Виды двигателей, применяемых в зависимости от значения коэффициента избыточности:

 1 тип – экономия топлива;

 2 тип – интенсивное ускорение подачи топлива;

 3 тип – снижение доли вредных примесей в составе топливовоздушной смеси.

Учитывая, какое важное влияние оказывает соотношение отдельных элементов топливовоздушной смеси, в автомобилях используется отдельный прибор, задача которого – определить, правильно ли соблюдаются пропорции. Этот прибор носит название лямбда-зонд, которое связано непосредственно с символом, обозначающим значение коэффициента избыточности воздуха.

Лямбда-зонд: назначение

Лямбда-зонд создан, чтобы определять уровень кислорода в газах после сгорания топливной смеси. Передача информации осуществляется через электронный блок, созданный для управления системой ДВС.

Еще одно предназначение, объясняющее, как работает лямбда-зонд, связано с подготовкой смеси для фильтрации в катализаторе. Так как лямбда-зонд измеряет соотношение уровня кислорода и топлива в ДВС, то при разбалансировке в электронный блок подается соответствующий сигнал о том, что нужно увеличить или, наоборот, уменьшить количество топлива в системе. Когда пропорции идеальные, то есть наблюдается стехиометрическое соотношение, двигатель работает в оптимальном режиме, а потому нагрузка на катализатор снижается.

В конечном итоге выброс вредных веществ, которые появляются при сгорании переизбытков топлива в ДВС, сводится к минимуму. Это положительно сказывается на уровне загрязнения окружающей среды: воздействие выхлопных газов уменьшается.

Назначение и устройство датчика кислорода

Учитывая многозадачность современных транспортных средств, во многих устройствах используется не один, а 2 или даже 4 лямбда-зонда. Чем они отличаются и для чего требуется сразу несколько приборов:

 Основная задача первого лямбда-зонда сводится к расчету соотношения уровня горючего и кислорода в ДВС. То есть, первичный кислородный датчик выполняет свою прямую функцию – измерение пропорций и стремление к достижению стехиометрического соотношения.

 Второй лямбда-зонд нужен для упрощения работы катализатора. Учитывая возможные «погрешности», которые могут возникать при избытке или недостатке топлива в смеси, второй лямбда-зонд осуществляет повторную проверку соотношения, тем самым подготавливая смесь для катализатора.

Если второй кислородный датчик отсутствует, то все обязанности берет на себя единственное устройство. В таком случае нельзя с уверенностью сказать, что катализатор будет работать на полную мощность: случаи, когда этот прибор выходил из строя раньше положенного срока, не являются редкостью. Поэтому в тех автомобилях, где установлено 2 лямбда-зонда, объем вредных выхлопных газов минимален, а сам катализатор работает максимально продолжительный срок (при отсутствии заводских дефектов и разрушающих факторов).

Учитывая принцип работы обоих устройств, то есть первого и второго лямбда-зондов, первый располагается непосредственно перед нейтрализатором, а второй – после. Симбиоз устройств обеспечивает слаженную работу ДВС и катализатора, что положительно сказывается на работе всего автомобиля.

В некоторых автомобилях количество лямбда-зондов еще больше. Максимально в настоящее время встречается 4 устройства в составе одного транспортного средства. Количество приборов напрямую связано с тем, каков объем мотора. В машине с объемом мотора 2 литра и менее, как правило, располагается 2 устройства. Если у двигателя объем превышает 2 литра, то используются целых 4 прибора.

Один прибор встречается крайне редко. Его можно увидеть на устаревших моделях бюджетных марок, которые были выпущены 15-20 лет назад. У более старых, но дорогих автомобилей, как правило, уже установлено 2 и более приборов.

Где располагаются запчасти?

Чтобы узнать, сколько лямбда-зондов предусмотрено в модели вашего автомобиля, изучите инструкцию по эксплуатации или журналы, рассказывающие про самостоятельный ремонт транспортных средств. Проверку запчастей также можно осуществить в ближайшей мастерской.

Тем, кто хочет самостоятельно найти этот прибор, следует сделать следующее:

 Откройте капот автомобиля.

 Перейдите к месту, где располагается двигатель. Его несложно отыскать: устройство обычно располагается в центральной части под капотом, в специальной коробке с плотно закрытой крышкой.

