Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

Содержание
  1. Лямбда и стехиометрия двигателя
  2. Зачем нужен кислородный датчик
  3. Где находится кислородный датчик
  4. Устройство кислородного датчика
  5. Причины и признаки неисправности лямбда-зонда
  6. Обманка лямбда зонда: что это?
  7. Неисправен лямбда-зонд: причины и ремонт
  8. Образование нагара
  9. Перегрев устройства
  10. Повреждение электропроводки
  11. Выход из строя нагревателя
  12. Причины и признаки неисправности датчика
  13. Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы
  14. Как проверить лямбда-зонд на предмет неисправностей
  15. Как продлить срок службы лямбда-зонда и когда его менять
  16. Что происходит при неисправном кислородном датчике
  17. Как влияет лямдазон на работу двигателя
  18. Основные типы устройств
  19. 2-контаткные датчики
  20. 3-контактные
  21. 4-контактные
  22. Как определить, сколько датчиков кислорода установлено в автомобиле
  23. Устройство измерителя и принцип действия
  24. Электронная проверка лямбда зонда
  25. Из-за чего выходит из строя лямбда-зонд
  26. Виды и конструктивные особенности
  27. Двухточечные с подогревом
  28. Широкополосные
  29. Какой фирмы лучше лямбда-зонд и как его выбрать
  30. Срок службы лямбда-зонда
  31. Диагностика
  32. Конструкция и принцип работы кислородного датчика

Лямбда и стехиометрия двигателя

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая обозначает коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси. Для полного сгорания смеси соотношение воздуха и топлива должно составлять 14,7: 1 (λ = 1). Такой состав топливовоздушной смеси называется стехиометрическим — идеальным с точки зрения химической реакции: топливо и кислород воздуха будут полностью израсходованы при сгорании. При этом двигатель будет производить минимум токсичных выбросов, а соотношение мощности и расхода топлива будет оптимальным.

Если лямбда <1 (недостаток воздуха), смесь будет обогащаться; при лямбда> 1 (избыток воздуха) смесь называется бедной. Слишком богатая смесь означает повышенный расход топлива и более токсичный выхлоп, а слишком бедная смесь грозит потерей мощности и нестабильной работой двигателя.

при λ = 1 мощность двигателя не максимальна, а расход топлива не минимален — это просто оптимальный баланс между ними. Двигатель развивает максимальную мощность на слегка обогащенной смеси, но расход топлива увеличивается. А максимальная топливная эффективность достигается при слегка обедненной смеси, но за счет падения мощности. Поэтому задача ЭБУ (электронного блока управления) двигателя — регулировать воздушно-топливную смесь в соответствии с ситуацией: обогащать ее при холодном пуске или сильном ускорении и плавным движением выпустить, получив оптимальную работу двигателя во всех режимах. Для этого блок управления ориентируется на показания кислородного датчика.

Зачем нужен кислородный датчик

В современном двигателе очень много датчиков. Используя различные датчики, ЭБУ измеряет температуру забортного воздуха и его поток, «видит» положение дроссельной заслонки, отслеживает детонацию и положение коленчатого вала — короче говоря, внимательно следит за воздухом «на впуске» и характеристиками двигателя, регулируя подачу топлива на создать оптимальную смесь в цилиндрах.

Лямбда-зонд показывает, что произошло «на выходе», измеряя количество кислорода в выхлопных газах. Другими словами, кислородный датчик определяет, оптимально ли работает двигатель, соответствуют ли расчеты ЭБУ реальной картине и нуждаются ли они в корректировке. На основе данных лямбда-зонда ЭБУ вносит соответствующие коррективы в работу двигателя и подготовку топливовоздушной смеси.

Где находится кислородный датчик

Датчик кислорода устанавливается в выпускном коллекторе или впускной трубе глушителя двигателя, измеряя количество несгоревшего кислорода в выхлопных газах. Многие автомобили имеют еще один лямбда-зонд, расположенный после каталитического нейтрализатора, чтобы контролировать его работу.

Если у двигателя две головки блока (V-образная, «противоположная»), количество выпускных коллекторов и катализаторов, а значит, и лямбда-датчиков, увеличивается вдвое: в современном автомобиле может быть 4 датчика кислорода.

Устройство кислородного датчика

Классический лямбда-зонд порогового типа — узкополосный — работает по принципу гальванической ячейки. Внутри находится твердый электролит — керамика из диоксида циркония, поэтому такие датчики часто называют диоксидом циркония. Поверх керамики нанесены токопроводящие пористые платиновые электроды. Погружаясь в выхлопные газы, датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в них и в окружающем воздухе, создавая выходное напряжение, которое считывает ЭБУ.

