6.5.2. Датчик концентрации кислорода

Рис. 1 Расположение диагностического датчика кислорода в подкапотном пространстве автомобилей семейства LADA KALINA:2 – диагностический датчик кислородаДля снижения содержания углеводородов,

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В  принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Датчик кислорода (лямбда-зонд)

Отдельно хочется остановиться вот на таком нюансе.

Принцип действия датчика кислорода или лямбда-зонда основан на сравнении концентрации кислорода в воздухе с концентрацией кислорода в выхлопных газах! А не просто измерением кислорода в выхлопе!

Поэтому для полноценной работы большинству лямбда-зондов необходим доступ свежего воздуха. Бытует мнение, что воздух иногда подаётся… по проводам!

Да. По проводам. Об этом предупреждал BOSCH.

А вот, что по этому поводу гласит TIS Шевроле:

При повреждении проводки HO2S1, разъема или клеммы, необходимо заменить весь блок HO2S1. Проводку, разъем и клеммы не ремонтировать. Для правильной работы датчика необходимо обеспечить ему опорный сигнал чистого воздуха. Данный опорный сигнал чистого воздуха обеспечивается проводом(ами) HO2S1. Любая попытка ремонта проводов, разъема или клемм может привести к созданию преграды для воздушного опорного сигнала и снизит показатели работы HO2S1

Поэтому хочется обратить внимание любителей перепаивать разъёмы, смазывать контакты и т.п. на вышеизложенную информацию! Хорошо подумайте перед такими манипуляциями.

Я видел не один датчик кислорода, испорченный через разъём!!! Чаще всего при диагностике это выглядит следующим образом — график имеет практически ровную линию с опорным напряжением порядка 400 мВ и практически не реагирует на состав выхлопных газов.

Будьте внимательны и всегда отдавайте отчёт своим действиям!

Запомните эти важные моменты:

1. На датчике есть атмосферное отверстие (наружу). Поэтому:
а) нельзя мыть под давлением сам датчик и разъем;
б) нельзя покрывать смазкой и т.п. контакты разъема;
2. Желательно смазывать высокотемпературной смазкой резьбу датчика, но нельзя смазывать защитный корпус датчика.
3. Усилие затяжки 40 Н-м.
4. При ударе по корпусу, внутри может отвалиться измеряющий элемент.
5. Частота сигналов рабочей лямбды не менее 1 переключения за 2 секунды.
6. Сопротивление нагревательного элемента от 3 Ом до 35 Ом.
7. Напряжение нагрева подаваемое на лямбду = 10-14.5 В.
8. Напряжение сигнала с лямбды на прогретом двигателе:
при бедной смеси — менее 0.4 В;
при богатой смеси — более 0.6 В.
9. Период контроля параметров лямбды — каждые 30 тыс.км.

Дальше будет описан процесс замены датчиков кислорода. Если Вы хотите вникнуть в суть работы этого датчика, а также научиться его диагностировать и посмотреть реальные примеры неисправности датчиков кислорода, тогда ознакомьтесь со статьёй Лямбда зонд

На Шевроле Лачетти установлены два датчика концентрации кислорода: один на выпускном коллекторе (управляющий),…

…второй — на приемной трубе (диагностический).

Примечание! На ранние версии устанавливался только один датчик кислорода. Перед катализатором. Он имеет два провода. На более поздние авто устанавливалось два датчика. Они имеют по четыре провода (подогрев).

По сигналам датчика ЭБУ производит корректировку состава топливовоздушной смеси для оптимальной работы каталитического нейтрализатора, а по сигналам диагностического — отслеживает эффективность его работы. При неисправности датчиков концентрации кислорода ЭБУ переходит на резервную программу работы, на щитке приборов загорается контрольная лампа неисправности системы управления двигателем.

Примечание! Не все неисправности датчика кислорода приводят к появлению ошибки! Один из примеров рассмотрен в видео ниже, гдя показал неисправность датчика кислорода и его замену.

Назначение

Он предназначен для измерения количества кислорода в выхлопных газах автомобиля. Происходит его название от греческой буквы «Лямбда» – коэффициент остаточного содержания кислорода.

Простыми словами – лямбда-зонд является датчиком кислорода.

Запчасти, ТО

Товары, из ассортимента Дастершоп77, которые могут быть вам интересны:

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

• разгерметизация корпуса;
• проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
• перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
• моральный износ;
• неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
• механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Видео диагностики и замены датчика кислорода

Данные датчики имеют большое влияние на расход топлива и работу двигателя в целом. Описание и принцип работы датчиков кислорода можете прочесть в этой статье.

Для работы нам понадобятся гаечные накидные или торцовые ключи на 12 мм и 22 мм. И желательно иметь под рукой баллончик WD-40 или аналогичную проникающую жидкость.