 Изучите приводящие к двигателю элементы. Обратите внимание на выпускной коллектор. Это большие массивные трубы, располагающиеся в непосредственной близости от двигателя.

 В нижней части трубы следует поискать небольшой элемент цилиндрической формы. Он и представляет собой лямбда-зонд, который вы ищите. Если таких приборов несколько, то они будут располагаться рядом друг с другом. Расположение второго прибора не так просто найти. Он будет в нижней части автомобиля, в выпускной системе.

Соответственно, там, где предусмотрено целых 4 детали, вы увидите симметрично расположенные 4 элемента. Главное – не пытаться самостоятельно исправить работу приборов, если нет навыка в ремонте транспортных средств. Выход из строя кислородного датчика негативно сказывается на работе многих систем, поэтому лучше доверить решение этого вопроса профессиональным мастерам.

Устройство и принцип работы кислородного датчика

Чтобы понять, что представляет собой этот элемент, какую роль он играет в работе всей системы двигателя внутреннего сгорания, следует изучить его составляющие и их взаимосвязь с другими элементами.

Устройство лямдба-зонда

В зависимости от вида кислородного датчика его устройство, внешний вид и специфика работы будут незначительно различаться. Самый популярный вид прибора – циркониевый, его структура следующая:

 Электроды. У классического устройства их два. Один контактирует с окружающей средой, другой предоставляет доступ к внутренней системе агрегата. Основной объем работы выполняет внешний элемент. Именно через него происходит контакт запчастей с выхлопными газами, которые сами по себе являются разрушающим элементом. Внутренний электрод контактирует с кислородом, который высвобождается или, напротив, заполняет смесь в случае недостатка/избытка топлива.

 Нагревательный элемент. Самые первые датчики выпускались без него. Но сейчас все современные лямбда-зонды оснащены этим агрегатом. Нагревательный элемент позволяет устройству быстро достичь оптимальной температуры, которая требуется для запуска его системы. В зависимости от вида лямбда-зонда есть различные типы элементов. В нашем случае используется нагреватель, который должен прогреть деталь минимум до 300°C. Если температура будет недостаточно низкой, кислородный датчик будет показывать некорректное значение.

 Электролит – диоксид циркония. Он является важнейшим элементом, который проводит ток, необходимый для обеспечения работы лямбда-зонда. В иных приборах роль электролита выполняет титановый сплав.

 Кожух наконечника. На его поверхности предусмотрена специальная перфорация, которая улучшает проникновение отработанных газов в катализатор.

 Корпус. Обычно изготавливается из стали с уплотнителями на концах.

Зная состав и структуру лямбда-зонда, можно понять, каким образом осуществляется контроль над состоянием газа и топлива. Эти сведения помогают водителям своевременно «считывать» тревожные сигналы, возникающие при выходе запчастей из строя.

Если лямбда-зонд работает в полную силу, то сгорание топлива осуществляется наиболее эффективно. Это отражается на ходовой характеристике и плавности движения. И напротив: малейшие отклонения в кислородном датчике могут привести к тому, что автомобиль становится чересчур инертным, резким, слишком медленным и т.д.

Принцип работы лямбда-зонда для авто

Основной принцип работы лямбда-зонда базируется на следующем:

 оценка уровня топлива в смеси;

 передача данных в электрический блок;

 корректировка уровня кислорода в смеси;

 высвобождение газов и их подготовка к катализатору;

 защита катализатора от агрессивного воздействия продуктов горения.

Основной принцип работы этого устройства базируется на том, чтобы определить соотношение топлива и кислорода в топливовоздушной смеси. Если уровень одного из элементов не находится в рамках норматива (стехиометрическое соотношение), лямбда-зонд подает сигнал в электронный блок для корректировки проблемы.

После подачи сигнала осуществляется высвобождение излишнего кислорода или, напротив, насыщение воздухом. Такой способ позволяет поддерживать оптимальный баланс в системе ДВС, что положительно сказывается на работе мотора.

Лямбда-зонд: виды

Кислородные датчики бывают нескольких видов. Они классифицируются по ряду признаков:

 Материал.

 Форма.

 Конструкция.

Благодаря такой классификации можно без труда определить, какой тип устройства используется в вашем автомобиле. Это может пригодиться в том случае, если требуется срочная замена элемента или кратковременный ремонт. Лицам с навыками автомобильного мастера не составит труда исправить погрешность под капотом автомобиля, но только в том случае, если они будут знать, как устроены детали и чем они отличаются от остальных элементов.