Циркониевый элемент лямбда-зонда приобретает проводимость и начинает работать только после прогрева до температуры 300 ° С. До этого ЭБУ двигателя работает «вслепую» по топливной карте, без обратной связи с датчика кислорода, что увеличивает расход топлива при прогреве двигателя и количество вредных выбросов. Для быстрой активации лямбда-зонда в него добавлен принудительный электрообогрев. Подогреваемые кислородные датчики внешне отличаются увеличением количества проводов: у них 3-4 жилы против 1-2 у обычных датчиков.

В названии узкополосного датчика кроется его недостаток: он способен измерять количество кислорода в выхлопе в довольно узком диапазоне. ЭБУ может корректировать смесь по своим показаниям только в определенных режимах работы двигателя (холостой ход, движение с постоянной скоростью), что не соответствует современным требованиям экономичности и экологичности двигателей. Для более точных измерений в широком диапазоне используется широкополосный лямбда-зонд (датчик A / F), также называемый датчиком воздуха / топлива. Обычно подходят 5-6 прядей, хотя бывают и исключения.

Внешне «широкополосный» похож на обычный кислородный датчик, но есть отличия внутри. Благодаря специальным насосным ячейкам эталонный лямбда-коэффициент газосодержания датчика всегда равен 1, а генерируемое им напряжение является постоянным. Но ток меняется в зависимости от количества кислорода в выхлопе, и ЭБУ двигателя считывает его в реальном времени. Это позволяет электронике более быстро и точно регулировать смесь, добиваясь полного сгорания в цилиндрах.

Почему все еще производятся узкополосные датчики? Во-первых, для старых автомобилей, в которых датчики A / F не использовались. Во-вторых, из-за особенностей «широкополосного» подключения его нельзя устанавливать после катализатора, где он быстро выходит из строя. И как-то надо контролировать работу катализатора. Поэтому в современных двигателях устанавливаются два разных типа лямбда-зондов: широкополосный (контрольный) — в районе выпускного коллектора и узкополосный (диагностический) — после катализатора.

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Основная причина выхода из строя кислородного датчика — некачественный бензин: на чувствительный элемент датчика откладываются присадки свинца и ферроцена, что приводит к его выходу из строя. На состояние лямбда-зонда также влияет нестабильная работа двигателя: при хаотическом воспламенении от старых свечей зажигания или пробитых катушек несгоревшая смесь попадает в выхлопную систему, где горит, сжигая как катализатор, так и кислородные датчики. Обречь датчик также может попадание антифриза или масла в цилиндры.

Самый очевидный признак неисправного лямбда-зонда — это индикатор Check Engine на приборной панели. После считывания кода ошибки с помощью сканера или самодиагностики можно проверить, какой датчик вышел из строя, если их несколько. Иногда речь идет о поврежденной проводке датчика — проверьте схему и стоит начать искать неисправность.

Но проблемный лямбда-зонд не всегда включает «Чек»: иногда он не ломается полностью, а медленно умирает, выдавая ложные показания, из-за чего ЭБУ двигателя неправильно корректирует состав смеси. В этом случае необходимо ориентироваться на косвенные сигналы — ухудшение работы двигателя.

Проблемы с датчиком кислорода нарушают работу всей системы обратной связи и лямбда-коррекции, вызывая ряд неисправностей. В первую очередь, это увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа, снижение мощности и нестабильный холостой ход. Если вовремя не заменить лямбда-зонд, каталитический нейтрализатор выйдет из строя, рассыпаясь из-за перегрева обогащенной смеси.

Обманка лямбда зонда: что это?

При замене катализатора на пламегаситель или разборке устройства сигналы двух лямбда-зондов будут идентичными. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.

Проблема решается установкой трюка лямбда-зонда.

он бывает двух видов:

1. Механический.

По своей конструкции это бронзовая проставка с определенными размерами. Внутри агрегата есть специальная крошка с каталитическим покрытием, которое помогает сжигать вредные вещества.


2. Электронный.

Такая заминка представляет собой устройство на базе микропроцессора, которое анализирует весь процесс прохождения выхлопных газов и обрабатывает данные с первого датчика.

Задача — обеспечить исправное функционирование системы управления двигателем в условиях, когда катализатор сломан или удален.

Неисправен лямбда-зонд: причины и ремонт

Лямбда-зонд выходит из строя по разным причинам. Это высокие нагрузки на выхлопную систему автомобиля, повреждение электропроводки, использование некачественного бензина и другие. Ниже мы разберем основные сценарии возникновения неисправностей, а также узнаем, как эти проблемы решаются с помощью лямбда-зонда.

Образование нагара

Нагар на лямбда-зонд

Одна из популярных причин выхода из строя лямбда-зонда — образование углеродного слоя в области сердечника запчасти. Если двигатель запускается слишком резко, небольшие порции бензина попадают в выхлопную систему автомобиля и оседают там на поверхности лямбда-зонда. Углеродные отложения образуются и по другим причинам: использование некачественного топлива, неправильный запуск двигателя.

Распределение устанавливается по следующим критериям:

  1. Двигатель работает с небольшими толчками.
  2. Зажигание часто теряется.
  3. Индикатор «Check Engine» периодически мигает”.

Для решения этой проблемы рекомендуется разобрать старый и установить новый лямбда-зонд. Вы также можете попробовать очистить наконечник самостоятельно. Делается это так:

  1. Разобрать прибор, аккуратно снять защитный колпачок.
  2. Налейте в емкость 80-100 мл ортофосфорной кислоты.
  3. Накройте емкость крышкой, чтобы край оставался снаружи (например, к чему-нибудь привяжите).
  4. Через 20-30 минут снимите датчик, промойте его водой и просушите.
  5. Установите наконечник на место, нанесите защитную пасту и припаяйте конструкцию (например, аргоновым припоем).

Перегрев устройства

Перегрев лямбда-зонда

Лямбда-зонд может временно выйти из строя из-за перегрева выхлопной системы. Ключевое слово здесь «временно» — при увеличении нагрузки кнопка «Проверить двигатель» начинает мигать. Тогда как при нормальной езде такой проблемы не наблюдается. Это связано с тем, что на автомобилях устанавливаются датчики на основе циркония, и такие лямбда-датчики не могут работать при высоких температурах. Это приводит к выходу устройства из строя.

Перегрев устанавливается по следующим критериям:

  • Проблема возникает только при высоких нагрузках (езда на большой скорости, подъем в гору).
  • Расход топлива значительно увеличивается.
  • Производительность системы ускорения и замедления ухудшается.

Для устранения этой проблемы рекомендуется разобрать цирконий и установить титановый лямбда-зонд. Иногда это не помогает, например, если система автомобиля в целом не справляется с высокими нагрузками (и не только лямбда-зонд). В этом случае для устранения проблемы достаточно снизить уровень нагрузки (например, ехать медленнее).

Повреждение электропроводки

Обрыв проводки к датчику кислорода

Еще одна частая причина выхода из строя лямбда-зонда — повреждение проводки. Каждое устройство снабжено электрическими проводами (от 2 до 4), по которым сигнал передается на блок управления двигателем. При повреждении проводки сигнал становится нестабильным, что приводит к разбалансировке работы мотора. Повреждение кабелей часто носит механический характер (например, водитель попал в аварию).

Повреждение электропроводки устанавливается по следующим признакам:

  • Двигатель работает с перебоями, возможны проблемы с зажиганием.
  • Заметное увеличение расхода топлива.
  • Индикатор «Check Engine» периодически загорается, но затем гаснет.

В случае повреждения проводов рекомендуется установить новый лямбда-зонд. Вы можете заменить поврежденный участок цепи, если у вас остались старые провода зонда. Для ремонта старый кислородный датчик демонтируется из системы, затем старый поврежденный элемент вырезается (с соединительной заглушкой или без). На его место устанавливается исправная электропроводка старого лямбда-зонда.

Выход из строя нагревателя

Устройство лямбда-зонда

Еще одна причина выхода из строя лямбда-зонда — поломка ТЭНа. Неисправность нагревателя не всегда приводит к отключению датчика. Этот дефект обычно не дает о себе знать при малых нагрузках, однако при средних и высоких нагрузках он проявляется. Основные признаки неисправности отопителя:

  • При более высоких нагрузках двигатель начинает глохнуть.
  • Расход топлива увеличивается на подъеме или при быстрой езде.
  • Деталь куплена очень давно (примерный пробег 30-50 тысяч километров).

Нагревательный элемент прочно закреплен внутри лямбда-зонда, поэтому разобрать запчасть и вытащить поврежденный нагреватель затруднительно. Если у вас возникла эта проблема, купите новый зонд и замените старый. Если вы не планируете ездить с высокими нагрузками, замену можно не проводить. То есть с поврежденным лямбда-зондом можно управлять до тех пор, пока он полностью не выйдет из строя.

Причины и признаки неисправности датчика

Контроллер может не работать должным образом по следующим причинам:

  1. Использование некачественного или этилированного топлива. В частности, топливо с высоким содержанием свинца опасно для любого двигателя.
  2. Ошибки автовладельца. При установке кислородного регулятора можно использовать нетермостойкий герметичный клей. Или продукт, в котором используется силикон.
  3. Перегрев кислородного регулятора. У этой проблемы может быть много причин. Основные из них — неправильно выставленные времена розжига и обогащение горючей смеси. Иногда устройство перегревается из-за неисправности в системе зажигания.
  4. Неудачные и неоднократные попытки запуска силового агрегата. Это приводит к попаданию большого количества топлива в выхлопную систему. Есть вероятность воспламенения смеси при детонации.
  5. Отсутствие герметичности в выхлопной системе.
  6. Изношены уплотнения штока клапана. Это приводит к попаданию моторной жидкости в выхлопную систему.
  7. Проблемы с контактами в выходной цепи регулятора кислорода. Неисправность может заключаться в обрыве цепи или замыкании на массу. Возможен плохой контакт устройства с бортовой сетью автомобиля.
  8. Охлаждающая жидкость попадает в выхлопную систему.
  9. Отсутствие герметичности корпуса регулятора кислорода.
  10. Неправильное или нестабильное электроснабжение машины. В частности, это участок цепи от лямбда-зонда до микропроцессорного блока управления двигателем.

Об отказе регулятора могут сигнализировать следующие признаки:

  1. При движении по ровной дороге автомобиль без причины начинает дергаться.
  2. Значительно увеличился расход топлива двигателя.
  3. Машина плохо едет, еле набирает скорость. При нажатии на педаль акселератора ощущаются «провалы», мощность силового агрегата не увеличивается.
  4. Двигатель автомобиля работает нестабильно на холостом ходу.
  5. При неподвижном силовом агрегате из-под капота раздается дребезжание. Вы можете услышать необычный звук для нормальной работы двигателя в месте установки кислородного датчика.
  6. Корпус регулятора становится красным, это можно оценить визуально. Эта проблема указывает на то, что устройство перегревается.

Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы

Широкополосный датчик кислорода — это лямбда-зонд, устанавливаемый в современных автомобилях.

Его особенность — выполнение функций катализатора на входе в устройство. Измерение требуемых параметров производится по силе входного тока.

Основное отличие широкополосного датчика состоит в том, что он содержит два рабочих элемента: инжекторный и 2-точечный керамический нагреватель.

В процессе откачки кислород проходит через соответствующий элемент под действием тока.

Принцип работы широкополосного зонда основан на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.

Такая же разность потенциалов возникает между электродами двухточечного элемента. Достижение необходимого напряжения гарантируется изменением тока накачки.

Если количество кислорода в выхлопе уменьшается, напряжение между электродами увеличивается, и ЭБУ получает соответствующую команду.

Далее формируется сигнал необходимой силы тока, что приводит к выравниванию напряжений.

Сила тока анализируется в ЭБУ, после чего блок управления воздействует на систему впрыска.

Нормальная работа кислородного датчика возможна при температуре 300 градусов Цельсия, что достигается с помощью ТЭНа.

Как проверить лямбда-зонд на предмет неисправностей

Целесообразно проверять исправность лямбда-зонда каждые 10 000 км, причем делать это нужно даже при отсутствии проблем в функционировании датчика.

Как проверить лямбда-зонд на наличие неисправностей

Первым этапом диагностики должна быть проверка надежности соединения между терминалом и датчиком, а затем проверка лямбды на наличие внешних деформаций. После этих операций необходимо открутить лямбда-зонд от коллектора и осмотреть защитный кожух (при необходимости очистить скопившиеся отложения).

1. Визуальный осмотр трубки зонда.

Если при осмотре на защитной трубке лямбда-зонда обнаружены следы белой, серой или серебристой сажи, лямбда-зонд необходимо заменить.

2. Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером).

Как проверить лямбда-зонд мультиметром

Использование мультиметра позволяет проверить:

  • наличие напряжения в цепи обогрева;
  • опорное напряжение;
  • состояние ТЭНа;
  • сигнал датчика.

Работа с мультиметром или вольтметром осуществляется по описанному ниже алгоритму:

  • не снимая разъем с датчика, включить двигатель;
  • подключаем щупы к отопительному контуру.

Показания прибора должны соответствовать напряжению на аккумуляторе — 12 В.

«Плюс» передается на датчик от АКБ через предохранитель. Если нет чтения, проблему следует искать в этой схеме.

«Минус» передается на датчик блоком управления. Следовательно, отсутствие показаний связано с проблемами в цепи «лямбда-зонд — ЭБУ».

Как продлить срок службы лямбда-зонда и когда его менять

Зная принцип работы лямбда-зонда и его взаимосвязь с другими элементами, установить неисправность датчика будет довольно просто. Лямбда-зонд явно требует внимания автовладельца в следующих случаях. Себя:

  • на холостом ходу или холостом ходу двигатель работает с перебоями или глохнет;
  • при эксплуатации автомобиля расходуется больше топлива;
  • заметно ухудшились динамические характеристики автомобиля;
  • после остановки работы двигателя слышны потрескивающие шумы, которые сопровождаются неприятным запахом сероводорода.

Если после выключения двигателя вы услышите дребезжание рядом с нейтрализатором, скорее всего, вышел из строя лямбда-зонд, реанимировать его уже не удастся. Но если не терять время до окончательной поломки, можно увеличить срок эксплуатации устройства при соблюдении следующих условий:

  1. Заправляйте машину только качественным топливом, подходящим для вашей модели.
  2. Отдавайте предпочтение проверенным жидкостям с присадками, имеющими сертификаты качества.
  3. Избегайте использования герметиков для фиксации датчиков.
  4. Делайте достаточные паузы между запусками двигателя.
  5. Не отключайте свечи зажигания при проверке работы цилиндра.
  6. Старайтесь не перегревать выхлопную систему автомобиля (максимально допустимая температура для нормальной работы лямбда-зонда +950 ° C).
  7. Не обрабатывайте наконечники зонда химическими веществами, содержащими реактивные элементы.
  8. Убедитесь, что соединение между датчиком и трубкой плотное.

Придерживаясь перечисленных рекомендаций, можно максимально продлить срок службы лямбда-зонда и заменить его только в случае необходимости.

Продолжительность лямбда-зонда

ошибочно полагать, что маленький лямбда-зонд — это незначительная деталь, не требующая вашего внимания. Кислородный датчик задействован в работе основных систем автомобиля, и каждая замена лямбда-зонда на 1500-2000 рублей сокращает ваш бюджет. Бережное обращение и своевременная диагностика не только продлит жизнь датчика, но и сэкономит деньги.

Что происходит при неисправном кислородном датчике

В случае неисправности лямбда-зонда, когда напряжение на нем не меняется, ЭБУ начинает обогащать рабочую смесь, не истощит ее, так как это приводит к более серьезным последствиям.

Внутрь начинает проникать специфический запах, а расход топлива увеличивается в 2 раза. При этом машина значительно хуже разгоняется, так как топливо заливает цилиндры, из выхлопной трубы иногда слышны характерные хлопки.

Как влияет лямдазон на работу двигателя

Как мы уже писали выше, ламдазон нужен для создания правильной топливовоздушной смеси. Оптимальный состав топливно-воздушной смеси должен максимально соответствовать или приближаться к стехиометрическим нормам. То есть соотношение должно быть таким, чтобы на каждый 1 кг сожженного топлива приходилось 14,7 кг воздуха.

Если в смеси больше топлива, оно будет слишком богатым. В этом случае увеличится расход топлива и в головке двигателя начнут образовываться нагарные отложения, которые со временем могут вызвать повреждение механизмов двигателя. Однако, если воздуха больше, чем необходимо, топливная смесь может быть слишком бедной. Двигатель, конечно, будет меньше сжигать топлива, но и его характеристики будут хуже. Также из-за более высокой температуры в головке двигатель может выйти из строя преждевременно.

Кроме того, правильный состав горючей смеси является предпосылкой для эффективной очистки выхлопных газов каталитическим нейтрализатором. Следовательно, если ламдазон выйдет из строя или поврежден, катализатор не сможет выполнять свою функцию. Это означает, что двигатель будет выделять в окружающую среду гораздо больше вредных веществ. Поэтому важно вовремя распознать признаки неисправности ламдазона, о которых мы поговорим ниже.

Основные типы устройств

Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут отличаться по нескольким критериям:

  • по количеству прядей — от 1 до 6;
  • по организации сенсорного элемента (бывает двух видов: пластинчатый и пальчиковый);
  • для крепежа в сливной трубе — фланцевое или резьбовое;
  • по диапазону измерения параметра лямбда — широкая полоса (измерение производится в диапазоне от 0,7 до 1,6) или узкая полоса, которые регулируют уровень лямбда до уровня выше единицы.

У каждого типа устройства есть свои особенности.

Оборудован сигнальным кабелем. Именно через него передается сигнал, генерируемый устройством.

2-контаткные датчики

Оборудован двумя проводами. Один сигнальный, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.

С помощью заземляющего провода можно точно определить параметры сигнального кабеля.

3-контактные

Есть сигнальный провод, провод заземления и третий провод к нагревателю.

Особенность таких датчиков — быстрое достижение нужной температуры, больший срок службы устройства и меньшие требования к выхлопной системе.

Установленное в системе сопротивление имеет мощность 12 или 18 Вт.

4-контактные

У них четыре потока:

  • сигнальный проводник,
  • провод, питающий нагревательный прибор;
  • третий провод на земле»;
  • четвертый провод — можно использовать для решения любой другой задачи (в зависимости от системы управления автомобилем).

Может быть такое расположение контактов.

Например, его можно использовать в качестве заземления или для питания нагревательного элемента.

Особенность современных лямбда-зондов в том, что они взаимозаменяемы и имеют схожую конструкцию.

Например, вы можете заменить нагретые датчики на неотапливаемые устройства. В этом случае могут быть проблемы с разъемами или невозможность запитать устройство.

В случае отсутствия кабелей, вы можете проложить их самостоятельно и использовать автомобильные контакты в качестве разъема.

Маркировка может отличаться, но сигнальный кабель всегда черный.

«Масса» может быть желтой, серой или белой.

Как определить, сколько датчиков кислорода установлено в автомобиле

Чтобы узнать, сколько лямбда-датчиков в вашем автомобиле, вы можете обратиться в автосервис, где вам выдадут распечатку с данными диагностики LH (обычно это снимок днища автомобиля с выделенными датчиками.). Однако можно сэкономить и найти их самостоятельно.

Датчики кислорода расположены как под капотом автомобиля, так и под днищем

Прежде всего, нужно узнать, в каком году произведена машина. Если вы являетесь владельцем АТС, выпущенной до 2000 года, скорее всего, в ней установлен только 1 LP. В более современных автомобилях, выпускаемых после «нуля», обычно бывает 2 или 4 датчика.

Чтобы определить их количество еще точнее, необходимо уточнить объем двигателя. Если это:

  • меньше 2 литров, поэтому в машине вы найдете 2 LP (один будет находиться в моторном отсеке, где вы его легко заметите, а второй — под днищем автомобиля);
  • более 2 литров, поэтому в автомобиле будет 4 датчика (2 верхних в моторном отсеке и 2 нижних — под днищем автомобиля).

Найти верхние датчики довольно просто (их часто меняют), для этого:

  • Откройте капот машины.
  • В центре моторного отсека, под пластиковой крышкой с маркой автомобиля, вы найдете двигатель автомобиля.
  • Осмотрите двигатель и найдите массивные трубы (выпускной коллектор), которые граничат с двигателем с одной стороны и выходят внутрь с другой.
  • Найдите на выпускном коллекторе небольшую цилиндрическую деталь, длина которой будет примерно 5-7 сантиметров. Это будет лямбда-зонд (или несколько, в этом случае один датчик будет расположен справа, а другой — слева).

Чаще всего ЛЗ располагаются за катализатором автомобиля и перед ним

Стоит отметить, что информация о том, какой лямбда-зонд нужен и где он находится, интересует автовладельцев не из праздных интересов. Дело в том, что согласно сервисным книжкам разных автомобилей, эти элементы нужно менять после определенного пробега. Обычно замене подлежат ЛЗ, проехавшие более 80 тысяч километров, однако на практике датчики способны выдерживать двойные нагрузки при соблюдении нескольких рекомендаций.

Устройство измерителя и принцип действия

Внешне зонд отдаленно напоминает свечу, только без керамического изолятора. На цилиндрическом корпусе сделана резьба для ввинчивания в выхлопную систему, причем резьба выходит сверху (от 1 до 4, в зависимости от конструкции). Внутри стального корпуса расположены следующие детали:

  • керамический гальванический элемент с твердым электролитическим составом;
  • платиновые электроды напылены с обеих сторон гальванического элемента;
  • камера с атмосферным воздухом;
  • контакты с массой и основным проводом.

В конструкцию современных кислородных датчиков добавлен обогреватель, который подключается к автомобильной сети двумя дополнительными проводами. Нагревает электролит зонда до 300–400 ° С.

Лямбда-зонд отключен
Новый тип датчиков O2 имеет гальванический элемент из диоксида циркония, проводимость которого зависит от температуры. Отсюда необходимость в обогревателе. Старые датчики изготавливались на основе диоксида титана и работали по другому принципу.

Теперь о том, как работает лямбда-зонд с циркониевым сердечником. Алгоритм следующий:

  1. При запуске двигателя дозатор не работает и в приготовлении смеси не участвует. Контроллер «знает», что холодному двигателю нужна богатая смесь, и готовит ее на основе сигналов датчиков положения коленчатого вала и массового расхода воздуха.
  2. После перехода в рабочий режим включается нагреватель зонда, и циркониевый элемент начинает генерировать импульсы постоянного тока, регистрируемые контроллером.
  3. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах напряжение датчика варьируется от 0,1 до 0,9 вольт. Падение напряжения — снижение уровня кислорода — ЭБУ подает меньше топлива (смесь беднее). И наоборот, когда импульс усиливается, контроллер переходит в обогащение.

Принцип работы лямбда-зонда с титановым элементом иной — он выполняет роль термистора. Блок управления опрашивает счетчик несколько раз в секунду и фиксирует изменение сопротивления, на основании которого корректирует воздушно-топливную смесь.

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать состояние лямбда-зонда можно, проверив его на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика с помощью мультиметра, однако он может только подтвердить или опровергнуть факт его выхода из строя.

проверка лямбда-зонда на электронном осциллографе

Устройство проверяется при полной работе двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать изображение своей работы. В случае даже незначительного отклонения от нормы рекомендуется заменить лямбда-зонд.

Из-за чего выходит из строя лямбда-зонд

  • Механическое повреждение. Сильный удар после аварии, столкновения с бордюром или езды по бездорожью отрицательно сказывается на состоянии зонда;
  • Некорректная работа двигателя и неисправности системы зажигания приводят к перегреву постоянного тока и поломке;
  • Система забита. Основной причиной неисправности станут продукты сгорания некачественного топлива. Чем больше тяжелых металлов, тем раньше он засоряется;
  • Поломка поршневого узла. Неисправные поршень, палец и шатун протекают в выхлопной системе, забивая зонд;
  • Попадание жидкости. Любое загрязнение сократит срок службы зонда;
  • Короткое замыкание в проводке;
  • Слишком богатая или бедная топливовоздушная смесь;
  • Сброс давления в выхлопной системе позволяет пропускать воздух и выхлопные газы, что отключает лямбда-зонд;
  • Неправильное зажигание;
  • Топливные присадки и «улучшители;
  • Естественный износ.

Выход из строя лямбда-зонда происходит постепенно. Последствия приводят к аварийному режиму управления двигателем. Так производители защищают машину от серьезных поломок, а водителя от аварийных ситуаций.

Неисправность предотвращается регулярным профилактическим обслуживанием и диагностикой, обнаружением неисправностей на ранних стадиях. Если датчик кислорода вышел из строя, прочтите способы его отключения.

Виды и конструктивные особенности

Есть две категории лямбда-зондов:

  • Без подогрева;
  • Разогретый.

Первая категория относится к старшим сортам. Чтобы их активировать, нужно время. Когда диэлектрик становится проводящим, полый сердечник должен достичь рабочей температуры. Пока не нагреется до 350-400 градусов, работать не будет. На этом этапе воздушно-топливная смесь не корректируется, из-за чего несгоревшее топливо может попасть на катализатор. Это постепенно сократит срок службы устройства.

По этой причине все современные автомобили оснащены версиями с подогревом. Кроме того, все датчики делятся на три типа:

  • Толстая кишка не нагревается;
  • Двухточечный подогрев;
  • Широкополосное соединение.

Мы уже смотрели изменения без подогрева. Они могут быть с одним проводом (сигнал идет напрямую на ЭБУ) или с двумя (второй отвечает за заземление корпуса). Стоит обратить внимание на две другие категории, так как они имеют более сложную структуру.

Двухточечные с подогревом

В двухточечных вариантах с подогревом будет три или четыре провода. В первом случае будет больше и меньше на нагрев спирали, а в третьем (черный) — сигнал. Второй тип датчиков имеет такую ​​же схему, за исключением четвертого провода. Это заземляющий элемент.

Широкополосные

Широкополосные зонды — самые сложные из всех, что связаны с автомобильной системой. Он имеет пять потоков. Каждый производитель использует собственную маркировку, чтобы указать, кто за что отвечает. Чаще всего черный цвет — это сигнал, а серый — масса.

Два других кабеля служат источником питания для обогрева. Другой провод — это провод сигнала впрыска. Этот элемент регулирует концентрацию воздуха в датчике. Накачка происходит из-за изменения силы тока в этом элементе.

Какой фирмы лучше лямбда-зонд и как его выбрать

В продаже есть сотни различных лямбда-зондов. Общее количество производителей в России составляет 20-30 компаний. Лучшими производственными предприятиями считаются следующие организации:

  • Вудс. Выпускает дорогие, но качественные и надежные лямбда-зонды. Они подходят для всех категорий автомобилей. Поставляется с защитным колпачком и смазкой. Основные минусы — высокая цена, много подделок.
  • Выгода. Чешский бренд по продаже лямбда-зондов среднего класса. Доступен в различных комплектациях и продается в любом магазине. Поэтому водитель может выбрать запчасть под свои нужды. Главный недостаток — посредственная защита ниток.
  • Плотный. Японский бренд, производящий широкополосные и циркониевые лямбда-зонды. Продукция бренда отличается хорошим качеством, большим разнообразием пробников по конструкции проводов и довольно доступной ценой. Главный недостаток в том, что он в основном продается в Интернете.
  • NGK. Еще один японский бренд, выпускающий надежные лямбда-зонды высочайшего качества. Детали дешевые, что является еще одним плюсом для бренда. У NGK есть один серьезный недостаток — неподходящий электрический разъем для европейских и российских автомобилей. Покупателю придется вырезать и припаять другой разъем.

Срок службы лямбда-зонда

Средняя продолжительность жизни с российским бензином — 40 000–100 000 км. Для увеличения срока эксплуатации рекомендуется заправлять качественным топливом с низким содержанием примесей и тяжелых металлов. Определить неисправность методом самодиагностики достаточно сложно, установить ее причину практически невозможно. Это может быть износ, некачественный бензин, механические повреждения и другие факторы.

Продолжительность лямбда-зонда

При подозрении на неисправность постоянного тока обратитесь к профессиональному диагносту. По осциллограмме специалист определит причины неисправности и предложит способы устранения.

Диагностика

Лямбда-зонд проверяют, не снимая его с автомобиля. Для этого берется специальный прибор и подключается к эклектической системе, после чего двигатель запускается. Чтобы датчик заработал, его нужно нагреть до 300 градусов, а титановый зонд — до 700.

проверка датчика

Показания напряжения на устройстве должны изменяться от 0,1 до 0,9 В примерно 8 раз каждые 10 секунд. Это значит, что датчик исправен и проблем с ним нет. Если скорость изменения показаний уменьшается, зонд не будет нормально работать и скоро выйдет из строя. В случае полного отказа значение отображается на экране диагностического прибора.

Конструкция и принцип работы кислородного датчика

кислородный Датчик Устройство
Конструкция кислородного датчика

В современных автомобилях используются несколько типов лямбда-зондов. Рассмотрим устройство и принцип работы самого популярного из них — датчика кислорода на основе диоксида циркония (ZrO2). Датчик состоит из следующих основных элементов:

  • Внешний электрод: контактирует с выхлопными газами.
  • Внутренний электрод — контактирует с атмосферой.
  • Нагревательный элемент — используется для нагрева кислородного датчика и более быстрого доведения его до рабочей температуры (примерно 300 ° C).
  • Твердый электролит — расположен между двумя электродами (диоксид циркония).
  • Рамка.
  • Защита наконечника — имеет специальные отверстия (перфорации) для входа выхлопных газов.

наконечник лямбда
Устройство наконечника лямбда-зонда

Внешний и внутренний электроды покрыты платиной. Принцип работы такого лямбда-зонда основан на возникновении разности потенциалов между чувствительными к кислороду слоями платины (электродами). Это происходит при нагревании электролита, когда по нему движутся ионы кислорода из атмосферного воздуха и выхлопных газов. Напряжение на электродах датчика зависит от концентрации кислорода в выхлопных газах. Чем он выше, тем ниже напряжение. Диапазон напряжения сигнала датчика кислорода составляет от 100 до 900 мВ. Сигнал имеет синусоидальную форму, в которой выделяются три области: от 100 до 450 мВ — бедная смесь, от 450 до 900 мВ — богатая смесь, 450 мВ соответствует стехиометрическому составу топливовоздушной смеси.

Источники

  • https://HyperAuto.ru/articles/poleznaya-informaciya/pochemu-tak-vazhen-datchik-kisloroda-dlya-avtomobilya/
  • https://AutoTopik.ru/obuchenie/918-lyambda-zond.html
  • https://remontautomobilya.ru/lyambda-zond.html
  • https://autodvig.com/diagnostics/lyambda-zond-64914/
  • https://rad-star.ru/pressroom/articles/lyambda-zond/
  • https://topmekhanik.ru/datchik-kisloroda/
  • https://auto-pos.ru/198-datchik-lyamdazon-chto-eto-takoe-v-mashine-priznaki-neispravnosti-i-skolko-stoit.html
  • https://avto-moto-shtuchki.ru/avtotekhnika/133-gde-nahoditsja-ljambda-zond.html
  • https://autochainik.ru/chto-takoe-lyambda-zond-v-mashine.html
  • https://2auto.su/article/tuning/pervye-priznaki-neispravnosti-lyambda-zonda-ili-kak-proverit-datchik-kisloroda/
  • https://adact2.ru/a/lambda-zond
  • https://AvtoTachki.com/chto-takoe-lyambda-zond-avtomobilya/
  • https://TechAutoPort.ru/dvigatel/vypusknaya-sistema/kislorodnyi-datchik.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях