За что отвечает лямбда зонд до катализатора

Лямбда регулирование, катализатор и ГБО – SDSauto

В связи с жесткой конкуренцией и ужесточением экологических норм автопроизводители вынуждены постоянно совершенствовать свои автомобили. Двигатели, оснащенные карбюратором, уже не обеспечивали желаемой экономичности, экологичности и мощности автомобиля.

Это обусловлено невозможностью точной настройки карбюратора на различных режимах. Поэтому производителями при первой возможности была внедрена электронная система управления впрыском под управлением 8-ми битного микропроцессора с тактовой частотой 4 мгц в 1979г.

Это произошло через 8 лет после появления первого в мире 4-х битного микропроцессора 4004.

Обратите внимание

На данный момент, система управления двигателем является довольно сложной в плане количества датчиков и исполнительных механизмов, сложных математических моделей записанных в виде программы блока управления.

Переход на более точную систему управления стал возможным не только благодаря появлению микропроцессора. Пригодился и опыт построения автоматизированных систем на промышленных предприятиях накопленный десятилетиями.

На тот момент в ВУЗах уже давно появился предмет, без которого уже немыслима автоматизация процессов – Теория автоматического управления (ТАУ).

ТАУ – это наука, которая позволяет просчитать уровень и скорость воздействия сразу на некоторое количество элементов управления для получения предсказуемо точного результата в отведенное время. На основании ТАУ для промышленности была создана и теория управления двигателем.

В процессе развития электронных систем управления двигателем улучшалась их точность, а вместе с ними и характеристики двигателей.

Для того, что бы следовать все более жестким экономическим и экологическим параметрам, увеличивается количество узлов системы управления двигателем, улучшается точность их изготовления, увеличивается вычислительная мощность блоков управления двигателем для того, что бы использовать более точные и сложные модели управления и математику.

Так как механические элементы системы имеют допуски изготовления и свойство изнашиваться, то понадобился датчик, который мог бы прояснить реальную  картину по соотношению воздух – топливо. Так с конца 1970-х годов в автомобилях начали применять датчики кислорода (лямбда зонды).

Познавательная книга по теории управления.

Зачем нужен лямбда зонд? (датчик кислорода)

 Лямбда зонд позволяет постоянно отслеживать количество кислорода в выхлопных газах и вводить корректировку впрыска топлива для достижения лучшей экономичности и экологичности двигателя.

Циркониевый лямбда зонд 

Самый распространенный вариант – циркониевый лямбда зонд, который выдает сигнал о бедной или богатой смеси. Если смесь богатая – лямда зонд выдаст напряжение более 0,45В, если бедная – менее 0,45В.

Понятие бедной и богатой смеси связано с соотношением массы всасываемого в цилиндры двигателя воздуха к массе топлива. Условно соотношение выражается числом лямбда (уровень избытка кислорода).

Например, при числе λ (лямбда) = 1, соотношение массы воздуха к массе топлива составляет 14,7 кг воздуха / 1 кг топлива, что является наиболее экологичным соотношением. Такую пропорцию еще называют “стехиометрической смесью”.

Важно

Таким образом, в простой системе управления с лямбда зондом, состав топливно-воздушной смеси постоянно колеблется возле λ = 1. Это происходит из-за того, что система управления пытается максимально приблизится к λ=1, а чувствительный элемент циркониевого лямбда зонда может показать только больше или меньше.

Циркониевый лямбда зонд обладает еще некоторыми важными параметрами, которые используются в более продвинутых системах управления с целью соответствия экологическим нормам евро-4 и выше.

Например, по внутреннему сопротивлению чувствительного элемента, выходного напряжения и сопоставляя эти параметры с другими параметрами системы,  можно судить о концентрации вредных химических элементов в выхлопе (CH, CO, H2) и температуре чувствительного элемента датчика кислорода.

Таким образом, системой управления могут быть предприняты меры по улучшению экологических показателей мотора.

Широкополосный лямбда зонд

Существуют 2 основных типа широкополосных лямбда зондов, которые отличаются по принципу считывания информации.

  1. 4-х проводный. Используется на автомобилях Toyota, Lexus, Subaru, Suzuki.
  2. 5-ти проводный (возможен 6-й провод для калибровочного резистора) имеет дополнительную камеру – кислородный насос. Используется обычно на немецких автомобилях.

У этих датчиков кислорода есть общая особенность – они не просто показывают бедную или богатую смесь, а способны измерить состав смеси в большом диапазоне.

Это позволяет более точно удерживать требуемый состав смеси. Так же становится возможным удерживать состав смеси λ не равный 1.

Это может потребоваться на переходных режимах или частичных нагрузках, что позволяет добиться лучшей экономичности и улучшить другие показатели.

Принцип работы этих датчиков подробно описан во многих источниках. Поэтому останавливаться на нем мы не будем.

Задний лямбда зонд (за катализатором)

Для того, что бы понять смысл заднего лямбда зонда, кратко остановимся на работе катализатора. Автомобильный катализатор – устройство, которое преобразовывает выхлопные газы до относительно безвредного состояния.

Главным образом в катализаторе догорает недогоревшее в моторе топливо ( 2CO + O2 → 2CO2) и разложение оксида азота (2NOX → XO2 + N2), который получается при температурах горения выше положенного и избытке кислорода.

Реакции в нейтрализаторе возможны при его температуре примерно от 300 до 800 градусов. Так же на эффективность его работы и срок службы сильно влияет состав топливно – воздушной смеси, который удерживается передним лямбда зондом.

 Если горючая смесь будет богаче, то упадет эффективность нейтрализации СО и СН, если беднее — NOX.

Для того, что бы автомобиль всегда соответствовал нормам Евро-3 и выше, в выхлопную систему за катализатором был внедрен контролирующий датчик, который “подсказывает” водителю о выходе из строя катализатора. В этом случае на панели приборов загорается индикатор Check engine, а мотор переходит в аварийный режим работы.

Для еще большей эффективности каталитической реакции, в автомобилях с нормами евро-4 и выше, используются и показания заднего лямбда зонда B1S2. В таких автомобилях показания используются не только для диагностики, но и для более точной коррекции топливной смеси для того, что бы увеличить эффективность нейтрализации газов. 

Работа заднего лямбда зонда

Катализатор производит разложение оксида азота на азот и кислород. Производится и связывание свободного кислорода с недогоревшим топливом (из СО получаем СО2). В катализаторе так же протекает множество других сложных реакций.

Как следует из описанного выше, содержание кислорода за катализатором заметно меньше, чем его содержание до катализатора.

Способность катализатора накапливать и отдавать кислород определяет инерционность изменения содержания кислорода после катализатора.

Поэтому основным показателем исправного катализатора является преобладание напряжения с заднего лямбда зонда более 0,6В даже если напряжение переднего лямбды значительное время держится на низком уровне. 

Совет

На современных автомобилях задний лямбда B1S2 влияет так же и на топливные коррекции с целью обеспечить максимально оптимальную смесь для работы катализатора. Поэтому, эффективность катализатора напрямую влияет на расход топлива.

При снижении эффективности катализатора расход топлива растет.

Это происходит из за того, что количество кислорода, который может использовать катализатор уменьшается, а система пытается удержать его содержание, добавляя топлива за катализатором.

Например, на современных автомобилях (например Subaru и некоторых других), старение или отсутствие катализатора вызывает существенное увеличение расхода топлива – вплоть до 30% (если не приняты никакие меры по решению проблемы с катализатором).

Кроме того, с помощью лямбда измеряется температура выхлопных газов за катализатором и ЭБУ стремиться разогреть холодный катализатор управляя подачей топлива и EGR так как время разогрева катализатора тоже регламентировано ЕВРО нормами (Температура определяется путем измерения сопротивления подогревателя лямбды и импеданса ее чувствительного элемента).

Признаком нормальной работы катализатора с нормами евро-4 и выше явлется удержание напряжения на заднем лямбда зонде в районе 0,6 … 0,7 вольт на стабильных режимах работы. При этом, топливные коррекции по задним B1S2 и передним B1S1 лямбда зондам должны быть около 0%.  При неправильной работе катализатора топливные коррекции по задним и передним датчикам могут сильно отличаться от нуля. 

Но не только напряжение от лямбда зонда и его динамические характеристики влияют на работу системы управления современного двигателя. Так как показания лямбда зонда зависят от состава прочих компонентов в выхлопных газах – система управления может косвенно определять их концентрацию.

Так же система может косвенно определять и температуру катализатора, которая примерно равна температуре лямбда зонда. От температуры лямбда зонда зависит внутренне сопротивление его чувствительного элемента и потолок формируемого напряжения.

По верхней и нижней полке напряжения ЭБУ может косвенно судить о концентрациях других примесей. 

Обратите внимание

Исходя из вышеописанного, следует, что современные системы управления двигателем умеют не только удерживать концентрацию кислорода за катализатором. Дополнительно удерживается температура каталитического нейтрализатора в требуемом диапазоне, косвенно отслеживается и удерживается содержание других примесей за катализатором.

К сожалению, катализатор имеет ограниченный ресурс. И в тот момент, когда автовладелец сталкивается с проблемой катализатора, у него есть выбор – приобрести новый катализатор или решить проблему другим способом.

Наш человек смотря на дымящиеся трубы заводов и стоимость катализатора, конечно же ищет альтернативный вариант. На современных автомобилях обмануть блок управления совсем не просто, так как в процессе участвует множество параметров с узким коридором.

Поэтому народные методы в виде проставок и резисторов с конденсаторами уже не годятся. Даже если эти методы и работают не некоторых автомобилях, то неизбежно растет расход топлива.

Ввиду этого, производители эмуляторов катализатора постоянно совершенствуют алгоритмы эмуляции для наиболее точного воссоздания всех требуемых параметров.

В современном эмуляторе катализатора эмулируются около 10 различных параметров: напряжения на различных режимах, динамические параметры, количество запасенного кислорода, эффективность катализатора, внутреннее сопротивление датчика, импеданс, время отсечки, реакция на манипуляцию педали газа, температура катализатора, режим прогрева, скорость реакции чувствительного элемента, изменение эффективности катализатора при изменении нагрузки.

Гбо и катализатор

Мы все чаще сталкиваемся с проблемами катализаторов на автомобилях оборудованных газобалонным оборудованием.

Обычно проблема вызвана не катализатором, а самим газобалонным оборудованием. Обратите внимание – если автомобиль работает на бензине продолжительное время без проблем – обратите внимание на ГБО.

Наиболее часто встречаются 3 причины появления кодов неисправности по катализатору на автомобилях с газом:

  • Неправильная настройка ГБО. решение простое – настройте ГБО;
  • нестабильное давление газа в рампе форсунок. Обычно вызванонеспособностью редуктора удерживать требуемое давление. Ошибки обычно появляются, когда запас газа в баллоне заканчивается. Решение – заменить редуктор или чаще заправляться;
  • Часто встречающаяся проблема – нестабильность работы газовых форсунок. Обычными методами диагностировать невозможно.
  • Проблема с газовыми форсунками часто появляется из-за нестабильности их работы, разброса параметров. Наиболее часто встречается залипание форсунок и разброс в производительности. Все параметры определялись нами специальным тестером газовых форсунок.

Напомню, что современная система управления очень требовательна к параметрам всех звеньев, поэтому, даже незначительный разброс параметров форсунок ведет к непредсказуемым результатам. Из-за разброса параметров блок управления не может адекватно откорректировать топливные коррекции.

Читайте также:  Замена лампы стоп сигнала тойота камри 40

Наиболее эффективная работа двигателя, работающего на пропане возможна при более раннем угле зажигания и более бедной смеси с соотношением 15,5 : 1 для пропана по сравнению со смесью для бензина 14,7 : 1.  При снандартной схеме с ГБО 4-го и 5-го поколения управление смесью производится бензиновым блоком управления, газовый блок управления только вносит корректировки для управления газовыми форсунками. 

В связи с этим, смесь при работе на газу удерживается по бензиновым стандартам, что влечет за собой нештатную работу катализатора и более быстрое его разрушение.

Источник: https://sdsauto.com/content/33-lyambda-regulyuvannya-katalzator-gbo

Лямбда зонд, где находится, для чего нужен, за что отвечает датчик кислорода

На автомобилях с электронным зажиганием для ограничения выброса вредных веществ в атмосферу устанавливают лямбда зонд, который реагирует на содержание углекислоты и других опасных примесей. Свое название этот элемент получил по букве греческого алфавита, которая выбрана для обозначения коэффициента избытка воздуха в топливовоздушной смеси.

Устанавливают кислородный датчик в магистрали выхлопа. Зная, что такое лямбда зонд в автомобиле и как он устроен, можно выбрать оптимальное решение при обнаружении неполадок.

Что такое лямбда зонд в машине и для чего он нужен

Установкой кислородных датчиков в выхлопной трубе нового автомобиля занимается производитель.

В дальнейшем при эксплуатации машины рекомендуются визуальная проверка и компьютерное тестирование лямбда-зонда не реже одного раза в год или после 10 – 15 тыс. км пробега.

Если компонент будет поврежден или изношен, то придется его заменить. Если не получается замерить содержание кислорода, это может станет причиной поломки двигателя.

Устройство и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд представляет собой обычный электрический элемент, через который проходят выхлопные газы. Устройство датчика кислорода предполагает наличие внутри корпуса токопроводящего элемента, электродов, сигнального контакта и заземления. Выходной электрический сигнал формируется при изменении напряжения в зависимости от состава выхлопного потока.

Работа датчика основана на принципе сравнения уровня кислорода в отработавших газах и атмосферном воздухе.

Установка внутри трубы до и после каталитического нейтрализатора полностью исключает попадание вредных веществ за пределы системы.

Важно

Электрическая схема в устройстве такого датчика кислорода задействуется только после разогрева до температуры 300 – 400 ºC, что необходимо для появления электропроводимости твердого электролита.

Принцип работы лямбда зонда позволяет выявить даже малейшее превышение норм по опасным веществам. Но даже при заправке горючего высокого качества с минимальным содержанием примесей через 100 – 150 тыс. км пробега датчики кислорода, а часто и катализаторы (нейтрализаторы), приходится менять.

Каких видов бывают лямбда зонды?

Независимо от того, как работает датчик кислорода и в какой части системы он установлен, для получения электрического сигнала о составе выброса внутри предусмотрен твердый электролитический элемент. В зависимости от типа этого компонента различают следующие виды зондов:

  • циркониево-оксидные, способные определить количество воздуха в топливе в относительной величине (больше/меньше);
  • датчики с высокой чувствительностью, способные точно определить соотношение компонентов топливной смеси (Denso);
  • титановые, которые работают без доступа атмосферного кислорода.

На автомобили устанавливают датчики, предназначенные для конкретной марки или модели, а также изделия универсальной конструкции. Последние не комплектуют оригинальным разъемом – его, увы, приходится искать отдельно.

https://www.youtube.com/watch?v=tGSFW_tP3w0

Информацию о составе выхлопа на контроллер подают и датчики других видов, которые отличаются количеством контактов (1- 6), способом установки (резьба/фланец), а также узко- или широкополосные модели по диапазону измерения (до коэффициента 1,6). Все варианты подключаются и работают по аналогичной схеме с передачей сигнала в ЭБУ для корректировки состава топливовоздушной смеси и объема впрыска топлива.

Распространённые причины неисправностей лямбда зонда и способы их устранения

Датчики содержания кислорода в топливовоздушной смеси со временем выходят из строя, что можно определить по нестабильной работе двигателя и увеличенному расходу горючего. Причины неисправности лямбда – это заправка топлива низкого качества, неполадки системы приготовления и подачи горючего, попадание на датчик спецжидкостей. Неполадки проявляется следующими признаками:

  • резкий рост оборотов до максимальных значений и мгновенное отключение мотора;
  • ухудшение качества подаваемой в цилиндры смеси, снижение полноты сгорания;
  • колебания оборотов холостого хода;
  • значительное снижение мощности при увеличении оборотов;
  • сбои в работе электронных блоков из-за задержек в подаче сигналов с датчика;
  • движение автомобиля рывками;
  • появление в двигательном отсеке звуков, которые нехарактерны при нормальной работе мотора;
  • поздний впрыск при нажатии педали.

Для восстановления работоспособности электроники и системы впрыска понадобится замена или правильная очистка лямбда зонда. При очистке нужно снять керамический наконечник и удалить загрязнения при помощи химических средств.

Заключение

Даже одна–две заправки топливом низкого качества могут стать причинами выхода из строя лямбда зонда. В таких случаях нарушается работа ЭБУ мотора, что и приводит к сбоям. Чтобы восстановить питание двигателя горючим и устранить неполадки, приходится заменять компонент, поскольку чистка считается малоэффективным способом.

Источник: https://ddcar.ru/blog/elektrika/lyambda-zond-kislorodnyy-datchik-kak-ustroen-i-za-chto-otvechaet

Важные нюансы, как работает лямбда-зонд

Лямбда-зонд – устройство, которое распознает состав выхлопных газов, чтобы контролировать характер преобразования топлива в двигателе.

Это многокомпонентное приспособление, его составляющие делаются из термостойких материалов.

Устройство устанавливают перед катализатором выхлопной системы, а функционировать оно начинает при высокой температуре. Иногда датчиков бывает два – перед и после катализатора.

По мере нагревания приспособления на его электродах возникает выходное напряжение. Тогда лямбда-зонд измеряет остаточный кислород в выхлопных газах авто. Если его значение отклоняется от нормы, сигнал подается к ЭБУ, который восстанавливает состав топливно-воздушной смеси.

Обманка – деталь, которая дополняет приспособление, корректирует поступающий от него сигнал.

Бывают двух видов – механическая (газ проходит сквозь нее и окисляется, объем кислорода снижается, ЭБУ получает более корректное значение показателя) и электронные (поддерживает работу системы регулировки силового агрегата авто, анализирует реальный состав выхлопа, на основе чего корректирует подаваемый ЭБУ сигнал; в результате двигатель работает в штатном режиме, несмотря на неисправный катализатор или его отсутствие).

Лямбда-зонд бывает узкополосный и широкополосный. В первом случае способен анализировать только штатные значения напряжения, что может привести к нарушениям работы двигателя из-за неверно измененной концентрации горючего в топливной смеси.

Широкополостной состоит из двухточечного и закачивающего элементов; олучает кислород из выхлопной системы под воздействием силы тока; держит постоянное напряжение между электродами, а если оно растет, к ЭБУ подается сигнал; после этого блок корректирует состав топливной смеси.

Схема работы узкополосного лямбда-зонда

Отличие широкополосного зонда от узкополосного в том, что он измеряет концентрацию кислорода в выхлопных газах на любых оборотах двигателя. Его диапазон от 0 до 5 вольт. У узкополосного он только 0-1.

Кислородный датчик работает на 50000-100000 км пробега. Если несколько раз залить в бак некачественный бензин, датчик может выйти из строя практически сразу.

Если подогрев лямбда-зонда не работает, приспособление не почувствует проблем с составом топливной смеси. И двигатель будет работать с повышенной нагрузкой, а токсичность выхлопных газов резко увеличится. Как и расход топлива.

Последствия поломки: двигатель начнет функционировать нестабильно даже на холостом ходу, повышается расход топлива, наинается плохое очищение выхлопных газов катализатором; авто двигается рывками, плохо слушается; мощность мотора снижается.

Как понять, что устройство сломалось: машина в движении начинает дергаться; из-под капота доносятся нехарактерные звуки; на приборной панели светится индикатор; мощность двигателя падает, а педаль акселератора срабатывает медленнее; из выхлопной трубы появляется резкий и неприятный запах; мотор перегревается. При полном выходе из строя авто может и не поехать.

Читайте подробнее в нашей статье о том, как работает лямбда-зонд.

В современных автомобилях устанавливается множество датчиков, которые не только позволяют лучше контролировать работу разных его систем, но и повышают экобезопасность. Одно из приспособлений – лямбда-зонд. Устройство распознает состав выхлопных газов, чтобы контролировать характер преобразования топлива в двигателе.

Если соотношение горючего и воздуха перестает быть оптимальным, датчик информирует об этом электронный блок управления системы впрыска. Тот приводит состав смеси в норму путем уменьшения или увеличения объема подаваемого топлива.

Как работает лямбда-зонд в автомобиле

Чтобы разобраться, как работает лямбда-зонд в автомобиле, нужно понять, из чего он изготовлен. Это многокомпонентное приспособление, его составляющие делаются из термостойких материалов.

Устройство устанавливают перед катализатором выхлопной системы, а функционировать оно начинает при высокой температуре. Иногда датчиков бывает два – перед и после катализатора.

Совет

По мере нагревания приспособления на его электродах возникает выходное напряжение. И лямбда-зонд приобретает возможность измерить остаточный кислород в выхлопных газах авто. Если его значение отклоняется от нормы, сигнал подается к ЭБУ, который восстанавливает состав топливно-воздушной смеси.

Рекомендуем прочитать о тормозной системе авто. Из статьи вы узнаете о строении и принципе работы тормозной системы, возможных неисправностях, выборе тормозной системы для авто.

А здесь подробнее об электрооборудовании автомобиля.

Что такое обманка и для чего она нужна

Одна из поломок может затронуть катализатор выхлопной системы, после чего выброс отработанных газов увеличивается. Его можно удалить или заменить пламегасителем. Но двигатель начинает работать в аварийном режиме из-за неверного сигнала лямбда-зонда.

Уберечь от этого может обманка. Деталь дополняет приспособление, корректирует поступающий от него сигнал. Обманки бывают двух видов:

  • Механические. Газ проходит сквозь такую деталь и окисляется. В результате объем кислорода снижается, ЭБУ получает более корректное значение показателя. Системе дается информация в том виде, в каком она бывает при исправно работающем катализаторе.
  • Электронные. Это более сложное устройство на базе микропроцессора. Вот как работает обманка лямбда-зонда электронного типа: поддерживает работу системы регулировки силового агрегата авто, анализирует реальный состав выхлопа, на основе чего корректирует подаваемый ЭБУ сигнал. В результате двигатель работает в штатном режиме, несмотря на неисправный катализатор или его отсутствие.

Схема подключения электронной обманки

Что означает широкополосный

Приспособления бывают узкополосные и широкополосные. В первом случае они способны анализировать только штатные значения напряжения. То есть информацию, передаваемую при низких оборотах двигателя.

Все остальное считывает с погрешностью, а на ЭБУ поступает не вполне корректный сигнал. Это может привести к нарушениям работы двигателя из-за неверно измененной концентрации горючего в топливной смеси.

Как работает широкополосный лямбда-зонд:

  • состоит из двухточечного и закачивающего элементов;
  • благодаря такому строению получает кислород из выхлопной системы под воздействием силы тока;
  • держит постоянное напряжение между электродами, а если оно растет, к ЭБУ подается сигнал;
  • после этого блок корректирует состав топливной смеси.

Схема работы широкополосного датчика кислорода

Отличие широкополосного зонда в том, что он измеряет концентрацию кислорода в выхлопных газах на любых оборотах двигателя. Его диапазон от 0 до 5 вольт. У узкополосного он только 0-1.

Читайте также:  Как включить кондиционер на ауди а6 с5

Работает ли лямбда зонд без катализатора

Выход из строя катализатора выхлопной системы (очистителя отработанных газов) – одна из частых проблем, вызывающая сложности с функционированием двигателя. Так бывает, если контролирующих датчиков два: один установлен перед приспособлением, а другой после него.

В этом случае содержание кислорода в выхлопах, прошедших через катализатор, изменится. Это обнаружит стоящий после него датчик. Он и передаст ложный сигнал на ЭБУ о необходимости коррекции состава топливной смеси. И в данном случае ответ на вопрос, работает ли лямбда зонд без катализатора, отрицательный. Ведь он подает сигнал, основанный на искаженных сведениях. Здесь нужно ставить обманку.

Другой вариант – сделать перепрошивку «мозгов» авто, поменять катализатор на пламегаситель и удалить датчик. Иначе начнутся проблемы с впрыском, что может привести к высокому расходованию бензина, повышению нагрузки на двигатель, поломке.

Кислородный датчик в некоторых авто располагается и только перед катализатором. Тогда лямбда-зонд анализирует выхлопные газы, еще не прошедшие через очиститель. То есть данные не искажаются, работает катализатор или нет. С поломкой очистителя увеличивается лишь количество ядовитых газов из выхлопной трубы.

Сколько работает вообще

Кислородный датчик – одна самых чувствительных составляющих машины. Его хватает на 50000-100000 км пробега. Но сколько работает лямбда-зонд, зависит также от:

  • условий эксплуатации авто;
  • исправности двигателя;
  • типа устройства (неподогреваемое, подогреваемое, планерное);
  • качества топлива.

Последний фактор особенно важен. Если несколько раз залить в бак некачественный бензин, датчик может выйти из строя практически сразу.

Смотрите в этом видео о том, как работает лямбда-зонд:

Если не работает подогрев

Кислородный датчик начинает анализировать состав выхлопа после того, как сам нагреется до 300-400 градусов. Если подогрев лямбда-зонда не работает, приспособление не почувствует проблем с составом топливной смеси. И двигатель будет работать с повышенной нагрузкой, а токсичность выхлопных газов резко увеличится. Как и расход топлива.

Выходом станет только замена датчика полностью или его удаление вместе с прошивкой «мозга» машины.

Последствия поломки

Неисправность кислородного датчика пагубно скажется прежде всего на двигателе. Он начнет функционировать нестабильно даже на холостом ходу. Когда не работает лямбда-зонд, последствия бывают и такими:

  • повышенный расход топлива;
  • плохое очищение выхлопных газов катализатором;
  • авто начинает двигаться рывками, плохо слушается;
  • мощность мотора снижается.

Проверка датчика кислорода на исправность

Как понять, что устройство сломалось

Если лямбда-зонд не работает, признаки проблемы могут обнаружиться следующим образом:

  • машина в движении начинает дергаться;
  • из-под капота доносятся нехарактерные звуки;
  • на приборной панели светится индикатор;
  • мощность двигателя падает, а педаль акселератора при воздействии на нее срабатывает медленнее;
  • из выхлопной трубы появляется гораздо более резкий и неприятный запах, чем прежде;
  • мотор перегревается.

По этим изменениям нетрудно понять, как работает неисправный лямбда-зонд. Если же он окончательно вышел из строя, авто может и не поехать. При разгерметизации датчика «мозг» машины получает множество сигналов о проблемах, и система управления впрыском блокируется.

Рекомендуем прочитать о том, как промыть систему охлаждения двигателя. Из статьи вы узнаете о том, как промыть систему охлаждения двигателя лимонной кислотой, Кока-Колой, водой, сывороткой и «Белизной».

А здесь подробнее о том, как самостоятельно установить подогреватель двигателя.

Если кратко говорить о том, как работает лямбда-зонд, он дольше поддерживает двигатель в рабочем состоянии, экономит топливо, сокращает токсичность выхлопа. Нужно регулярно проверять его у специалиста, следить за качеством горючего и системой охлаждения мотора. А при выходе из строя датчика обязательно поменять его.

Источник: https://avto-urist.online/kak-rabotaet-lyambda-zond/

Как проверить датчик лямбда зонд

В двигателях внутреннего сгорания кислород определяет оптимальное соотношение компонентов горючей смеси, эффективность и экологичность работы двигателя.

Лямбда (λ) зонд – это прибор для изменения объема кислорода или его смеси с несгоревшим топливом в коллекторе силового агрегата.

Представление об устройстве и принципе работы датчика поможет владельцу авто контролировать его работоспособность, предотвращая нестабильную работу двигателя и перерасход топлива.

Назначение и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе

Жесткие экологические требования для автомобилей заставляют производителей применять каталитические нейтрализаторы, уменьшающие токсичность выхлопа.

Но его эффективной работы невозможно добиться без контроля состава воздушно-топливной смеси.

Такой контроль осуществляет датчик кислорода, он же λ-зонд, работа которого основана на использовании обратной связи устройства и топливной системы с дискретной или электронной системой впрыска.

Обратите внимание

Измерение количества лишнего воздуха производится определением остаточного кислорода в выхлопном газе. Для этого лямбда-зонд ставят перед катализатором выпускного коллектора.

Сигнал датчика обрабатывает блок управления и оптимизирует воздушно-топливную смесь, более точно дозируя подачу форсунками топлива.

На некоторых моделях авто устанавливается второй прибор после катализатора, что делает приготовление смеси еще более точным.

Лямбда-зонд работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполненным в виде керамики из двуокиси циркония, легированной окисью иттрия, на котором нанесено платиновое напыление, выполняющее роль электродов.

Один из них фиксирует показания атмосферного воздуха, а второй – выхлопного газа. Эффективная работа прибора возможна при достижении температуры более 300оС, когда циркониевый электролит приобретает проводимость.

Выходное напряжение появляется от разницы количества кислорода в атмосфере и выхлопном газе.

Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Существует два вида λ-зонда – широкополосный и двухточечный. Первый тип обладает более высокой информативностью, позволяющей более точно настроить работу двигателя. Устройство изготавливают из материалов, выдерживающих повышенные температуры. Принцип работы всех типов датчика одинаков, и заключается в следующем:

  1. Двухточечный измеряет уровень кислорода в выхлопе двигателя и атмосфере при помощи электродов, на которых в зависимости от уровня кислорода меняется разность потенциалов. Сигнал снимается блоком управления двигателя, после чего автоматически корректируется подача топлива в цилиндры форсунками.
  2. Широкополосный состоит их закачивающего и двухточечного элемента. На его электродах поддерживается постоянное напряжение 450 мВ корректировкой силы тока закачивания. Уменьшение содержания кислорода в выхлопе приводит к повышению напряжения на электродах. Блок управления после получения сигнала создает необходимый ток на закачивающем элементе для закачки или откачки воздуха, чтобы привести к нормативному напряжению. Так, при чрезмерно обогащенной топливно-воздушной смеси БУ посылает команду закачать дополнительную порцию воздуха, а при обедненной смеси воздействует на систему впрыска.

Возможные причины неисправности лямбда зонда

Внешний вид неисправного лямбда зонда

Как и любое другое устройство, лямбда-зонд может выходить из строя, но в большинстве случаев автомобиль остается на ходу, при этом динамика его движения значительно ухудшается, и расход топлива возрастает, из-за чего транспортное средство нуждается в срочном ремонте. Поломки λ-зонда происходят по следующим причинам:

  1. Механическая поломка при повреждении или дефекте корпуса, нарушении обмотки датчика, и т. д.
  2. Плохое качество топлива, при котором железо и свинец забивают активные электроды устройства.
  3. Попадание в выхлопную трубу масла при плохом состоянии маслосъемных колец.
  4. Попадание на устройство растворителей, моющих или любых других эксплуатационных жидкостей.
  5. «Хлопки» из двигателя из-за сбоев системы зажигания, разрушающие хрупкие керамические части устройства.
  6. Перегрев из-за неверно выставленного угла опережения зажигания или богатой топливной смеси.
  7. Применение герметика при установке прибора, содержащего силикон, или вулканизирующегося при комнатной температуре.
  8. Многочисленные неудачные попытки запуска мотора в течение короткого времени, что приводит к накоплению в выхлопном коллекторе топлива и его воспламенения, вызывающего ударную волну.
  9. Замыкание на «массу», плохой контакт или его отсутствие во входной цепи прибора.

Симптомы неисправности лямбда зонда

Основные неисправности λ-зонда проявляются в следующих признаках:

  1. Повышение общей токсичности выхлопных газов.
  2. Двигатель на небольших оборотах работает неустойчиво.
  3. Наблюдается перерасход топлива.
  4. При езде ухудшается динамика движения автомобиля.
  5. При остановке авто после движения, от катализатора в выпускном коллекторе слышно характерное потрескивание.
  6. В области каталитического нейтрализатора повышается температура или происходит его разогрев до раскаленного состояния.
  7. Сигнал лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» во время установившегося режима движения.

Способы проверки лямбда зонда

Проверка лямбда зонда мультиметром

https://www.youtube.com/watch?v=CxhGVt5_YUA

Для самостоятельной проверки λ-зонда необходим цифровой вольтметра и руководство по эксплуатации автомобиля. Последовательность действий при этом следующая:

  1. От колодки зонда отсоединяются провода и подключается вольтметр.
  2. Двигатель автомобиля запускают, устанавливают частоту вращения 2500 об/мин, после чего снижают до 2000 об/мин.
  3. Извлекают вакуумную трубку из регулятора топливного давления и фиксируют показания вольтметра.
  4. При значении 0,9 В датчик исправен. Если вольтметр никак не реагирует, или показание ниже 0,8 В – λ-зонд неисправен.
  5. Для проверки в динамике, зонд подсоединяют к разъему, параллельно подключив вольтметр и поддерживая вращение коленчатого вала двигателя на 1500 об/мин.
  6. Если датчик исправен, вольтметр покажет 0,5 В. Отклонение от данного значения говорит о поломке.

Ремонт лямбда зонда

При поломке λ-зонда, его можно просто отключить, при этом блок управления перейдет на средние параметры впрыска топлива.

Это действие сразу даст о себе знать в виде повышенного расхода горючего и появлением ошибки в ЭБУ двигателя. При поломке лямбда-зонда, его необходимо заменить.

Но существуют технологии «оживления» неисправного датчика, которые позволяют с определенной долей вероятности вернуть его в работоспособное состояние:

Ремонт лямбда зонда отмачиванием в ортофосфорной кислоте

Важно

1. Промывка прибора ортофосфорной кислотой при комнатной температуре в течение 10 мин. Кислота разъедает нагар и осевший свинец на стержне. При этом важно не переусердствовать, чтобы не повредить платиновые электроды.

Устройство вскрывают, срезая на токарном станке колпачок у самого основания, и окунают стержень в кислоту, после промывают в воде и приваривают колпачок на прежнее место аргоновой сваркой.

После процедуры сигнал восстанавливается спустя 1-1,5 ч. работы двигателя.

Старый и новый лямбда зонд

2. «Мягкая зачистка» электродов ультразвуковым диспергатором в эмульсионном растворе. Во время процедуры возможно появление электролиза вязких металлов, отложившихся на поверхности.

Перед зачисткой учитывают конструкцию зонда и материал его изготовления (керамика или металлокерамика), на которую нанесены инертные материалы (цирконий, платина, барий, и т. д.).

После восстановления датчик испытывают при помощи приборов и возвращают в автомобиль. Процедуру можно повторять многократно.

Источник: http://VoditelAuto.ru/kak-proverit-lyambda-zond/

Устройство и принцип работы кислородного датчика

Кислородный датчик — устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора.

На основе данных, полученных кислородником, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси.

Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название — лямбда-зонд.

Коэффициент избытка воздуха λ

Прежде чем разбирать конструкцию датчика кислорода и принцип его работы, необходимо определиться с таким важным параметром, как коэффициент избытка воздуха топливовоздушной смеси: что это такое, на что влияет и зачем его измеряет датчик.

Читайте также:  Рестайлинг кроссовера hyundai tucson: новый интерьер и новые моторы

В теории работы ДВС существует такое понятие как стехиометрическое отношение – это идеальная пропорция воздуха и топлива, при которой происходит полное сгорание топлива в камере сгорания цилиндра двигателя.

Это очень важный параметр, на основании которого рассчитывается топливоподача и режимы работы двигателя. Оно равняется 14,7 кг воздуха к 1 кг топлива (14,7:1).

Совет

Естественно, такое количество топливовоздушной смеси не поступает в цилиндр в один момент времени, это всего лишь пропорция, которая пересчитывается под реальные условия.

Зависимость мощности (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха (λ) – это отношение действительного количества воздуха, поступившего в двигатель, к теоретически необходимому (стехиометрическому) для полного сгорания топлива. Говоря простым языком, это «на сколько больше (меньше) воздуха поступило в цилиндр, чем должно было бы».

В зависимости от значения λ различают три вида топливовоздушной смеси:

  • λ = 1 — стехиометрическая смесь
  • λ < 1 — «богатая» смесь (избыток — топливо; недостаток — воздух)
  • λ > 1 — «бедная» смесь (избыток — воздух; недостаток — топливо)

Современные двигатели могут работать на всех трех типах смеси, в зависимости от текущих задач (экономия топлива, интенсивное ускорение, снижение концентрации вредных веществ в отработавших газах).

С точки зрения оптимальных значений мощности двигателя, коэффициент лямбда должен иметь значение около 0,9 («богатая» смесь), минимальный расход топлива будет соответствовать стехиометрической смеси (λ = 1).

Наилучшие результаты по очистке отработавших газов будут также наблюдаться при λ = 1, поскольку эффективная работа каталитического нейтрализатора происходит при стехиометрическом составе топливовоздушной смеси.

Источник: https://TechAutoPort.ru/dvigatel/vypusknaya-sistema/kislorodnyi-datchik.html

Как проверить лямбда зонд на работоспособность своими руками мультиметром и осциллографом, где находится датчик кислорода в авто

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

Что такое лямбда-зонд, и где он находится

В связи с ужесточением экологических норм для уменьшения токсичности выхлопных газов машины начали оборудовать каталитическим нейтрализатором (катализатором).

Качество и продолжительность его работы находится в прямой зависимости от состава топливно-воздушной смеси (ТВС).

В зависимости от сигналов, передаваемых лямбда-зондом, регулируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.

Лямбда-зонд — система, определяющая, какое количество остаточного кислорода содержится в выхлопных газах. Иначе его можно назвать — кислородный датчик.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором

Качественная очистка от токсичных выхлопов в катализаторе проводится только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности действия нейтрализатора и повышения точности исследования состояния выхлопных газов на многих моделях устанавливают второй лямбда-зонд на выходе катализатора.

Для повышения эффективности на современных автомобилях устанавливается дополнительный лямбда-зонд на выходе катализатора

Обратите внимание

Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.

Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.

Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле

Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ1.

График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

  • Циркониевые;
  • Титановые;
  • Широкополосные.

Циркониевый

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

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

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов.

Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры.

Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

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

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

Важно

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

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

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

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

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

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана.

В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной.

Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

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

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

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1.

Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира.

Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Совет

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

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

Симптомы неисправности

Основными признаками, свидетельствующими о поломке кислородного датчика, считаются:

  • Повышенная токсичность выхлопных газов;
  • Нестабильная, прерывистая разгонная динамика;
  • Кратковременное включение лампы «CHECK ENGINE» при резком увеличении оборотов;
  • Нестабильные, постоянно меняющиеся холостые обороты;
  • Увеличение расхода топлива;
  • Перегрев катализатора, сопровождающийся потрескивающими звуками в его зоне при заглушённом моторе;
  • Постоянно горящий индикатор «CHECK ENGINE»;
  • Беспричинная сигнализация бортового компьютера о переобогащённой ТВС.

Нужно иметь в виду, что все эти отклонения могут быть симптомами и других поломок.

Длительность службы лямбда-зонда примерно 60-130 тыс. км. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства может стать:

  • Применение при монтаже датчиков, не рассчитанных на высокие температуры герметиков (силиконовых);
  • Некачественный бензин (повышенное содержание этила, свинца, тяжёлых металлов);
  • Попадание масла в выхлопную систему в результате износа маслосъёмных колец или колпачков;
  • Перегрев датчика в результате некорректно выставленного зажигания, переобогащённой ТВС;
  • Множественные попытки завести мотор, приводящие к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
  • Нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
  • Нарушение целостности конструкции датчика.

Способы диагностики кислородного датчика

Специалисты советуют проверять корректность работы лямбда-зонда каждые 10000 км пробега, даже если проблем в работе устройства не наблюдается.

Диагностику начинают с проверки надёжности соединения клеммы с датчиком и на наличие механических повреждений. Далее выкручивают лямбда-зонд из коллектора и осматривают защитный кожух. Небольшие отложения очищают.

Если в ходе визуального осмотра на защитной трубке датчика кислорода были выявлены следы сажи, сильные белые, серые или блестящие отложения, то лямбда-зонд следует заменить

Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

Проверка датчика на работоспособность проводится по следующим параметрам:

  • Напряжение в нагревательной цепи;
  • «Опорное» напряжение;
  • Состояние нагревателя;
  • Сигнал датчика.

Схема подключения к лямбда-зонду в зависимости от его типа

Наличие напряжения в цепи подогрева определяют мультиметром или вольтметром в следующей последовательности:

  1. Не снимая разъём с датчика, включают зажигание.
  2. Щупы присоединяют к цепи подогрева.
  3. Показания на приборе должны совпадать с напряжением на аккумуляторе — 12В.

«+» идёт на датчик от аккумулятора через предохранитель. При его отсутствии прозванивают эту цепь.

«—» поступает от блока управления. Если он не обнаружен, проверяют клеммы цепи «лямбда-зонд — ЭБУ».

Замеры опорного напряжения проводятся теми же аппаратами. Последовательность действий:

  1. Включают зажигание.
  2. Замеряют напряжение между сигнальным проводом и массой.
  3. Прибор должен показать 0,45 В.

Для проверки нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы диагностики:

  1. Снимают разъём с устройства.
  2. Замеряют сопротивление между контактами нагревателя.
  3. Показания на разных кислородниках различные, но не должны выходить за пределы 2-10 Ом.

Вольтметр или мультиметр используются для проверки сигнала датчика. Для этого:

  1. Заводят двигатель.
  2. Прогревают его до рабочей температуры.
  3. Щупы прибора соединяют с сигнальным проводом и проводом массы.
  4. Обороты мотора увеличивают до 3000 об/мин.
  5. Следят за замерами напряжения. Должны наблюдаться скачки в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.

Если хотя бы при одной из проверок показатели разнятся от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.

Видео: проверка лямбда-зонда тестером

Проверка осциллографом

Главным преимуществом данной диагностики лямбда-зонда перед проверкой вольтметром и мультиметром является фиксация времени между однотипными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

Очерёдность действий:

  1. Щуп прибора подключают к сигнальному проводу.
  2. Мотор прогревают до рабочей температуры.
  3. Обороты двигателя повышают до 2000-2600 об/мин.
  4. По показаниям осциллографа определяют работоспособность кислородного датчика.

Диагностика осциллографом даёт наиболее полную картину работы лямбда-зонда

Превышение временного показателя или пересечение пределов напряжения нижнего 0,1 В и верхнего 0,9 В говорит о неисправном кислородном датчике.

Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом

Другие способы проверки

Если в автомобиле есть бортовая система, то по сигналу «CHECK ENGINE», выдающему определённую ошибку, можно диагностировать состояние лямбда-зонда.

Перечень ошибок лямбда-зонда

Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Плановая и своевременная диагностика датчика кислорода поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера способна продлить срок эксплуатации не только самого датчика, но и катализатора.

Источник: https://carnovato.ru/kak-proverit-lyambda-zond/

Ссылка на основную публикацию