Виды материалов лямбда-зонда

Среди материалов, используемых при создании лямбда-зонда, выделяют титан и цирконий. Самым распространенным видом кислородного датчика считается лямбда-зонд, изготовленный из циркония. В составе материала (база) – диоксид циркония. Также при создании используется другой элемент – оксид иттрия. На поверхности лямбда-зонда располагаются мелкие электроды. Они выполнены из платины. Этот материал идеально подходит для реакций окислительно-восстановительного характера.

Кислородный датчик из циркония

Циркониевый лямбда-зонд довольно устойчив к воздействию внешних факторов. Его оболочка находится в непосредственном контакте с окружающей средой, которая состоит из газов, полученных в результате реакций в ДВС. Внутренняя часть прибора взаимодействует с воздухом. В сам кислородный датчик воздух также попадает, что является нормой. Это необходимо для обеспечения оптимальной работы системы.

В составе элемента также есть нагревательный прибор, который представляет собой керамический изолятор. Без этого прибора кислородный датчик будет попросту неисправен, так как для обеспечения оптимального функционирования запчастей требуется достижение определенной температуры. Она составляет 300-400°C. Если керамический изолятор с функцией нагревания не позволит достигнуть указанных параметров температурного режима, не исключено, что система будет выдавать ошибку (например, показывать недостаточный уровень топлива в составе топливовоздушной смеси).

Несмотря на жесткие требования к соблюдению температурного режима, необходимого для корректной работы устройства, не нужно допускать его перегрева. Если температура зонда достигнет 950°C, устройство попросту выйдет из строя. В таком случае ремонт будет бессилен: придется менять неисправный элемент на новый, так как при такой температуре важнейшие элементы лямбда-зонда сгорают.

При эксплуатации и замене неисправного либо устаревшего лямбда-зонда стоит учитывать, что циркониевый элемент не предусматривает присоединение дополнительных приводящих проводов. Это приведет к появлению дисбаланса: по новым каналам будет поступать дополнительный кислород, что скажется на качестве сигнала и работы запчастей. Иными словами, если мастер по ошибке решить присоединить к кислородному циркониевому датчику дополнительные провода, то он попросту перестанет показывать корректную информацию, что приведет к неправильному соотношению уровня топлива и кислорода, увеличению потребления топлива и росту объемов выхлопа загрязняющих веществ.

Титановый лямбда-зонд

Второй вид материала, используемый при создании кислородного датчика, – это титан. По своему внешнему виду и принципу работы он во многом схож с предыдущей моделью, однако базу составляет диоксид не циркония, а титана.

Информация о соотношении элементов в системе топливовоздушной смеси передается благодаря изменению уровня проводимости. Эти сведения поступают в электронный блок, который затем распределяет необходимое количество топлива для корректировки получившегося значения.

Еще одно различие между титановым и циркониевым лямбда-зондом заключается в том, что для работы первого устройства требуется более высокая температура. Чтобы привести прибор в действие, он должен нагреться минимум на 700°C. Также устройство осуществляет свою работу без дополнительного контакта с кислородом, за исключением процессов, которые происходят внутри самого датчика (анализ соотношения топлива и кислорода и отправка полученных сведений).

Титановый датчик считается менее удобным. Он дольше нагревается, требует более высокой температуры, а потому используется лишь в нескольких авто. В большинстве моделей современных транспортных средств используется циркониевый вариант.

Форма лямбда-зонда

Кислородные датчики классифицируются в зависимости от ширины, поэтому среди них выделяют широко- и узкополосные запчасти. В первом случае речь идет о приборе современного плана. Он используется и на входе, и на выходе, а потому считается универсальным.

Особенности такого лямбда-зонда – выявление цифровых отклонений от нормы. То есть, широкополосный лямбда-зонд предназначен для точного расчета соотношения между кислородом и топливом. Он позволяет с легкостью определить, является ли смесь «богатой» или «бедной», а также подает сигналы в электрический блок, какая именно корректировка позволит достичь стехиометрического соотношения.

Такие элементы могут быть установлены и на двигатели, которые используют «обедненную» смесь. Благодаря своим свойствам широкополосные датчики нагреваются так же, как и титановые. Их средняя температура для активации работы составляет 650°C.

