Широкополосный датчик кислорода своими руками: Опаньки / БайкПост

Содержание

Распиновка широкополосного датчика кислорода


Возможные проблемы с топливом. Часть 5 — DRIVE2

Не спится, вот и решил пописать немного.

Не долго был я безработным. Все творческий отпуск закончен. Новые планы, проекты. Сегодня на совещании нашей команды были определены задачи всем. И у многих запланированы командировки, кто решать сложные вопросы с программистами, ну а мне осталось дождаться получения визы и ждет меня 14 часовой перелет. Еду на ознакомление, изучение и практику новых интересных разработок в области автоспорта и тюнинга двигателей. Необходимо к поездке подготовится, но пару ночей еще у меня есть, что бы закончить серию этих постов.

Я понимаю, становятся они для многих скучными. Но я всячески стараюсь писать, как можно проще и не забывайте, что для меня это очень сложно писать по-русски. Да, я учился в школе, в институте в России, но это было очень давно и все дальнейшее образование в этой области я получил на различных иностранных языках и просто не владею русской терминологией.

Буду очень признателен, если кто-то в комментариях будет поправлять мои корявые выражения.

Вот к примеру Drive-by-wire – я знаю как работает, что это, сколько проводов, для чего каждый из них, но как это перевести на русский язык?

Ладно, вернемся к скукоте, к нашим баранам. Не, еще одна мысля пришла. Я вырос в семье физиков брат старший, отец – да Пап поздравляю тебя, у тебя же сегодня день рождения. Так вот они меня научили не запоминать уравнения, законы, теоремы, а главное их прочувствовать. Если достичь такого понимания процессов, то ты всегда будешь в состоянии, потом сам вывести любое уравнение или доказать теорему. Для чего я это, все просто, много комментариев, сообщений получил типа – а какой цвет провода и т.д. Да это не важно, они не постоянны, зависят от изготовителя.

Или многие спрашивают совета как настроить машину, какая смесь и т.д. Не с этого надо начинать. Вы же не можете попросить вас научить, скажем, вырезать аппендицит. Я не думаю, что это как то сложно, если тебе покажут, расскажут и возможно, наверное, даже не быв ДОКТОРОМ произвести эту операцию.

Но, что ПРОИЗОЙДЕТ если там будет что то не так? Человек может просто умереть. Вы не можете подходить к изучению вопроса локально, надо комплексно. Наверное, поэтому врачи больше всего и учатся, у них ошибка может стать кому то жизни.

ДАТЧИКИ СОСТАВА ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Основные виды:

— Wideband sensors, – широкополосные датчики кислорода,— Air Fuel sensors – датчики составе смеси TOYOTA/SUBARU

— Lean Mixture (датчики обедненной смеси)

Как вы помните, обычный кислородный датчик характеризуется наличием двух устойчивых состояний. При обогащенной смеси он вырабатывает повышенное напряжение, а при избытке кислорода пониженное. Эта ´переключательностьª приводит к тому, что блок управления (БУ) не в состоянии определить точный состав смеси и необходимую в данный момент степень её изменения.

Освежить можете здесь

По мере повышения требований к содержанию вредных веществ в отработавших газах и дальнейшего развития конструкции двигателей внутреннего сгорания такие обычные кислородные датчики перестали удовлетворять требованиям к инжекторным системам, так как не позволяли определять точный состав смеси.

Это потребовало разработки датчиков новой конструкции. Основной параметр (крутизна) выходной характеристики обычного кислородного датчика не позволяет оценивать (определять) состав отработавших газов при работе двигателя. С помощью этих датчиков БУ может определять только приблизительный состав смеси, то есть богатая она или бедная, но не может определить на сколько состав смеси отличается от стехиометрической величины (14.7:1)

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Широкополосные датчики состоят из двух ячеек: измерительной ячейки и ячейки накачки. С помощью измерительной ячейки содержанию кислорода в выхлопных газах, попадающих в детекторную камеру, сопоставляется напряжение, которое сравнивается с заданной величиной 450 мВ (это значение для стехиометрической смеси).

Любое отличие от 450мВ приводит к тому, что с помощью тока накачки в измерительную камеру подается или отводится столько ионов кислорода, чтобы между электродом на стороне эталонного воздуха и электродом измерительной камеры установилась величина напряжения 450 мВ.

Этот ток накачки является измеряемой величиной, которая почти линейно описывает состояние топливно-воздушной смеси и значение ее лямбда-показателя.

В стехиометрической смеси эта величина равна нулю, поскольку парциальное давление кислорода измерительной камеры соответствует указанной выше заданной величине 450 мВ

Если смесь стехиометрическая (лямбда = 1), то никакой ток через ячейку накачки не идет.

Если смесь богатая, количество остаточного кислорода в выхлопных газах очень незначительно, в ячейке накачивания индуцируется негативный ток и кислород накачивается в детекторную камеру.При обедненной смеси концентрация остаточного кислорода в отработанных газах высокая, в ячейке накачивания индуцируется положительный ток и кислород откачивается из детекторной камеры.

Главное отличие любого датчика состава топливно-воздушной смеси от скачкового датчика кислорода это в том, что выходных значением для измерения состава смеси является значение тока, а не напряжение. Напряжение является управляющими сигналами или выходными из контролера, без которого данный вид сенсоров не способен работать. И конечно он более чувствителен.В чем разница между широкополосным датчиком кислорода wideband и A/F sensor? Wideband О2 сенсор обычно (не без исключения к примеру Хонда) имеет 5 проводов, а A/F сенсор 4 провода.

Рассмотрим сегодня немного 5 проводные датчики

Цвета соответствуют LSU BOSCH

Широкополосные кислородные датчики имеют пять кабельных соединений. Нагревательный элемент снабжается током через серый и белый кабель. Сигнал тока накачки (Ip+) протекает через красный кабель, сигнал измерительной ячейки (Vs+) — через черный кабель. Желтый кабель создаёт измерительное соединение для ячейки накачки и измерительной ячейки (Опорное напряжение IP/ VS)

Для того что бы была одинаковая чувствительность сенсора (одинаковый выходной ток для одной и той же лямбды) устанавливается калибровочное сопротивление Rcal но это кабель идет не от датчика а от ЭБУ или контролера к разъему. Очевидно, что заводские датчики все откалиброваны, и калибровочное сопротивление Rcal обычно установлено в самом разъеме.

Если этой опции нет, как к примеру у контролеров которые используют UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) датчик (AEM, Innovate …) в таком случае обязательна калибрация на воздухе.

Запомните, что все датчики такого типа имеют как минимум 5 проводов от сенсора к разъему и 6 или 7 от разъема.

Вообще желательно всегда знать, что у Вас за датчик кислорода, для этого есть специальный документ. К примеру, на BOSCH LSU 4.2 www.daytona-sensors.com/download/Bosch_LSU4.pdf

Для сравнения, выходное (измеряемое, определяющее) значения тока для BOSCH LSU 4.2

Для Denso

Очень немало важный фактор. Сила тока на нагревательном элементе намного выше т.к. минимальная рабочая температура датчика состава топливно-воздушной смеси 750 градусов. Подробно об этом контуре поговорим в следующем посте.

Место расположения, установки. Для любителей ставить близко к турбине (или вообще перед ней) рекомендую взглянуть на следующий график

На нем указан % ошибки показаний в зависимости от давления. Учтите 1 бар – это атмосферное давление.

Устал писать

Продолжение следует (датчики тайота/субару)

С уважениемBarik

Page 2

Не спится, вот и решил пописать немного.

Не долго был я безработным. Все творческий отпуск закончен. Новые планы, проекты. Сегодня на совещании нашей команды были определены задачи всем. И у многих запланированы командировки, кто решать сложные вопросы с программистами, ну а мне осталось дождаться получения визы и ждет меня 14 часовой перелет. Еду на ознакомление, изучение и практику новых интересных разработок в области автоспорта и тюнинга двигателей. Необходимо к поездке подготовится, но пару ночей еще у меня есть, что бы закончить серию этих постов.

Я понимаю, становятся они для многих скучными. Но я всячески стараюсь писать, как можно проще и не забывайте, что для меня это очень сложно писать по-русски. Да, я учился в школе, в институте в России, но это было очень давно и все дальнейшее образование в этой области я получил на различных иностранных языках и просто не владею русской терминологией. Буду очень признателен, если кто-то в комментариях будет поправлять мои корявые выражения.

Вот к примеру Drive-by-wire – я знаю как работает, что это, сколько проводов, для чего каждый из них, но как это перевести на русский язык?

Ладно, вернемся к скукоте, к нашим баранам. Не, еще одна мысля пришла. Я вырос в семье физиков брат старший, отец – да Пап поздравляю тебя, у тебя же сегодня день рождения. Так вот они меня научили не запоминать уравнения, законы, теоремы, а главное их прочувствовать. Если достичь такого понимания процессов, то ты всегда будешь в состоянии, потом сам вывести любое уравнение или доказать теорему. Для чего я это, все просто, много комментариев, сообщений получил типа – а какой цвет провода и т.д. Да это не важно, они не постоянны, зависят от изготовителя.

Или многие спрашивают совета как настроить машину, какая смесь и т.д. Не с этого надо начинать. Вы же не можете попросить вас научить, скажем, вырезать аппендицит. Я не думаю, что это как то сложно, если тебе покажут, расскажут и возможно, наверное, даже не быв ДОКТОРОМ произвести эту операцию. Но, что ПРОИЗОЙДЕТ если там будет что то не так? Человек может просто умереть. Вы не можете подходить к изучению вопроса локально, надо комплексно. Наверное, поэтому врачи больше всего и учатся, у них ошибка может стать кому то жизни.

ДАТЧИКИ СОСТАВА ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ

Основные виды:

— Wideband sensors, – широкополосные датчики кислорода,— Air Fuel sensors – датчики составе смеси TOYOTA/SUBARU

— Lean Mixture (датчики обедненной смеси)

Как вы помните, обычный кислородный датчик характеризуется наличием двух устойчивых состояний. При обогащенной смеси он вырабатывает повышенное напряжение, а при избытке кислорода пониженное. Эта ´переключательностьª приводит к тому, что блок управления (БУ) не в состоянии определить точный состав смеси и необходимую в данный момент степень её изменения.

Освежить можете здесь

По мере повышения требований к содержанию вредных веществ в отработавших газах и дальнейшего развития конструкции двигателей внутреннего сгорания такие обычные кислородные датчики перестали удовлетворять требованиям к инжекторным системам, так как не позволяли определять точный состав смеси.

Это потребовало разработки датчиков новой конструкции. Основной параметр (крутизна) выходной характеристики обычного кислородного датчика не позволяет оценивать (определять) состав отработавших газов при работе двигателя. С помощью этих датчиков БУ может определять только приблизительный состав смеси, то есть богатая она или бедная, но не может определить на сколько состав смеси отличается от стехиометрической величины (14.7:1)

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ШИРОКОПОЛОСНОГО КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Широкополосные датчики состоят из двух ячеек: измерительной ячейки и ячейки накачки. С помощью измерительной ячейки содержанию кислорода в выхлопных газах, попадающих в детекторную камеру, сопоставляется напряжение, которое сравнивается с заданной величиной 450 мВ (это значение для стехиометрической смеси).

Любое отличие от 450мВ приводит к тому, что с помощью тока накачки в измерительную камеру подается или отводится столько ионов кислорода, чтобы между электродом на стороне эталонного воздуха и электродом измерительной камеры установилась величина напряжения 450 мВ.

Этот ток накачки является измеряемой величиной, которая почти линейно описывает состояние топливно-воздушной смеси и значение ее лямбда-показателя.

В стехиометрической смеси эта величина равна нулю, поскольку парциальное давление кислорода измерительной камеры соответствует указанной выше заданной величине 450 мВ

Если смесь стехиометрическая (лямбда = 1), то никакой ток через ячейку накачки не идет.

Если смесь богатая, количество остаточного кислорода в выхлопных газах очень незначительно, в ячейке накачивания индуцируется негативный ток и кислород накачивается в детекторную камеру.При обедненной смеси концентрация остаточного кислорода в отработанных газах высокая, в ячейке накачивания индуцируется положительный ток и кислород откачивается из детекторной камеры.

Главное отличие любого датчика состава топливно-воздушной смеси от скачкового датчика кислорода это в том, что выходных значением для измерения состава смеси является значение тока, а не напряжение. Напряжение является управляющими сигналами или выходными из контролера, без которого данный вид сенсоров не способен работать. И конечно он более чувствителен.В чем разница между широкополосным датчиком кислорода wideband и A/F sensor? Wideband О2 сенсор обычно (не без исключения к примеру Хонда) имеет 5 проводов, а A/F сенсор 4 провода.

Рассмотрим сегодня немного 5 проводные датчики

Цвета соответствуют LSU BOSCH

Широкополосные кислородные датчики имеют пять кабельных соединений. Нагревательный элемент снабжается током через серый и белый кабель. Сигнал тока накачки (Ip+) протекает через красный кабель, сигнал измерительной ячейки (Vs+) — через черный кабель. Желтый кабель создаёт измерительное соединение для ячейки накачки и измерительной ячейки (Опорное напряжение IP/ VS)

Для того что бы была одинаковая чувствительность сенсора (одинаковый выходной ток для одной и той же лямбды) устанавливается калибровочное сопротивление Rcal но это кабель идет не от датчика а от ЭБУ или контролера к разъему. Очевидно, что заводские датчики все откалиброваны, и калибровочное сопротивление Rcal обычно установлено в самом разъеме.

Если этой опции нет, как к примеру у контролеров которые используют UEGO (Universal Exhaust Gas Oxygen) датчик (AEM, Innovate …) в таком случае обязательна калибрация на воздухе.

Запомните, что все датчики такого типа имеют как минимум 5 проводов от сенсора к разъему и 6 или 7 от разъема.

Вообще желательно всегда знать, что у Вас за датчик кислорода, для этого есть специальный документ. К примеру, на BOSCH LSU 4.2 www.daytona-sensors.com/download/Bosch_LSU4.pdf

Для сравнения, выходное (измеряемое, определяющее) значения тока для BOSCH LSU 4.2

Для Denso

Очень немало важный фактор. Сила тока на нагревательном элементе намного выше т.к. минимальная рабочая температура датчика состава топливно-воздушной смеси 750 градусов. Подробно об этом контуре поговорим в следующем посте.

Место расположения, установки. Для любителей ставить близко к турбине (или вообще перед ней) рекомендую взглянуть на следующий график

На нем указан % ошибки показаний в зависимости от давления. Учтите 1 бар – это атмосферное давление.

Устал писать

Продолжение следует (датчики тайота/субару)

С уважениемBarik

Широкополосный датчик кислорода: устройство, принцип работы, неисправности. Широкополосный лямбда-зонд :

Ежегодно в мире ужесточаются экологические нормы. Сейчас каждый автомобиль укомплектован системой фильтрации отработавших газов. И если на дизельных моторах эту функцию выполняет сажевый фильтр и система SCR, то на бензиновых все несколько иначе. Здесь используется каталитический нейтрализатор. Именно он преобразует вредные металлы в экологически чистые оксиды. Однако его работа и эффективность зависима от электроники. Так, в конструкции автомобиля можно встретить широкополосный датчик кислорода. Что это за элемент, как он работает, как устроен и можно ли его проверить своими руками? Ответы на эти вопросы узнаете в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Что это за элемент? Широкополосный лямбда-зонд – это устройство, которое отвечает за измерение количества кислорода в выхлопных газах автомобиля. Благодаря работе данного элемента обеспечивается наиболее правильное смесеобразование и, как следствие, оптимальная и стабильная работа двигателя на всех его режимах. Процесс управления концентрацией кислорода в газах называют лямбда-регулированием.

Сам название «лямбда» происходит от греческого символа λ. В автомобилестроении данным символом обозначается коэффициент остатка воздуха в горючей смеси.

Где находится?

Устанавливается широкополосный лямбда-зонд в выхлопной системе. В зависимости от типа автомобиля, в конструкции может использоваться один или несколько таких датчиков. Так, первый устанавливается до катализатора, второй – после него. Внешне его можно увидеть не всегда. Например, на «Калине» первых поколений данный элемент расположен в районе днища. А начиная со второго поколения кислородный датчик (лямбда-зонд) монтируется прямо в выпускной коллектор, доступ к которому осуществляется из-под капота. Но в любом случае данный элемент будет выглядеть как некая форсунка, что торчит из трубы со жгутом проводов.

Отметим, что на старых автомобилях использовался не широкополосный датчик кислорода, а двухточечный. Он имеет простую конструкцию. Был заменен ввиду необходимости более точных показаний. Ведь чем правильнее смесь, тем более оптимальной будет работа двигателя в разных режимах и нагрузках. Кстати, некоторые устанавливают широкополосный датчик кислорода с показометром. Обычно это цифровой «будильник», который показывает соотношение бензина и воздуха в смеси в режиме реального времени. Зачастую используется для диагностики неисправностей авто. На заводе такой элемент не устанавливается.

Устройство

Конструкция данного механизма предполагает наличие следующих элементов:

  • Металлический корпус с резьбой.
  • Электрический нагреватель.
  • Наконечник.
  • Защитный экран.
  • Токопроводящий контакт.
  • Уплотнительная манжета для провода.
  • Изолятор.

В основе механизма лежат два чувствительных электрода. Внешний имеет платиновое напыление, благодаря которому электрод сильно чувствителен к кислороду. Внутренний же изготовлен из циркония. Устанавливается датчик таким образом, чтобы сквозь него проходили отработанные газы. Внешний электрод улавливает О2, после чего измеряется потенциал между двумя наконечниками. Чем он выше, тем больше кислорода в системе.

Широкополосный датчик кислорода являет собой усовершенствованную конструкцию двухконтактного механизма. Отметим, что потенциал разницы измеряется под воздействием определенной силы тока.

Как это работает?

Алгоритм действия данного элемента основывается на поддержке определенного напряжения. Оно составляет 0,45 В. Это стабильный показатель между двумя электродами датчика.

При снижении концентрации О2, напряжение между керамическим элементом возрастает. это свидетельствует о наличии обогащенной смеси. Данный сигнал моментально поступает в электронный блок управления. Последний на основаниях этих сигналов создает ток определенной силы на исполнительных устройствах (в том числе на форсунке). Та, в свою очередь, впрыскивает больше (или меньше, в зависимости от показаний) бензина в камеру. Если смесь бедная, датчик сигнализирует об этом ЭБУ таким же образом.

Важная особенность

Стоит отметить, что работа чувствительных наконечников возможна только при достижении температуры в триста градусов Цельсия. Рабочий диапазон керамических электродов составляет от трехсот до тысячи градусов. Но как тогда действует элемент «на холодную»? Ранее на двухконтактных устройствах сигнал формировался от иных датчиков (расхода воздуха, положения заслонки и числа оборотов коленвала). Усредненное значение лямбды поступало на блок и тот формировал готовую смесь. Правда, значения эти были не всегда верными. Это не гарантировало оптимальную и стабильную работу двигателя внутреннего сгорания.

Поэтому в новом поколении датчиков (широкополосного типа) используется специальный подогреватель. Его функция – повысить температуру наконечников. Это необходимо, чтобы устройство включилось в работу сразу же после холодного старта двигателя. При достижении температуры в триста градусов, керамический элемент становится твердым электролитом, который пропускает сквозь себя ионы кислорода, скопившиеся на платиновой электродной сетке.

Нагревательный элемент расположен внутри корпуса датчика и питается принудительно от бортовой сети автомобиля.

Значение лямбды и связь с ДВС

Исходя из всего вышесказанного можно сказать, что работа стабильная работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без широкополосного датчика. Именно этот элемент формирует сигнальные значения для ЭБУ, который впоследствии корректирует горючую смесь. Электронный блок является связующим звеном, который не только принимает импульсы, но и подает опорное напряжение 0,45 В на датчик. В зависимости от нагрузки двигателя внутреннего сгорания, режима его работы и рабочей температуры электроника подбирает наиболее оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси.

Считается, что идеальное соотношение – это 14,7 частей кислорода на одну часть бензина. При таком условии значение лямбды будет равно единице. Но не стоит забывать о таком значении, как коэффициент избытка воздуха. Если лямбда показывает выше единицы, значит, смесь будет обедненной. В таком случае в цилиндр поступит больше кислорода. Ежели лямбда ниже одного, значит, ЭБУ будет формировать обогащенную смесь. Так, в цилиндры поступит больше топлива, чем обычно.

Ресурс

Это довольно хрупкий элемент в автомобиле. Замена лямбда-зонда может понадобиться уже через 50 тысяч километров. Но как правило, на таком пробеге изнашиваются датчики отечественных авто. Если говорить об иномарках, замена лямбда-зонда может наступить через 100-120 тысяч километров. Точных цифр никто не регламентирует, поскольку ресурс зависит от многих факторов (вплоть до содержания свинца в бензине).

Признаки

Как определить, что кислородный датчик (лямбда-зонд) требует замены? Узнать это очень просто. Поскольку датчик будет неисправен, на электронный блок заведомо поступят ошибочные сигналы и данные. В результате мотор будет работать нестабильно. Причиной тому является неправильно сформированная топливовоздушная смесь. Неисправность кислородного датчика широкополосного типа сопровождается:

  • Увеличением расхода топлива.
  • Нестабильными оборотами на холостом ходу.
  • Неконтролируемым нагреванием катализатора. после остановки мотора, он может потрескивать.
  • Изменением концентрации СО в газах. Выхлоп будет более едким и неприятным на запах.
  • Появлением лампы «Проверьте двигатель» на панели приборов.
  • Снижением разгонной динамики.
  • Провалами (рывками) при попытке набрать скорость.

Если появился хотя бы один из вышеперечисленных симптомов, это повод произвести детальную проверку широкополосного датчика кислорода.

Причины неисправности

Почему данный механизм может выходить из строя? Первая причина – это естественный износ. Если пробег автомобиля составил более 50 тысяч километров, ресурс механизма может подойти к концу. Но также датчик ломается по другим причинам:

  • При обрыве проводов, что идут на датчик. В таком случае сигнал попросту не поступит на ЭБУ.
  • При механическом повреждении. Многие датчики устанавливаются в районе днища. Если автомобиль проехал через глубокое препятствие, возможно повреждение измерительного элемента. При малейшей деформации разрушается гальванический элемент широкополосного датчика кислорода.
  • При перегреве датчика. Это может произойти из-за неполадок в топливной системе автомобиля. Обычно это некорректный угол зажигания либо неправильный тюнинг двигателя (например, не та прошивка ЭБУ при чип-тюнинге).
  • При загрязнении чувствительного элемента. Если закоксовывается верхний слой с платиновым покрытием, ионы не будут улавливаться широкополосным датчиком. Что это может быть? Обычно загрязнения происходят из-за попадания масла в камеру сгорания. данная копоть затем обволакивает стенки выпускного коллектора, а также наконечника датчика. Еще загрязнения могут происходить из-за использования некачественного бензина, который содержит много свинца.
  • При разгерметизации корпуса. Такое бывает редко, но данную неисправность не следует исключать.
  • При попадании антифриза в цилиндры двигателя. это происходит из-за пробоя прокладки головки блока. В результате газы приобретают характерный белый цвет. Помимо этого, меняется и концентрация кислорода в выхлопе. Простыми словами, датчик начинает «сходить с ума». ЭБУ готовит неправильную смесь.

Разбираем контакты

В отличие от двухконтактного датчика, широкополосный имеет несколько иное устройство.

К нему подводится целая колодка с проводами. За что отвечает каждый из них? Ниже мы расскажем о распиновке широкополосного датчика кислорода:

  • Пин-1. Отвечает за ток ионного насоса. Напряжение на этом контакте должно составлять не менее 10 микроампер.
  • Пин-2. Отвечает за массу. Допустимое отклонение – не больше 100 mV.
  • Пин-3. Отвечает за работу гальванического элемента (сигнал Нернста). В отключенном разъеме уровень напряжения должен составлять порядка 0,45 В. При подключенном разъеме данная цифра находится в пределах 1 В.
  • Пин-4 и 5. Эти контакты отвечают за напряжение на подогревателе. Управляется подогреватель широкополосного датчика путем широтно-импульсной модуляции. В случае отказа подогревателя, при компьютерной диагностике будут следующие коды ошибок: РОО36 и РОО64.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, как работает кислородный датчик, как устроен и почему он выходит из строя. Как видите, устроен широкополосный элемент гораздо сложнее, чем двухконтактный. Тем не менее именно такой тип позволяет точно контролировать и правильно готовить топливно-воздушную смесь, не возлагаясь на усредненные параметры. В случае выхода из строя элемент нужно срочно заменить.

Где находится датчик кислорода, мы уже знаем (до и после каталитического нейтрализатора либо в районе выпускного коллектора). При замене могут возникнуть трудности. Резьба часто прикипает, а открутить датчик можно только с использованием универсальных смазок типа ВД-40.

Проверяем лямбда-зонд

©А. Пахомов 2007 (aka IS_18, Ижевск)

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

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, я 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.

Итак, датчик кислорода. Когда-то очень давно он представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся выхлопными 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:   а) сканером б) мотортестером, подключив щупы и запустив самописец.

Второй вариант, вообще говоря, 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 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. Как именно это происходит, в подробностях описано здесь.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтоб 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.

Поняв, как работает датчик, легко осознать 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 же 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 топливо-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, описано в этой статье.

Итак, 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.

Таблица распиновки датчиков лямбда зонда на 4 провода

Если сочетание цветов вашего датчика будет идентично сочетанию цветов одной из колонок предложенных таблиц ниже (циркониевые или титановые лямбды) — значит датчик имеет указанную конструкцию и распиновка лямбда зонда на 4 провода соответствует указанным в таблице данным.

Таблица распиновки датчиков лямбда-зонда

НазначениеЦветовые комбинации для циркониевых датчиков.
12345
Нагреватель +ЧёрныйФиолетовыйБелыйКоричневыйЧёрный
Нагреватель —ЧёрныйБелыйБелыйКоричневыйЧёрный
Сигнал +СинийЧёрныйЧёрныйФиолетовыйЗелёный
Сигнал —БелыйСерыйСерыйБежевыйБелый
НазначениеЦветовые комбинации для титановых датчиков.
12
Нагреватель +ЧёрныйКрасный
Нагреватель —ЧёрныйБелый
Сигнал +СерыйЖёлтый
Сигнал —СерыйЧёрный
Из чего состоит лямбда-зонд

Это интересно  Все, что представила Apple 25 марта 2019

ШЛЗ продолжение. Собираем показометр широкополосного лямбда зонда. — Nissan Laurel, 2.5 л., 1998 года на DRIVE2

Очень неудобно бегать в машину и постоянно менять штатный лямбда зонд на широкополосный для проверки, поэтому все делается очень медленно. Вварить вторую гайку еще не успел.Прибор что-то показывает ))).

Поженил его с Нистюном для наглядности.

Схема довольно сырая и капризная.Очень не хотел писать теорию про работу ШЛЗ, но немного все таки придется.Это устройство не из тех, что просто собрал по примеру и оно работает. Нет, так не получится и в работу датчика придется все таки вникать. Идея в том, что при стехиометрической смеси напряжение на ячейке Нернста = 0.45В. (см рисунок)И мы ШИМ выходом микроконтроллера стараемся создать на молекулярной помпе такое напряжение (а, если быть точным, ток), при котором в измерительной камере как раз будет эта стехиометрическая смесь и на ячейке Нернста будет те самые 0.45В. Для управления ШИМ служит алгоритм ПИД регулятора.Настройка ПИД регулятора, это вообще занятие не для слабонервных.Как его настраивать никто не знает ))). Поэтому мы меняем параметры методом подбора.

В результате, то у нас дикое перерегулирование и показания скачут от мин к макс, то наоборот, система становится такой тормозной, что пока дождешься этих пресловутых 0.45В…

И вот как только поймали, измеряем ток, который проходит через молекулярный насос и по таблице из даташита на Бош ШЛЗ находим конечную величину. Т.е. лямбду…И это только часть задачи… а ведь еще есть подогрев…

В результате нужно строить газовую лабораторию и готовить идеальную смесь )))

Но… Бош, как оказалось позаботился о нас и сделал специальную микросхему — интерфейс для своих же датчиков. Ее, кстати, ставят в ЭБУ автомобилей, что ездят с ЩЛЗ. Говорят, ее тяжело купить. Но в Китае есть все…

Вот примерная схема обвязки.Как видно, без микроконтроллера никак не обойтись, так как микросхема не управляет подогревом. И придется им управлять все таки с микроконтроллера. Микросхема с микроконтроллером общается по SPI (тоже придется разбираться). Но все таки, я думаю, что Бош сделали хорошую микросхему для своих датчиков и все заработает, как надо )))

На десерт заколхозил детонметр — прибор подключается к штатному датчику детонации и измеряет напряжение на нем (с максимальной частотой, как возможно). На фото 2.5В — видимо какое-то опорное напряжение с ЭБУ.Проверить сложно, т.к. очень не хочется принудительно пускать мотор в детонацию…

Альфаметр своими руками схема

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Информация о пользователе

Вы здесь » Форум владельцев Audi 80 в кузове В2 » Система подачи топлива » Настройка карбюратора по самодельным приборам. Альфаметр

Сообщений 1 страница 2 из 2

Поделиться

101.07.2012 12:13
  • Автор: Sergei2
  • Активный участник
  • Откуда: Украина
  • Зарегистрирован: 24.10.2010
  • Сообщений: 218
  • Уважение: [+10/-0]
  • Позитив: [+0/-0]
  • Машина: Audi 80 b2 YP 1.6 78г. ДААЗ 2107

Прочитав несколько форумов по настройеу карбюратора по альфаметру, решил попробовать себе купить такой пробор. Пройдясь по ценам, огорчился, довольно высокая цена и тут увидел форум Тавроводом, мне кажется это пока самый дешовый вариант, сам датчик кислорода стоит примерно 35уе, автор Таврийского форума рекомендовал мне узкополосный датчик – Лямбда-зонд Bosch 0 258 006 537. Для меня есть два варианта: индикатор изготовить на светодиодам или же купить автомобильный указатель, допустим вольтметр стрелочный, только не с узкой шкалой, а с ходом стрелки порядка 200 градусов, собрать на полевом транзисторе вольтметр с растянутой шкалой и должен получиться не плохой альфаметр.

Альфаметр – прибор предназначен для визуального контроля за текущим составом воздушной – топливной смеси в бензиновых двигателях. Значения альфа меньше «1» означают богатую смесь, больше «1» – бедную.

Все картинки взяты с ниже приведенных ссылок.

Я думаю, что с помощью альфаметра можно будит и карбюратор от ВАЗ настроить нормально под наши двигатели.

Хотелось бы услышать Ваше мнение.

Данный прибор не претендует на какую-либо калиброванную точность измерения и относится к классу индикаторов, или, как говорят в народе «показометров». Однако, его скромных возможностей вполне хватит для довольно точной настройки состава смеси.
Прибор очень прост и реализован на микроконтроллере фирмы Atmel (AVR серия) со встроенными компараторами и позволяет измерять и индицировать сигнал с датчика (диапазон 0…1вольт) и его динамику. Прибор практически безинерционный и позволяет кроме уровня оценить скорость переключения (фронты сигнала). Дискретность индикатора примерно 0. 1В, для упрощения считывания показаний горит всегда один светодиод.


Конденсатор, подключенный к выводам 13 и 14 микроконтроллера — задающий для компаратора, поэтому желательно поточнее и постабильнее (в моем случае — К71-7 2710pF однопроцентный). Для сброса/запуска микроконтроллера можно использовать DS1811 или аналогичную микросхему мониторинга питания/Watch Dog Timer. Кварц 4 MHz.Файлы для прошивки микроконтроллера привожу в двух вариантах — в шестнадцатеричном (tes tlambda.hex) и двоичном (testlambda.bin) форматах…

Подключение на авто: (+12) на схеме — плюс аккумулятора, (GND) — минус аккумулятора/масса,
вход (IN) — к сигнальному проводу датчика кислорода (Лямбда-зонда).
А вот так выглядит готовый прибор, собранный на макетной плате

Кислородный датчик начинает работать при достижении температуры чувствительного элемента 350
градусов Цельсия. Поэтому сразу после включения необходимо подождать несколько минут его
полного прогрева. В случае если в автомобиле был установлен однопроводной (не подогреваемый)
зонд, необходимо дождаться, пока выхлопными газами он будет прогрет до рабочей температуры.
мы никогда не повторяли эту конструкцию, поэтому не можем дать никаких комментариев по ней.
Но, скорее всего, это простой узкодиапазонный вольтметр. То есть, проще говоря, это не совсем
альфометр, т.к не учитывается характеристика ДК и индицируется не альфа, а напряжение
снимаемое с ДК, которое во «взрослом» альфометре преобразуется в альфу. Но его показания
вполне можно отградуировать по стандартному газоанализатору.

TEST-ENGINE.RU

г. Москва
тел.: +7-985-681-20-77(МТС)
www.motor-tester.ru

Главная | Каталог оборудования / Альфаметр АЛЬФА-1 на базе широкополосного лямбда-зонда

Альфаметр АЛЬФА-1 на базе широкополосного лямбда-зонда

17.04.2018
ВНИМАНИЕ . С появлением нового адаптера Альфа_LC-1 на дисплее альфаметра АЛЬФА-1 будет отображаться НАПРЯЖЕНИЕ лябда-зонда(в вольтах).
По стандарту LC_1 от Innovate Motorsports:
– 0 вольт, лямда = 0.5
– 2.5 вольт, лямда = 1
– 5 вольт, лямда = 1,5
Идеальная (стехиометрическая) смесь: при напряжении 2.5 вольт, лямда=1, соотношение воздух/топливо = 14.7/1(бензин), соотношение воздух/топливо = 15.5/1(пропан) и т.д.

Альфаметр АЛЬФА-1 на базе широкополосного лямбда-зонда BOSCH 0258007057 или BOSCH 0258007351, данные датчики кислорода с линейной характеристикой и позволяют точно контролировать смесь. Переносной прибор с встроенным дисплеем предназначен для контроля содержания кислорода в отработавших газах, замеряется в выхлопной трубе. Быстро реагирует на изменение смеси, новый 0.6 сек., в отличие от газоанализатора, где на это уходит до 20-30 секунд. Применяется при регулировки топливных систем бензин, газ, дизельное топливо, спирт… Прибор можно использовать как в стационарных условиях, так и в движении на автомобиле при индивидуальной настройке и ЧИП-ТЮНИНГЕ.

Переносной прибор, ПК не нужен, есть внешний выход 0. 5v индикации значения лямбды или состава смеси для подключения осциллографа, внешнего цифрового или аналогового вольтметра, а также любого другого индикатора. U.пит прибора = 13-15v от АКБ измеряемого авто.
Важно .
Для точной настройки смеси, нормальной работы альфаметра АЛЬФА-1 и прогрева лямбда-зонда, автомобиль должен быть заведен, двигатель прогрет до рабочей температуры, генератор исправен и выдавать напряжение на АКБ в пределах 13-15 вольт.

Индикация показаний альфаметра АЛЬФА-1 на компьютере

Работа альфаметра АЛЬФА-1 возможна совместно с персональным компьютером, для этого необходимо подключить к аналоговому выходу прибора дополнительный адаптер и использовать соответствующее ПО. Для индикации показаний альфаметра АЛЬФА-1 на ПК, используем адаптер 2-х канального USB-осциллографа и программу ALFA_2.


рис.2 Адаптер связи с ПК (осциллограф)

Подключаем кабель с гнездом «тюльпан» к аналоговому выходу альфаметра, второй конец кабеля, с осциллографическим гнездом, подключаем к каналу 2 адаптера осциллографа .


рис.3 Программа АЛЬФА-2

ИНСТРУКЦИЯ
1. Скопируйте программу «АЛЬФА-2» на рабочий стол.
2. Подключите адаптер к ПК с помощью USB-кабеля.
3. Компьютер определит новое устройство и автоматически поставит на него драйвера.
4. Соедените адаптер и альфаметр кабелем с разъемами типа «тюльпан».
5. Откройте программу, индикация показаний альфаметра в графическом и цифровом виде автоматически запустится.
Не забывайте выбрать вид топлива ! Приятной Вам работы !

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:
23.12.2016. Программа USB_scope_v.6 + программа АЛЬФА-2
Для адаптеров выпуска с 01.09.2013 Uвх = 0. 100v
Операционная система: Windows XP / Vista / 7 (32/64 разр.)
14.10.2015. Программа АЛЬФА-2 новый интерфейс
10.05.2015. Программа USB_scope_v.5 + программа АЛЬФА-2
Для адаптеров выпуска с 01.09.2013 Uвх = 0. 100v
Операционная система: Windows XP / Vista / 7 (32/64 разр.)

КАЛИБРОВКА
Синхронизация показаний дисплеев на альфаметре и в программе АЛЬФА-2. В программу добавлена калибровка прибора, с сохранением значения на ПК, скачайте архив и распакуйте в удобное Вам место, создайте ярлык на рабочем столе. Внимание . Текстовый документ «alfa» должен находиться в той же папке, где находится программа, в нем сохраняются калибровочные значения, иначе программа будет выдавать ОШИБКУ . На панели «Калибровка» , с помощью кнопок «+» и «-«, добейтесь синхронизации показаний альфаметра и программы, нажмите кнопку «сохранить». В окошке над кнопками высвечивается калибровочное значение. Новое значение сохранится в текстовом документе «alfa». При каждом открытии программы, она опрашивает у текстового документа «alfa» калибровочное значение и делает свои вычисления с учетом этого значения. Лямбда-зонд можно не подключать, достаточно подать питание на альфаметр.

Работа альфаметра АЛЬФА-1 возможна совместно с программно-аппаратным комплексом J5 On-Line Tuner
Подключение АЛЬФА-1 аналогично подключению контроллеров ШДК от Innovate MotorSports. LM-2 LC-1. Для этого необходимо аналоговый выход альфаметра подключить к сигнальному входу ДК ЭБУ (28-й контакт для ЭБУ Январь-5).
подробнее смотрите в документации программно-аппаратного комплекса J5 On-Line Tuner на сайте разработчиков: www.almisoft.ru
Обратите внимание:
• убедитесь, что в прошивке ОТКЛЮЧЕНО лямбда-регулирование, то есть, снят флаг комплектации ДК.

Показания альфаметра АЛЬФА-1 возможно наблюдать на экране любого диагностического сканера .
Для этого необходимо аналоговый выход альфаметра подключить к аналоговому (АЦП) входу ЭБУ, например: использовать сигнальный вход датчика кислорода. Чтобы данные альфаметра не влияли на работу инжекторной системы, в программу ЭБУ должны быть внесены соответствующие изменения .

Альфаметр АЛЬФА-1(базовый комплект):
– контроллер альфаметра
– удлинитель 3м от прибора до лямбда-зонда
– удлинитель 2м для подключения к АКБ
– универсальный кабель для подключения к разъему лямбда-зонда
– документация на альфаметр АЛЬФА-1
– чертежи трубки Вентури скачать

Дополнительно:
– кабель и адаптер связи с ПК (2-х канальный USB-осциллограф)
– Программа АЛЬФА-2

Главная | Каталог оборудования / Альфаметр АЛЬФА-1 на базе широкополосного лямбда-зонда

Датчик кислорода (Лямбда-Зонд) – Поделки для авто

В выпускном коллекторе есть специальный датчик, который называется Лямбда-Зонд. Этот датчик определяет, сколько кислорода осталось в отработанных газах. Разработала этот датчик компания Bosh в конце 1960-х года. При помощи датчика кислорода определяют оптимальное соотношение топлива и воздуха в горючей смеси, которая поступает в цилиндры двигателя.

Соотношение воздуха и топлива 14,7:1 считается оптимальным. Если это соотношение не выполняется, то принимают два отклонения: много воздуха – мало топлива считают бедной смесью и мало воздуха, а топлива много – богатой смесью. Как правило, единственный экземпляр датчика кислорода расположен у выхода выпускного коллектора. Но в последнее время на современных двигателях устанавливаются два таких датчика.

Это объясняется тем, что в выпускных газах должно быть какое- то количество кислорода, чтобы проходил процесс нормального дожигания CH и CO катализатором. На двигателе 2AZ-FE установлено два датчика кислорода (один датчик перед катализатором, другой – после). На ЭБУ (ECU) приходит информация от двух датчиков одновременно, в результате блок более точно рассчитывает импульсы, которые подаются на электронный впрыск топлива EFI, соответственно повышается топливная эффективность и экономичность двигателя.

Самыми распространенными являются два типа датчиков кислорода. Датчиком первого типа является обыкновенный датчик, основу которого составляет оксид циркония. Второй вид датчика кислорода – широкополосный датчик на той же основе. В обычном датчике протекает реакция, в результате которой двуокись циркония ZrO2 восстанавливается до окиси циркония ZrO. Чувствительный элемент датчика покрыт платиновым катализатором, который и является инициатором реакции восстановления.

Окислительные и восстановительные реакции на поверхности проходят попеременно, поэтому Лямбда-Зонд все время находится в рабочем состоянии и сохраняет высокую чувствительность, когда в отработанных газах изменяется содержание кислорода. Разновидностью обычного датчика с такой же основой является широкополосный датчик. Датчик, имеющий широкую панель LSU 4, отличается от обычного датчика комбинацией ячеек (сенсорных и накачиваемых кислородом).

Ячейки разделяет диффузионный зазор (его ширина 0,01 – 0,05 мм. ) Газовое содержимое имеет постоянный состав, который соответствует оптимальному соотношению топлива и воздуха. Это соотношение для сенсорной ячейки означает напряжение в 450 мВт. Содержание газа и, соответственно, напряжение сенсора поддерживается за счет разницы в напряжении сенсора накачиваемых элементов. При напряжении сенсора меньше 450 мВт и бедной смеси ячейка из диффузионного отверстия выкачивает кислород.

Ток при богатой смеси и напряжении сенсора выше 450 мВт, изменяет свое направление, и в диффузионные отверстия кислород переносят накачивающие ячейки. Чтобы обеспечить датчику нормальную работу, в него встраивают специальный нагревательный элемент, благодаря которому температура поддерживается в пределах 700 – 800 C°. Если датчик кислорода выходит из строя, ЭБУ двигателем (ECU) работает, не обращая внимание на датчик кислорода.

В этом случае содержание топлива и воздуха рассчитывают, исходя из усредненных показателей. Это приведет к тому, что расход топлива двигателем будет увеличен. Ошибка диагностируется как P0135. Датчики кислорода имеют свой срок эксплуатации, но в российских условиях они намного раньше выходят из строя. Основной причиной является наше некачественное топливо.

еТХТ

Ремонт лямбда-зонда своими руками

Лямбда зонд нужен для создания оптимального баланса воздуха и топлива в смеси , которая составляет 14,7 единиц воздуха на  1 единицу топлива. Показания датчика передаются на электронный блок управления (ЭБУ) автомобилем, что обеспечивает в автоматическом режиме, без участия водителя, корректировку состава смеси и позволяет поддерживать оптимальное соотношение мощности и экономичности работы.

Неисправность датчика может привести к нарушениям в работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Автомобиль продолжит движение, но при этом существенно возрастет расход топлива, а такие параметры, как разгонная динамика, поведение автомобиля в целом, изменятся в худшую сторону.

Различные варианты кислородных датчиков

Если лямбда-зонд вышел из строя, его необходимо отремонтировать или заменить. Прежде чем записываться на станции технического обслуживания (СТО), следует попробовать восстановить работоспособность датчика самостоятельно. Для выполнения этой работы существует несколько способов. Выбирать их необходимо с учетом типа датчика кислорода, его конструктивных особенностей.

Современные автомобили оснащаются датчиками 3-х типов:

  1. Циркониевые.
  2. Титановые.
  3. Широкополосное.

Самые популярные и востребованные модели датчиков – циркониевые. Они представляют собой наконечники из керамического материала с диоксидом циркония. Поверхность с двух сторон закрыта защитными экранами, сформированными из тончайших платиновых электродов.

Титановый лямбда-зонд внешне схож с циркониевым, отличие заключается в том, что чувствительный элемент изготовлен из диоксида титана. На практике такие образцы встречаются достаточно редко. Причина – в сложности конструкции, ее привередливости, а также высокой стоимости.

Для эффективной работы широкополосного датчика необходимо обеспечить поддержание высокой температуры (не менее 600°С). Это достигается за счет применения нагревательного элемента повышенной мощности.

Проверка работоспособности датчика

Профессионалы рекомендуют проверять, насколько корректно работает лямбда-зонд через каждый 10-15 тыс. км пробега (то есть, практически после каждого очередного технического обслуживания). Такую проверку следует проводить даже в том случае, если никаких проблем в работе устройства не фиксируется.

Провести диагностику кислородного датчика и оценить его работоспособность можно различными способами. В первую очередь проверяется надежность крепления клеммы с датчиком. Далее необходимо вывернуть лямбда-зонд из коллектора, произвести визуальный осмотр защитного кожуха. При наличии отложений аккуратно их удалить. Затем производится внешний осмотр изделия, и, если на защитной трубе будут обнаружены следы сажи или сильные отложения, датчик следует заменить.

Более точно проверить исправность работы датчика кислорода можно при помощи мультиметра (тестера) или осциллографа.

Пошаговая инструкция по очистке лямбда-зонда

Механический способ удаления отложений на корпусе кислородного датчика применять нельзя. Это может привести к повреждению детали. Для выполнения работы своими руками необходимо заранее купить ортофосфорную кислоту (или иное средство на ее основе). Кроме этого, понадобится стеклянная емкость, пара кисточек, одна с мягким ворсом, другая – средней жесткости.

Порядок действий при ремонте:

  • Снять датчик с автомобиля, выкрутив его из катализатора. Используется рожковый ключ, предварительно с аккумулятора снимаются клеммы.
  • Убрать нагар с защитного колпачка.
  • В стеклянную емкость опустить рабочий зонд, после чего аккуратно налить кислоту – до уровня резьбового соединения на зонде.
  • Деталь нужно выдержать в кислоте около 15 минут, после чего извлечь из сосуда, промыть водой и продуть сжатым воздухом.

При необходимости процедуру можно повторить, а перед установкой датчика на штатное место необходимо нанести на резьбу тонкий слой графитной смазки.

устройство, принцип работы, неисправности. Широкополосный лямбда-зонд :: SYL.ru

Ежегодно в мире ужесточаются экологические нормы. Сейчас каждый автомобиль укомплектован системой фильтрации отработавших газов. И если на дизельных моторах эту функцию выполняет сажевый фильтр и система SCR, то на бензиновых все несколько иначе. Здесь используется каталитический нейтрализатор. Именно он преобразует вредные металлы в экологически чистые оксиды. Однако его работа и эффективность зависима от электроники. Так, в конструкции автомобиля можно встретить широкополосный датчик кислорода. Что это за элемент, как он работает, как устроен и можно ли его проверить своими руками? Ответы на эти вопросы узнаете в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Что это за элемент? Широкополосный лямбда-зонд – это устройство, которое отвечает за измерение количества кислорода в выхлопных газах автомобиля. Благодаря работе данного элемента обеспечивается наиболее правильное смесеобразование и, как следствие, оптимальная и стабильная работа двигателя на всех его режимах. Процесс управления концентрацией кислорода в газах называют лямбда-регулированием.

Сам название «лямбда» происходит от греческого символа λ. В автомобилестроении данным символом обозначается коэффициент остатка воздуха в горючей смеси.

Где находится?

Устанавливается широкополосный лямбда-зонд в выхлопной системе. В зависимости от типа автомобиля, в конструкции может использоваться один или несколько таких датчиков. Так, первый устанавливается до катализатора, второй – после него. Внешне его можно увидеть не всегда. Например, на «Калине» первых поколений данный элемент расположен в районе днища. А начиная со второго поколения кислородный датчик (лямбда-зонд) монтируется прямо в выпускной коллектор, доступ к которому осуществляется из-под капота. Но в любом случае данный элемент будет выглядеть как некая форсунка, что торчит из трубы со жгутом проводов.

Отметим, что на старых автомобилях использовался не широкополосный датчик кислорода, а двухточечный. Он имеет простую конструкцию. Был заменен ввиду необходимости более точных показаний. Ведь чем правильнее смесь, тем более оптимальной будет работа двигателя в разных режимах и нагрузках. Кстати, некоторые устанавливают широкополосный датчик кислорода с показометром. Обычно это цифровой «будильник», который показывает соотношение бензина и воздуха в смеси в режиме реального времени. Зачастую используется для диагностики неисправностей авто. На заводе такой элемент не устанавливается.

Устройство

Конструкция данного механизма предполагает наличие следующих элементов:

  • Металлический корпус с резьбой.
  • Электрический нагреватель.
  • Наконечник.
  • Защитный экран.
  • Токопроводящий контакт.
  • Уплотнительная манжета для провода.
  • Изолятор.

В основе механизма лежат два чувствительных электрода. Внешний имеет платиновое напыление, благодаря которому электрод сильно чувствителен к кислороду. Внутренний же изготовлен из циркония. Устанавливается датчик таким образом, чтобы сквозь него проходили отработанные газы. Внешний электрод улавливает О2, после чего измеряется потенциал между двумя наконечниками. Чем он выше, тем больше кислорода в системе.

Широкополосный датчик кислорода являет собой усовершенствованную конструкцию двухконтактного механизма. Отметим, что потенциал разницы измеряется под воздействием определенной силы тока.

Как это работает?

Алгоритм действия данного элемента основывается на поддержке определенного напряжения. Оно составляет 0,45 В. Это стабильный показатель между двумя электродами датчика.

При снижении концентрации О2, напряжение между керамическим элементом возрастает. это свидетельствует о наличии обогащенной смеси. Данный сигнал моментально поступает в электронный блок управления. Последний на основаниях этих сигналов создает ток определенной силы на исполнительных устройствах (в том числе на форсунке). Та, в свою очередь, впрыскивает больше (или меньше, в зависимости от показаний) бензина в камеру. Если смесь бедная, датчик сигнализирует об этом ЭБУ таким же образом.