Ну, соответственно, и новые рабочие датчики.

Где находится

Следуя из его назначения можно предположить, где он устанавливается. Так как он призван измерять выхлопные газы, значит, его необходимо ставить в выпускном коллекторе двигателя.

Где находится лямбда-зонд в автомобиле

Он вкручивается в трубу. Передней частью он находится внутри ее, где протекают отработанные газы. Они его «омывают», нагревают. Именно нагрев – одна из особенностей его работы.

Лямбда-зонд на основе оксида титана

На смену узкополосному лямбда-зонду пришли датчики на оксиде титана. Обычно, в выпускной системе устанавливался всего 1 подобный зонд, с 3-4 проводками, подведенными к нему. Его точность заметно выше, но и цена – кусается. Зонд не сообщается с атмосферой, не создает напряжение, но его измерительный диапазон – лучше. По сути, его функционал напоминает расходомер. Он запитан от блока управления и выдает сигнал в виде напряжения. Сигнал регулярно меняется, диапазон 0,4-4.5 Вольт. Чем больше напряжение – тем беднее ТВС.

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Как он функционирует

Лямбда-зонд работает на основе гальванического элемента, погруженного внутрь выхлопной трубы. На поверхности элемента протекают химические реакции, вырабатывающие внутри его электрический ток. Этот сигнал усиливается самим зондом. Он подается через провод к блоку управления двигателем.

Гальванический элемент на рабочей поверхности лямбда-зонда

Интересный факт. Эти реакции начинают происходить, датчик начинает работать при достижении температуры окружающей среды 300 градусов. То есть, пока выхлопные газы не нагрелись, лямбда-зонд не работает.

При холодном запуске двигателя зонд не функционирует. Ему нужно время для его разогрева. Поэтому, на рынке автозапчастей существуют датчики с подогревом и без него. В первом случае к лямбда-зонду подается электрический ток, внутри его находится нагревательный элемент. За счет этого напряжения повышается температура рабочей поверхности датчика.

Лямбда-зонд с обогревом на четыре провода от Тойота

Широкополосный лямбда-зонд

Наиболее современный вариант, который в среде автолюбителей носит простое название «датчик воздух/топливо». Тут уже несколько больше проводов – 5-6. Зонд отвечает за измерение ТВС во всем диапазоне. Широкополосные зонды ставят на современные бензиновые моторы, которые функционируют на обедненной смеси, на моторах с непосредственным впрыском, а кроме этого на дизелях. Рабочая температура – 650 градусов.

Блок управления, в который поступают все данные с датчиков, отвечает за изменение подачи топлива, в зависимости от поступающего воздуха. Проблема лишь в том, что датчик находится во впускной системе, довольно далеко от камер сгорания, поэтому регулировка оставляет желать лучшего. Но имеем, что имеем.

Зачем он нужен в автомобиле

Его устанавливают для двух случаев:

• Правильно организовать приготовление топливовоздушной смеси;
• Правильная работа катализатора.

Разберем подробно эти случаи.

Если в выхлопных газах содержится кислород, значит, неправильно была приготовлена топливовоздушная смесь. С чем это связано? Для того, чтобы в камерах сгорания произошел взрыв топливной смеси, требуется подать определенное количество кислорода. Когда эти пропорции соблюдены, то происходит правильное сгорания смеси. Она превращается в выхлопные газы.

Поэтому, если в выхлопе присутствует кислород, это говорит о том, что не хватает топлива. Его содержание выше, чем бензина. Этот датчик, измеряя содержание кислорода, подает сигнал в блок управления двигателем, который принимает решение об изменении состава топливовоздушной смеси. Он добавляет больше топлива в камеру сгорания.

Если бензина будет больше, то в выхлопных газах содержание кислорода будет снижаться. Ниже определенного порога, датчик сообщит «мозгам» двигателя, что нужно увеличить его содержание в топливной смеси.

Так регулируется работы мотора автомобиля. Поэтому, если не работает лямбда-зонд, наблюдается эффекты:

• Повышенного расхода топлива;
• Снижение мощности;
• Нестабильная работа силового агрегата.

Второй случай – катализатор. Его устанавливают для приведения химического состава выхлопа к определенным экологическим нормам. Он дожигает выхлопные газы до определенной нормы, позволительные требованиями экологии.

Для контроля качества «догорания» газов устанавливается два лямбда-зонда – один на входе в катализатор, второй на выходе. Таким образом, происходит анализ работы каталитического нейтрализатора. Блок управления двигателем понимает, насколько эффективно он работает, на основании этого изменяет подачу топлива в мотор.

Где находятся датчики кислорода – до и после катализатора

Если он выходит из строя, то наблюдается повышенный расход бензина. При удалении катализатора многие устанавливают «обманки», которые эмитируются работу нейтрализатора.