Основное преимущество такого датчика – своевременная регулировка смеси. За счет наличия насосной и измерительной систем осуществляется замер показателей, а затем их корректировка. Как это работает:

 Прибор измеряет состав смеси.

 Показатели сравниваются с рекомендованными значениями. У каждого транспортного средства есть свои особенности работы системы ДВС, поэтому у некоторых автомобилей данные могут почти всегда быть в норме, в то время как у других – «скакать» в том или ином направлении.

 Если смесь «бедная», то осуществляется высвобождение излишне накопившегося воздуха из системы.

 При избытке топлива датчик подает сигнал к электронному блоку, в результате чего осуществляется обогащение кислородом из окружающей среды.

Реакция в системе происходит благодаря измерению напряжения тока. В случае «бедной» смеси, в составе которой преобладает кислород, напряжение увеличивается. И, напротив, для «обогащенной» смеси является нормой снижение уровня напряжения, что является свидетельством того, что пора пополнять запасы газа из внешних источников.

Учитывая сложность процессов, чтобы перемещение кислорода из системы и обратно происходило быстро и без проблем, откачка и наполнение воздухом осуществляется через специальное отверстие. Оно называется диффузионным зазором. Когда кислород высвобождается (а также при обратном процессе), направление тока меняется, как и напряжение в устройстве.

Последние 5 лет преимущественно используются широкополосные датчики. Они более точные и надежные, так как оснащены сверхчувствительными элементами на поверхности лямбда-зонда. Узкополосные зонды учитывают лишь значимые изменения в составе смеси. Если кислород или топливо имеют малый дефицит, прибор все равно будет показывать, что показатели находятся в пределах нормы. Поэтому катализаторы, рядом с которыми установлены узкополосные лямбда-зонды, служат меньше, чем элементы с широкополосными системами.

Особенности применения широкополосных лямбда-зондов

Несмотря на то, что широкополосные устройства показывают определенный уровень напряжения, который принимается за норму, на самом деле в самих датчиках напряжение отсутствует. Продемонстрированные данные – не что иное, как внутренняя система измерителей. То есть прибор попросту отображает определенный норматив, именуемый напряжением, при отклонении от которого происходит некорректная работа в системе ДВС.

За отклонение принимается «обеднение» или «перенасыщение» топливом. И то, и иное не является нормой и подлежит немедленной корректировке, если владелец авто не хочет в будущем иметь проблемы с работой двигателя и его негативным влиянием на окружающую среду.

Чтение напряжения, которое показывает лямбда-зонд, – процесс субъективный. Здесь имеет значение, о каком автомобиле идет речь, какой тип двигателя используется. Все это влияет на исходные данные, которые будет показывать система. Поэтому не следует сравнивать значение, полученное на автомобиле российской марки, с показателями иномарок и наоборот.

Узнать, какое значение лямбда-зонда является нормативом можно в инструкции. Опытные автомобильные мастера, которые специализируются на решении проблем с системой ДВС и ее прилегающими элементами, помогут разобраться со значением для владельцев старых, эксклюзивных или неисправных автомобилей.

Период работы и выявление недостатков

Зная, как работает лямбда-зонд, можно без труда определить состояние этого агрегата в случае отклонения от нормы. В среднем, менять прибор нужно каждые 100 тыс. км пробега. Но порой замена элемента требуется уже через 50 тыс.

Быстрый выход из строя можно назвать особенностью этого агрегата. Так как кислородный датчик регулярно контактирует с газами, получившимися в результате горения топлива, это негативно сказывается на состоянии самого прибора.

Учитывая тот факт, что электронное управление автомобиля находится в тесной взаимосвязи с этим устройством, узнать о возникновении проблем с лямбда-зондом несложно. Если он вышел из строя, на экране появится соответствующая ошибка – загорится лампа Check Engine. Однако лампа может загореться и при выходе из строя иных запчастей, поэтому для моментального и максимального точного определения проблемы можно использовать специальный сканер. Пример — Scan Tool Pro Black Edition. Он подключается к электронному блоку и позволяет «считать» информацию о том, какие именно запчасти требуют срочного ремонта или замены.