Важная особенность

Стоит отметить, что работа чувствительных наконечников возможна только при достижении температуры в триста градусов Цельсия. Рабочий диапазон керамических электродов составляет от трехсот до тысячи градусов. Но как тогда действует элемент «на холодную»? Ранее на двухконтактных устройствах сигнал формировался от иных датчиков (расхода воздуха, положения заслонки и числа оборотов коленвала). Усредненное значение лямбды поступало на блок и тот формировал готовую смесь. Правда, значения эти были не всегда верными. Это не гарантировало оптимальную и стабильную работу двигателя внутреннего сгорания.

Поэтому в новом поколении датчиков (широкополосного типа) используется специальный подогреватель. Его функция – повысить температуру наконечников. Это необходимо, чтобы устройство включилось в работу сразу же после холодного старта двигателя. При достижении температуры в триста градусов, керамический элемент становится твердым электролитом, который пропускает сквозь себя ионы кислорода, скопившиеся на платиновой электродной сетке.

Нагревательный элемент расположен внутри корпуса датчика и питается принудительно от бортовой сети автомобиля.

Значение лямбды и связь с ДВС

Исходя из всего вышесказанного можно сказать, что работа стабильная работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без широкополосного датчика. Именно этот элемент формирует сигнальные значения для ЭБУ, который впоследствии корректирует горючую смесь. Электронный блок является связующим звеном, который не только принимает импульсы, но и подает опорное напряжение 0,45 В на датчик. В зависимости от нагрузки двигателя внутреннего сгорания, режима его работы и рабочей температуры электроника подбирает наиболее оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси.

Считается, что идеальное соотношение – это 14,7 частей кислорода на одну часть бензина. При таком условии значение лямбды будет равно единице. Но не стоит забывать о таком значении, как коэффициент избытка воздуха. Если лямбда показывает выше единицы, значит, смесь будет обедненной. В таком случае в цилиндр поступит больше кислорода. Ежели лямбда ниже одного, значит, ЭБУ будет формировать обогащенную смесь. Так, в цилиндры поступит больше топлива, чем обычно.

Ресурс

Это довольно хрупкий элемент в автомобиле. Замена лямбда-зонда может понадобиться уже через 50 тысяч километров. Но как правило, на таком пробеге изнашиваются датчики отечественных авто. Если говорить об иномарках, замена лямбда-зонда может наступить через 100-120 тысяч километров. Точных цифр никто не регламентирует, поскольку ресурс зависит от многих факторов (вплоть до содержания свинца в бензине).

Признаки

Как определить, что кислородный датчик (лямбда-зонд) требует замены? Узнать это очень просто. Поскольку датчик будет неисправен, на электронный блок заведомо поступят ошибочные сигналы и данные. В результате мотор будет работать нестабильно. Причиной тому является неправильно сформированная топливовоздушная смесь. Неисправность кислородного датчика широкополосного типа сопровождается:

  • Увеличением расхода топлива.
  • Нестабильными оборотами на холостом ходу.
  • Неконтролируемым нагреванием катализатора. после остановки мотора, он может потрескивать.
  • Изменением концентрации СО в газах. Выхлоп будет более едким и неприятным на запах.
  • Появлением лампы «Проверьте двигатель» на панели приборов.
  • Снижением разгонной динамики.
  • Провалами (рывками) при попытке набрать скорость.

Если появился хотя бы один из вышеперечисленных симптомов, это повод произвести детальную проверку широкополосного датчика кислорода.

Причины неисправности

Почему данный механизм может выходить из строя? Первая причина – это естественный износ. Если пробег автомобиля составил более 50 тысяч километров, ресурс механизма может подойти к концу. Но также датчик ломается по другим причинам:

  • При обрыве проводов, что идут на датчик. В таком случае сигнал попросту не поступит на ЭБУ.
  • При механическом повреждении. Многие датчики устанавливаются в районе днища. Если автомобиль проехал через глубокое препятствие, возможно повреждение измерительного элемента. При малейшей деформации разрушается гальванический элемент широкополосного датчика кислорода.
  • При перегреве датчика. Это может произойти из-за неполадок в топливной системе автомобиля. Обычно это некорректный угол зажигания либо неправильный тюнинг двигателя (например, не та прошивка ЭБУ при чип-тюнинге).
  • При загрязнении чувствительного элемента. Если закоксовывается верхний слой с платиновым покрытием, ионы не будут улавливаться широкополосным датчиком. Что это может быть? Обычно загрязнения происходят из-за попадания масла в камеру сгорания. данная копоть затем обволакивает стенки выпускного коллектора, а также наконечника датчика. Еще загрязнения могут происходить из-за использования некачественного бензина, который содержит много свинца.
  • При разгерметизации корпуса. Такое бывает редко, но данную неисправность не следует исключать.
  • При попадании антифриза в цилиндры двигателя. это происходит из-за пробоя прокладки головки блока. В результате газы приобретают характерный белый цвет. Помимо этого, меняется и концентрация кислорода в выхлопе. Простыми словами, датчик начинает «сходить с ума». ЭБУ готовит неправильную смесь.

Разбираем контакты

В отличие от двухконтактного датчика, широкополосный имеет несколько иное устройство.

К нему подводится целая колодка с проводами. За что отвечает каждый из них? Ниже мы расскажем о распиновке широкополосного датчика кислорода:

  • Пин-1. Отвечает за ток ионного насоса. Напряжение на этом контакте должно составлять не менее 10 микроампер.
  • Пин-2. Отвечает за массу. Допустимое отклонение – не больше 100 mV.
  • Пин-3. Отвечает за работу гальванического элемента (сигнал Нернста). В отключенном разъеме уровень напряжения должен составлять порядка 0,45 В. При подключенном разъеме данная цифра находится в пределах 1 В.
  • Пин-4 и 5. Эти контакты отвечают за напряжение на подогревателе. Управляется подогреватель широкополосного датчика путем широтно-импульсной модуляции. В случае отказа подогревателя, при компьютерной диагностике будут следующие коды ошибок: РОО36 и РОО64.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, как работает кислородный датчик, как устроен и почему он выходит из строя. Как видите, устроен широкополосный элемент гораздо сложнее, чем двухконтактный. Тем не менее именно такой тип позволяет точно контролировать и правильно готовить топливно-воздушную смесь, не возлагаясь на усредненные параметры. В случае выхода из строя элемент нужно срочно заменить.

Где находится датчик кислорода, мы уже знаем (до и после каталитического нейтрализатора либо в районе выпускного коллектора). При замене могут возникнуть трудности. Резьба часто прикипает, а открутить датчик можно только с использованием универсальных смазок типа ВД-40.

Широкополосный датчик кислорода INNOVATE LC-2. Обзор. Подключение. Калибровка

  • Принцип действия
  • Проверка датчика кислорода ВАЗ 2114
  • Подключение датчика кислорода на ВАЗ 2114 в случае, если он вышел из строя
  • Как проверить лямбда зонд на ВАЗ 2114 как можно быстрее
  • Напряжение на датчике кислорода ВАЗ 2114, а также другие технические показатели
  • Полезное видео

Некоторые автолюбители, которые задаются вопросом о том, как проверить датчик кислорода ВАЗ 2114, думают, что сделать это самостоятельно крайне сложно, однако это не так. Достаточно действовать по инструкции (которую можно найти ниже по тексту). Этого будет вполне достаточно для того, чтобы решить проблему.

ВАЗ 2114 имеет массу сложных электротехнических устройств, каждое из которых нуждается в уходе или периодической профилактике. Электронный блок управления ВАЗа позволяет получить данные о текущем состоянии каких бы то ни было систем автомобиля.

Датчик кислорода (также называемый «лямбда зонд») — один из ключевых элементов авто. Если он выйдет из строя, то работоспособность машины будет нарушена. Для того, чтобы недопустить этого, следует изучить принцип работы устройства, а также технологию проверки датчика кислорода, который вышел из строя.

Датчик кислорода ваз 2114

Характеристика

Что это за элемент? Широкополосный лямбда-зонд – это устройство, которое отвечает за измерение количества кислорода в выхлопных газах автомобиля. Благодаря работе данного элемента обеспечивается наиболее правильное смесеобразование и, как следствие, оптимальная и стабильная работа двигателя на всех его режимах. Процесс управления концентрацией кислорода в газах называют лямбда-регулированием.

Сам название «лямбда» происходит от греческого символа λ. В автомобилестроении данным символом обозначается коэффициент остатка воздуха в горючей смеси.

Сообщений 6

1 Тема от serega 32 2014-11-30 00:15:08

  • serega 32
  • Новый участник
  • Неактивен
  • Регистрация: 2014-11-29
  • Сообщений: 5Спасибо: 0
  • Авто: ваз 2109i
Тема: оборвался разъем датчика кислорода, как подключить по цветам? ваз 2109

Оторвался разъем.Как теперь соединить провода без этого разъема? Какой провод к какому? они там не по цветам. подскажите кто сталкивался!?

Добавлено: 2014-11-30 01:15:08

забыл сказать, машина ваз 2109i

2 Ответ от Serg 2014-11-30 08:52:53 (2014-11-30 08:59:27 отредактировано Serg)

  • Serg
  • Фанат лада2111.рф
  • Неактивен
  • Регистрация: 2013-07-29
  • Сообщений: 830Спасибо: 363
  • Авто: 2111 двг2114 год2008
Re: оборвался разъем датчика кислорода, как подключить по цветам? ваз 2109

С какой стороны оторвался датчика или жгута ? На разьеме есть буквы A B C D

датчик A – C выхода датчика (серый и черный) B – D подогреватель датчика (обычно белые провода)

жгут A – розовый к эбу 28 нога B – розовчерн +12в питание нагревателя C – краснбел к эбу 10 нога D – белчерн к эбу

3 Ответ от serega 32 2014-11-30 11:41:24

  • serega 32
  • Новый участник
  • Неактивен
  • Регистрация: 2014-11-29
  • Сообщений: 5Спасибо: 0
  • Авто: ваз 2109i
Re: оборвался разъем датчика кислорода, как подключить по цветам? ваз 2109

СПАСИБо. только самого разъема нет просто провода висят. 4 от датчика и 4 из жгута.

Дата публикации: 16 января 2020 . Категория: Автотехника.

Лямбда зонд (также называется кислородным контроллером, датчиком O2, ДК) является неотъемлемой частью выхлопной системы автотранспортных средств, отвечающих экологическим стандартам EURO-4 и выше. Это миниатюрное устройство (обычно устанавливается 2 лямбда зонда и более) контролирует содержание O2 в выхлопных смесях автотранспортного средства, благодаря чему значительно снижается выброс ядовитых отходов в атмосферу.

В случае некорректной работы ДК или если произошло отключение лямбда зонда, функционирование силового агрегата может быть нарушено, из-за чего мотор перейдет в аварийный режим (на панели загорится Check Engine). Чтобы такого не случилось, систему автомобиля можно перехитрить, установив обманку.

Где находится?

Устанавливается широкополосный лямбда-зонд в выхлопной системе. В зависимости от типа автомобиля, в конструкции может использоваться один или несколько таких датчиков. Так, первый устанавливается до катализатора, второй – после него. Внешне его можно увидеть не всегда. Например, на «Калине» первых поколений данный элемент расположен в районе днища. А начиная со второго поколения кислородный датчик (лямбда-зонд) монтируется прямо в выпускной коллектор, доступ к которому осуществляется из-под капота. Но в любом случае данный элемент будет выглядеть как некая форсунка, что торчит из трубы со жгутом проводов.

Отметим, что на старых автомобилях использовался не широкополосный датчик кислорода, а двухточечный. Он имеет простую конструкцию. Был заменен ввиду необходимости более точных показаний. Ведь чем правильнее смесь, тем более оптимальной будет работа двигателя в разных режимах и нагрузках. Кстати, некоторые устанавливают широкополосный датчик кислорода с показометром. Обычно это цифровой «будильник», который показывает соотношение бензина и воздуха в смеси в режиме реального времени. Зачастую используется для диагностики неисправностей авто. На заводе такой элемент не устанавливается.

Как почистить лямбда зонд?

Для снятия нагара с кислородного датчика можно использовать ортофосфорную кислоту комнатной температуры. Замачивание зонда в данном веществе на протяжении 10 минут способствует удалению посторонних отложений, а также осевшего свинца со стержня устройства. Но нельзя держать зонд в кислоте слишком долго, так как это приведет к повреждению платиновых электродов.

Для большого количества автолюбителей замена лямбда зонда – это лучшее решение проблемы его неисправностей, так как в этом случае отпадает необходимость траты времени на чистку лямбда зонда и проведение сопутствующих операций. Поэтому для поддержания оптимальной работы катализатора рекомендуется менять кислородный датчик каждые 2-3 года (сохраняя чек для возможной замены по гарантии). Но, так как он может сломаться раньше указанного срока, то для предотвращения этого рекомендуется регулярная проверка лямбда зонда.

Устройство

Конструкция данного механизма предполагает наличие следующих элементов:

В основе механизма лежат два чувствительных электрода. Внешний имеет платиновое напыление, благодаря которому электрод сильно чувствителен к кислороду. Внутренний же изготовлен из циркония. Устанавливается датчик таким образом, чтобы сквозь него проходили отработанные газы. Внешний электрод улавливает О2, после чего измеряется потенциал между двумя наконечниками. Чем он выше, тем больше кислорода в системе.

Широкополосный датчик кислорода являет собой усовершенствованную конструкцию двухконтактного механизма. Отметим, что потенциал разницы измеряется под воздействием определенной силы тока.

Как это работает?

Алгоритм действия данного элемента основывается на поддержке определенного напряжения. Оно составляет 0,45 В. Это стабильный показатель между двумя электродами датчика.

При снижении концентрации О2, напряжение между керамическим элементом возрастает. это свидетельствует о наличии обогащенной смеси. Данный сигнал моментально поступает в электронный блок управления. Последний на основаниях этих сигналов создает ток определенной силы на исполнительных устройствах (в том числе на форсунке). Та, в свою очередь, впрыскивает больше (или меньше, в зависимости от показаний) бензина в камеру. Если смесь бедная, датчик сигнализирует об этом ЭБУ таким же образом.

Важная особенность

Стоит отметить, что работа чувствительных наконечников возможна только при достижении температуры в триста градусов Цельсия. Рабочий диапазон керамических электродов составляет от трехсот до тысячи градусов. Но как тогда действует элемент «на холодную»? Ранее на двухконтактных устройствах сигнал формировался от иных датчиков (расхода воздуха, положения заслонки и числа оборотов коленвала). Усредненное значение лямбды поступало на блок и тот формировал готовую смесь. Правда, значения эти были не всегда верными. Это не гарантировало оптимальную и стабильную работу двигателя внутреннего сгорания.

Поэтому в новом поколении датчиков (широкополосного типа) используется специальный подогреватель. Его функция – повысить температуру наконечников. Это необходимо, чтобы устройство включилось в работу сразу же после холодного старта двигателя. При достижении температуры в триста градусов, керамический элемент становится твердым электролитом, который пропускает сквозь себя ионы кислорода, скопившиеся на платиновой электродной сетке.

Нагревательный элемент расположен внутри корпуса датчика и питается принудительно от бортовой сети автомобиля.

Значение лямбды и связь с ДВС

Исходя из всего вышесказанного можно сказать, что работа стабильная работа двигателя внутреннего сгорания невозможна без широкополосного датчика. Именно этот элемент формирует сигнальные значения для ЭБУ, который впоследствии корректирует горючую смесь. Электронный блок является связующим звеном, который не только принимает импульсы, но и подает опорное напряжение 0,45 В на датчик. В зависимости от нагрузки двигателя внутреннего сгорания, режима его работы и рабочей температуры электроника подбирает наиболее оптимальное соотношение воздуха и топлива в смеси.

Считается, что идеальное соотношение – это 14,7 частей кислорода на одну часть бензина. При таком условии значение лямбды будет равно единице. Но не стоит забывать о таком значении, как коэффициент избытка воздуха. Если лямбда показывает выше единицы, значит, смесь будет обедненной. В таком случае в цилиндр поступит больше кислорода. Ежели лямбда ниже одного, значит, ЭБУ будет формировать обогащенную смесь. Так, в цилиндры поступит больше топлива, чем обычно.

Признаки

Как определить, что кислородный датчик (лямбда-зонд) требует замены? Узнать это очень просто. Поскольку датчик будет неисправен, на электронный блок заведомо поступят ошибочные сигналы и данные. В результате мотор будет работать нестабильно. Причиной тому является неправильно сформированная топливовоздушная смесь. Неисправность кислородного датчика широкополосного типа сопровождается:

Если появился хотя бы один из вышеперечисленных симптомов, это повод произвести детальную проверку широкополосного датчика кислорода.

Ремонт лямбда зонда

Перед тем, как произвести необходимые ремонтные работы, необходимо выкрутить кислородный датчик. Для этого в большинстве случаев необходимо наличие одного инструмента – разводного ключа. С его помощью можно легко откручивать зонд. Но перед тем, как открутить это устройство, тщательно осмотрите его корпус на наличие ржавчины. Отложения чаще всего находятся в месте прикрепления датчика к посадочному месту. Поэтому снятие лямбда зонда, корпус которого частично покрыт ржавчиной, лучше доверить опытным мастерам в автосервисе.

Подводим итоги

Итак, мы выяснили, как работает кислородный датчик, как устроен и почему он выходит из строя. Как видите, устроен широкополосный элемент гораздо сложнее, чем двухконтактный. Тем не менее именно такой тип позволяет точно контролировать и правильно готовить топливно-воздушную смесь, не возлагаясь на усредненные параметры. В случае выхода из строя элемент нужно срочно заменить.

Где находится датчик кислорода, мы уже знаем (до и после каталитического нейтрализатора либо в районе выпускного коллектора). При замене могут возникнуть трудности. Резьба часто прикипает, а открутить датчик можно только с использованием универсальных смазок типа ВД-40.

Широкополосный датчик кислорода: устройство, принцип работы, неисправности. Широкополосный лямбда-зонд на News4Auto.ru.

Наша жизнь состоит из будничных мелочей, которые так или иначе влияют на наше самочувствие, настроение и продуктивность. Не выспался — болит голова; выпил кофе, чтобы поправить ситуацию и взбодриться — стал раздражительным. Предусмотреть всё очень хочется, но никак не получается. Да ещё и вокруг все, как заведённые, дают советы: глютен в хлебе — не подходи, убьёт; шоколадка в кармане — прямой путь к выпадению зубов. Мы собираем самые популярные вопросов о здоровье, питании, заболеваниях и даем на них ответы, которые позволят чуть лучше понимать, что полезно для здоровья.

Подключение датчика кислорода на ВАЗ 2114 в случае, если он вышел из строя

Для того, чтобы заменить сломанный датчик, следует сделать следующее:

  • отправиться в автомобильный магазин со сломанным прибором. Это нужно для того, чтобы вы могли сверить маркировки на устройствах. В противном случае автолюбитель может приобрести не тот прибор, который ему нужен. Для того, чтобы этого не произошло, следует внимательно сверить маркировку, которая располагается на корпусе устройства;
  • необходимо выключить двигатель и дать ему остыть. Если этого не сделать, то заменить датчик не получится;
  • после этого нужно отсоединить от датчика все провода;
  • теперь необходимо открутить датчик кислорода обычным гаечным ключом;
  • когда эта задача будет выполнена, автомобилисту остаётся поставить новый датчик. Сделать это предельно просто, однако необходимо проявлять осторожность, иначе можно запросто сорвать резьбу. Для того, чтобы недопустить столь неприятной поломки, необходимо вкрутить датчик как можно более медленно;
  • после этого следует заняться соединением контактов датчика по схеме распиновки.


Установленный датчик кислорода

На все операции по установке нового датчика может потребоваться примерно 60-90 минут. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы сделать всё максимально осторожно и аккуратно.

Для того, чтобы лучше понимать особенности этого устройства, необходимо изучить конструкцию лямбда зонда.

как проверить датчик кислорода мультиметром своими руками, ремонт и замена устройства

Современные транспортные средства оснащены множеством датчиков, контролирующих работоспособность узлов и агрегатов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие автомобилисты знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, сэкономив время и финансы.

Содержание

  • 1 Что такое лямбда-зонд, и где он находится

  • 2 Как работает датчик кислорода

  • 3 Разновидности лямбда-зондов

  • 4 Симптомы неисправности

  • 5 Способы диагностики кислородного датчика

    • 5.1 Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

    • 5.2 Проверка осциллографом

    • 5.3 Другие способы проверки

Инструкция по ремонту и замене датчика

Своими руками можно заменить либо восстановить контроллер.

Как демонтировать датчик

Снятие устройства, независимо от модели машины, выполняется так:

  1. Прогрейте поверхность детали примерно до 60 градусов. Для этого можно воспользоваться обычной зажигалкой либо горелкой. Прогрев позволит легче удалить устройство из посадочного места.
  2. Отсоедините провода, подключенные к детали.
  3. Осторожно открутите кислородный датчик. Пользоваться спецсредствами для демонтажа не рекомендуется.
  4. Извлеките защитный колпачок.

Диман Степаненко рассказал о самостоятельном демонтаже лямбда-зонда.

Очистка и отмачивание

Есть два вариант восстановления кислородного датчика:

  • первый — с использованием ортофосфорной кислоты;
  • второй — с ортофосфорной кислотой и горелкой.

Нужно учесть, что ортофосфорная кислота или другое аналогичное средство относится к категории опасных веществ. При работе с веществом важно помнить о правилах безопасности. Нельзя допустить попадание кислоты на слизистые оболочки либо внутрь организма.

Первый способ

Этот способ нельзя назвать ускоренным, поскольку потребителю надо получить полный или хотя бы частичный доступ к керамической поверхности устройства. Эта составляющая спрятана за защитным колпачком, выполненным из металла, демонтировать его непросто. Для снятия нельзя использовать ножовку, поскольку она повредит рабочую поверхность. Демонтаж выполняется с помощью токарного станка — у основания датчика кислорода надо с помощью резца отрезать защитный колпак. Срезание выполняется рядом с резьбой.

При отсутствии возможности воспользоваться станком допускается использовать напильник. Полностью удалить колпачок этим инструментом не выйдет, то на нем можно сделать небольшие окошки размером около 5 мм. Для очистки используется примерно 100 мл ортофосфорной кислоты. При ее отсутствии можно использовать преобразователь ржавчины.

Восстановление устройства:

  1. Налейте жидкость в стеклянную емкость. Можно использовать банки, рюмки и т. д.
  2. Опустите в емкость сердечник кислородного датчика. Полностью контроллер опускать в жидкость нельзя. Подождите около двадцати минут.
  3. Извлеките датчик из емкости, выполните промывку его основания водой из-под крана. Ждите, пока устройство полностью высохнет.
  4. Если с первого раза удалить темный налет на сердечнике не получилось, повторите процедуру. Надо добиться того, чтобы элемент опять стал металлического цвета.
  5. Если после нескольких попыток выполнить качественную очистку не получилось, то для усиления воздействия средства можно использовать кисть. Ею смачивается и обрабатывается основание устройства. В результате налет должен удалиться. Если защитный колпачок был демонтирован, то кисточка не понадобится. Вместо нее лучше использовать зубную щетку.
  6. После того как очистка была полностью завершена, датчик промывается. Если колпачок был демонтирован, то после восстановления его надо установить на место. Для этого применяется аргонная сварка.

При использовании этого способа учтите:

  1. Если устройство сильно загрязнено, то двадцати минут для его восстановления будет недостаточно. При критических засорениях процедуру отмачивания можно увеличить до трех часов. В некоторых ситуациях для очистки может потребоваться целая ночь, не меньше восьми часов.
  2. После чистки надо проверить, насколько эффективно была выполнена процедура. Для диагностики потребуется определенное время, чтобы автовладелец понял, как ведет себя машина и сколько «кушает» топлива. Если на приборке остался гореть индикатор неисправности, то отремонтировать контроллер не получилось.
  3. Если машина оборудована датчиком, защитный колпак которого оснащен двойной оболочкой, то сделать в нем отверстие напильником не выйдет. Чтобы решить проблему, необходимо выполнить замачивание устройства в кислоте или другом средстве с самим колпачком.

Процесс очистки кислородного контроллера показан Александром Сабегатулиным.

Второй способ

Для восстановления контроллера понадобится та же кислота, а также газовая горелка либо кухонная плита. При использовании бытовой печки отдайте предпочтение маленькой по размерам конфорке.

Процедура очистки:

  1. С конфорки удаляется крышка. Затем она переворачивается и устанавливается обратно, с небольшим смещением в сторону. Надо установить крышку так, чтобы она закрывала саму трубу от попадания жидкости внутрь.
  2. Зажигается огонь на конфорке.
  3. Сердечник лямбда-зонда надо окунуть в емкость с кислотой, после чего возьмите его пассатижами и разогрейте на огне. Это приведет к кипению кислоты, вещество начнет брызгаться. На рабочей поверхности устройства появится соль зеленоватого оттенка.
  4. Подождите, пока вещество полностью не выкипит. Промойте контроллер чистой водой, а затем повторите процедуру очистки. Эти шаги надо выполнять, пока контроллер не будет полностью блестеть. На это может потребоваться от десяти минут и более. Перед дальнейшим монтажом резьбу лямбда-зонда нужно обработать графитовой смазкой, что позволит предотвратить пригорание датчика кислорода к резьбовому отверстию.

Установка лямбда-зонда

Монтаж устройства выполняется в обратной последовательности:

  1. На датчик устанавливается защитный колпачок.
  2. К устройству подключаются провода.
  3. Контроллер устанавливается в посадочное место и закручивается.

Чистка

Чистка лямбда-зонда – крайняя мера. Она производится только в случае, когда есть уверенность, что датчик точно показывает неправильные данные и последняя надежда перед отправкой в мусорный ящик – чистка.

Есть опыт проведения чистки зонда при помощи ортофосфорной кислоты либо преобразователя ржавчины. В любом случае, необходимо чистить только рабочую поверхность датчика. Для этого защитный кожух лямбда-зонда приходится демонтировать.

Чистку лучше производить обычной промывкой, предварительно погрузив в ортофосфорную кислоту рабочую зону датчика минут на 20. Можно производить очистку с помощью мягкой кисточки из натуральных волокон. Неплохой результат может быть получен применением гусиного пера в качестве кисточки.

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

  • Циркониевые;
  • Титановые;
  • Широкополосные.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

  • Измерительной;
  • Насосной.

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

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

Другие методы диагностики

Если проявились признаки неисправности лямбда-зонда, для проверки работоспособности можно воспользоваться компьютерной диагностикой. Она позволяет произвести контроль рабочих параметров датчика кислорода в режиме онлайн.

Для диагностики можно воспользоваться осциллографом. Если проверка показала, что нижний предел устройства снижается до нуля вольт, то контроллер рабочий, но скоро его надо будет менять. Если кривая временной зависимости напряжения на сигнальном контакте характеризуется большей сглаженностью, то датчик уже пора заменять.

Правильно начинать диагностику четырехконтактных датчиков кислорода с визуального осмотра, эту процедуру рекомендуется выполнять каждые 10 тысяч километров пробега. Контроллер для проверки демонтируется с коллектора, при этом нельзя использовать средство WD-40 либо тормозную жидкость, поскольку их попадание на рабочую поверхность приведет к его поломке. Если применяются специальные средства при откручивании закоксовавшейся резьбы, перед самим снятием устройства их остатки удаляются.

Оцените цвет, а также состояние рабочей зоны контроллера кислорода. Если на ней видны следы сажи, это говорит о переобогащенной горючей смеси в двигателе. Ее наличие приводит к загрязнению устройства, поэтому для обеспечения более высоких показателей работы сажу надо удалить. Налет серого либо белого цвета свидетельствует об использовании присадок в моторной жидкости или горючем. Наличие блестящего налета говорит о том, что концентрация свинца в использующемся топливе превышена. Если налет интенсивный, то отремонтировать датчик не получится, его надо заменить.

Важность своевременной замены

Обычно срок эксплуатации лямбда-зондов невелик (от 10000 до 50000 километров пробега).  Некоторые автолюбители не обращают внимания на увеличенное потребление топлива.

Если учесть, что датчик как минимум на 25%!у(MISSING)величивает расход топлива, при среднем расходе 7 литров на 100 км,  пробеге 10000 км общий расход составит около 700 литров. При неисправном датчике перерасход будет под 200 литров. За стоимость этого топлива можно купить четыре датчика.

Своевременная замена лямбда-датчиков, соблюдение правил их эксплуатации имеет важное значение для экономии денежных средств, связанных с эксплуатацией автомобиля.

Разбираемся как определить реальный пробег автомобиля при покупке б/у экземпляра с непонятной историей.

А вы знаете на что влияет датчик температуры охлаждающей жидкости?

Как устроен датчик ABS https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/kak-proverit-datchik-abs.html и как его проверить.

Видео — замена лямбда-зонда Renault Megane 2:

Может заинтересовать:

Сканер для самостоятельной диагностики автомобиляДобавить свою рекламу
Как быстро избавиться от царапин на кузове автоДобавить свою рекламу
Выбор полезных принадлежностей для автовладельцевДобавить свою рекламу
Товары для авто сравнить по цене и качеству >>>Добавить свою рекламу

Информация об австралийском DIY Wide Band

Австралийская DIY Wide Band Информация

WideBand | 2.0 Информация | 1.5 / 1.1 Информация | Предварительно построенный | Набор | Страница заказа | TE-5301 | НТК Л1х2 | 1.0 построен | 1.0 комплект

Tech Edge теперь предлагает три недорогие широкополосные датчики содержания кислорода (или Lambda ), в DIY (Сделай сам) и готовой форме . Есть:

  • Последняя полностью цифровая версия 2.0 для датчика Bosch LSU — под названием WBo2 .
  • TE-WB 1.5 с дополнительной возможностью регистрации — в них используется датчик NTK UEGO.
  • и оригинальный Oz DIY-WB были обновлены (теперь называется TE-WB 1.1 )

Все они предлагают высокую производительность, но низкую стоимость средств точного контроля AFR (соотношение воздух-топливо) вашего автомобиля. Вы можете добавить наш небольшой недорогой светодиодный дисплей TE-5301 для непрерывного считывания AFR (или лямбда).Датчик L1h2 NTK UEGO (поставляется вами и может быть получен в нескольких торговых точках) также и интерфейсный кабель завершает настройку. Вы можете заказать товары, описанные выше или перейдите по ссылкам для получения дополнительной информации.

Широкополосный блок TE-WB (версия 1.5)

Новейший (версия 1.5) модуль предлагает следующие улучшения по сравнению с версией 1.0:

  • Встроенный сбор данных (широкополосный, частота вращения и два аналого-цифровых канала) с выходом RS232.
  • Работает от аккумулятора до 11 В (при использовании велосипеда и картинга).
  • Узкополосный выход (с регулируемой стоической точкой) обеспечивает сигнал датчика для ЭБУ.
  • Линейное выходное напряжение (Vlin) от нуля до 5 В, с AFR = 9 + (2 * Vlin).
  • Регулировка повторной калибровки на открытом воздухе и точно регулируемая установка стоического напряжения.
  • Обратная полярность и встроенный предохранитель.
  • Положительная индикация питания (жёлтый светодиод) и индикация включения IP (красный светодиод).

TE-WB использует тот же датчик NTK (L1h2), что и оригинальный блок Oz DIY-WB, описанный ниже. Устройство доступно как готовое устройство, так и в виде набора для самостоятельной сборки. Загрузите версию 1.5 User’s Manual (700k PDF).

Широкополосный блок TE-WB (версия 1.1)

Примечание: Версия 1.0 снята с производства и заменена с версией 1.1, которая представляет собой блок 1.5 без функции регистратора.

унций DIY-WB (версия 1.0) Снято с производства

Первоначальная версия DIY-WB (версия 1.0) в настоящее время используется тысячами. Он был заменен модулем 1.1, но по-прежнему имеет следующие особенности:

  • Надежное аналоговое измерение AFR с помощью датчика NTK L1h2.
  • Измерение AFR от менее 10 (неэтилированный) до более 30.
  • Требуется напряжение 13,2 В, которое обычно можно получить с генератором переменного тока.
  • Одиночный красный светодиодный индикатор указывает на то, что датчик нагревается и Ip включен.
  • Выходное напряжение (Vout) 1.От 4 (богатый) до 2,5 (стоический) до 3,1 В (обедненный).
  • Без пользовательской настройки и автоматической калибровки с помощью датчика Rcal.

Хотя регистрация не предусмотрена, при использовании с дисплеем 5301 возможна только ограниченная регистрация AFR. Устройство доступно как готовое устройство, так и в виде набора для самостоятельной сборки.

TE-5301 Широкополосный светодиодный экран

Дисплей TE-5301 интерпретирует необработанный сигнал Vout блока WB. и производит 3-значный дисплей AFR.Его можно внутренне изменить для отображения лямбды. Особенности:

  • Сверхяркие светодиоды можно увидеть при дневном свете.
  • Работает с модулями WB версии 1.0 / 1.1 и 1.5.
  • Дополнительная возможность последовательной регистрации со скоростью 5 выборок в секунду.

Блок TE-5301 доступен как предварительно собранный блок (заказывайте его здесь). или как DIY Kit. Мы работаем над следующей версией этого дисплея, чтобы поддерживают некоторые функции, добавленные в TE-WB (v1.5) и продолжающиеся в версии 2.0.

Вспомогательные компоненты

У нас также есть ряд вспомогательных материалов.

  • Кабели — доступны кабели длиной 2,6 и 4,0 метра (длиной около 8,5 и 13 футов) для подключения Датчик L1h2 NTK к любому из блоков WB.
  • Датчик NTK — Иногда у нас есть несколько датчиков L1h2 NTK. Когда мы это сделаем, у нас будет опция на нашей странице заказа — отсутствие опции означает, что у нас ее нет.
  • У нас также есть ряд различных разъемов, чтобы вы могли собственные кабели.

Печатная плата

А также комплекты запчастей для версии 1.1 и 1,5 широкополосных блока, мы делаем печатные платы индивидуально доступными. (Возможно, у нас все еще есть печатные платы версии 1.0)

Дополнительная техническая информация

Описанные здесь широкополосные блоки — это , а не , адаптер для существующего датчика кислорода возможно, у вас уже есть, но преобразование с использованием определенного пятипроводного NTK Датчик UEGO и блок электроники, который подключается к датчику. Этот датчик NTK разработан специально для измерения как богатой, так и бедной пищи, и является идеальным для настройки вашего EFI или легкового автомобиля (обратите внимание, что этилированное топливо значительно сократить срок службы датчика).Вот более подробная техническая информация о датчике L1h2.

Большинство людей, использующих интерфейсный блок 1.0 WB, будут устанавливать новый датчик вместе со своими существующими. узкополосный датчик, а может быть, в более удобном месте перед каталитическим нейтрализатором. Устройство WB версии 1.5 имеет узкополосный выход и, при осторожности, может заменить существующий узкополосный датчик у вас может быть, но учтите, что вы рискуете повредить свой автомобиль если вы работаете с очень богатыми или очень бедными смесями в течение длительных периодов времени или в течение очень короткого периода времени на асинхронных двигателях с принудительной циркуляцией неправильная смесь может быстро вызвать повреждение .

Позиционирование широкополосного датчика

Широкополосный датчик должен быть аккуратно размещен , чтобы предотвратить повреждение к самому датчику и к максимальная точность . Кроме того, если вы используете выход датчика напрямую ( через имитированный узкополосный выход ) чтобы управлять своим ECU, вы должны быть вдвойне осторожны. Пожалуйста, соблюдайте все эти «правила»:

  • Датчик всегда следует размещать на стороне двигателя каталитического нейтрализатора, если вы не проверка эффективности самого конвертера.
  • Температура газа на входе датчика никогда не должна превышать 850 градусов C (около 1560 градусов по Фаренгейту).
  • Датчик никогда не должен работать без питания на блок WB (горячий датчик сжигает остатки углерода)
  • Всегда располагайте длинную ось датчика перпендикулярно потоку газа (предотвращает засорение датчика)
  • Расположите датчик вертикально или самое большее между 10 часами и положением 2 часов (это позволяет избежать растрескивания внутренняя керамическая структура должна конденсироваться внутри)
  • Мы, , не рекомендуем использовать короткие отрезки выхлопной трубы , вставленные в выхлопную трубу .Специально приваренная дополнительная заглушка — лучший способ монтажа.

Датчик считывает парциальное давление газов в выхлопе и определяет AFR, а не путем прямого измерения магической AFR. Это может быть проблемой на с принудительной индукцией и, в частности, на двигателях с турбонаддувом.

  • AFR будут указывать на то, что они богаче, чем они есть, что заставляет вас работать более компактно, чем вы думаете.
  • Бережливые AFR будут богаче (или менее бедными), чем обвиняемые.

Решение состоит в том, чтобы расположить датчик подальше от турбонагнетателя и обязательно на со стороны выхлопа (низкого давления) турбонагнетателя, а не со стороны двигателя.

Программное обеспечение для ведения журнала

Существует ряд программных проектов, которые позволят вам регистрировать вывод широкополосные блоки версии 1.0 / 1.1 или 1.5.

Мы надеемся вскоре получить ссылки на приложения Win32 и, возможно, WinCE.

Будущие проекты — Версия 2.0

Регистратор общего назначения

Мы разрабатываем логгер, который может работать с версией 1.0 Блок DIY-WB. Он также может работать как автономный регистратор для других подобных задач регистрации. В настоящее время вы можете регистрировать данные 5301 с помощью программного обеспечения от Джонатана Берчмора.

Мы ценим ваши отзывы о содержании и любые исправления, необходимые в этой статье.

Статистика по www.digits.com
Прибл. уникальные хиты с 26 сентября -е 2001
( ~ 10k @ 1 st Mar. ’02, ~ 25k @ 1 st июль ’02, ~ 55k @ 1 st Dec.’02, ~ 100k @ 1 st July. ’03

Последнее обновление 13 июля 2003 г. (и 18 апреля 2005 г.) | Расскажите о битых ссылках

Авторские права на этот документ принадлежат © 2002, Tech Edge Pty. Ltd.
.
Предыдущая | Главная | Обратная связь | авторское право

Широкополосный датчик кислорода

| Hackaday

Как всегда, я сражаюсь с небольшим выигрышем против моей Mazda MX-5 1991 года выпуска, и это история о том, как я пришел к установке широкополосного датчика кислорода на моего чистокровного японца.Это произошло в рамках моего текущего проекта по созданию жизнеспособного гоночного автомобиля и выяснению того, почему двигатель моего японского экономичного автомобиля 1990-х годов больше похож на якорь для лодки времен Малеза конца 1970-х.

Я всегда считал себя неудачником. Мой пристрастие к металлу начала 90-х означало, что я никогда не испытывал любви к диагностике OBD-2, и мне приходилось иметь дело с любой беспорядочной системой, внедренной производителями, которые только начинали производить надежные системы впрыска топлива.

Выход напряжения узкополосного кислородного датчика.Выходной сигнал сильно зависит от температуры датчика и сильно нелинейен, что делает эти датчики непригодными для получения истинных показаний AFR.

Обычно это включает установку перемычки, прикрепление светодиода и наблюдение за тем, как он мигает с кодами неисправности. Моя Mazda не была исключением, и после того, как я мирился с автомобилем, который был достаточно богатым, чтобы оставлять сажу на всем заднем бампере, мне пришлось запустить диагностику.

Выявилось три кода — один для датчика угла поворота кулачка и два для датчика кислорода.Как правило, неисправность датчика угла поворота распредвала (CAS) вообще не позволяет автомобилю ехать, поэтому можно с уверенностью предположить, что неисправность возникла периодически, и за ней нужно следить.

Однако датчик кислорода явно нуждался в внимании. Его задача — позволить блоку управления двигателем (ЭБУ) контролировать топливную смесь в выхлопе и следить за тем, чтобы она не была слишком богатой или слишком бедной. Поскольку моя машина явно работала слишком богато, а диагностические коды указывали на неисправность кислородного датчика, требовался ремонт.

Я оценил сменные датчики, а новый кислородный датчик можно было купить менее чем за 100 долларов. Однако это было не совсем то, что я хотел, поскольку не все кислородные датчики одинаковы. Автомобили 80-х и 90-х годов обычно поставлялись OEM-производителями, оснащенными узкополосным кислородным датчиком . Они почти всегда состоят из ячейки из диоксида циркония, которая выдает напряжение, зависящее от разницы в концентрации кислорода между выхлопными газами и атмосферным воздухом. Эти датчики обычно имеют значение 0.45 В, когда топливная смесь стехиометрическая, но быстро изменяется до 0,1 В в обедненном состоянии и 0,9 В в богатой смеси. Отклик очень нелинейный и сильно меняется в зависимости от температуры, и поэтому хорош только для того, чтобы сообщить ЭБУ, богатый он или бедный, но не на сколько. ЭБУ с узкополосными датчиками, как правило, часто «охотятся» при работе с замкнутым контуром регулирования O2 — вы увидите, как двигатель на холостом ходу охотится по обе стороны от магического 14,7 стехиометрического соотношения воздух-топливо, никогда не в состоянии набрать правильное число.

Поскольку в будущем я собираюсь перейти на ЭБУ вторичного рынка, мне нужно будет настроить машину. Это включает в себя обеспечение правильности соотношения воздух / топливо (AFR), и для этого мне нужно уметь правильно их измерить. Недостаточно просто знать, богатый вы или бедный, поскольку часто бывает желательно запустить двигатель намеренно на богатой или обедненной смеси при определенных нагрузках. Для получения истинных показаний AFR требуется установка широкополосного датчика кислорода . Это немного сложнее.

Читать далее «Широкополосное горе и Junkbox Miata» →

WBo2.com WIDEBAND AFR / LAMBDA (Tech Edge)

WBo2.com WIDEBAND AFR / LAMBDA (Tech Edge)

Октябрь 2017 — Wbo2.com — Безопасный (https: //) веб-сайт Заказ работает


Мы перевезли из Аранды (ACT) в Кофс-Харбор (север Нового Южного Уэльса) в конце июня 2017 года. Было всего 800 км, но это было сложно (!)

Широкополосные контроллеры лямбда / AFR (λ) для различных приложений


ноя.2017: Мы закрыли форум поддержки wbo2forum.com — скоро он будет заменен на http://forum.wbo2.com (-ish)

Октябрь 2017 г .: Мы начали работу над нашими широкополосными устройствами следующего поколения — с более быстрыми и мощными процессорами. Ожидайте обновления продуктов во втором квартале 2018 года. Мы очень рады!

Июль 2017: Поскольку мы переехали, убедитесь, что у вас есть наши последние контактные данные!

2016: Веб-сайт WBo2 (Tech Edge) на 99% работает с нашим новым быстрым сервером Linux с https: // для всех безопасных функций (через мой собственный бренд https: // petergargano.com ). Я обновляю корзину и процесс заказа, но не обещаю, когда это будет завершено.

Tech Edge переехал, но у нас все еще есть часть нашего оборудования по старому адресу.

Вот где мы были в ACT (Аранда) .

Вот куда мы переехали в Новом Южном Уэльсе (Кофс-Харбор) .

Дефицит 2017 г.

Мы были застигнуты врасплох с нашим LA1, когда наш производитель корпусов обанкротился, а затем наш производитель светодиодов заявил, что не может производить для нас трехцветный светодиодный модуль следующего поколения.Итак, мои извинения за то, что у меня нет круглого дисплея, который можно предложить вам, пока мы не сможем организовать все это с разными производителями.

Продукты будущего 2018+

В 2013 году мы начали работать над более точным широкополосным оборудованием и оборудованием для каротажа с улучшенными возможностями подключения. Из-за сложности найма соответствующего персонала нам пришлось отложить выполнение некоторых из этих задач. но в 2018 году мы надеемся внести много изменений и представить новые продукты.

Мы ценим ваши отзывы, которые вы можете предоставить, используя ссылку внизу большинства страниц этого веб-сайта.

Tech Edge проектирует, разрабатывает, производит и продает широкий спектр профессиональных товаров и товаров для дома. Это наш веб-сайт, посвященный нашим приборам для измерения лямбда ( λ или AFR).

Этот сайт требует, чтобы JavaScript был активен для правильного отображения и работы с меню. Также требуются последние версии браузеров и поддержка Firefox 2.0+ и Opera 9+ и Safari 5+ (тоже раньше?) И Гугл Хром
НЕ будет правильно работать с Netscape 7+ и другими браузерами, которые неправильно реализуют CSS.Он вроде работает со сломанным IE8 (то есть в каком-то дурацком режиме совместимости). НЕ будет правильно работать с Internet Explorer 6 (или ниже) — раньше он работал, но мы обнаружили, что поддерживать совместимость как с новыми, так и со старыми браузерами IE слишком сложно.

Правда об ограничениях датчиков кислорода

Это не рассказ о взломе кислородных датчиков (O 2 ), хотя название может показаться, что это подразумевает. Вместо этого мы подумали, что поделимся некоторыми сведениями о том, как работают датчики O 2 и как они могут непреднамеренно вступить в сговор, чтобы обмануть вас.Чтобы вас не обманули, необходимо узнать, как работают датчики O 2 .

Самым важным моментом является то, что датчики O 2 не измеряют соотношение воздух-топливо. Как следует из названия, кислородные датчики измеряют присутствие кислорода в выхлопных газах. После измерения ЭБУ системы и программное обеспечение вычисляют отношение кислорода к топливу на основе стехиометрического соотношения данного топлива. После расчета этого отношения прибор отображает эту информацию как соотношение воздух-топливо (AFR).

Поскольку датчики O 2 используют свободный кислород в качестве единственного измерения для расчета AFR, они могут быть подвержены значительной погрешности при работе на холостом ходу на двигателях, оборудованных долговечными распределительными валами и / или кулачками с чрезмерным перекрытием.

Добавление кислородного датчика к выхлопной системе — отличное средство настройки при правильном использовании. Однако это не панацея, и вам нужно понимать, как работает датчик, чтобы получить от него максимальную пользу.

Ленивые руки заставляют дьявола работать

Перекрытие определяется как время (в градусах коленчатого вала), в течение которого впускной и выпускной клапаны открыты одновременно.Перекрытие — это то, что создает желаемые неровности холостого хода для уличных двигателей. Проблема возникает, когда чрезмерное количество кислорода попадает из впускного отверстия прямо в выхлоп на холостом ходу и на низких оборотах двигателя из-за перекрытия. Этот свободный кислород улавливается датчиком O 2 и определяется как показывающий состояние AFR обедненной смеси, когда в действительности двигатель потенциально может работать на слегка обогащенной смеси.

Например, у нас есть некоторый опыт работы с карбюраторным двигателем LS 4,8 л на уличном Chevelle.Несмотря на то, что двигатель оснащен консервативной продолжительностью 219 градусов при 0,050 в его гидравлическом роликовом кулачке, герметичный гидротрансформатор создавал достаточную нагрузку, чтобы снизить скорость холостого хода на передаче до примерно 750 об / мин. Несмотря на небольшое перекрытие кулачков, встроенный широкополосный датчик давал показания AFR от 16: 1 до 17: 1 на нашем широкополосном датчике O 2 .

Это снайперский отряд на большегрузном Chevrolet. Чтобы предотвратить «обучение», которое может привести к чрезмерному обогащению таблиц обрезки, мы запустили движок в течение нескольких часов, чтобы установить приличную мелодию, которая работала нормально.Затем мы отключили функцию обучения снайпера, чтобы предотвратить чрезмерную компенсацию системой свободного кислорода в выхлопе из-за перекрытия распределительных валов.

По опыту мы знали, что этот двигатель не будет работать на холостом ходу при истинном соотношении 16: 1, так что это явно была ошибка, вызванная перекрытием распределительного вала. Это происходило только на холостом ходу. Как только число оборотов увеличилось до более чем 1000, показания AFR стали более полными и точными. Это делает использование датчика O 2 проблематичным для двигателей с длительным сроком службы и распределительных валов с большим перекрытием на холостом ходу.Это также является причиной того, что «самообучающиеся» системы EFI корпуса дроссельной заслонки имеют тенденцию к затруднениям при использовании на двигателях с вакуумом в коллекторе менее 10 дюймов. Избыток кислорода «обманывает» самообучающуюся систему, заставляя ее настраиваться на насыщенный AFR. Давайте посмотрим, почему это происходит.

Предположим, у нас есть двигатель, оснащенный самообучающейся дроссельной заслонкой EFI, но также оснащенный распределительным валом длительного действия, который работает на холостом ходу при 9 дюймах вакуума в коллекторе. Владелец устанавливает целевой AFR холостого хода 13,5: 1. Это одна из точек, которую система EFI будет использовать для расчета количества топлива, подаваемого в двигатель.Объем двигателя, частота вращения холостого хода и вакуум в коллекторе также включены в уравнение, используемое для определения количества топлива на холостом ходу.

При избыточном свободном кислороде в выхлопе датчик O 2 определяет это как слишком бедную смесь, поэтому ЭБУ добавляет топливо. Затем, когда двигатель выключен, большинство самообучающихся систем добавляют это топливо к числу долгосрочной корректировки топлива, обогащая общее количество топлива, подаваемого на холостом ходу. При повторном запуске двигателя весь процесс повторяется. Примерно после 15-30 перезапусков двигатель теперь работает на чрезмерно богатой смеси, но датчик O 2 все еще определяет наличие свободного кислорода в выхлопных газах.Владелец расстроен, потому что двигатель работает слишком богато, забивает пробки и, как правило, работает плохо.

Этот чертеж Comp Cams показывает взаимосвязь между закрытием выхлопа и впускным отверстием при перекрытии. По мере увеличения перекрытия этот маленький треугольник становится больше, что позволяет большему количеству свободного кислорода попадать в выхлоп и вводить в заблуждение датчик O2 на холостом ходу.

Как рассчитать перекрытие

Это позволит сравнить перекрытие двух распредвалов. Большинство видеокарт предоставляют всю необходимую информацию.В этом примере мы рассмотрим перекрытие двух компактных гидравлических роликовых кулачков Chevy Comp. Самый точный способ — использовать объявленные цифры продолжительности, которые для этих кулачков составляют 0,006 дюйма подъема толкателя. Формула очень проста. Просто добавьте закрытие выхлопной трубы к числу впускных отверстий, чтобы определить перекрытие.

Кулачок A
268XFI

Объявленная продолжительность 268/276 градусов (при подъеме толкателя 0,006 дюйма)
218/224 при 0,050 с LSA 113 градусов и осевой линией впуска 109 градусов
Внутр.Открыть 25 BTDC Exh. Закрыть 21 ATDC = 46 градусов перекрытия

Небольшой блок Chevy 350ci с этим кулачком на холостом ходу при давлении в коллекторе 14 дюймов рт.ст. при 850 об / мин.

Кулачок B
XR294HR

294/300 Объявленная продолжительность
242/248 при 0,050 с LSA 110 градусов и осевой линией впуска 110 градусов
Внутр. Открыть 41 BTDC Exh. Закрыть 36 ATDC = 77 градусов перекрытия
(77-46 = 31 градус перекрытия между кулачками A и B)

Небольшой блок Chevy 383ci с этим кулачком на холостом ходу 9.5 дюймов ртутного столба вакуума в коллекторе при 950 об / мин.

Сравнение вакуума на холостом ходу между этими двигателями является прямым отражением влияния перекрытия на качество холостого хода. Вот почему стандартные распредвалы GM LS используют LSA между 116 и 122 градусами — чтобы сгладить холостой ход и помочь датчику O2.
Ради интереса, мы вычислили числа перекрытия для самой большой кулачка Comp Mutha Thumpr, которая составила 88 градусов! По сравнению с кулачком А это увеличение перекрытия на 42 градуса!

Чтобы рассчитать перекрытие на вашем распределительном валу, найдите точки открытия выпускного отверстия и точки закрытия впуска — желательно по указанным числам.Мы используем карту Comp Cams, на которой указаны точки закрытия открытия на 0,006 дюйма. Найдите время клапана на 0,006, а затем найдите числа открытия впуска (25 BTDC) и закрытия выпуска (21 ATDC). Сложите эти два числа вместе (46 градусов), и вы получите перекрытие клапана при подъеме толкателя 0,006 дюйма.

Обманывать мозг

Одно из решений этой проблемы — убедиться, что в системе нет утечек, которые могут способствовать возникновению этой проблемы. Даже небольшая утечка выхлопных газов втянет свежий воздух снаружи и значительно усугубит проблему свободного кислорода.Следующий шаг — начать заново, перезагрузив систему, установить нормальную работу AFR, при которой двигатель работает чисто на холостом ходу (независимо от того, что показывает датчик O 2 ), а затем отключить функцию обучения на холостом ходу, чтобы внести дальнейшие исправления. не добавляйте топливо в систему постоянно. Это не так драматично, как кажется, поскольку большая часть обучения с помощью этих систем достигается в течение первого часа работы двигателя в различных ситуациях.

Эта проблема с распределительными валами с большим перекрытием и датчиками O 2 не ограничивается только двигателями EFI.Также могут возникнуть проблемы с карбюраторными двигателями. Все производители двигателей и тюнеры соглашаются, что при оценке процедуры настройки всегда рекомендуется регулировать соотношение воздух-топливо и синхронизацию в соответствии с требованиями двигателя, а не обязательно в сторону определенного числа. Это означает, что если вы меняете топливо на холостом ходу или угол опережения зажигания — прислушивайтесь к двигателю.

Если это звучит лучше, вакуумметр показывает более высокое и стабильное число, а частота вращения холостого хода увеличивается, все это указывает на то, что двигателю понравились изменения.Когда это происходит, движок сообщает вам, что это был хороший шаг — независимо от числа, отображаемого на устройстве AFR. Еще один способ выразить это — не гнаться за волшебным числом AFR, которого, по вашему мнению, должен достичь двигатель. Движок подскажет, что он предпочитает, если вы обратите внимание.

Старый школьный способ настройки карбюраторов с тахометром и вакуумметром может быть грубым, но он также приблизит вас, особенно на двигателях с большими кулачками. Как видите, этот двигатель работает на холостом ходу при почти 9 дюймах вакуума в коллекторе (внутренняя шкала), поэтому, если бы у нас было показание датчика O 2 , это, вероятно, указывало бы на гораздо более бедную температуру, чем фактическая AFR двигателя.

Компьютер не заменяет ваш мозг

Это не означает, что мы не можем использовать высокотехнологичные устройства для помощи в настройке. Недавно мы установили систему Holley Sniper на большой блок Chevrolet. При прогретом двигателе и на холостом ходу AFR на холостом ходу по умолчанию составлял 13,8: 1, двигатель работал прилично и звучал хорошо. Затем мы установили пятигазовый анализатор выхлопных газов EMS, чтобы оценить качество холостого хода. Машина показала очень высокое содержание углеводородов (несгоревшие углеводороды — сырое топливо).

Высокое число HC может означать, что AFR чрезмерно богат. Но это также могло указывать на пропуск зажигания из-за того, что двигатель работал на обедненной смеси. Двигатель был оснащен относительно мягким распределительным валом с гидравлическими роликами, который имел некоторое перекрытие. Мы задали AFR 13,2: 1, и количество HC упало, показывая, что двигателю нужно дополнительное топливо для более эффективной работы на холостом ходу.

Здесь предвзятое мнение о том, что двигатель должен работать с соотношением 13,8: 1, не обязательно будет лучшим для двигателя.По общему признанию, разница HC была незначительной, но дело в том, что, когда мы обогатили холостой AFR, холостой вакуум также увеличился примерно на 0,5 InHg. Суть в том, что двигателю нужно больше топлива на холостом ходу.

Если вы не уверены, точен ли ваш датчик O 2 для двигателя с большим кулачком, вы всегда можете вытащить свечу зажигания и посмотреть на нее. Если это выглядит так, двигатель определенно слишком богатый. В этом случае большой кулачок в двигателе обманул датчик O 2 , и тюнер решил, что двигатель слишком бедный!

Не следует понимать, что это означает, что вам не следует использовать датчик O 2 для облегчения настройки.Вместо этого нужно понять, что на самом деле происходит внутри двигателя. Как только двигатель достигает определенной частоты вращения — например, 2500 об / мин — проблема перекрытия становится не столь критичной, потому что для этого остается меньше времени. Это повысит точность показаний датчика O 2 .

Точность против точности — вечная борьба

«Точность» — термин относительный, даже здесь, из-за того, как сконструированы датчики O 2 .Как мы упоминали ранее, датчики O 2 используют свободный кислород в качестве основы для расчета AFR. Мы не будем вдаваться в подробности того, как происходит этот расчет, но каждый производитель использует свой процесс сглаживания для записи этих данных и определения AFR. Это одна из причин, по которой сравнение нескольких датчиков O 2 от разных компаний в одной выхлопной системе дает разные результаты. Если датчик O 2 используется в качестве компаратора на данном двигателе, его точность не так критична.

В качестве примера предположим, что у нас есть большой блок Chevy на динамометрическом стенде, а датчик O 2 сообщает нам, что AFR составляет 12,8: 1. Это может быть или не быть идеальным соотношением для этого двигателя, и это число может быть или не может быть на 100 процентов точным. Важно то, что мы используем его как точку отсчета, с которой мы можем оценить изменение. Если предположить, что мы добавили жиклеры двух размеров, коэффициент AFR изменился на 12,4: 1, а мощность упала на 6 л.с., мы знаем, что мы увеличили расход топлива, и двигатель отреагировал потерей мощности.Указанный номер AFR является ориентиром.

Что мы знаем, так это то, что указанное 12,4: 1 слишком богато. Затем мы изменили струю на два размера струи меньше, чем исходная. Этот тест показал, что AFR изменился до 13,2: 1, а мощность снизилась по сравнению с базовой, но незначительно. Некоторые тюнеры могут тогда сказать — этот двигатель хочет AFR 12,9: 1. Наша версия такова, что с этим конкретным датчиком O 2 это могло бы быть правильным утверждением. Но мы бы предположили, что двигатель теперь очень близок к максимальной пиковой мощности в текущих атмосферных условиях.Тогда тюнер может использовать 13,0: 1 как точку отсчета.

Это дисплей анализатора 5 газов EMS на большом блоке Эль-Камино. Это фотография экрана, когда машина ехала по шоссе со скоростью 65 миль в час с перегрузкой. CO 2 составляет 12,4 процента, CO составляет 3,42 процента, HC составляет 481 частей на миллион, O 2 составляет 0,3 процента, NO 2 (NOx) составляет 105 частей на миллион, а AFR составляет 13,14: 1. При 2000 об / мин свободного кислорода очень мало, и расчетный AFR показывает, что он может работать немного на обогащенной смеси.Следующим шагом будет попытка немного наклонить AFR, чтобы увеличить расход топлива, пока CO 2 не падает.

Все широкополосные датчики O 2 рассчитывают AFR на основе известного стандарта, который называется стехиометрическим соотношением воздух-топливо для топлива. Для чистого бензина это 14,7: 1. Но сразу важно отметить, что почти весь бензин, продаваемый в этой стране, содержит 10-процентный этанол. Это может показаться неважным, но это меняет стехиометрическое число топлива с 14.7: 1 до 14,1: 1.

Вот почему это важно. Поскольку почти все широкополосные кислородные датчики используют 14,7: 1 в качестве базовой линии для расчета фактического соотношения воздух-топливо, с самого начала показания датчика O 2 отключены примерно наполовину. Давайте еще больше запутаем эту ситуацию, добавив, что любой кислородсодержащий гоночный бензин, вероятно, будет иметь другую стехиометрическую AFR.

Чтобы подчеркнуть этот момент, VP Racing Fuels ‘Q16 имеет стехиометрическое соотношение 13.3: 1. Это 1,4: 1 или 10-процентное отклонение от 14,7: 1. Если вы думаете, что это вызовет значительную «ошибку» AFR на широкополосном датчике O 2 , вы будете правы. Гонщики скажут вам: «Да, Q16 всегда читает богато». Теперь вы знаете почему.

Мы затронули несколько вопросов, касающихся того, как отслеживать не только то, что сообщает вам датчик O 2 , но и как интерпретировать эти числа, чтобы вы не заблудились и не запутались. Просто не забудьте использовать этот широкополосный датчик в качестве компаратора. Быть точным настройщиком означает понимать, как работают все системы, а затем использовать эту информацию для принятия разумных решений.Ваш двигатель будет вам благодарен.

Гоночный бензин Q16 компании

VP представляет собой сильно насыщенный кислородом пример топлива, которое далеко от стехиометрического AFR, равного 14,7. VP оценивает это топливо со стехиометрическим соотношением 13,3: 1 и предлагает увеличить впрыск карбюратора на 4-6 процентов, чтобы компенсировать добавленные ароматические углеводороды. Дело в том, что не весь «бензин» имеет коэффициент 14,7: 1.

Измерение широкополосным датчиком кислорода

Широкополосный лямбда-зонд или широкополосный кислородный датчик — это датчик, который может измерять концентрация кислорода в выхлопных газах.Широкополосный датчик кислорода основан на 4-проводной версии циркониевого датчика кислорода. с модификацией для измерения фактической концентрации кислорода вместо выдачи сигнала только для богатая или слишком постная смесь.

Рисунок 1: Схематическое изображение широкополосного датчика кислорода

Датчик состоит из трех частей: насосной ячейки, измерительной камеры и измерительной ячейки. Насосная ячейка и измерительная ячейка состоят из пластины из диоксида циркония (диоксида циркония), к которой прикреплен с обеих сторон нанесен тонкий слой платины.Когда разница в концентрации кислорода существует между двумя сторонами, разница напряжений будет присутствовать между двумя платиновыми пластинами. Это напряжение зависит от разницы концентраций и составляет около 450 мВ для идеальной смеси.

Измерительная ячейка контактирует с наружным воздухом с одной стороны и с измерительной камерой. с другой. Напротив измерительной ячейки расположена насосная ячейка, которая может перекачивать кислород в или из измерительная камера с помощью электрического тока.Небольшое количество выхлопных газов может поступать в измерительную камеру через небольшой канал. Это может изменить концентрацию кислорода в измерительной камере, изменив измерительную ячейку. напряжение от его идеального значения 450 мВ. Чтобы вернуть затем измерительную ячейку обратно к 450 мВ, ЭБУ посылает ток через насосную ячейку. В зависимости от направления и силы тока ионы кислорода могут закачиваться в измерение или выходить из него. камера, чтобы вернуть напряжение измерительной ячейки до 450 мВ.

При сжигании богатой смеси выхлопные газы содержат мало кислорода. и ток проходит через насосную ячейку, чтобы закачать больше кислорода в измерительную камеру. И наоборот, когда сжигается бедная смесь, выхлопные газы содержат много кислорода и ток через насосную ячейку меняется на обратный, чтобы откачивать кислород из измерительной камеры. В зависимости от величины и направления тока, ЭБУ изменяет количество впрыскиваемого топливо. Когда горит идеальная смесь, ток через насосную ячейку не протекает, и количество впрыскиваемое топливо остается без изменений.

Для оптимальной работы датчик должен иметь температуру около 750 ° C. Датчик оснащен резистором PTC для электрического нагрева, который питается от системного реле или иногда от блока управления двигателем. Отрицательная сторона регулируемого обогрева подключается ЭБУ с изменяющейся нагрузкой на массу. сигнал цикла.

Широкополосные датчики O2 и датчики воздуха / топлива (A / F)

Широкополосные датчики кислорода (которые также могут называться широкополосными датчиками воздушного топлива (WRAF)) и датчиками воздуха / топлива (A / F) заменяют обычные датчики кислорода во многих автомобилях последних моделей.

Широкополосный датчик O2 или датчик A / F — это, по сути, более умный датчик кислорода с некоторыми дополнительными внутренними схемами, которые позволяют ему точно определять точное соотношение воздух / топливо в двигателе. Как и обычный датчик кислорода, он реагирует на изменение уровня кислорода в выхлопных газах. Но в отличие от обычного кислородного датчика выходной сигнал широкополосного датчика O2 или датчика A / F не изменяется резко, когда топливно-воздушная смесь становится богатой или обедненной. Это делает его более подходящим для современных двигателей с низким уровнем выбросов, а также для двигателей с улучшенными характеристиками.

Выходы кислородного датчика

Обычный кислородный датчик на самом деле больше похож на индикатор богатой / обедненной смеси, потому что его выходное напряжение подскакивает до 0,8–0,9 В при богатой топливно-воздушной смеси и падает до 0,3 В или менее при наличии воздуха. / топливная смесь бедная. Для сравнения, широкополосный датчик O2 или датчик A / F выдает постепенно изменяющийся сигнал тока, который соответствует точному соотношению воздух / топливо.

Еще одно отличие состоит в том, что выходное напряжение датчика преобразуется его внутренней схемой в сигнал переменного тока, который может перемещаться в одном из двух направлений (положительном или отрицательном).Текущий сигнал постепенно увеличивается в положительном направлении, когда топливно-воздушная смесь становится беднее. В «стехиометрической» точке, когда топливно-воздушная смесь идеально сбалансирована (14,7 к 1), что также называется «лямбда», ток от датчика прекращается, и ток не течет ни в одном направлении. И когда соотношение воздух / топливо становится все более богатым, ток меняет направление и течет в отрицательном направлении.

PCM отправляет управляющее опорное напряжение (обычно 3.3 В в приложениях датчиков Toyota A / F, 2,6 В в широкополосных датчиках Bosch и GM) к датчику по одной паре проводов и контролирует выходной ток датчика по второму набору проводов. Выходной сигнал датчика затем обрабатывается PCM и может быть считан на сканирующем приборе как соотношение воздух / топливо, значение коррекции топлива и / или значение напряжения в зависимости от приложения и возможностей отображения сканирующего прибора.

Для приложений, которые отображают значение напряжения, все, что меньше опорного напряжения, указывает на богатое соотношение воздух / топливо, в то время как напряжения выше опорного напряжения указывают на бедное соотношение воздух / топливо.В некоторых ранних приложениях Toyota OBD II PCM преобразует напряжение датчика A / F, чтобы оно выглядело как напряжение обычного датчика кислорода (это было сделано для соответствия требованиям к отображению ранних правил OBD II).

Как работает широкополосный датчик O2

Внутренне широкополосные датчики O2 и датчики A / F похожи на обычные плоские датчики кислорода из диоксида циркония. Внутри защитного металлического конуса на конце датчика находится плоская керамическая полоса. Керамическая полоса фактически представляет собой двойной чувствительный элемент, который сочетает в себе кислородный насос с «эффектом Нерста» и «диффузионный зазор» с кислородным чувствительным элементом.Все три ламинированы на одной керамической полосе.

Выхлопной газ попадает в датчик через вентиляционные отверстия или отверстия в металлическом кожухе над наконечником датчика и вступает в реакцию с двойным чувствительным элементом. Кислород диффундирует через керамическую подложку на чувствительном элементе. Реакция заставляет ячейку Нерста генерировать напряжение, как в обычном кислородном датчике. Кислородный насос сравнивает изменение напряжения с управляющим напряжением от PCM и уравновешивает одно с другим, чтобы поддерживать внутренний кислородный баланс.Это изменяет ток, протекающий через датчик, создавая положительный или отрицательный сигнал тока, который указывает точное соотношение воздух / топливо в двигателе.

Ток небольшой, обычно около 0,020 ампер или меньше. Затем PCM преобразует аналоговый выходной ток датчика в сигнал напряжения, который затем может быть считан на вашем диагностическом приборе.

В чем разница между широкополосным датчиком O2 и датчиком A / F? Широкополосные датчики 2 обычно имеют 5 проводов, в то время как большинство датчиков A / F имеют 4 провода.

ЦЕПЬ НАГРЕВАТЕЛЯ ДАТЧИКА O2

Как и обычные кислородные датчики, широкополосные датчики O2 и датчики A / F также имеют внутреннюю цепь нагревателя, которая помогает им быстро достичь рабочей температуры. Для правильной работы широкополосным датчикам и датчикам A / F требуется более высокая рабочая температура: от 1292 до 1472 градусов по Фаренгейту по сравнению с примерно 600 градусами по Фаренгейту для обычных кислородных датчиков. Следовательно, если цепь нагревателя выходит из строя, датчик может не выдавать надежный сигнал.

В цепь нагревателя подается питание через реле, которое включается при запуске двигателя и реле впрыска топлива.Схема нагревателя может потреблять до 8 ампер на некоторых двигателях и обычно имеет широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) для изменения количества тепла в зависимости от температуры двигателя (это также предотвращает перегрев и выгорание нагревателя). Когда двигатель холодный, продолжительность включения (по времени) цепи нагревателя будет выше, чем при горячем двигателе. Сбой в цепи нагревателя обычно включает контрольную лампу неисправности (MIL) и устанавливает диагностический код неисправности (DTC) P0125.

Проблемы датчика кислорода

Как и обычные датчики кислорода, широкополосные датчики O2 и датчики A / F уязвимы к загрязнению и старению.Они могут стать вялыми и медленно реагировать на изменения в топливно-воздушной смеси, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на чувствительном элементе. Загрязнения включают фосфор моторного масла (изношенных направляющих и колец клапанов), силикаты антифриза (протекающая прокладка головки или впускные прокладки или трещины в камере сгорания, через которые проходит охлаждающая жидкость) и даже серу и другие присадки в бензине. Датчики рассчитаны на пробег свыше 150 000 миль, но могут не пройти это расстояние, если двигатель горит маслом, развивает внутреннюю утечку охлаждающей жидкости или получает плохой газ.

Широкополосные датчики 2 и датчики A / F также могут быть обмануты утечками воздуха в выхлопной системе (негерметичные прокладки выпускного коллектора) или проблемами сжатия (такими как негерметичные или сгоревшие выпускные клапаны), которые позволяют несгоревшему воздуху проходить через двигатель и попадать внутрь. выхлоп.

Диагностика широкополосного датчика A / F

Как правило, система OBD II обнаруживает любые проблемы, влияющие на работу датчиков кислорода или A / F, и устанавливает код неисправности, соответствующий типу неисправности. Общие коды OBD II, которые указывают на неисправность в цепи нагревателя датчика O2 или A / F, включают: P0036, P0037, P0038, P0042, P0043, P0044, P0050, P0051, P0052, P0056, P0057, P0058, P0062, P0063, P0064.

Коды, указывающие на возможную неисправность самого датчика кислорода, включают любой код от P0130 до P0167. Могут существовать дополнительные коды OEM «расширенного» P1 «, которые будут различаться в зависимости от года, марки и модели автомобиля.

Признаки неисправного широкополосного датчика O2 или датчика A / F по существу такие же, как у обычного датчик кислорода: двигатель работает на богатой смеси, низкая топливная экономичность и / или отказ выхлопных газов из-за более высокого, чем обычно, уровня окиси углерода (CO) в выхлопных газах.

Возможные причины, помимо неисправности самого датчика, включают плохие соединения проводки или неисправное реле цепи нагревателя (если есть коды нагревателя), или неисправность проводки, негерметичную прокладку выпускного коллектора или негерметичные выпускные клапаны, если есть коды датчиков, указывающие на неисправность. состояние обедненного топлива.

Что проверять: как датчик реагирует на изменения в соотношении воздух / топливо. Подключите диагностический прибор к диагностическому разъему автомобиля, запустите двигатель и создайте мгновенное изменение в воздушно-топливном радиоприемнике, щелкнув дроссель или подавая пропан в корпус дроссельной заслонки.Ищите отклик от широкополосного датчика O2 или датчика A / F. Отсутствие изменений в указанном соотношении воздух / топливо, значении лямбда, значении напряжения датчика или номере краткосрочной корректировки топлива будет указывать на неисправный датчик, который необходимо заменить.

Другие PIDS диагностического прибора, на которые следует обратить внимание, включают состояние монитора нагревателя кислорода OBD II, состояние монитора датчика кислорода OBD II, состояние контура и температуру охлаждающей жидкости. Состояние мониторов сообщит вам, провела ли система OBD II самопроверку датчика. Состояние контура сообщит вам, использует ли PCM вход широкополосного датчика O2 или A / F для управления соотношением воздух / топливо.Если система остается в разомкнутом контуре после прогретого двигателя, проверьте возможный неисправный датчик охлаждающей жидкости.

Другой способ проверить выходной сигнал широкополосного датчика O2 или датчика A / F — это подключить последовательно цифровой вольтметр или графический мультиметр к опорной линии напряжения датчика (см. Схему подключения для правильного подключения). Подключите черный отрицательный провод к концу опорного провода датчика, а красный положительный провод к концу провода PCM. Затем измеритель должен показывать увеличение напряжения (выше опорного напряжения), если топливно-воздушная смесь бедная, или падение напряжения (ниже опорного напряжения), если смесь богатая.

Выходной сигнал широкополосного датчика O2 или датчика A / F можно также наблюдать на цифровом запоминающем осциллографе, подключив один вывод к опорной цепи, а другой — к цепи управления датчиком. Это сгенерирует форму волны, которая изменяется в зависимости от соотношения воздух / топливо. Прицел также можно подключить к проводам нагревателя датчика для проверки рабочего цикла цепи нагревателя. Вы должны увидеть прямоугольную волну и уменьшение продолжительности включения по мере прогрева двигателя.

Технические советы по широкополосному датчику кислорода

* На 5-проводных датчиках Honda «обедненное воздушное топливо» (LAF) 8-контактный контакт разъема датчика содержит специальный «калибровочный» резистор.Сопротивление резистора может быть определено путем измерения между клеммами 3 и 4 с помощью омметра и будет составлять 2,4 кОм, 10 кОм или 15 кОм в зависимости от применения. Если разъем поврежден и его необходимо заменить, стоимость замены должна быть такой же, как у оригинала. Опорное напряжение от PCM к датчику на этих двигателях составляет 2,7 вольт.

* Saturn также использует специальный подстроечный резистор в разъеме широкополосного датчика O2 (контакты 1 и 6). Резистор обычно составляет от 30 до 300 Ом.Поставляемое PCM опорное напряжение составляет от 2,4 до 2,6 вольт.

* Если датчик O2, широкополосный датчик O2 или датчик A / F вышел из строя из-за загрязнения охлаждающей жидкости, не заменяйте датчик до тех пор, пока протекающая прокладка головки или головка блока цилиндров не будут заменены. Новый датчик скоро выйдет из строя, если утечка охлаждающей жидкости не будет устранена.

* Некоторые ранние приложения Toyota с датчиками A / F обеспечивают «смоделированное» напряжение датчика O2, которое отображается на диагностическом приборе. Фактическое значение было разделено на 5, чтобы соответствовать ранним правилам OBD II.С тех пор эти правила были пересмотрены, но имейте в виду, если на вашем сканирующем приборе появится «фанковый» дисплей.



Щелкните здесь, чтобы загрузить или распечатать эту статью.


Другие статьи о датчиках двигателя:

Датчики кислорода: диагностика и замена

Расположение датчиков кислорода

Проверка датчиков двигателя

Датчики температуры воздуха

Датчики охлаждающей жидкости

Датчики положения коленчатого вала CKP Датчики

MAP000 Датчики массового расхода воздуха

MAP Датчики MAF

Датчики воздушного потока лопастей VAF

Датчики положения дроссельной заслонки

Общие сведения о системах управления двигателем

Модули управления трансмиссией (PCM)

PCM с флэш-перепрограммированием

Все о бортовой диагностике II (OBD II)

Zeroing II Диагностика

Диагностика сети контроллеров (CAN)

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive

Измерение сигналов датчика O2 | Знай свои запчасти

Наблюдать за показаниями кислородного датчика на осциллографе — все равно что смотреть спортивное мероприятие по телевизору.Вы видите действие, но ничего не можете с этим поделать.

Иногда вы пропускаете действие и хотите мгновенно воспроизвести его. Это был плохой звонок. Вы видели вмешательство. Если судья этого не увидел, он не может это назвать. Контроллер двигателя похож на судью в том, что он постоянно контролирует и контролирует работу двигателя. Если контроллеру двигателя известно, какой цилиндр находится на такте выпуска и какой коллектор содержит волну давления, он отреагирует на входной сигнал от этого кислородного датчика и изменит корректировку подачи топлива.

Контроллер также использует до девяти других входов, таких как обороты и положение дроссельной заслонки, чтобы влиять на корректировку топлива. Если контроллер двигателя является окончательной точкой принятия решения о работе двигателя, а осциллограф является наблюдателем одного или нескольких входов, какова диагностическая функция осциллографа? Простой ответ — найти аномалию в следе сигнала, например, электромагнитные помехи от провода свечи зажигания, которые могут появиться как искажение следа низкого напряжения датчика.

Прицел — это последний шанс найти такую ​​проблему, потому что контроллер не видел мешающего сигнала.Сложнее всего в использовании прицела найти разъем для наблюдения. Это может варьироваться от трудного до невозможного. Дырять в проводах — нехорошо.

Использование осциллографа может быть полезно, если вы знаете: какое механическое действие генерирует сигнал; где генерируется сигнал; и как входной сигнал влияет на работу системы. Ниже приводится попытка объяснить, что, где и как. Он также попытается показать корреляцию кривой осциллографа с данными сканирования.

Выхлоп 101

Каждый такт выпуска поршневого двигателя или двигателя Ванкеля создает волну давления выхлопных газов в коллекторе и выхлопной трубе.Волна давления имеет три свойства — амплитуду, частоту и резонанс.

Амплитуда — это волна давления, создаваемая скоростью и сжатием выхлопного газа, когда он движется поршнем или ротором в коллектор и трубу. Амплитуда волны содержит положительное и отрицательное давление.

Положительное давление — это выхлопные газы, а отрицательное давление — это пространство между волнами давления. Частота — это количество волн, генерируемых тактом выпуска при заданных оборотах в минуту.При изменении оборотов двигателя частота амплитуды и длина волны давления будут меняться.

Четырехцилиндровый двигатель создает две волны давления при каждом обороте коленчатого вала, и имеется один первичный датчик кислорода. В случае V-образного двигателя есть два первичных датчика кислорода; по одному в каждом коллекторе. Каждый датчик контролирует половину выхлопного потока.

Двигатели

V8 создают четыре волны давления за один оборот коленчатого вала по две волны на коллектор. При 600 оборотах в минуту или 10 оборотах в секунду (RPS) V8 будет производить волны с частотой 40 волн положительного давления в секунду.Это волна положительного давления каждые 25 мс в каждом коллекторе (рис. 1). Удвойте число оборотов в минуту до 1200/20 об / с, а частота составляет 80 волн давления в секунду с волной положительного давления каждые 12,5 мс. Двигатель V6 производит три волны давления за один оборот коленчатого вала. При скорости 10 об / с происходит 30 волн в секунду с волной положительного давления каждые 33 мс (рис. 2).

Датчик 201

Датчик кислорода контролирует содержание волн давления, проходящих через датчик. С каждой волной давления датчик отправляет на контроллер двигателя напряжение богатой или бедной смеси.

В зависимости от напряжения датчика кислорода, контроллер будет увеличивать или уменьшать ширину импульса форсунки, что, в свою очередь, изменяет напряжение датчика кислорода для следующего импульса форсунки. Датчик кислорода также называют датчиком лямбда (l) 1. Лямбда — это греческая буква, эквивалентная «L». Лямбда (l) 1 — опорное напряжение 450 мВ. l 1 представляет собой соотношение воздух-топливо 14,7: 1 или стехиометрическое. Контроллер будет управлять импульсом форсунки от богатой к бедной и от бедной к богатой, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение воздух-топливо.

Примером может быть езда на велосипеде по трехдюймовой линии. Когда ваши глаза видят, что колесо приближается к краю линии, мозг посылает сигнал рукам, чтобы они отдалили колеса от края линии. Когда вы едете по линии, вы постоянно вносите поправки, чтобы оставаться на ней.

Циркониевый датчик работает как термопара. В датчике используется чувствительный элемент в форме наперстка с платиновыми электродами. Он создает напряжение, зависящее от температуры и концентрации кислорода в выхлопных газах, по сравнению с эталонным атмосферным источником кислорода, встроенным в датчик.

Датчик способен генерировать сигнал в один вольт, когда в выхлопном потоке нет кислорода. На осциллографе будет отображаться пиковое напряжение для каждой волны давления. Контроллер сохранит информацию для корректировки топлива. У большинства датчиков есть нагреватель, который доводит датчик до рабочей температуры во время холодного запуска, а затем отключается.

Конструкция датчика из диоксида титана во многом такая же, как и у циркониевого датчика, но работает по-другому. В датчике из диоксида титана используется элемент из диоксида титана, прикрепленный к подложке, и платиновые электроды.Он работает как термистор в датчике температуры охлаждающей жидкости.

Датчик не требует эталонного источника кислорода. При температуре он изменяет сопротивление при изменении соотношения воздух / топливо. Но вместо постепенного изменения он очень быстро переключается с низкого сопротивления, менее 10 кОм, когда смесь богатая, на более чем 20 кОм, когда смесь бедная. Контроллер двигателя подает на датчик базовое опорное напряжение в один вольт. Опорное напряжение l 1 для датчика составляет 450 мВ.Датчик имеет нагреватель, который работает непрерывно, чтобы довести датчик до рабочей температуры, используя сигнал с широтно-импульсной модуляцией, чтобы поддерживать постоянный уровень температуры для чувствительного элемента. (Рисунок 4).

Широкополосный планарный датчик воздушного топлива из оксида циркония представляет собой комбинацию стандартного кислородного датчика и насосной ячейки, которая отбирает пробы выхлопных газов. Напряжение прикладывается к диффузионному зазору насосной ячейки для поддержания постоянного соотношения воздух-топливо при измерении l 1 в условиях экстремально богатой и обедненной смеси.Вход в электронную схему контролирует концентрацию кислорода в диффузионном зазоре, изменяя полярность тока, протекающего в насосной ячейке. Изменение полярности входа и подстройка потока тока заставляет электронику отправлять сигнал переключения обогащения / обеднения на PCM. . Опорное напряжение l 1 для датчика составляет 450 мВ, такое же, как и для наперсткового датчика. Внутренняя схема, используемая в широкополосном кислородном датчике, вырабатывает цифровой сигнал с широтно-импульсной модуляцией, что сильно отличает его от обычного кислородного датчика, который выдает аналоговый сигнал в диапазоне от 0.1 и 0,9 вольт.

Осциллограф — это вольтметр с графиком в реальном времени, который может отслеживать активность кислородного датчика или, если он оснащен функцией удержания, фиксировать последовательность времени и напряжения. Что осциллограф расскажет о работе сенсора? Он будет подавать напряжение и отслеживать время в соответствии с настройкой осциллографа.

Самое главное — это настройка. Напряжение на деление на дисплее — это настройка, которая определяется выходным сигналом датчика.Выходной сигнал датчика диоксида титана и циркония составляет один вольт. Используйте настройку от 200 до 500 мВ на деление.

Далее следует время, которое определит количество миллисекунд на деление. Этот параметр определяется типом двигателя, количеством кислородных датчиков и частотой вращения двигателя. Настройка от 200 до 500 мсек должна быть достаточной для захвата холостого хода до 2000 об / мин для большинства четырех- и шестицилиндровых двигателей. При правильной настройке милливольт и миллисекунд на деление вы можете зафиксировать производительность датчика.Форма сигнала, отображаемая осциллографом, может определить тип датчика.

Диагностический соединительный разъем (DLC) диагностического прибора обеспечивает соединение, которое может предоставлять ту же информацию при простом соединении. Единственное, что не может сделать контроллер, — это наблюдать и обрабатывать аномалию. Контроллер установит код неисправности, и диагностический прибор отобразит его. Канал диагностических данных класса 2 предоставляет данные диагностического прибора для датчика кислорода, которые могут помочь в диагностике неисправности системы или компонента.Данные могут считывать соотношение воздух / топливо, время отклика датчика, изменения напряжения и количество переключений.

Данные отображаются в милливольтах, миллисекундах, событиях переключения и коэффициентах отклика на обедненную смесь. Данные собираются диагностическим прибором для отображения осциллограммы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *