Меню Закрыть

Работа лямбда зонда: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Содержание

Лямбда зонд,датчик кислорода.Устройство и принцип работы.

Для того, чтобы добиться наибольшей продуктивности от работы двигателя необходимо обеспечить наилучшее сгорание топливно-воздушной смеси, в свою очередь для этого необходимо точно определить необходимые пропорции впрыскиваемого топлива и поступающего воздуха. Полученная смесь гарантирует наилучшее сгорание, продуктивную работу и наименьшее количество вредных веществ от выхлопа. Для определения доли кислорода в отработанных газах автомобиля, используется кислородный датчик (он же лямбда зонд, в народе).

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

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

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

Лямбда зонды бывают 2 видов:

  • Двухточечный датчик.
  • Широкополосный датчик.

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

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

Широкополосный датчик – является современной конструкцией лямбда зонда, в нем значение получают благодаря использование силы тока закачивания. По своей конструкции широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов, двухточечного и закачивающего. Закачивающий элемент – физическим процессом закачивает в себя кислород из отработанных газов автомобиля, с использованием определенной силы тока. Датчик держит постоянное напряжение 450 мВ, если концентрация кислорода уменьшается – напряжение между электродами возрастает и подается сигнал в электронно управляющий блок. Как только сигнал поступил на ЭБУ, создается ток определенной силы на закачивающем элементе, этот ток обеспечивает закачку кислорода в измерительный зазор. В этом всем процессе, величины силы тока, которая подается на закачивающий элемент – это уровень концентрации кислорода в отработанных газах.

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

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

Причины неисправностей:

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

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

Признаки неисправностей и ремонт лямбда-зонда

Инжекторные двигатели позволяют получить большую мощность с меньшего рабочего объема мотора, одновременно такие силовые агрегаты отличаются хорошими показателями топливной экономичности. Во многом подобное достигается за счёт наличия у мотора различных электронных систем и датчиков, следящих за всеми параметрами работы. Одним из таких устройств является кислородный датчик лямбда-зонд, расположенный в выхлопной системе. Не редкость поломки датчика, что приводит к существенным неполадкам в работе мотора.


При выходе из строя лямбда-зонда мотор начинает нестабильно работать, плавают обороты, теряется мощность, могут существенно увеличиться показатели расхода топлива. Если вы заметили на своем автомобиле подобные симптомы, необходимо как можно быстрее обращаться в сервис, проводить диагностику двигателя и устранять неполадки кислородных датчиков.

Назначение и принцип работы лямбда-зонда

Основное назначение лямбда-зонда — это анализ состава выхлопных газов. Полученные им данные отправляются в блок управления двигателем, который корректирует топливно-воздушную смесь, обеспечивая тем самым максимально возможную мощность и улучшая показатели топливной экономичности. В процессе эксплуатации автомобиля на лямбда-зонд приходятся существенным нагрузкам, датчик находится в агрессивной среде, постоянно контактируя с нагретыми до высоких температур выхлопными газами. Неудивительно, что по мере использования автомобиля отмечаются неисправности датчика кислорода, в результате чего двигатель работает нестабильно, требуя обращения в сервис.


Признаки неисправностей

Точно определить имеющиеся поломки лямбда-зонда можно исключительно выполнив компьютерную диагностику двигателя. Однако по косвенным признакам, мастера или даже сам автовладелец может определить неисправности кислородного датчика, после чего выполняется его замена.

К признакам выхода из строя лямбда-зонда относится следующее:

1. Плавающие обороты холостого хода.

2. Двигатель начинает дергаться.

3. Потеря мощности мотором.

4. Появление на приборной панели Check Engine.

5. Нестабильная работа мотора.

6. Увеличение расхода топлива.

Если на вашем автомобиле появился один или сразу несколько таких симптомов неисправностей, необходимо как можно быстрее обратиться в сервис, выполнять соответствующую диагностику и определив поломки, менять лямбда-зонд.

 

Самостоятельная диагностика неисправностей

Самым эффективным способом определить имеющиеся неисправности лямбда-зонда является компьютерная диагностика. Также можно установить работоспособный датчик кислорода на автомобиль, сбросить все ошибки и посмотреть, нормализуется ли работа двигателя. В отдельных случаях возможна диагностика неисправностей лямбда-зонда путем его визуального осмотра, проверяется подключение проводов, на которых не должно быть следов окисления. Также возможен прозвон датчика при помощи вольтметра, что позволяет получить данные по напряжению и сверить их с паспортными значениями в инструкции к авто.

Чистка лямбда-зонда

В большинстве сервисов мастера будут утверждать, что лямбда-зонд неремонтопригоден и при появлении проблем в его работе следует заменить датчик. Однако в отдельных случаях возможна очистка лямбда-зонда, вернув тем самым ему работоспособность и сократив свои затраты на эксплуатацию автомобиля. На чувствительном элементе, который находится под защитным колпачком, появляется нагар, в результате чего датчик перестаёт правильно считывать информацию по выхлопным газам. Первоначально следует попробовать очистить лямбда-зонд в ортофосфорной кислоте не снимая колпачок, а если такая работа не дала каких-либо результатов, колпачок снимают с помощью токарного станка, а в последующем крепят аргоновой сваркой.


Замена лямбда-зонда

В первую очередь нужно помнить, что подбирать следует кислородный датчик аналогичный установленной на автомобиле модели. Его замена не представляет особой сложности, необходимо отключить от датчика все провода, гаечным ключом выкрутить лямбда-зонд, после чего в обратной последовательности установить новый датчик и проверить его работоспособность.

29.03.2021

Диагностика по лямбдам

Прежде чем поговорить об устройстве, работе и диагностике лямбда- зонда, обратимся к некоторым особенностям работы топливной системы. Нам поможет в этом эксперт журнала, Федор Александрович Рязанов, диагност с большим стажем работы, руководитель курсов обучения диагностов в компании «ИнжКар».

Современный автомобилист хочет владеть мощным, но в тоже время экономичным автомобилем. У экологов другое требование – минимальное содержание вредных веществ в выхлопе машины. И в данных вопросах интересы автомобилистов и экологов в итоге совпадают. И вот почему.

Известно, что когда двигатель не сжигает все топливо, расход горючего возрастает, растут затраты и на эксплуатацию автомобиля. Мощность двигателя (или ДВС) в условиях неполного сгорания топлива неизбежно падает, а крутящий момент снижается. Одновременно с этим увеличивается уровень вредных веществ в выхлопе автомобиля.

В этой связи одной из основных задач современного автомобилестроения является максимально полное сжигание топливной смеси в двигателе.

На сжигание смеси прямым образом влияет ее состав. Идеальной ситуацией является стехиометрический состав топлива. Говоря более простым языком, должна быть соблюдена пропорция – на 14,7 кг воздуха должен приходиться 1 кг топлива. Именно такое соотношение позволяет оптимально использовать и то, и другое. Владелец автомобиля получает больший крутящий момент и, как следствие, — адекватное ускорение автомобиля, равномерную работу двигателя во всех режимах работы. Также падает расход топлива, и автомобиль перестает загрязнять окружающую среду.

Отклонения от правильного состава топливной смеси – богатая и бедная смесь. Богатая топливная смесь образуется, когда в цилиндрах мало кислорода, но много топлива, которое, конечно же, из-за недостатка кислорода, полностью сгореть не сможет. Следовательно, автомобиль, работающий на богатой смеси, будет больше расходовать топливо, а избыток несгоревшего топлива, в этом случае, охладит камеру сгорания, мощность двигателя при этом будет падать, несгоревшое топливо попадет в атмосферу, загрязняя ее.

Другая ситуация: двигатель получает обедненную топливную смесь. В этом случае топливо в цилиндрах будет сгорать не полностью из-за недостатка топлива. Об экономичности, ради которой и разрабатывались такие двигатели, в этом случае также придется забыть. Ведь бедная смесь плохо горит, и это автоматически приводит к падению крутящего момента. Водителю приходится больше нажимать на газ, что в свою очередь, ведет к перерасходу топлива.

Таким образом, понятно, что со всех аспектов только стехиометрия топливной смеси (пропорция 14,7/1) является самым оптимальным режимом работы двигателя. И, конечно же, автомобиль, который только-только сошел с конвейера, обычно, укладывается во все рамки этого критерия. Но и «заводская» настройка может отличаться от идеала. Более того, в процессе эксплуатации автомобиля неизбежно наступает износ некоторых компонентов, датчики, отвечающие за настройку топливной системы, могут терять точность настроек. В итоге состав топливной смеси все больше уходит от идеальных показателей.

В этом случае как раз и необходим лямбда- зонд, он фиксирует количество кислорода в выхлопе автомобиля. И если в выхлопе окажется большое количество кислорода, это «сигнализирует» о бедной топливной смеси и, наоборот, если в выхлопе нет кислорода, это указывает на то, что смесь стала богатой. А мы уже выяснили, что и в том, и в другом случае уменьшается мощность двигателя, растет расход топлива, снижается экологичность выхлопа. Задача лямбда-зонда как раз и заключается в том, чтобы скорректировать эти отклонения.

Возьмем в качестве примера такую ситуацию: в топливной системе засорились форсунки, их производительность снизилась, смесь стала обедненной. Лямба-зонд фиксирует этот факт, а блок управления топливной системой реагирует на эту информацию и «доливает» немного топлива в цилиндры. Так происходит корректировка возникающих отклонений с учетом показаний этого датчика.

Таким образом, основное назначение лямбда- зонда заключается в том, чтобы компенсировать неизбежно возникающие в процессе эксплуатации автомобиля отклонения в составе топливной смеси.

Однако нужно понимать, что лямбда-зонд как таковой не является панацеей от всех бед, он лишь позволяет вернуть состав топливной смеси в состояние стехиометрии. Но это не устранение дефектов, а только их компенсация.

Вернемся к нашим форсункам. При загрязненных форсунках нарушается эффективность распыления бензина, топливо распыляется крупными каплями, испаряются они с трудом. И система топливоподачи рассчитывает тот объем топлива, который необходим для достижения состояния стехиометрии, для этого фиксируются показания датчика расхода воздуха. Однако если бензин в системе выпрыскивается крупными каплями, его пары полностью не смешиваются с воздухом, часть паров сгорает, а часть капель бензина попросту вылетает в выхлопную трубу. Лямбда-зонд трактует такую ситуацию как бедную смесь, а датчик топливной системы, который «не видит» отдельные капли бензина, добавляет топлива, чтобы привести смесь в состояние стехиометрии. Но в этом случае, резко повышается расход топлива.

Поэтому для работы лямбда-зонда важен не фактор того, как система справляется с выводом смеси на стехиометрию, а фактор того, какой «ценой» ей удается это сделать.

Рассмотрим осциллограмму работы лямбда- зонда. Датчик сам по себе не может отличить состояние стехиометрии от состояния богатой топливной смеси, так как и в том, и в другом случае кислорода в выхлопе нет. При отсутствии кислорода в топливе блок управления (ЭБУ – электронный блок управления) немного уменьшает количество подаваемого в цилиндр топлива. Как следствие, в выхлопе появляется кислород.

И в этом случае показания лямбда-зонда находятся ниже отметки 0,4 В, что для датчика является признаком того, что топливная смесь обеднела (LEARN). При низких показателях лямбда-зонда (ниже 0,4 В), блок управления увеличивает подачу топлива на несколько процентов, смесь становится богатой и показания датчика достигают уровня выше 0,6В. ЭБУ воспринимает это как признак того, что в топливной системе находится богатая смесь (RICH). Подача топлива уменьшается, показания лябда-зонда падают, цикл повторяется — состав смеси начинает колебаться. В такт изменению состава смеси меняются показания лямбда-зонда. Такие колебания ЭБУ понимает как нормальное явление, указывающее на то, что состав топливной смеси находится в зоне стехиометрии.

Вспомним также, что в катализаторе автомобиля обязательно есть цирконий, этот металл способен накапливать кислород. И в фазе бедной смеси кислород запасается в катализаторе, а в фазе богатой смеси он расходуется. В результате на выходе топливной смеси катализатор дожигает все ее остатки.

На холостом ходу такие колебания возникают с частотой одно колебание примерно в одну секунду. Время такого переключения – еще один важный показатель для лямба-зонда. В нашем случае (см. осциллограмму, Рис. 1) время переключения составило 88 мс, при этом нормой является – 120 мс.

Если переключение длится долго, как в случае нашей осциллограммы (см. осциллограмму, Рис. 2) – 350 мс, да к тому же такая ситуация повторяется многократно, блок управления выдаст ошибку: «замедленная реакция лямбда-зонда».

Величины, при которых появляется эта ошибка, определяются, главным образом, настройками программного обеспечения блока управления.