Кроме основного признака, позволяющего определить неисправность этого прибора, есть и косвенные факторы. Среди них стоит упомянуть:

 падение мощности двигателя в процессе нажатия на педаль газа. Нельзя считать появление этого признака свидетельством того, что лямбда-зонд вышел из строя. Иногда работа ДВС может быть нарушена банальным скачком в электросети, отсутствием достаточного уровня топлива, перегревом и иными факторами, которые можно исправить спустя некоторое время, дав автомобилю отдохнуть без движения;

 снижение уровня чувствительности акселератора. Зачастую этот фактор проявляется одновременно с предыдущим признаком. Когда нажатие на газ осуществляется с задержкой, возможно, это связано со снижением уровня работы лямбда-зонда;

 «скачки» на дороге, не связанные с наличием плохого дорожного полотна. Так называемое «рваное движение» — один из явных признаков того, что в работе системы ДВС есть определенные сбои. Также этот признак может указывать на проблемы с лямбда-зондом, который нужно менять каждые 50-150 тыс. км пробега.

Наличие одного признака не является гарантией, что ваш кислородный датчик вышел из строя. Но если все факторы имеют место быть, а также загорается лампочка электронного блока, с уверенностью 80% можно сказать, что следует посмотреть состояние лямбда-зонда.

Почему ломается лямбда-зонд?

Причин выхода из строя этого элемента несколько. Среди самых распространенных:

 Естественное старение прибора. Кислородный датчик рассчитан на определенное количество циклов. Если система работает слаженно, то есть автомобиль эксплуатируется на допустимой мощности, не возникает перегрузок или сбоев, то можно использовать лямбда-зонд на протяжении 150 тыс. км пробега и даже больше. Но у старых авто или машин с явными недостатками в работе ДВС срок применения этого агрегата обычно ниже в 2-3 раза и может составлять всего 45-50 тыс. км.

 Проблемы с электричеством. Когда цепь обрывается, связь с устройством может быть потеряна. Зачастую это случается при ДТП или затоплении автомобиля. В обоих случаях необходимо сразу позаботиться о замене неисправного элемента.

 Попадание инородных тел. Несмотря на то, что кислородный датчик в основном контактирует с газами после процесса горения, некоторые его виды осуществляют взаимодействие и с внешними газами – то есть кислородом из окружающей среды. Если диффузионный заслон загрязняется, это приводит к ухудшению работы системы и требует немедленной очистки.

Независимо от причины, которая привела к выходу устройства из строя, следует заняться его ремонтом или заменой в кратчайшие сроки. Этот агрегат играет важную роль в системе ДВС. Он не только «подает сигналы» в блок управления, но и контролирует соотношение топлива и кислорода. Правильная балансировка обеспечивает оптимальный уровень сгорания, при котором количество выделяемых в атмосферу примесей сводится к минимуму, и при этом двигатель осуществляет свою работу более слаженно.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Дмитрий
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Игорь
• Автоинструктор Виктор
• Автоинструктор Светлана
• Автоинструктор Юрий
• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Анатолий

Отзывы:

Все отзывы

Лямбда зонд,датчик кислорода.Устройство и принцип работы.

Для того, чтобы добиться наибольшей продуктивности от работы двигателя необходимо обеспечить наилучшее сгорание топливно-воздушной смеси, в свою очередь для этого необходимо точно определить необходимые пропорции впрыскиваемого топлива и поступающего воздуха. Полученная смесь гарантирует наилучшее сгорание, продуктивную работу и наименьшее количество вредных веществ от выхлопа.

Для определения доли кислорода в отработанных газах автомобиля, используется кислородный датчик (он же лямбда зонд, в народе).

Такой датчик используется только на инжекторных автомобилях. Лямбда зонд устанавливается в выхлопной системе автомобиля, некоторые модели авто могут содержать в комплектации 2 кислородных датчика, в таком случае один из них устанавливается до катализатора, второй – после катализатора. Применение 2 датчиков, позволяет усилить контроль, за отработанными газами автомобиля, тем самым достигнуть наиболее эффективной работы катализатора.

Как работает лямбда зонд?
Как Вам известно, дозировкой подаваемого топлива занимается электронный блок управления, он подает сигнал на форсунки о количестве необходимого топлива в камере сгорания в тот или иной момент времени. Лямбда зонд, в этом процессе выступает в качестве устройства обратной связи, благодаря которому, происходит правильная дозировка топлива на количество подаваемого воздуха. Правильно рассчитанная смесь очень важна как с экологической точки зрения, так и с экономической. На сегодняшний день, одним из важнейших требований к производству автомобилей является экологическая безопасность, поэтому новые автомобили комплектуются как правило каталитическим нейтрализатором (катализатором) и двумя датчиками лямбда зонда. Такое сочетание устройств позволяет свести к минимуму экологический вред, который наносят автомобили окружающей среде, но при возникновении поломки в одном из функциональных узлов выпускной системы, водитель попадет на приличные деньги, ведь все это не так то и дешево стоит.

Устройство лямбда зонда.
Сам датчик состоит из 2 электродов, внешнего и внутреннего. Внешний электрод сделан из платинового напыления, поэтому особо чувствителен к кислороду, из за химический свойств платины, ну а внутренний сделан из циркония. Лямбда зонд устанавливается таким способом, чтобы через него проходили отработанные газы автомобиля, при прохождении, внешний электрод улавливает кислород в отработанных газах, при этом изменяется потенциал между электродами, чем больше кислорода – тем выше потенциал! Особенностью циркониевого сплава, из которого сделан внутренний электрод – это его рабочая температура, которая достигает отметки в 300-1000 градусов. Именно по этой причине кислородные датчики имеют в своей конструкции подогреватели, которые доводят температуру самого датчики до рабочей в момент холодного запуска двигателя.

Лямбда зонды бывают 2 видов:

• Двухточечный датчик.
• Широкополосный датчик.

Эти два вида датчика между собой схожи по внешним признакам, но при этом выполняют работу различными способами.

Двухточечный датчик – это пример того датчика, который мы описывали ранее, состоит он с двух электродов, он фиксирует коэффициент избытка воздуха в топливной смеси, по величине концентрации кислорода в отработанных газах автомобиля.

Широкополосный датчик – является современной конструкцией лямбда зонда, в нем значение получают благодаря использование силы тока закачивания. По своей конструкции широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов, двухточечного и закачивающего. Закачивающий элемент – физическим процессом закачивает в себя кислород из отработанных газов автомобиля, с использованием определенной силы тока.

Датчик держит постоянное напряжение 450 мВ, если концентрация кислорода уменьшается – напряжение между электродами возрастает и подается сигнал в электронно управляющий блок. Как только сигнал поступил на ЭБУ, создается ток определенной силы на закачивающем элементе, этот ток обеспечивает закачку кислорода в измерительный зазор. В этом всем процессе, величины силы тока, которая подается на закачивающий элемент – это уровень концентрации кислорода в отработанных газах.

Основные причины и признаки неисправностей. Существует несколько признаков, по которым можно определить неисправность кислородного датчика:

• Увеличение токсичности выхлопных газов. Этот показатель на «глаз» определить невозможно, только с помощью замера специальным прибором, можно сделать вывод что уровень СО выхлопных газов увеличен. Показания прибора о увеличении СО гласит о нерабочем датчике лямбда зонд.
• Увеличение расхода топлива. Этот признак более заметен, чем предыдущий. Любой автомобилист интересуется, какой количество топлива расходуется автомобилем на определенное расстояние, поэтому повышение расхода будет заметно практически сразу. Единственный нюанс в этом способе определения – не всегда увеличение расхода топлива говорит о неисправности кислородного датчика.
• Check Engine. Все инжекторные автомобили имеют блок управления, который можно диагностировать на причину поломки в том или ином узле. Как правило, при появлении неисправности на приборной панели загорается соответствующая лампочка «Check Engine». В большинстве случаев, горение этой лампы говорит о неисправности лямбда зонда, более подробно можно узнать при диагностике на сервисе.

Причины неисправностей:

• Качество топлива. При некачественном топливе, на кислородном датчике откладывается небольшими долями свинец, этот слой со временем снижает чувствительность внешнего электрода к кислороду. Такой датчик можно со временем смело считать нерабочим.
• Механическая неисправность. К этим неисправностям относятся чисто механические повреждения самого датчика. Например: повреждение корпуса датчика, нарушение целостности обмотки обогрева и прочее. Решаются такие причины путем замены датчика на новый, ремонт практически невозможен и не целесообразен.
• Неисправность в топливной системе автомобиля. Из за неисправности форсунок, в цилиндры двигателя подается большее количество топлива, чем требуется, следовательно, оно не сгорает, а выходит в выхлопную систему в виде черного налета (сажи). Со временем эта сажа накапливается на всех узлах выхлопной системы автомобиля, в том числе и на лямбда зонде, это становиться причиной неправильной работы датчика. Как лечение, можно использовать тряпки и средства очистки, чтобы вычистить кислородный датчик, но если такие загрязнения будут постоянными – можно смело выбрасывать датчик и устанавливать новый.

Следите за автомобилем и своевременно выполняйте диагностику, это поможет сохранить функциональные узлы в хорошем состоянии на протяжении длительного времени.

Как работает кислородный датчик в двигателе?

Технически кислород жизненно важен для двигателя. Он определяет правильную работу двигателя. Так, для достижения правильного соотношения воздух-топливо производители используют кислородные датчики в выхлопных системах. Кроме того, датчик кислорода в выхлопных газах также известен как «лямбда-зонд». Он расположен перед каталитическим нейтрализатором в выхлопной трубе. Датчик генерирует напряжение в зависимости от количества кислорода в отработавших газах. Таким образом, он обеспечивает обратную связь о составе смеси с системой управления двигателем в режиме реального времени.

Датчик кислорода Bosch

Кроме того, производители калибруют систему управления двигателем (EMS). В результате он обеспечивает оптимальную мощность двигателя, выбросы и экономичность во всем рабочем диапазоне двигателя. Кислородный датчик помогает EMS контролировать оптимальные выбросы выхлопной системы. Таким образом достигается идеальное соотношение воздух-топливо 14,7:1.

Модель:

Кроме того, кислородный датчик состоит из гальванической батареи. Датчик содержит два пористых платиновых электрода. Кроме того, между ними находится керамический электролит (двуокись циркония). Кислородный датчик генерирует напряжение в диапазоне от 100 мВ (0,1 В) до максимум 9 В.00 мВ (0,9 вольта). Однако это зависит от уровня кислорода в выхлопных газах. Кроме того, лямбда-зонд сравнивает атмосферный кислород, обычно примерно 21%, с количеством кислорода в выхлопных газах.

Датчик O2 (предоставлено Denso)

Как правило, богатая смесь содержит больше топлива на одну часть кислорода. Таким образом, это означает, что он имеет 0% кислорода. Таким образом, датчик выдает высокое напряжение около 900 мВ. С другой стороны, бедная смесь имеет меньше топлива на часть кислорода. Он может содержать от 3% до 4% кислорода. Итак, датчик выдает низкое напряжение 100 мВ. Однако среднее напряжение датчика составляет ~ 450 мВ, что дает идеальное соотношение смеси 14,7:1.

Критерии:

Богатая смесь – значительная разница между уровнями кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Это приводит к высокой проводимости между электродами. Следовательно, выходное напряжение высокое, около 900 мВ.

Бедная смесь – незначительная разница между уровнями кислорода. Это приводит к меньшей проводимости и меньшему выходному напряжению, обычно около 100 мВ.

Нормальная смесь – когда уровень смеси составляет приблизительно 14,7:1. Тогда выход датчика кислорода будет около 450 мВ.

Характеристики датчика кислорода:

1. Он имеет проволоку из нержавеющей стали. В результате он обеспечивает лучшую устойчивость к коррозии и термическим нагрузкам.
2. Производители используют позолоченные клеммы на штырьках сигнального и эталонного разъемов. Кроме того, он обеспечивает превосходный контакт даже для мельчайших сигналов напряжения/тока.
3. Двойной сварной лазером корпус датчика предотвращает попадание влаги на чувствительный элемент/нагреватель.
4. Производители проводят функциональное испытание на качество датчиков O2 при температуре 1000°C.
5. Производители также тестируют керамический наперсток под давлением 420 бар, чтобы убедиться в его целостности.
6. Измерительный элемент датчика кислорода проходит испытания на «газопроницаемость» при изготовлении.

Датчик кислорода Hitachi

Датчик кислорода Функция:

Кроме того, кислород необходим для человеческого организма. Точно так же запуск двигателя также имеет решающее значение для повышения производительности. Кислородный датчик помогает поддерживать «идеальное» соотношение воздух/топливо 14,7:1 или лямбда 1. Он обеспечивает значение лямбда 1 в различных условиях работы двигателя. Кроме того, он сравнивает количество кислорода в выхлопных газах с количеством кислорода в атмосфере. При таком различном количестве кислорода кислородный датчик вырабатывает и отправляет выходное напряжение в систему управления подачей топлива двигателя.

Кроме того, компании AC Delco, Bosch, Denso и Hitachi являются одними из ведущих мировых производителей датчиков O2.

Примечание: Изображения (любезно предоставлены соответствующими производителями)

Посмотрите на датчик кислорода в действии:

Подробнее: Как работают датчики двигателя?>>

О команде CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Члены команды CarBikeTech имеют более чем 20-летний опыт работы в автомобильной сфере. Команда CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи об автомобильных технологиях.

КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ И ЗАМЕНИТЬ

Дом, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный блог, ссылки, указатель

Ларри Карли, авторское право 2022 AA1Car.com

Компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования производительности двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, иначе могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и проблемы с выбросами.

Датчик кислорода является одним 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 представлен в 1976 году на Volvo 240. Автомобили Калифорнии получили их следующим в 1980, когда правила выбросов Калифорнии 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).

На относительное обогащение или обеднение топливной смеси может влиять множество факторов, в том числе температура воздуха, температура охлаждающей жидкости двигателя, атмосферное давление, положение дроссельной заслонки, поток воздуха и нагрузка на двигатель. 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 ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования состава топливной смеси, что называется «контуром регулирования с обратной связью». Компьютер получает сигналы от датчика O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования топливной смеси. 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 в выхлопных газах, в то время как внутренняя часть колбы выходит наружу через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого типа на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, через которое воздух может попасть в датчик, но новые кислородные датчики «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 уровнях 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 выдает примерно 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 ЭБУ 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 многоточечным 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 в разомкнутый контур.

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

Начиная с нескольких автомобилей 1994 и 1995 годов, а также всех автомобилей 1996 года и новее, количество 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 за выбросами 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 рабочую среду, в которой они работают. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены.

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 воздушно-топливной 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 умирает, результатом может быть 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 EPA показало, что 70% автомобилей, которые не прошли тест на выбросы I/M 240, нуждались в новом кислородном датчике.

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….Низкий уровень сигнала в цепи управления перепускным клапаном турбонагнетателя
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….Высокий уровень сигнала в цепи 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…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0052….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0056…. Цепь 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 …. Цепь датчика O2, высокое напряжение, 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 цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0138…. Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0139…. Медленный отклик цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0140…. Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 2
P0141…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0142….Неисправность цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0143…. Низкое напряжение в цепи датчика кислорода, ряд 1, датчик 3
P0144…. Высокое напряжение цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0145. … Медленная реакция цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0146 …. Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 3
P0147…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 3

Если датчик O2 немного вялый или слегка смещен на обогащенную или бедную смесь, он может не установить 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 достигнет максимального выходного сигнала (0,9 В). 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 на середине 19С 80-х до середины 1990-х годов приложения 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 кислородного датчика (имеющего вырез для очистки 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 OEM 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 кодировкой, используемой для датчиков кислорода различных марок:

Стандартные цветовые коды проводки датчика кислорода.

---

Кислородный датчик Вопросы и ответы

Сколько кислородных датчиков 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 более поздних моделях автомобилей с OBD II (некоторые модели 1993 и 1994 годов, а также все модели 1995 года и новее) один или два дополнительных кислородных датчика также устанавливаются 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 Ряда 1 всегда будет на той же стороне двигателя V6 или V8, что и номер цилиндра. один.

На сканирующем приборе нижний датчик на четырехцилиндровом или рядном шестицилиндровом двигателе с одинарным выхлопом обычно помечен как ряд 1, датчик 2. На двигателях V6, V8 или V10 нижний датчик O2 может быть помечен как ряд 1 или ряд 2. , Датчик 2. Если двигатель V6, V8 или V10 имеет двойные выхлопные трубы с двойными нейтрализаторами, датчики O2 ниже по потоку будут помечены как ряд 1, датчик 2 и ряд 2, датчик 2. Или нижний датчик кислорода может быть помечен как датчик ряда 1. 3, если двигатель имеет два датчика кислорода перед выпускным коллектором (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 о расположении датчиков кислорода, нажмите 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 богата (меньше кислорода в выхлопных газах), 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 воздуха (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 в 1,5 раза. 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 ненагреваемый датчик. 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 О2 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.