Таким образом, для диагностики по лямбда-зонду необходимо изучить фазы переключения датчика. И если на осциллограмме появится хотя бы одно переключение с низкого показания на высокое (максимальное – 1В, минимальное – 0В), это значит, что лямбда-зонд работает исправно. Исправный датчик делает примерно одно переключение в секунду. Напомним, что в алгоритме работы блока управления о бедной смеси «сигналят» показания лямбда-зонда ниже 0,4В, а о богатой – выше 0,6 В. Поэтому оценить состояние топливной системы автомобиля можно и по работе датчика. В нашем случае (см. осциллограмму, Рис. 3) блоку управления удалось скомпенсировать все дефекты и вывести стехиометрию.


 
Вернемся к примеру с загрязненными форсунками. При обедненной смеси показания лямбда-зонда падают ниже 0,4В. Блок управления добавляет топлива до того момента, когда смесь станет богатой. Отметим, что в этом случае блок управления «самостоятельно» отклонился от установленных заводом-изготовителем в его карте параметров. Величину отклонения он записывает в своей памяти как топливную коррекцию (fuel trime). Предельно допустимые показатели топливной коррекции для большинства современных автомобилей составляют ±20-25%. Коррекция в «плюс» означает, что блоку пришлось добавлять топлива, коррекция в «минус» — наоборот, убавлять.

Допустим, неисправность носит долговременный характер: блок управления уже дошел до предела топливной коррекции, загорается код ошибки — «Превышение пределов топливной коррекции». Стерев код, исправить такой дефект нельзя, а наличие этой неисправности повлечет за собой перерасход топлива. Стоит отметить, что уже на 15% топливной коррекции обнаруживаются проблемы: автомобиль почти не едет, но расходует большое количество топлива.

То есть важно помнить, что показатель топливной коррекции и работа лямбда-зонда – это комплексный параметр, он указывает на наличие дефекта, но не указывает конкретную причину, которую придется найти и устранить на автосервисе.

И немного об особенностях строения лямбда-зонда. Такой датчик имеет циркониевую колбочку, которая одной стороной помещена в выхлопные газы. Цирконий уникальный материал, так как сквозь него может проходить кислород. Ион кислорода, «прилипая» к атомам циркония, движется по ним, при этом на циркониевом колпачке возникает напряжение. И если все идет в штатном порядке, то диффузия ионов кислорода осуществляется равномерно, и напряжение на обкладках колбочки составляет 1В. Если в выхлопе появляется кислород, диффузия невозможна, и напряжение в этом случае равно 0В. Вместо циркония в лямбда-зондах может использоваться окись титана. Отличие циркониевого лямбда-зонда от титанового заключается в том, что первый вырабатывает напряжение, а другой – меняет свое сопротивление (в переделах от 0 до 5В), и ему нужна схема, которая переводит меняющееся сопротивление в напряжение.

Слой платины на колбочке поверх циркония позволяет снять с него напряжение, играет роль катализатора, дожигает бензин и несгоревший кислород. Все ухудшается при использовании некачественного топлива, а также топливных присадок, которые в прямом смысле закупоривают слой платины и циркония, и зонд выходит из строя. Однако в этом случае, если у зонда нет физических повреждений, обычная промывка вернет его в рабочее состояние. «Современный бич» – это добавки антидетонационных присадок в топливо. До недавнего времени в качестве присадки использовался ферроцент — опасное вещество, которое мы окрестили «красная смерть» за ее красный оттенок, а также за способность быстро выводить из строя свечи, лямбда-зонды и катализатор», — отмечает Федор Александрович. Зонд может «замерзнуть» в высоком или в низком положении, то есть или в фазе богатой, или в фазе бедной смеси. И в этом случае датчик достигнет пределов топливной коррекции и прекратит попытки выравнивать состав смеси до стехиометрии.

Диагностику состояния системы топливоподачи начинаем с подключения сканера к автомобилю. Отсутствие кода «Превышение пределов топливной коррекции» еще не говорит об отсутствии дефектов в системе топливоподачи. Необходимо в потоке данных (Data Stream) убедиться в наличии колебаний лямбда-зонда (стехиометрия достигнута), а также по величине топливной коррекции оценить, какой ценой она достигнута.

Подводя итог, еще раз отметим, что при проверке лямбда-зонда необходимо обращать внимание на колебания датчика, если они есть, датчик исправен; если же система лямбда регулирования не совершает колебаний, это может указывать или на неисправность лямбда-зонда или на бедную или богатую топливную смесь. То есть сначала надо проверить сами датчики. Для этого нужно принудительно обогатить или обеднить смесь, чтобы получить колебания лямбды и убедиться в том, что он исправен.

Рассмотренные выше лямбда-зонды носят название «скачковые». Т.е. они указывают на то, есть кислород в выхлопе или нет. Но все более ужесточающиеся требования к экологии заставили производителей разработать датчики, которые способны не только работать по принципу «Да-Нет», но и определять процент кисло- рода в выхлопе. Такие датчики получили название «широкополосные датчики кислорода».

Принципы их работы и особенности диагностики автомобиля по показаниям широкополосных лямбда-зондов будут рассмотрены в следующих публикациях.

МНЕНИЕ
Максим Пастухов, технический специалист компании «ДЕНСО Рус»: «Практика показывает, что основными причинами выхода из строя лямбда зондов являются: 1. Загрязнение лямбда-зонда продуктами сгорания топлива. Фактически это присадки, которые используются для повышения октанового числа бензина, устранения детонации или для других целей. Также на это влияет степень очистки топлива. Присадки, сера и парафины «закупоривают» проводящий слой лямбда-зонда, и он «слепнет». Блок управления переводит двигатель в аварийный режим, и мы видим на приборной панели значок «Проверьте двигатель». Кстати, от вышеописанных вещей страдают также свечи зажигания, клапаны, катализатор и др. компоненты двигателя. Имеет смысл комплексно подходить к ремонту, если лямбда-зонд вышел из строя. 2. Агрессивная смесь, которой посыпают наши дороги. Она разъедает изоляцию проводов и сами провода. Мы для защиты от этого используем двойную изоляцию проводов, а также прячем место сварки проводов с датчиком внутрь лямбда-зонда».

09.04.2014 г.

Что такое лямбда зонд в машине и как его проверить

В современных автомобилях используются специальные устройства, которые позволяют транспортному средству соответствовать экологическим нормам. Среди таких устройств – датчик лямбда-зонд.

Рассмотрим, зачем он нужен в машине, где он расположен, как определить его неисправность, а также как его заменить.

Что такое лямбда зонд?

Греческая «лямбда» в машиностроительной промышленности используется для обозначения коэффициента. В данном случае это концентрация кислорода в отработанных газах. Если быть точнее, то это коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси.

Для определения этого параметра используется специальный зонд, который оценивает состояние продуктов сгорания топлива. Этот элемент используется в автомобилях с электронной подачей топлива. Также он устанавливается в машинах, выхлопная система которых оснащена катализатором.

Для чего нужен лямбда зонд?

Датчик используется для более эффективной подачи воздушно-топливной смеси. Его работа влияет на исправность катализатора, который нейтрализует в выхлопных газах вредные для окружающей среды вещества. Он замеряет концентрацию кислорода в выхлопе и корректирует работу топливной системы.

Для эффективности работы мотора воздушно-топливная смесь должна подаваться в цилиндры в правильной пропорции. Если кислорода будет недостаточно, то смесь будет переобогащенная. В результате свечи в бензиновом моторе может залить, а процесс горения не будет высвобождать достаточное количество энергии для вращения коленвала. Также недостаток кислорода приведет к частичному сгоранию топлива. В результате этого в выхлопе образуется не углекислый, а угарный газ.

С другой стороны, если воздуха в воздушно-топливной смеси будет больше, чем необходимо, то она будет обедненной. В результате чего – снижение мощности двигателя, превышение температурных норм для деталей цилиндропоршневого механизма. Из-за этого некоторые элементы быстрее изнашиваются. Если кислорода в выхлопе много, то в катализаторе не произойдет нейтрализация газа NOx. Это тоже ведет к загрязнению окружающей среды.

Так как образование ядовитых газов невозможно заметить визуально, требуется специальный датчик, который контролировал бы даже незначительные изменения в выхлопе двигателя.

Особенно полезным данная деталь оказывается в условиях увеличенного дымообразования (когда мотор испытывает серьезные нагрузки). Это помогает сохранить катализатор от загрязнения, а также немного сэкономить топливо.

Конструкция лямбда-зонда

Датчик зоны катализатора состоит из таких элементов:

  • Корпус из металла. На нем сделана резьба с гранями под ключ, чтобы легче было его установить или снять.
  • Уплотнительное кольцо, предотвращающее выброс выхлопных газов через микро щель.
  • Теплосъемник.
  • Керамический изолятор.
  • Электроды, к которым подсоединяется проводка.
  • Уплотнитель проводки.
  • Нагревательный элемент (в модификациях с подогревом).
  • Корпус. В нем сделано отверстие, через которое в полость поступает чистый воздух.
  • Спираль подогрева.
  • Диэлектрический наконечник. Изготавливается из керамики.
  • Защитная металлическая трубка с перфорацией.

Основным элементом конструкции является керамический наконечник. Он изготавливается из оксида циркония. На нем нанесено покрытие из платины. Когда наконечник нагревается (температура 350-400 градусов), он становится проводником, и напряжение передается с его наружной части на внутреннюю.

Принцип работы лямбда зонда

Чтобы понять, в чем могут быть неисправности лямбда зонда, необходимо понимать принцип его работы. Когда автомобиль находится на производственном конвейере, все его системы настраиваются так, чтобы они работали идеально. Однако со временем детали мотора изнашиваются, в электронном блоке управления могут возникать незначительные ошибки, которые могут влиять на функции разных систем, в том числе и топливной.

Прибор является элементом системы так называемой «обратной связи». ЭБУ рассчитывает, сколько топлива и воздуха подать во впускной коллектор, чтобы в цилиндре смесь качественно сгорала, и высвобождалось достаточно энергии. Так как мотор постепенно изнашивается, со временем стандартных настроек электроники недостаточно – их нужно подкорректировать в соответствии с состоянием силового агрегата.

Эту функцию выполняет зонд лямбда. В случае обогащенной смеси он подает на блок управления напряжение, соответствующее показателю -1. Если смесь обедненная, то этот показатель будет +1. Благодаря такой корректировке ЭБУ подстраивает систему впрыска под изменившиеся параметры двигателя.

Устройство работает по следующему принципу. Внутренняя часть керамического наконечника контактирует с чистым воздухом, наружная (находится внутри выхлопной трубы) – с отработанным газами (через перфорацию защитного экрана), передвигающимися по выхлопной системе. Когда он нагревается, ионы кислорода беспрепятственно проникают с внутренней поверхности на наружную.

В полости датчика кислорода больше, чем в трубе выхлопной системы. Разница в этих параметрах создает соответствующее напряжение, которое по проводам передается на ЭБУ. В зависимости от изменения параметров блок управления корректирует подачу топлива или воздуха в цилиндры.

Где устанавливают лямбда-зонд?

Датчик не зря назван зондом, так как он устанавливается внутрь выхлопной системы, и фиксирует показатели, которые невозможно проанализировать при разгерметизации системы. Для большей эффективности в современных автомобилях устанавливается два датчика. Один вкручивается в трубу перед катализатором, а второй – за нейтрализатором.

Если зонд не оснащен подогревом, тогда он устанавливается максимально близко к мотору, чтобы быстрей нагревался. Если в машине установлено два датчика, то они позволяют корректировать топливную систему, а также анализировать эффективность каталитического анализатора.

Виды и конструктивные особенности

Существует две категории датчиков лямбда-зонд:

  • Без подогрева;
  • С подогревом.

Первая категория относится к более старым разновидностям. Для их активации требуется время. Полый сердечник должен нагреться до рабочей температуры, когда диэлектрик станет проводником. Пока он не нагреется до 350-400 градусов, он не будет работать. В этот момент воздушно-топливная смесь не корректируется, от чего в катализатор может попадать несгоревшее топливо. Это постепенно сокращает рабочий ресурс устройства.

По этой причине все современные автомобили оснащаются модификациями с подогревом. Также все датчики классифицируют по трем разновидностям:

  • Двухточечные без подогрева;
  • Двухточечные с подогревом;
  • Широкополосные.

Модификации без подогрева мы уже рассмотрели. Они могут быть с одним проводом (сигнал подается сразу на ЭБУ) или с двумя (второй отвечает за заземление корпуса). Стоит уделить немного внимания двум другим категориям, так как они имеют более сложное строение.

Двухточечные с подогревом

В двухточечных модификациях с подогревом будет три или четыре провода. В первом случае это будет плюс и минус для нагрева спирали, а третий (черный) – сигнальный. Второй тип датчиков имеет такую же схему, за исключением четвертого провода. Это заземляющий элемент.

Широкополосные

Широкополосные зонды имеют самую сложную из всех схему подключения к системе автомобиля. В нем имеется пять проводов. Каждый производитель использует свою маркировку, чтобы обозначить, какой из них за что отвечает. Чаще всего черный – сигнальный, а серый – заземляющий.

Два других кабеля – питание подогрева. Еще один провод – это сигнальный провод закачки. Этот элемент регулирует концентрацию воздуха в датчике. Закачивание происходит за счет изменения силы тока в данном элементе.

Признаки неисправности лямбда зонда

Самый первый признак неисправного датчика – увеличение расхода топлива (при этом условия эксплуатации машины не меняются). В этом случае будет наблюдаться снижение динамических характеристик. Однако этот параметр не должен быть единственным мерилом.

Вот еще некоторые «симптомы» неисправного зонда:

  • Увеличенная концентрация СО. Этот параметр измеряется специальным устройством.
  • На приборной панели загорелся сигнал CHECK мотора. Но в этом случае следует обратиться в сервис. Предупреждение может не касаться этого датчика.

Датчик кислорода выходит из строя по следующим причинам:

  • Естественный износ.
  • На него попал тосол.
  • Неправильно чистили корпус.
  • Некачественное топливо (большое содержание свинца).
  • Перегрелся.

Методы проверки лямбда-зонда

Чтобы проверить исправность лямбда зонда, достаточно мультиметра. Работа выполняется в такой очередности:

  • Проводится внешний осмотр. Сажа на его корпусе указывает на то, что он мог сгореть.
  • Отключается датчик от электрической цепи, мотор заводится.
  • Наконечник необходимо нагреть до рабочей температуры. Для этого нужно держать обороты двигателя в пределах 2-3 тысячи оборотов.
  • Контакты мультиметра подсоединяются к проводам датчика. Плюсовой стержень прибора – на сигнальный провод (черного цвета). Минусовый – на массу (серый провод, если его нет, то просто на кузов авто).
  • Если датчик исправный, то показатели мультиметра будут колебаться в пределах 0,2-0,8 В. Неисправный лямбда-зонд выдаст показатели от 0,3 до 0,7 В. Если на экране показатель стабилен, то это означает, что датчик не функционирует.

Замена и ремонт лямбда-зонда

Что делать, если датчик вышел из строя? Его необходимо заменить. Он не ремонтируется. Правда, некоторые мастера используют обманки или отключают датчик. Однако такие методы чреваты неисправностями катализатора и снижением эффективности ДВС.

Менять датчик необходимо на аналогичный. Дело в том, что ЭБУ подстраивается под параметры конкретного устройства. Если установить другую модификацию, есть большая вероятность подачи неправильных сигналов. Это может привести к разным неприятным последствиям, включая быстрый выход из строя катализатора.

Замена лямбда-зонда должна производиться на холодном моторе. Покупая новый датчик кислорода, крайне важно убедиться, что был куплен оригинал, а не аналог, подходящий к данному автомобилю. Неисправность сразу не будет заметна, но впоследствии устройство снова перестанет работать.

Процедура установки нового датчика очень проста:

  • Отключаются провода со старого зонда.
  • Выкручивается неисправный датчик.
  • На его место вкручивается новый.
  • Надеваются провода в соответствии с маркировкой.

Выполняя замену датчика кислорода, необходимо быть аккуратным, чтобы не сорвать резьбу ни на нем, ни в выхлопной трубе. После замены мотор заводят и проверяют работоспособность устройства (при помощи мультиметра, как это описано выше).

Как видно, от параметров, поступающих с лямбда-зонда на ЭБУ, зависит эффективность двигателя автомобиля. Важность датчика увеличивается, если выхлопная система оснащена каталитическим нейтрализатором.

4.8 / 5 ( 92 голоса )

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Лямбда-зонд датчик — проверка и замена своими руками

Выхлопная система автомобиля выполняет достаточное большое количество функций. Прежде всего, она выводит и очищает отработавшие газы от вредных веществ, имеющих неблагоприятное воздействие на атмосферу. Второй функцией выхлопной системы можно назвать снижение сил действия сил, препятствующих выходу выхлопного газа. Ведь быстрая работа выхлопной системы способствует увеличению КПД любого двигателя внутреннего сгорания. Сегодня речь пойдет о самом малом элементе выхлопа автомобиля – лямбда-зонд. Постараемся разобраться, что это, для чего предназначается, как провести его диагностику и замену?

Что такое лямбда-зонд

Лямбда-зонд представляет собой электронный датчик, реагирующий на количество несгоревшего топлива в выхлопной системе автомобиля, который размещается на стыке каталитического нейтрализатора и коллектора. Такое устройство позволяет провести оценку содержания топливовоздушной смеси по составу выхлопного газа двигателя.

Применение данного устройства связано с появлением инжекторного способа подачи топлива в камеру сгорания. Лямбда-зонд оценивает количество не сгоревшего кислорода в отработавших газах и посылает определенный сигнал на электронный блок управления двигателем. ЭБУ принимает решение о том, какую топливовоздушную смесь необходимо подать в камеру сгорания для наиболее эффективной и экономичной работы двигателя. Существует два вида смеси воздуха и бензина, которая всасывается в камеру сгорания: богатая и бедная. Первая определяется большим количеством топлива по отношению к воздуху, а вторая определяется большим количеством воздуха, по отношению к топливу. Компромисс между этими соотношениями позволяет добиться наиболее экономичной работы двигателя с сохранением максимального коэффициента полезного действия.

Датчик лямбда-зонда — устройство и принцип работы

Самым распространенным датчиком кислорода на сегодняшний день является датчик порогового типа. По своей сути он является миниатюрной батарейкой, которая вырабатывает низкое напряжение для создания специального импульса. Датчик имеет два электрода, один из которых омывается воздухом из атмосферы, а второй погружен внутрь выхлопной системы и принимает на себя отработавшие газы. Наиболее эффективная работа датчика обеспечивается после полного прогрева двигателя. Рабочая температура выхлопной системы, при этом, должна находиться в пределах 300-400 градусов Цельсия.

Есть ошибочное суждение предполагать, что датчик лямбда-зонд называется именно «датчиком кислорода». На деле же, датчик никоим образом не реагирует на атмосферный воздух и это подтверждается принципом его действия. Как только в отработавших газах обнаруживается определенное количество несгоревшего топлива, на ячейках гальванического элемента появляется выходное напряжение. Эта величина снимается с контактов устройства и с помощью специальных проводников направляется в электронный блок управления двигателем. По величине напряжения, ЭБУ делает соответствующий расчет и регулирует состав смеси, соответствующий нормальной работе двигателя. Отсутствие напряжения на выходе датчика тоже является определенным порогом, который говорит об определенной бедности топливовоздушной смеси. На основе этих данных, ЭБУ увеличивает количество топлива, тем самым нормализует соотношение количество топлива и воздуха до почти идеальных значений (1:1).

Что касается самых первых датчиков, то они работали на другой основе – резисторе. При наличии или отсутствии несгоревших остатков топлива, резистор менял свое сопротивление, тем самым, давал блоку управления сигнал о регулировке соотношения бензина и воздуха.

Для наиболее эффективного «улавливания» топлива, в системе выхлопа широко практикуется двойная установка датчика. Это означает, что два датчика устанавливаются с разных сторон катализатора, тем самым, уточняют данные, необходимые для ЭБУ.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Такой датчик, как и многие другие элементы общей системы автомобиля, тоже подвержен различным поломкам. Отказ в работе лямбда-зонд является не редкостью, поэтому, производители автомобилей предусмотрели специальную функцию для ЭБУ – это введение работы двигателя на аварийный режим. Это связано с тем, что блок управления перестает получать информацию о содержании несгоревших остатков топлива в выхлопе, и начинает подачу топлива и воздуха без коррекции количества.

Данный режим является опасным для двигателя и рассчитан на непродолжительное время и должен быть устранен в кратчайшие сроки. В этом режиме количество бензина, будучи не откорректированным, может попасть в цилиндры в слишком большом количестве и оставлять на стенках определенный нагар. Данный нагар царапает стенки и рано или поздно приведет к ухудшению компрессии. Кроме того, аварийный режим может уменьшить мощность автомобиля и увеличить расход топлива. Поэтому, исправность лямбда-зонд должна поддерживаться постоянно.

Основной причиной неисправности датчика долгое время остается качество топлива. Если быть точным, то есть определенный элемент – тетраэтилсвинец, который разрушает гальваническое покрытие электрода и выводит датчик из строя. В настоящее время, такая проблема постепенно устраняется, так как в бензин перестали добавлять опасный химический элемент.

Диагностика неисправности датчика предельно проста. При включении аварийного режима, необходимо с помощью бортового компьютера или иного другого диагностического устройства выполнить проверку работы всех систем. Чаще всего, лямбда-зонд в системе кодировок инжектора идет под обозначением Р0133, Р0134 или 0135.

Видео — Как проверить лямбда зонд

Замена датчика лямбда-зонд ВАЗ 2114

Рассмотрим замену датчика на автомобиле ВАЗ 2114. Стоит предупредить, что датчик является не самым дешевым, поэтому все работы следует производить с особой аккуратностью, хотя сломать в этом датчике нечего. Другая сторона проблемы заключается в демонтаже старого датчика. Если отнестись к этому процессу несерьезно, можно запросто вызвать необходимость замены катализатора целиком, поэтому будьте осторожны!

Порядок действий

  •  Во-первых, рекомендуется максимально облегчить задачу, выбрав правильное место проведения ремонтных работ. Для этого, лучше всего, установить автомобиль на смотровую яму.
  • Откройте капот автомобиля и найдите провода, которые ведут к лямбда-зонд. На «Самаре -2 » такие провода идут в одном хомуте с патрубками охлаждения, поэтому, хомут можно откусить с помощью ножниц или кусачек, тем самым освободив провода.

Внимание! При работе с выхлопной системой автомобиля, дождитесь, когда она полностью остынет, иначе есть риск получить довольно серьезные ожоги.

  • Теперь спуститесь под автомобиль и обработайте место соединения датчика с выхлопом при помощи WD-40. Данное действие является обязательным, так как постоянный перепад высоких температур приводит к тому, что датчик и катализатор могли «свариться» друг с другом, что делает их неразъемными. Лишь после того, как болт «отойдет» от выхлопа (следует выждать время), можно приступать к откручиванию лямбда-зонд. Данная операция выполняется при помощи ключей на 19 и 22.
  •  После демонтажа неисправного датчика, отсоедините его штекерный разъем, и установите на его место новый исправный датчик. Соедините его электрическую часть и установите новый хомут на патрубок охлаждения и проводку датчика.

На этом замена лямбда-зонд завершена. Все же, чтобы не повредить каталитический нейтрализатор, рекомендуется такую работу доверить специалистам из станции технического обслуживания.

Лямбда зонд (датчик кислорода) — особенности работы, диагностики и ремонта

(Проверка и замена лямбда зонда на Kia Ceed)

Примечание: данная статья является общеинформационной и относится к любой марке автомобиля с циркониевым лямда зондом

Существует распространенное мнение, что лямбда-зонд является датчиком наличия кислорода в выхлопных газах. Это приводит к неправильному пониманию работы датчика и в некоторых случаях ведет к ошибкам при диагностике и в ремонте.

Существует распространенное мнение, что лямбда-зонд является датчиком наличия кислорода в выхлопных газах. Это приводит к неправильному пониманию работы датчика и в некоторых случаях ведет к ошибкам при диагностике и в ремонте.

Давайте рассмотрим работу системы управления двигателем подробнее и проведем несколько экспериментов для выяснения деталей работы датчика.

Для полного сгорания 1 кг бензина требуется приблизительно 14,7 кг воздуха. Такой состав смеси называется «стехиометрическим». Полное сгорание топлива сопровождается образованием углекислого газа (С02) и водяного пара (Н2O). Отношение стехиометрического состава смеси к реальному принято обозначать буквой — λ  (Лямбда). Если λ< 1 (недостатоквоздуха)-богатая смесь. Если λ > 1 бедная смесь. В отработавших газах реального двигателя при сгорании стехиометрической смеси присутствует также незначительное количество токсических веществ (СО, ОН, NOx) и кислород (O2). Горение стехиометрической смеси обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработанных газах, особенно при работе с катализатором, оптимальную экономичность и мощность двигателя. При наличии катализатора токсические вещества взаимодействуют с кислородом и преобразуются в нетоксичные (СO2, Н2O, N2).

Если в цилиндр подавать больше бензина чем требуется для полного сгорания поступившего воздуха, то смесь будет богатой (λ < 1). В выхлопных газах по мере обогащения смеси будет увеличиваться содержание угарного газа (СО), и уменьшаться СO2 и Н2O. При работе на богатой смеси в выхлопе почти нет кислорода O2. Температура горения низкая и оксиды азота практически не образуются. Небольшое обогащение смеси приводит к повышению мощности двигателя, но потери экономичности. Сильное обогащение приводит к потере и мощности и экономичности.

При работе двигателя на бедной смеси (λ > 1), когда бензина подается меньше чем нужно для полного сгорания поступившего воздуха, в выхлопных газах будет присутствовать значительное количество кислорода (O2). По мере обеднения смеси концентрация кислорода будет увеличиваться, а углекислого газа и водяного пара уменьшаться. В выхлопе почти не образуется угарного газа (СО). В зависимости от степени обеднения смеси выхлопные газы могут содержать токсичные NOx и СН. Небольшое обеднение позволяет повысить экономичность двигателя, но снижает мощность. Сильное обеднение приводит к потере и мощности и экономичности.

Датчик способный измерить состав смеси называется лямбда зонд. Наиболее распространенные циркониевые датчики, которых еще называют датчиком кислорода. При работе двигателя на бедной смеси, и при значительном содержании кислорода в отработавших газах сигнал датчика будет иметь низкий уровень — напряжение в пределах 0,05…0,1 В. А для богатой смеси соответственно высокий уровень сигнала — 0,9…1 В.

Вышесказанное есть общеизвестная информация, и относится к идеальному сгоранию гомогенной смеси. В реальном двигателе процессы могут иметь значительное отличие от идеальных условий. Например, если в одном из цилиндров будет неисправна свеча, и не будет происходить сгорание топлива, тогда топливовоздушная смесь из данного цилиндра будет попадать в выхлопную систему, а это кислород (O2) и топливо (СН). Не зависимо от того какая смесь сгорает в других цилиндрах двигателя, хоть богатая, хоть бедная, в выхлопных газах всегда будет значительное количество кислорода и топлива. Второй пример, когда не работает форсунка одного из цилиндров, и весь воздух с данного цилиндра попадает в выпускную систему. Для любого состава смеси в остальных цилиндрах в отработавших газах двигателя будет большое содержание кислорода.

Если считать, что циркониевый лямбда-зонд реагирует на кислород в выхлопных газах, то можно предположить что в случае неисправности одной свечи или одной форсунки многоцилиндрового бензинового двигателя наш датчик будет всегда выдавать низкий уровень сигнала даже при работе исправных цилиндров на переобогащенной смеси.

Рассмотрим работу системы управления двигателем при работе с коррекцией состава смеси по сигналу датчика состава смеси. Если система управления двигателем получает низкий уровень сигнала с лямбда зонда (около нуля вольт), то на следующих циклах работы количество топлива увеличивается. Когда топлива станет слишком много, датчик зафиксирует богатую смесь и сигнал поднимется до 1 вольта. Реакцией системы будет уже плавное уменьшение количества топлива. И так далее. Такой режим называется работой по замкнутой петле по сигналу лямбда зонда.

Для примера взят автомобиль Audi 1994 года 2,6 V-образный 6-ти цилиндровый. Данный мотор работает как два 3-х цилиндровых и каждая сторона двигателя работает как отдельный банк а так же имеет свой выпускной тракт и состав смеси регулируется отдельно по сигналам двух лямбда зондов. Для проведения эксперимента важно, что система не отключает лямбда регулирование при возникновении пропусков воспламенения в цилиндрах.

Мы вывели на экран осциллографа сигналы с обоих лямбда зондов, а также на сканере отобразили график топливной коррекции для каждого банка цилиндров.

Прогрели двигатель и начали проводить эксперимент.

На записи видно, что оба банка работают по замкнутой петле — датчики попеременно фиксируют то богатую, то бедную смесь. Коррекция топливоподачи по сканеру в диапазоне 0,98 — 1.02 для обоих сторон двигателя.

Мы для эксперимента на данном двигателе под высоковольтные провода подставили контактные проводки, и можем искру любого цилиндра левой головки закоротить на массу. Таким образом, мы можем отключить искру во время работы мотора.

Проведем первый эксперимент, отключим искру пятого цилиндра. По осциллографу видно, что напряжение датчика кислорода данного банка упало почти до ОВ. Датчик стал фиксировать несгоревший кислород в отработанных газах левой стороны двигателя. По сканеру видно, что блок управления стал реагировать на данный сигнал, добавляя топливо цилиндрам левой головы. Но сколько бы форсунки не впрыскивали топлива в цилиндры, в выхлопе данной головки все равно останется кислород из неработающего пятого цилиндра. Обратите внимание,что, несмотря на кислород в выхлопе, датчик кислорода левой головы показал богатую смесь в тот момент, когда коррекция достигла 1,10. И блок управления стал работать по замкнутой петле с топливной коррекцией 1,08-1,10.

Вернем искру. Сгорание в цилиндре восстановилось, и лишний кислород перестал поступать в выхлопную систему. Датчик показал богатую смесь. Дождемся стабилизации работы двигателя. Топливные коррекции вернулись в норму и находятся в районе 1,00. Датчики снова попеременно показывают богатую — бедную смесь.

Отключим форсунку четвертого цилиндра. В выхлоп будет поступать весь кислород с неработающего цилиндра. Датчик снова показывает бедную смесь, Блок управления увеличивает топливные коррекции. Количество топлива поступающего в 5-й и 6-й цилиндр плавно растет, но весь кислород с 4-го цилиндра все равно поступает в выхлоп. Но когда топливная коррекция достигла 1,23- 1,25, датчик снова показал богатую смесь, не смотря на то, что в выхлопную систему данного банка поступает треть несгоревшего воздуха.

Подключаем разъем форсунки на место и ждем стабилизации работы двигателя. Топливная коррекция вернулась к исходным 0,98 — 1,02.

Теперь отключим искру сразу во всех цилиндрах левой стороны двигателя, Двигатель будет вращаться благодаря работе цилиндров только правой стороны. При этом горения в цилиндрах левой стороны не будет, и к левому датчику кислорода будет поступать воздух и топливо. Датчик видит избыток кислорода и выдает ОВ. Для эксперимента я обогащаю смесь дополнительным топливом из баллончика. Мы видим, что датчик кислорода может показать богатую смесь, даже если в выхлопную систему поступает весь кислород воздуха и топливо без выхлопных газов.

Почему циркониевый датчик кислорода может показать богатую смесь даже при значительном содержании кислорода в выхлопе?

На рисунке представлена схема датчика кислорода на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе. 1 — твердый электролит ZrO2; 2, 3 — наружный и внутренний платиновые электроды; 4 — контакт заземления; 5 — «сигнальный контакт»; 6 — выхлопная труба.

Циркониевый датчик содержит оксид циркония с примесью оксида иттрия. Такой состав создает в кристаллической решетке ячейки со свободными двухвалентными связями, к которым может присоединяться ион кислорода и перемещаться через слой оксида циркония, и перемещать положительный заряд с одной поверхности на другую.

Процесс перемещения заряженного иона напоминает механизм перемещения электронов и дырок в полупроводниках. Ионы кислорода становятся достаточно подвижны, и могут перемещаться в слое оксида циркония только при температуре более 350 градусов. Работа датчика возможна только при температуре чувствительного элемента не ниже 300…350°С (иначе он не выдает сигнал), а предельная температура может достигать 950°С. Первые модификации «лямбда-зонда» необходимо было располагать как можно ближе к выпускному коллектору для обеспечения скорейшего прогрева и включения датчика в работу. Современные зонды снабжены специальным нагревательным элементом, и место установки стало не столь критичным.

Оксид циркония с обеих сторон покрыт микропористым слоем платины, которая играет роль электродов. Но нагретая платина работает как микрокатализатор для окисления СО и СН на поверхности датчика. Мы знаем, что катализатор начинает выполнять свою функцию только после прогрева. Аналогично и датчик кислорода включается в работу только после прогрева, когда нагретая платина станет работать катализатором, и на поверхности датчика будет происходить реакция между кислородом, который присутствует в выхлопе и частицами угарного газа и несгоревшего топлива. Пока кислорода в выхлопе будет достаточно для реакции полного окисления СО и СН, до тех пор, ионы кислорода из оксида циркония не отбираются, нет движения заряженных частиц через слой оксида циркония, следовательно, напряжение на выходе датчика не возникает, и сигнал будет около ОВ. Платине, как катализатору легче взять кислород с выхлопных газов, чем отобрать его у оксида циркония и тратить энергию на генерирование электрического тока в датчике. Если кислорода в выхлопе станет недостаточно для полного каталитического окисления СО и СН на поверхности платины датчика тогда недостающий атом кислорода будет взят с оксида циркония. Это вызовет движение заряженных ионов кислорода изнутри датчика наружу, и напряжение нашего датчика поднимется до 1В. Такая конструкция датчика позволила получить скачек напряжения при переходе от бедной смеси к богатой.

Каждый раз, когда сигнал датчика имеет высокий уровень, ионы кислорода движутся с внутренней полости датчика в выхлопную систему. Для нормальной работы датчика кислород внутрь датчика должен постоянно поступать из атмосферы. Поскольку датчик генерирует очень слабый ток то и количество кислорода ему достаточно получать по проводам, внутри изоляции между токопроводящих жил.

Нужно следить, чтоб данный путь кислорода не перекрыть. Не допускается обрабатывать разъем датчика кислорода жидкостями типа WD-40. Не допускается пайка проводов с флюсом, который попадает внутрь изоляции провода, перекрывает путь кислороду. Даже использование термоусадочной трубки с клеевым слоем приводит к выходу из строя датчика. Соединять провода датчика кислорода можно только методом обжима и использовать обычную термоусадочную трубку.

Если на сигнальном проводе датчика по отношению к проводу массы или массе датчика появляется отрицательное напряжение более -450мB это результат недостаточного содержания кислорода в эталонной камере в результате герметизации проводов или трещины керамического купола или проникновение выхлопных газов внутрь датчика. В таком случае в режиме принудительного холостого хода, когда в выпускную систему попадает воздух, ионы кислорода движутся через слой оксида циркония в обратном направлении внутрь в эталонную камеру, и напряжение датчика меняет полярность.

Теперь мы можем назвать циркониевый лямбда зонд датчиком избытка кислорода в выхлопных газах. Только если кислорода в выхлопе будет недостаточно для полного каталитического окисления угарного газа и углеводородов, только тогда сигнал датчика примет высокий уровень и будет сигнализировать о богатой смеси.

Теперь становится ясно, почему циркониевый лямбда зонд меняет напряжение скачком, а не пропорционально содержанию кислорода в выхлопе и содержание кислорода в эталонной камере может быть менее 21%. Почему точка переключения находится строго в стехиометрии независимо от типа используемого топлива. Почему датчик может показывать богатую смесь даже при наличии в выхлопе кислорода.

Андрей Шульгин, Авто-Мастер


Какая связь между катализатором и лямбда-зонд?

Лямбда-зонд (датчик кислорода).

Какая связь между катализатором и лямбда-зонд?

• Лямбда зонд Лямбда-зонд — это датчик кислорода (Oxygen Sensor), устанавливаемый в системе выпуска. В выхлопной системе автомобиля, как правило, их один или две штуки. Первый датчик лямбда-зонд всегда устанавливается сразу после выпускного коллектора, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика, а второй, если есть, сразу после катализатора. Применение лямбда-зонд обусловнено жесткими экологическими нормами по снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор предназначен для снижения выброса токсичных отработавших газов. В свою очередь, катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор выходит из строя очень быстро – вот тут и необходим датчик кислорода,он же лямбда-зонд (ЛЗ), он же O2-датчик.

• Название датчика кислорода происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинально – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (O2). При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива, L равна 1. Окно эффективной работы катализатора очень небольшое: L = 1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Поэтому лямбда-зонд устанавливается перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь анализирует и оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива. Как мы уже упомянали выше, на некоторых современных автомобилях имеется дополнительный датчик лямбда-зонд, который устанавливается на выходе катализатора. Это позволяет увеличить точность приготовления смеси и контролировать работу катализатора, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.

• Лямбда-зонд, как правило, изготавливают из циркониевого сплава (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.

• Возможные причины поломки лямбда-зонд:
1)некачественный бензин, железо, свинец забивают платиновые электроды за несколько неудачных заправок;
2)перегрев корпуса датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, сильно переобогащенной топливной смеси;
3)масло в выхлопной трубе из-за плохого состояния маслосъемных колец;
4)сбои в системе зажигания, хлопки в глушителе и в выпуске разрушающие хрупкую керамику;
5)удары;
6)многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны;
7)попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей, моющих средств;
использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в 8)своем составе силикон;
9)обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика.

• Возможные признаки неисправности лямбда-зонд:
1)неустойчивая работа двигателя на малых оборотах;
2)ухудшение динамических характеристик автомобиля;
3)повышенный расход топлива;
4)повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния;
5)характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя;

— Можно ли отключать лямбда-зонд после замены катализатора на пламегаситель?

• После замены катализатора на пламегаситель, наличие кислородного датчика, как детали выхлопной системы, обеспечивающей в числе прочего эффективную работу катализатора, становится не важным. Отсюда вопрос: допускается ли эксплуатировать автомобиль совсем без лямбда-зонда? Однозначного ответа для всех автомобилей нет. Наиболее просто и правильно эта задача решается в том случае, если у данного автомобиля предусмотрена возможность перепрограмировать контроллер на режим работы без катализатора. Это возможно у большинства BMW с «мозгами» BOSH (Siemens не перепрограмируется). В этом случае после замены катализатора на пламегаситель меняется программа управления и лямбда-зонд просто снимается и всё. У некоторых марок автомобилей перепрограмирование невозможно и, если неисправность датчика сильно влияет на работу мотора, тогда выхода нет — необходимо устанавливать исправный датчик лямбда-зонд .

— Взаимозаменяемость лямбда-зонд.

• Рекомендованные заводом-изготовителем лямбда-зонды и сходные по конструкции циркониевые датчики могут быть взаимозаменяемы. Возможна замена неподогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в автомобиле цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты. Рекомендуется использовать графитовую смазку, чтобы датчик не прикипел к выпускному коллектору.

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.

Проблема с лямбда-датчиком на GMC Savana

Современные автомобили все чаще загружаются новыми технологиями, помимо комфорта в использовании, технология также имеет преимущество в экономии топлива или снижении выбросов загрязняющих веществ, выделяемых нашими автомобилями.Это как раз тема содержания нашей сегодняшней статьи, мы собираемся взглянуть на на проблемы лямбда-датчика на GMC Savana , этот датчик, также называемый датчиком кислорода , играет важную роль. Чтобы выяснить, сначала мы собираемся выяснить, для чего используется лямбда-зонд, а затем, каковы проблемы с лямбда-датчиком на GMC Savana и как их решить.

Что такое лямбда-функция на GMC Savana?

Итак, мы начнем нашу статью с — интерес к лямбда-датчику на GMC Savana , мы сначала узнаем, какова задача этого зонда, а затем как он функционирует.

Роль лямбда-зонда в GMC Savana

Впервые разработанный Volvo в 1970-х годах, он начал появляться на наших автомобилях в 1990-х годах с первыми требованиями к выбросам EURO 1. Также называемый датчиком кислорода на GMC Savana , его задача — регулировать количество кислорода в выхлопных газах, это позволит двигателю изменять топливно-воздушную смесь до , уменьшая загрязнение, выбрасываемое автомобилем, и снижает уровень загрязнения автомобиля. расход топлива.

Работа лямбда-зонда на GMC Savana

Прежде чем объяснять вам различные проблемы лямбда-зонда на GMC Savana , мы немного подробнее рассмотрим его работу, чтобы вы могли точно понять, как он работает, и, таким образом, рассмотреть более безмятежно исправление связанной с этим проблемы.
Как мы уже говорили, лямбда-зонд контролирует количество кислорода в выхлопных газах . Можно было бы наивно подумать, что эти данные определены перед камерой сгорания, но, наоборот, это , измеренные на выходе из двигателя . В стандарте EURO 1 до катализатора требовался только один лямбда-зонд, но с появлением более жестких спецификаций теперь 2 лямбда-зонда, один до и один после катализатора .Интересно получить более точные данные, скомпилировав два зонда. Эти данные отправляются в ЭБУ, который изменяет количество воздуха и бензина, впрыскиваемого в двигатель, для улучшения сгорания. .

Проблема с лямбда-датчиком на GMC Savana

.
Наконец, мы собираемся перейти к той части, которую вы, несомненно, больше всего любите в этой статье, — как действовать, если у вас проблема с лямбда-датчиком на GMC Savana . На первом этапе мы узнаем , как найти лямбда-зонд HS , а на втором этапе — как его заменить.

Как узнать, является ли лямбда-зонд на GMC Savana HS

.
Важно знать, что у лямбда-зонда в целом срок службы 150 000 км. . Эта статистика может отличаться в зависимости от года выпуска вашего GMC Savana, вашего вождения и хорошей работы вашего двигателя. Плохо обслуживаемый двигатель, который выделяет несгоревшие газы, может навсегда повредить ваш лямбда-зонд. Одним из признаков, которым может предупредить вас о неисправном лямбда-датчике на GMC Savana , может быть загорание лампы двигателя. Если вы хотите выключить свет двигателя на GMC Savana, не стесняйтесь посетить нашу специальную статью, чтобы узнать процедура, которой следует придерживаться.Единственный эффективный метод, позволяющий убедиться, что у вас проблема с лямбда-датчиком на вашем GMC Savana , и завершить диагностику вашего автомобиля, для этого не стесняйтесь обращаться к нашему руководству, которое объясняет вам GMC Savana, как прочитать код неисправности GMC Savana. Имейте в виду, что если у вас есть проблемы с одним из ваших лямбда-датчиков, единственным средством их решения будет замена неисправного датчика.

Как заменить лямбда-зонд на GMC Savana?

И, наконец, мы собираемся сконцентрироваться на исправлении проблем лямбда-зонда на GMC Savana , подробно описав, как заменить лямбда-зонд .

Заменить лямбда-зонд довольно просто, и вы сможете сделать это самостоятельно, используя минимум инструментов и знания механики. Лямбда-зонд стоит от 25 до 50 евро. . Лучше заменить 2 лямбда-зонда перед и после каталитического нейтрализатора, потому что, если один из них неисправен, второй рискует довольно быстро уронить вас. Для его замены нужно будет поставить свой GMC Savana на свечи и на уровне вашего катализатора открутить зонды, отсоединить их, снова подключить и прикрутить новые .После повторного подключения у вас больше не должно возникнуть проблем с лямбда-датчиком на GMC Savana.

Чтобы найти больше советов по GMC Savana, взгляните на категорию GMC Savana.

(PDF) Применение автомобильного лямбда-датчика для обнаружения NOx при сгорании сжиженного нефтяного газа

Силва, К.Д.Н., Лима, Л.С., Оливейра, М.Л.М., Серра, Д.С., Соуза, Т.К.

Применение автомобильного лямбда-зонда для обнаружения NOx при сгорании сжиженного нефтяного газа

Рис. 1. Универсальный 4-проводный лямбда-зонд.Источник: НТК Техническая керамика.

В этом исследовании для обнаружения NOx в выхлопных газах при сгорании сжиженного нефтяного газа применяется обычный лямбда-зонд из-за его низкой стоимости и того, что, согласно Fischer et al. (2010), этот датчик может работать как датчик NOx, если используется подходящий метод обнаружения

, метод импульсной поляризации. По словам авторов, если такой метод применяется

в стационарных системах, как в случае применения на промышленных установках сжигания или мусоросжигательных установках, концентрация

двух или более газов может быть получена только с одним обычным лямбда-датчиком. , что дает возможность

одновременного обнаружения, например, O2 и NOx.

2. ТЕОРИЯ

Метод обнаружения различных выхлопных газов с использованием датчиков на основе YSZ (оксид циркония, стабилизированный иттрием) был впервые использован Фишером и др.

. (2009) и Fischer et al. (2010), где было проанализировано поведение сигнала лямбда-зонда на основе

YSZ. Характеристика саморазряда чувствительного элемента после различных импульсов электрического напряжения составляет

и используется в качестве параметра измерения, который зависит от типа газа и концентрации.NOx при низких концентрациях —

.

Метод состоит из приложения импульса напряжения положительного заряда, где сразу после того, как кривая разряда составляет

, захваченную в определенный интервал времени, затем та же процедура повторяется, но в виде импульса напряжения противоположного сигнала

(Fischer et al. др., 2009).

Fischer et al. (2010) подчеркивают, что этот метод обнаружения следует рассматривать как начальный подход, демонстрирующий выполнимость

нового принципа измерения.Если этот метод применяется к автомобильным системам, необходимо исследовать перекрестную чувствительность к кислороду, воде

и углекислому газу, а также влияние температуры выхлопных газов на работу датчика

. Преимущество, полученное в одной автомобильной системе, заключается в дополнительной информации о концентрации другого газа,

, например NOx, для проверки эффективности катализатора. Но во время измерения датчик

больше не может работать как лямбда-зонд, так как его температура должна быть снижена.Кроме того, характеристика сигнала, полученная методом саморазряда лямбда-зонда

, показывает хорошую корреляцию с общей концентрацией NOx, независимо от того, дозируется ли

NO или NO2 в качестве испытательного газа. Применение других соответствующих компонентов выхлопных газов к датчику одновременно

снижает чувствительность к NO. Однако представляется возможным подавить эти интерференционные эффекты с помощью адаптированного подхода к оценке данных

, поскольку кривые расхода для разных газов имеют индивидуальные характеристики.

Стремясь применить метод измерения импульсной поляризации, применяемый в сенсорных устройствах на основе оксида циркония, стабилизированного иттрием (YSZ)

, Pohle et al. (2017) сконструировали планарные лямбда-зонды для исследования обнаружения NOx в выхлопных газах дизельных двигателей

. Авторы сравнили методику измерения, используемую в датчике, построенном на базе коммерческих датчиков NOx, с эталонным

газоанализатором.

Результаты исследований Fischer et al. (2010) и Pohle et al.(2017) показали, что измерение концентраций NOx

в выхлопных газах сгорания может быть удовлетворительно получено с использованием сенсорных элементов на основе YSZ,

, который является случаем лямбда-зонда, в сочетании с режимом импульсной разрядки и собственно оценкой сигнала. .

3. МАТЕРИАЛ И МЕТОД

3.1 Материал

Для исследования обнаружения NOx в выхлопных газах с использованием обычного лямбда-зонда потребовались: система

сгорания сжиженного нефтяного газа для генерации сгорания; обычный лямбда-зонд; измерительное оборудование,

, включая два мультиметра, осциллограф и газоанализатор, а также электронные схемы, специально разработанные для возбуждения

и контроля температуры лямбда-зонда, которые будут объяснены ниже.

Система сжигания сжиженного нефтяного газа (рис. 2) состоит из линии сжиженного нефтяного газа, линии сжатого воздуха, цилиндрической горелки

и системы сбора данных и мониторинга. Горелка имеет отверстия для установки датчиков температуры

и дымохода, к которому подсоединен лямбда-зонд. В системе мониторинга и сбора данных

можно получить информацию о расходе воздуха, расходе топлива и температуре. Термопары используются для измерения температуры в лямбда-зонде

— как работает лямбда-зонд?

Ни один современный двигатель внутреннего сгорания со всей мощностью его электроники не стоил бы почти ни крупицы без электрических сигналов, полученных от крошечного электромеханического элемента, размещенного в выхлопной трубе автомобиля.Обязательно угадайте, что это за элемент, это лямбда-зонд…

Лямбда-зонд должен посылать определенный сигнал напряжения электронному блоку управления (ЭБУ), который распознает текущий состав топливовоздушной смеси. Чтобы лямбда-зонд функционировал должным образом, он должен быть предварительно нагрет энергией, полученной из потока горячих дымовых газов, до определенной температуры, необходимой для его правильного функционирования во всем рабочем диапазоне двигателя.

Принцип работы

Лямбда-зонд помещен в поток выхлопных газов и сконструирован таким образом, что внешний электрод окружен выхлопными газами, а внутренний электрод доступен для атмосферного воздуха.Основание лямбда-зонда состоит из специального керамического элемента, поверхность которого покрыта пористым платиновым электродом. Работа зонда основана на том факте, что керамический материал пористый и обеспечивает диффузию (проникновение) кислорода, присутствующего в воздухе. При более высоких температурах он становится проводящим, и если концентрация кислорода на одной стороне отличается от концентрации кислорода на другой, то это создает напряжение между электродами. В области стехиометрической смеси воздуха и топлива (l = 1,00) наблюдается скачок кривой выходного напряжения энкодера. Это напряжение является измерительным сигналом.

Строительство

Корпус керамического лямбда-зонда помещен в полый корпус, который имеет защитный колпачок и электрическое соединение. Поверхность керамического корпуса лямбда-зонда имеет микропористый слой платины, который, с одной стороны, точно влияет на характеристики зонда, а с другой стороны, он служит электрическим контактом. Керамическое покрытие с высокой адгезией и пористостью нанесено на платиновый слой на конце керамического корпуса, который подвергается воздействию выхлопных газов.Этот защитный слой защищает слой платины от эрозии твердыми частицами выхлопных газов. Со стороны электрического подключения (вне выхлопной трубы) поверх лямбда-зонда, ввинчиваемого в корпус, надевается защитная металлическая оболочка. Эта оболочка имеет отверстие для компенсации давления внутри лямбда-зонда, а также служит опорой для тарельчатой ​​пружины. Соединительные провода скручены в контактный элемент и пропущены через изолирующую оболочку снаружи лямбда-зонда.Чтобы отложения продуктов сгорания в выхлопных газах не попадали в керамический корпус, конец лямбда-зонда, который проникает в поток выхлопных газов, защищен специальной защитной трубкой с отверстиями, спроектированными таким образом, чтобы в него не попадали выхлопные газы и твердые частицы. непосредственно контактирует с керамическим (ZrO2) корпусом.

В дополнение к предусмотренной механической защите было успешно снижено эффективное изменение температуры лямбда-зонда при переходе из одной рабочей формы в другую.

Выходное напряжение энкодера λ, а также его внутреннее сопротивление зависят от температуры. Надежная работа лямбда-зонда возможна только при температуре выхлопных газов выше 350 градусов Цельсия (без подогрева) и выше 200 градусов по Цельсию (с подогревом).

Лямбда-зонд с подогревом

Конструкция обогреваемого лямбда-зонда во многом идентична конструкции ненагреваемого лямбда-зонда. Активная керамика лямбда-зонда нагревается изнутри керамическим нагревательным элементом, благодаря чему температура керамического тела всегда остается выше функционального предела в 250 градусов Цельсия.Нагреваемый лямбда-зонд снабжен защитным колпачком с меньшими отверстиями. Помимо прочего, он защищает керамику лямбда-зонда от охлаждения при холодных выхлопных газах. К преимуществам обогреваемого лямбда-зонда можно отнести: надежное и эффективное управление при низких температурах выхлопных газов (например, на холостом ходу), минимальное влияние изменений температуры выхлопных газов, быстрое достижение эффекта лямбда-регулирования после запуска двигателя, быстрая реакция датчика положения предотвращает большие отклонения от идеального состава выхлопных газов, независимость положения энкодера на выхлопной ветви, поскольку не зависит от нагрева окружающей среды.

Узел лямбда-регулятора с обратной связью

Лямбда-регулирование с замкнутым контуром фактически представляет собой наличие обратной связи от лямбда-зонда к двигателю, то есть к блоку управления, и с его помощью можно очень точно поддерживать соотношение воздух-топливо на уровне λ = 1,00 . При использовании узла управления с обратной связью, образованного с помощью упомянутого лямбда-зонда, отклонения от заданного отношения воздух-топливо могут быть установлены и исправлены. Этот принцип управления основан на путем измерения содержания кислорода лямбда-зондом в выхлопе.

Кислород в выхлопе — это мера состава смеси воздуха и топлива, которая соответствует перед двигателем . Лямбда-зонд работает, посылая информацию (электрические импульсы), является ли смесь богаче или беднее, чем λ = 1,00. В случае отклонения от этого значения напряжение выходного сигнала энкодера резко изменяется. Это изменение обрабатывается в центральном компьютерном блоке (ЭБУ), оборудованном для этой цели системой управления с обратной связью.

Впрыск топлива в двигатель контролируется системой управления впрыском и по информации лямбда-зонда о составе топливовоздушной смеси.Этот контроль таков, что достигается соотношение воздух-топливо λ = 1. Напряжение лямбда-зонда фактически является мерой корректировки количества топлива в смеси воздуха и топлива, поступающей в цилиндр.

Прежде чем подать достоверный сигнал, лямбда-зонд должен достичь температуры выше 350 градусов. Пока эта температура не будет достигнута, управление с обратной связью приостанавливается, и смесь топлива и воздуха формируется на среднем уровне с помощью управления без обратной связи. Здесь логично возникает вопрос, всегда ли значение лямбда-коэффициента после достижения рабочей температуры на всем рабочем режиме двигателя равно единице? Конечно нет.В зависимости от текущих пожеланий и потребностей водителя это значение может составлять от 0,8 до 1,2. Если, например, требуется внезапное и резкое ускорение, центральный компьютер переключает впрыск топлива в режим разомкнутого контура и впрыскивает столько топлива, сколько необходимо для достижения желаемой работы двигателя (λ <1). То же самое применимо в случаях, когда требуется торможение двигателем, что характерно для длинных спусков, тогда в двигатель будет впрыскиваться меньше топлива, чем обычно, на определенное количество оборотов (λ> 1).

Хотя лямбда-зонд работает с очень высокой точностью ± 1%, допуски и старение двигателя не влияют на лямбда-регулирование с обратной связью.

Подготовил: Душан Кович
Получено с: www.motorna-vozila.com


Датчик кислорода был изобретен в 1975 году инженерами Роберта Боша в ответ на экологические требования США по контролю выбросов автомобилей. Изначально лямбда-зонды устанавливались только на бензиновые автомобили с системой впрыска.

Лямбда-зонд первого поколения выдержал 20 000 километров. И первым автомобилем, на котором датчик был установлен в 1977 году, был Volvo Model 244.

Второе поколение лямбда-зонда появилось в 1982 году. Эти датчики уже выдержали более высокие температуры и увеличили срок службы.

Крупнейшие производители лямбда-зондов: Bosch (Германия), Denso (Япония), NGK (Япония), Delphi (Великобритания)…

Это зависит от материала керамического наконечника, наличия нагревательного зонда и других факторов.В среднем современный лямбда-зонд имеет срок службы от 60 до 000 км, но специалисты советуют проверять его каждые 80 км.

Лямбда-зонд — один из самых чувствительных датчиков в автомобиле.

Однако это довольно расплывчатые симптомы, потому что индикатор проверки двигателя загорается, когда в компьютере много разных сбоев, в том числе некачественное топливо. Только диагностика на месте может дать правильный ответ, с которым нельзя откладывать. Дело в том, что неисправный лямбда-зонд может значительно снизить ресурс катализатора и вывести из строя другие узлы и детали.В результате ремонт будет дороже.

Подробности — Лямбда-модули — ETAS

Лямбда-регулирование с обратной связью

Кислородные датчики

, также называемые лямбда-датчиками, измеряют содержание кислорода в выхлопных газах автомобилей. Соотношение воздух-топливо или лямбда-число (λ) определяет массовое соотношение воздуха и топлива в камере сгорания, поскольку оно относится к стехиометрическому соотношению воздух-топливо. Когда λ = 1, идеально сбалансированные условия горения не приводят ни к кислородному голоданию, ни к избытку.Значение λ <1 указывает на недостаток воздуха (богатая смесь), тогда как λ> 1 указывает на избыток воздуха (бедная смесь). Классическая лямбда-регулировка с обратной связью обеспечивает стехиометрическую топливно-воздушную смесь для сгорания в двигателях с искровым зажиганием. Процесс обогащает выхлопные газы в пропорции, подходящей для оптимальной обработки с помощью трехкомпонентных каталитических нейтрализаторов. Дизельные двигатели или бензиновые двигатели с прямым впрыском работают на обедненной смеси в широком диапазоне нагрузок, при этом содержание оксида азота (NO x ) в выбросах резко возрастает вместе с повышением температуры сгорания.Рециркуляция выхлопных газов является средством снижения температуры сгорания, наряду с долей NO x в выбрасываемых выхлопных газах. Остаточный NO x в потоке выхлопных газов может удерживаться в накопительном каталитическом нейтрализаторе NO x до тех пор, пока он не может быть восстановлен до азота во время фаз обогащенного сгорания. Лямбда-число представляет собой контрольное значение уставки как для рециркуляции выхлопных газов, так и для каталитической очистки выхлопных газов. На дизельных двигателях лямбда-число может использоваться как базовое значение для установки ограничения дымности при полной нагрузке.

Лямбда-датчики кислорода

Принцип действия лямбда-датчиков кислорода основан на проводимости ионов кислорода оксида циркония при высоких температурах. Дискретные (или бистабильные) датчики измеряют проводящее напряжение измерительной ячейки (ячейки Нернста), производя в узком диапазоне в стехиометрической точке высокочувствительные реакции на изменения концентрации кислорода. При обычном лямбда-регулировании дискретные датчики уровня размещаются до или после каталитического нейтрализатора, выполняя функции ведущего и контрольного зондов соответственно.Контрольный датчик предназначен для помощи в оптимизации управления, а также для контроля работы каталитического нейтрализатора в рамках бортовой диагностики. В случае широкополосных датчиков из диоксида циркония концентрация кислорода в тестовом газе внутри ячейки Нернста устанавливается на λ = 1. Это достигается закачиванием, т. Е. Впрыском или извлечением ионов кислорода в исследуемый газ или из него. Размер и направление тока накачки облегчают точное определение значений лямбда даже при нестехиометрическом горении.При использовании в качестве основных датчиков широкополосные циркониевые лямбда-датчики обеспечивают контроль содержания кислорода как в богатой, так и в бедной смеси. Благодаря своим стабильным измерительным характеристикам эти датчики улучшают динамику классического контура лямбда-регулирования.

Широкополосные датчики LSU от Bosch надежно работают при температурах выше 600 ° C (1112 ° F). Они рассчитаны на постоянный рабочий цикл при температуре выхлопных газов до 930 ° C (1706 ° F) и кратковременных пиках до 1030 ° C (1886 ° F).Поскольку датчики включают в себя внутренний нагреватель, они работают с потоком холодных выхлопных газов и работают в течение нескольких секунд после запуска холодного двигателя. Воздействие нагревателя сводит к минимуму влияние температуры выхлопных газов на сигнал датчика.

Лямбда-датчики — HEGO, EGO и другие термины

Введение

Рисунок 1 — Лямбда-зонд

Лямбда-зонд — это электрический датчик, установленный внутри выхлопная система, которая может измерить, насколько хорошо происходит сгорание внутри двигателя.Количество топлива, попадающего в двигатель управляется компьютером впрыска топлива двигателя или ЭБУ (электронная Устройство управления). Цель работы датчика — позволить ЭБУ двигателя для регулировки количества топлива, поступающего в двигатель, для максимальной экономии и самые низкие выбросы.

Датчик должен выдерживать суровые условия в жаркой выхлопных газов, и со временем он изнашивается, как изнашиваются другие компоненты двигателя автомобиля, такие как свечи зажигания.

Вы можете услышать, что лямбда-зонд упоминается и под другими названиями, например:

  • Датчик EGO — означает «Датчик кислорода в выхлопных газах»
  • Датчик HEGO — означает «Датчик кислорода в выхлопных газах с подогревом». Это относится к нагревательному элементу, входящему в состав 3-проводного и 4-проводного типов.
  • Датчик кислорода — относится к тому факту, что лямбда-зонд измеряет кислород, присутствующий в потоке выхлопных газов.
  • Датчик O2 — снова в школу для этого — O2 является химическим символом молекулы кислорода.Число 2 напоминает нам, что атомы кислорода любят перемещаться парами.
  • Планарный или широкополосный датчик — в отличие от обычного лямбда, это это более современный вид датчика. Он устанавливается на двигатели, отвечающие последним требованиям к выбросам.
  • Вы можете услышать слово «зонд» вместо «датчик» — например. Лямбда-зонд
  • Слово «зонд» широко распространено в континентальной Европе — напр. Лямбда-зонд

Датчик содержит различные драгоценные металлы и может быть загрязнен топливом или маслом, углеродом (возгорание). побочный продукт) или антифриз.Если в результате этого загрязнения или других внутренних проблем лямбда-зонд изношен или поврежден, ЭБУ получит неверную информацию от датчик, и производительность двигателя пострадает. Выбросы вредных газов из выхлопа также увеличится.

Ниже приведена блок-схема того, как лямбда-зонд вписывается в топливо автомобиля. система. Синий датчик представляет собой «задний датчик», также известный как «нисходящий датчик». sensor ‘или (в Штатах) датчик’ Sub-Oxygen ‘.Европейские автомобили получили задний датчик в основном только для автомобилей, выпущенных после 2000 года. Некоторые Японские автомобили имеют задние датчики с 1990 года. Это вторая лямбда. датчик показывает ЭБУ, насколько хорошо каталитический нейтрализатор работает. Эти автомобили имеют «OBD II».

OBD означает «Бортовая диагностика». Чтобы соответствовать требованиям OBD II, ECU должен, помимо прочего, определять неисправный каталитический нейтрализатор. конвертер.Это можно сделать, проверив сигнал, полученный от второго датчик. Отдельный раздел посвящен каталитическим нейтрализаторам. потом.


Рисунок 2 — Контур лямбда-регулирования


[PDF] Лямбда-зонд 20 ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

1 Лямбда-зонд 20 ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ 2 Лямбда-зонд ВОПРОСЫ 20 И А Н С В Е Р С 1. Что такое лямбда-зонд …

Лямбда-зонд 20 ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Лямбда-зонд

20

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

1.

Что такое лямбда-зонд?

3

2.

Зачем автомобилю нужен лямбда-зонд?

4

3.

Что делает лямбда-зонд?

5

4.

Существует ли более одного типа лямбда-зондов?

5

5.

Как работает двоичный циркониевый датчик?

6

6.

Чем отличается бинарный датчик Titania?

7

7.

Почему у датчиков разное количество проводов?

7

8.

Зачем датчикам нужен обогреватель?

8

9.

Что такое широкополосный датчик?

8

10. В каких автомобилях используются широкополосные датчики?

9

11. Как работает широкополосный датчик? 12. Что такое диагностический датчик?

9 10

13. Как часто следует заменять датчик?

10

14. Как определить, какой датчик установлен на моем автомобиле?

11

15. Как работает система номеров деталей NTK?

11

16.Может ли визуальный осмотр что-нибудь мне сказать для диагностики неисправностей?

12

17. Как можно проверить датчик?

13

18. Есть ли советы по установке?

13

19. Почему я должен выбирать NTK при замене датчика? 14 20. Что ждет сенсоры в будущем?

2

15

Что такое лямбда-зонд?

ДАТЧИК ЛЯМБДА — это устройство, устанавливаемое на автомобили, легкую рекламу и даже на некоторые мотоциклы, оснащенные бензиновым двигателем.

Он расположен в выхлопной системе и предназначен для контроля концентрации остаточного кислорода в выхлопных газах, производимых двигателем. Более наглядное название этого устройства — датчик кислорода в выхлопных газах. Хотя датчики кислорода находят множество применений в промышленности, медицине и науке, чаще всего они используются в автомобильной промышленности.

3

Зачем автомобилю нужен лямбда-зонд?

ПРИ ТАКОМ МНОГО транспортных средств, используемых на наших дорогах, снижение выбросов загрязняющих веществ, производимых двигателем внутреннего сгорания, приобретает все большее значение.Чтобы способствовать развитию технологий, которые могут привести к этому, правительства постепенно вводят все более жесткие законы о выбросах выхлопных газов.

Коэффициент конверсии каталитического нейтрализатора%

Напряжение датчика

100

Благодаря функции лямбда-зонда двигатель также обеспечивает максимальную экономичность и производительность.

HC

50

1,0 NOx CO

V 0 0,9 λ богатое топливо

4

Лямбда-датчики являются важной частью технологии доочистки выхлопных газов, используемой производителями автомобилей для снижения выбросов двигателя.В этой технологии используется кислородный датчик и трехкомпонентный катализатор (каталитический нейтрализатор), которые вместе способны улавливать три основных токсичных газа, производимых двигателем: монооксид углерода (CO), оксиды азота (NOx) и углеводороды (HC) и эффективно преобразовывать их в значительно менее вредные, неядовитые газы: двуокись углерода (CO2), воду (h3O) и азот (N2).

1,0 λ стехиометрический

1,1 λ обедненный

0,2 ​​

С конца 1992 года в большинстве автомобилей с бензиновым двигателем и легких коммерческих автомобилей, продаваемых в Великобритании, были установлены лямбда-датчики.Примерно через 10 лет началась установка на некоторые типы мотоциклов.

Для чего нужен лямбда-зонд?

В ПОРЯДКЕ для катализатора для эффективного преобразования газов он должен быть снабжен выхлопными газами, которые пропорционально находятся в определенных очень жестких допусках.

соотношение воздух / топливо известно как стехиометрическое соотношение или лямбда (λ) = 1,0. Смесь, богатая топливом, будет иметь более низкое значение, например 0,8 и бедная топливная смесь будет иметь более высокое значение, например 1.2.

Для этого двигатель должен достичь максимально полного сгорания — используя

Пропорции смеси

Количество воздуха

1 кг топлива Обогащенная топливом смесь (нехватка воздуха) 0.9 λ

до всего доступного топлива и

Стехиометрическая смесь 1,0 λ

Бедная смесь (избыток воздуха) 1,1 λ

кислород. Идеальное соотношение воздуха и топлива для полного сгорания составляет 14,7: 1; это означает, что для 14,7 кг воздуха потребуется 1 кг топлива. Термин «лямбда» обозначает отношение воздуха к топливу; это химически правильный

блок управления двигателем

лямбда-зонд

топливный воздух

система смешивания топлива

Есть ли более одного типа лямбда-зондов?

двигатель

трехкомпонентный каталитический нейтрализатор

выхлопных газов

ДАТЧИКИ ЛЯМБДА постоянно совершенствовались с момента их первоначальной установки в 1980-х годах, что привело к улучшению характеристик датчика и общей долговечности.За это время NTK разработала три стратегии работы с датчиками для автомобильной промышленности. Наиболее распространенным является бинарный датчик из диоксида циркония. Этот датчик генерирует небольшое напряжение, которое зависит от концентрации кислорода. Он обозначен как двоичный тип, так как его выходные данные можно интерпретировать как двоичный код.

14,7 кг воздуха

Точный контроль, необходимый для работы этой системы, может быть обеспечен только с помощью лямбда-зонда, который должен быть установлен перед катализатором.В зависимости от содержания кислорода, обнаруженного лямбда-датчиком, сигнал отправляется в блок управления двигателем, который затем может инициировать изменение, чтобы топливная система работала в пределах требуемых параметров. Это известно как система управления с обратной связью.

Второй тип — бинарный датчик Titania; он не генерирует напряжение, но может модулировать приложенное напряжение в зависимости от концентрации кислорода. Его выходной сигнал имеет характеристики, аналогичные характеристикам диоксида циркония.Третий тип — широкополосный или датчик воздуха / топлива. Этот датчик значительно сложнее двоичных датчиков. С помощью этого типа можно получить более быструю и точную информацию о концентрации кислорода. Этот датчик также можно назвать датчиком, генерирующим ток. Каждый тип датчика имеет свою собственную операционную систему и поэтому не может быть заменен.

5

Как работает бинарный циркониевый датчик?

ВНУТРИ датчика находится керамический корпус в форме полого наконечника из диоксида циркония.Защитный металлический кожух имеет специально разработанные отверстия, позволяющие выхлопным газам контактировать с внешней стороной керамического элемента. Обе стороны этого керамического элемента покрыты тонким микропористым слоем платины.

Выходной сигнал лямбда-зонда Напряжение датчика (В) Вольт (В) 1,0

0,2 ​​

0,9

1,0

1,1 Соотношение воздух / топливо

Эти слои представляют собой электроды, передающие сигнал датчика к проводным кабелям. Поверх внешнего электрода добавлен тонкий дополнительный слой пористой керамики для защиты платины от эрозии выхлопными газами.Внутренняя часть гильзы полая и используется для удержания окружающего воздуха в качестве эталонного газа. При температурах, превышающих 300 ° C, элемент диоксида циркония обладает свойством, которое вызывает перенос ионов кислорода. Это движение создает напряжение. Чем больше разница

концентрации кислорода между выхлопными газами и окружающим эталонным воздухом в центре гильзы датчика, тем выше создаваемое напряжение. Напряжение, создаваемое в положении обедненной смеси топлива, должно составлять приблизительно 0,1 вольт, а в положении богатой топливом — приблизительно 0.9 вольт. Очень полезная часть этой функции заключается в том, что около стехиометрической точки наблюдается большое легко читаемое изменение напряжения. Это позволяет датчику удерживать выбросы двигателя в строгих пределах, постоянно возвращая топливную систему из положения обедненной или богатой топливом для сохранения стехиометрической смеси. Время, необходимое для переключения с обедненного топлива на богатое, составляет примерно 300 миллисекунд.

Выхлопные газы

Внешний платиновый электрод (в контакте с выхлопными газами) Чувствительный элемент Корпус Окружающий воздух

Металлический корпус с шестигранной гайкой Соединение нагревателя (белый кабель)

Защитная трубка нагревателя

Заземление датчика (серый кабель) Внутренний платиновый электрод (в контакте с окружающим газом)

Сигнал датчика изолятора (черный кабель)

Циркониевый элемент Керамический держатель Прокладка

6

Отверстия в защитной гильзе Защитная гильза

Выхлопная труба

Чем отличается бинарный датчик из титана?

СНАРУЖИ эти датчики могут быть похожи на датчики из диоксида циркония, однако корпус датчика может быть в целом меньше.Эти датчики не генерируют напряжение, как в датчиках диоксида циркония, но электрическое сопротивление диоксида титана изменяется в зависимости от содержания кислорода в выхлопных газах. Если в выхлопных газах присутствует избыток кислорода, сопротивление элемента увеличивается, а по мере уменьшения концентрации кислорода (превращаясь в топливо

Защитная трубка

) сопротивление падает. По мере прохождения стехиометрической точки чувствительный элемент из титана имеет очень большое изменение внутреннего сопротивления. Это приводит к характеристике выходного сигнала, подобной характеристикам двоичного диоксида циркония.Благодаря своей конструкции нет необходимости в воздушном кармане в качестве эталонного газа, а из-за некоторых других конструктивных отличий датчик может быть меньше, прочнее и иметь более быстрое время реакции. Система управления для этого типа датчика сильно отличается от той, что используется для типа циркония.

Как работает датчик из диоксида титана

Несущая подложка Сигнальный кабель

Керамический держатель

R Платиновый электрод

O2

4+

Платиновый электрод

Ti

O2

металлический корпус Прокладка элемента из титана

Почему у датчиков разное количество проводов?

Стеклянная изоляция

O2

Уплотнение

Выхлопные газы

Металлический корпус с шестигранной гайкой

Конструкция ДАТЧИКА РАННЕГО ДАТЧИКА зависит от корпуса датчика и выхлопной системы автомобиля для обеспечения электрического заземления и, следовательно, имел только один подводящий сигнальный провод.Двухпроводной датчик обеспечил более надежное заземление за счет добавления отдельного провода, подключаемого непосредственно к жгуту проводов транспортного средства или ЭБУ, вместо того, чтобы полагаться на выхлопную систему, которая подвержена коррозии и возможна плохая целостность заземления.

Датчики со встроенным нагревателем требуют дополнительных подводящих проводов для нагревательного элемента. Трехпроводные датчики обычно представляют собой первые типы, имеющие два провода для нагревателя, один для сигнала с заземлением, обеспечиваемым металлическим корпусом датчика через выхлопную систему.Большинство бинарных датчиков из диоксида циркония теперь имеют четыре провода, сигнальный провод, отдельный провод заземления, подключенный к жгуту автомобиля, и пару для обогревателя. Широкополосные датчики NTK имеют пять проводов, два провода нагревателя и еще три, соединяющих чувствительный элемент с интегральной схемой, встроенной в ЭБУ.

Цирконий Двоичный

Титан

1 провод Черный = сигнал

3 провода Черный = сигнал Белый = нагреватель Белый = нагреватель

Тип 1

Красный Белый Желтый Черный

= = = =

Сигнал нагревателя нагревателя сигнал

(+) (-) (+) (ОТСУТСТВУЕТ В 3 ТИПАХ ПРОВОДОВ) (-)

2 провода Черный = сигнал Серый = заземление

4 провода Черный = сигнал Серый = заземление Белый = нагреватель Белый = обогреватель

Тип 2

Серый Белый Желтый Черный

= = = =

Нагреватель Сигнал сигнала обогревателя

(+) (-) (+) (-)

7

Зачем датчикам нужен обогреватель? ДАТЧИК должен нагреться примерно до 300 ° C, прежде чем он начнет работать, и выхлопные газы обычно могут обеспечивать эту тепловую энергию.Однако в условиях холодного пуска в газе недостаточно тепловой энергии, и есть задержка, прежде чем топливная система сможет регулироваться так строго, как нам хотелось бы. Это может означать увеличение.

Для борьбы с этой задержкой используются датчики нагретого кислорода в выхлопных газах (HEGO). Эти датчики имеют нагревательное устройство, установленное внутри керамического элемента, которое быстро нагревает датчик до температуры, и поэтому строгий контроль заправки топливом может начаться очень быстро. Во время длительных периодов холостого хода температура выхлопных газов может значительно упасть; подогреваемые датчики гарантируют, что это падение температуры не повлияет на стабильную работу датчика.

в нежелательных выбросах.

Что такое широкополосный датчик?

НЕКОТОРЫЕ ГОДЫ НАЗАД NTK разработала датчик, который может легко определять соотношение воздух-топливо на значительном удалении от стехиометрической точки. Типичное измерение может находиться в диапазоне от 8: 1 в богатой зоне до более 30: 1 в обедненной смеси.

Нет необходимости в измерениях за пределами этой точки, поскольку современная конструкция двигателя не позволяет использовать соотношение воздух / топливо более бедное, чем 25: 1, это называется «пределом обедненной смеси». На практике эти датчики NTK идентифицируются по пяти проводам, которые необходимы для связи с ЭБУ управления заправкой.Эти датчики также известны как датчики воздуха / топлива или линейные датчики.

0

5

10

15 λ1.0

20

25

30

35

40

45

50

Датчик LEGO

широкое соотношение воздух / топливо

В каких автомобилях используются широкополосные датчики?

Как работает широкополосный датчик?

БОЛЬШИНСТВО ДВИГАТЕЛЕЙ и катализаторов разработаны для эффективной работы при соотношении воздух / топливо 14.7: 1 или стехиометрическая смесь.

Другие области применения, в которых может потребоваться этот тип датчика, включают: Автоспорт, где чрезвычайно важно чрезвычайно быстрое и точное измерение (иногда в сегменте богатых потребителей).

Бинарные датчики из диоксида циркония и титана

могут определять изменение содержания кислорода в выхлопных газах в этот момент. Одна довольно очевидная стратегия для снижения расхода топлива — это использовать меньше топлива для того же заданного количества воздуха, и некоторые автомобили в настоящее время используют эту стратегию при определенных условиях движения.В крейсерских условиях с небольшими нагрузками на дроссельную заслонку соотношение воздух / топливо можно изменить примерно до 20: 1. Чтобы контролировать и, следовательно, управлять заправкой в ​​этой области, требуется датчик с широким диапазоном.

Дизельные двигатели или двигатели, работающие на КПГ (сжатый природный газ), работают с коэффициентом избытка воздуха и, следовательно, требуют датчика, который может считывать соотношение обедненного воздуха / топлива.

ЭТИ ДАТЧИКИ производятся вручную.

Для каждого датчика требуется собственная ASIC (специализированная интегральная схема) или «чип», аналогичный драйверам, необходимым для периферийных устройств компьютера.Эта ASIC обычно устанавливается на печатную плату блока управления двигателем. Кроме того, каждый датчик индивидуально настраивается во время производства для получения чрезвычайно точного выходного сигнала за счет использования селективного резистора, установленного в штекере соединителя.

изготовлен с использованием толстопленочной технологии NTK, производящей элемент из диоксида циркония с пластинчатой ​​структурой, включающий нагреватель, ячейку для перекачивания кислорода и другую ячейку, которая используется в качестве элемента-аккумулятора, обогащенного кислородом. Принцип работы сложный, но похож на более знакомую Lambda 1.0 датчик, связанный с движением ионов кислорода по керамической подложке. Путем измерения тока, производимого насосным элементом, можно определить соотношение воздух / топливо.

Широкополосный (5-проводный) датчик

9

Что такое диагностический датчик?

С датчиком, установленным перед катализатором, мы можем хорошо контролировать топливную систему, обеспечивая наилучшее сочетание выхлопных газов для эффективного преобразования, тем самым снижая вредные выбросы до установленных законом пределов.Это делает одно большое предположение — каталитический нейтрализатор работает правильно. Если катализатор выходит из строя или старение снижает его эффективность, увеличиваются токсичные выбросы, и, если во время обслуживания или ремонта не будет проведен анализ газов, водитель не будет знать об этом. Установив еще один кислородный датчик после катализатора, мы можем контролировать эффективность процесса конверсии. Если выходной сигнал

катализатора выходит за пределы заданного производителем допуска, кислородный датчик может сигнализировать о предупреждении водителю транспортного средства, а в электронном блоке управления может храниться код неисправности для диагностических целей.Эти датчики являются жизненно важной частью систем EOBD (European On Board Diagnostics), которые помогают поддерживать эффективную работу автомобилей и сводить к минимуму загрязнение окружающей среды.

Лампа предупреждения водителя (MIL)

ECU

Диагностический датчик

Лямбда-зонд

Европейская бортовая диагностика

Как часто следует заменять датчик?

ДАТЧИКИ ЛЯМБДА предназначены для работы в чрезвычайно агрессивной среде с экстремальными температурами и при контакте с агрессивными выхлопными газами.Лямбда-датчики имеют большой ожидаемый срок службы, но со временем элемент будет стареть, и работа будет нарушена, что может увеличить расход топлива, выбросы выхлопных газов и повлиять на общую производительность двигателя. Загрязнение горючими и смазочными примесями, такими как силиконы, также будет иметь пагубный эффект, как и чрезмерная вибрация или удары дорожным мусором.

10

Использование этилированного топлива, которое все еще доступно на некоторых рынках, может потребовать использования специально защищенных датчиков.Поэтому функцию датчика следует проверять каждые 20 000 миль или ежегодно. При ремонте выхлопной системы рекомендуется визуальный осмотр и полная функциональная проверка, если задействована какая-либо часть, примыкающая к датчику. Если катализатор заменяется, рекомендуется одновременно заменить и датчик.

Как я могу определить, какой датчик установлен на моем автомобиле?

ПРОСТО взгляните на каталог NGK / NTK Lambda Sensor, где доступен наш полный список приложений для транспортных средств.Эта информация также размещена на нашем веб-сайте. Перейдите на сайт www.ngkntk.co.uk и выберите «Поиск деталей».

Как работает система номеров деталей NTK?

OZA 4 4 6 — E30

O = Датчик кислорода L = Линейный (широкополосный)

Конфигурация разъема датчика и длины провода

T = Датчик диоксида титана Z = Датчик диоксида циркония

Конструкция датчика

Диаметр резьбы A = 18 мм D = 12 мм

11

Может ли визуальный осмотр что-нибудь мне сказать для диагностики неисправностей?

12

ПРОСТАЯ визуальная проверка датчика может сэкономить много времени на диагностику.На следующих изображениях показаны некоторые типичные проблемы, влияющие на работу датчика. Во всех случаях необходимо устранить первопричину, чтобы предотвратить преждевременный выход из строя заменяемого датчика.

Проблема

Решение

Кабели и разъемы оплавились при контакте с выхлопом

Замените новым датчиком и проложите маршрут, не касаясь выхлопа

Изношенные или порванные кабели

Замените новым датчиком и убедитесь, что кабель немного провисает

Уплотнение кабеля ослаблено. Вода может попасть в датчик.

Замените датчик на новый и убедитесь, что кабель немного провисает.

Датчик погнут

Замените новым датчиком. .Проверьте электрические соединения и заглушите разъем, а также соединение между датчиком и блоком управления двигателем

Отложения сажи блокируют отверстия защитной втулки, например, из-за богатой топливом смеси или высокого расхода масла из-за износа двигателя. или клапаны и утечки в выхлопной системе

Диагностируйте и устраните неисправность. Примечание: чрезмерное отложение сажи и масла на защитной гильзе не вызвано самим датчиком

Как можно проверить датчик?

ИДЕАЛЬНЫЙ СПОСОБ для проверки датчика заключается в использовании комбинации диагностических инструментов, включая осциллограф, анализатор выхлопных газов и омметр.Осциллограф проверит выходной сигнал датчика на предмет амплитуды и частоты. Частота — это скорость реакции датчика на изменение заправки. Газоанализатор может проверить, что при обогащении или обеднении заправки датчик попытается отрегулировать впрыск до его правильной настройки. Омметр можно использовать для проверки цепи нагревателя и целостности цепи заземления. Запатентованные инструменты тестирования датчиков полезны, но диагностические возможности некоторых из них могут быть ограничены.Возможности использования вольтметра для анализа выходного сигнала датчика крайне ограничены, и он не подходит для проверки на автомобиле. Чтобы предотвратить повреждение электронных компонентов автомобиля, необходимо проявлять особую осторожность при подключении любой диагностической системы.

Есть ли какие-либо советы по установке?

ДАТЧИКИ

очень специфичны для автомобиля, поэтому важно, чтобы заменяемый элемент имел те же технические характеристики, что и оригинальная заводская деталь. Различия в конфигурации проводки определить нелегко, поэтому выбор правильной части имеет жизненно важное значение.Часть функции EOBD (Европейская бортовая диагностика) заключается в мониторинге работы диагностического датчика регулирования подачи топлива и контроля катализатора. Установка датчика, не соответствующего спецификации оригинальной детали, может привести к плохой работе, записать код неисправности или вызвать загорание контрольной лампы неисправности (MIL), сообщая водителю о проблеме в системе. Датчики живут в суровых условиях и коррозии выхлопа

и

оборудования. Инструменты сканирования смогут обнаруживать коды неисправностей, относящиеся к датчикам и соответствующей проводке, которые хранятся в памяти диагностической системы автомобиля.Не забывайте, что для проверки выходного сигнала датчик должен достичь своей рабочей температуры, а двигатель должен работать с разумной скоростью, например 2000 об / мин, чтобы получить характерный образец сигнала переключения.

Напряжение датчика

В 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

~ макс. 0,7-1 с

0

Циркониевый двоичный выход

Датчик

неизбежен. Это может затруднить снятие, поэтому важно использовать подходящие инструменты, такие как гаечный ключ, чтобы предотвратить травмы или повреждение датчика.Перед установкой нового датчика убедитесь, что резьба чистая и в хорошем состоянии. Все датчики NTK имеют заводской противозадирный состав на резьбе. Эта смазка удобна для сенсора, и при использовании альтернативных смазок следует соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что они не содержат ингредиентов, повреждающих сенсор. Затяните датчик с рекомендованным крутящим моментом, чтобы обеспечить надлежащую герметизацию, хорошее заземление через выхлопную трубу (если применимо) и не перенапрягать металлический корпус. Перед подключением мультиштекера проверьте боковой разъем автомобиля на предмет повреждений, загрязнения маслом и коррозии.

Значения крутящего момента и информация о форме резьбы: M18 x 1,5 мм — 35 ~ 45 Нм M12 x 1,5 мм — 18 ~ 23 Нм

13

Почему я должен выбирать NTK при замене датчика?

4

Датчики NTK всегда соответствуют спецификациям оригинального оборудования или превосходят их

4

Экономит значительное время по сравнению с установкой универсальных типов

4

Датчики NTK имеют заводской разъем и все необходимые втулки, зажимы для ремня безопасности и защитные приспособления. оболочка, поставляемая с оригинальной деталью.

4

Датчики NTK всегда совместимы с бортовыми диагностическими системами

4

Доверьтесь установке датчиков крупнейшего в мире производителя датчиков

4

Каждый датчик проходит полный функциональный тест на заводе

4

Соединение на автомобильном жгуте может быть проблемной зоной, это соединение переделывается при использовании датчика NTK

4

14

Вода не может попасть в корпус датчика или электрические соединения

Что ждет в будущем для датчиков?

NTK постоянно разрабатывает более быстрые и точные датчики для автомобилей.Такие идеи, как датчик, который активируется дистанционно при приближении водителя к автомобилю, могут помочь еще больше снизить выбросы.

Автомобили — не единственный источник загрязнения двигателя; любое устройство, использующее двигатель внутреннего сгорания, создаст загрязнение. Независимыми исследованиями было установлено, что один час использования обычной газонокосилки создает столько же загрязнения, сколько проезд на современном автомобиле примерно на 100 миль. Небольшие двигатели используются во многих отраслях садоводства и промышленности, таких как газонокосилки, бензопилы и генераторы.Инженеры-новаторы NTK постоянно стремятся разработать более легкие и компактные датчики с простыми системами управления, которые подходят для использования с двигателями меньшего размера. Другие датчики контроля загрязнения, производимые NTK, включают детекторы NOx, датчики температуры выхлопных газов, датчики качества воздуха и датчики водорода. Независимо от того, в каком направлении будет развиваться конструкция двигателя, неустанные исследования NTK в жизненно важной области сокращения загрязнения будут продолжать способствовать обеспечению более чистого воздуха для окружающей среды.Карбюратор

Воздушный фильтр

Двигатель с воздушным клапаном

Лямбда-зонд

Блок управления двигателем

Каталитический нейтрализатор

15

NGK Spark Plugs (UK) Ltd. 01442 281001 www.ngkntk.co.uk

Актуальную информацию о лямбда-датчиках можно найти на сайте: www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *