Главная / Разное / Лямбда зонд как работает: Лямбда-зонд (датчик кислорода). Устройство лямбда-зонда

Лямбда зонд как работает: Лямбда-зонд (датчик кислорода). Устройство лямбда-зонда

Posted on by alexxlab

Содержание

Кислородные датчики: подробное руководство — Denso

Вы наверняка знаете, что в вашем автомобиле установлен кислородный датчик (или даже два!)… Но зачем он нужен и как он работает? На часто задаваемые вопросы отвечает Стефан Верхоеф (Stefan Verhoef), менеджер DENSO по продукту (кислородные датчики).

B: Какую работу выполняет датчик кислорода в автомобиле?
O: Датчики кислорода (также называемые лямбда-зондами) помогают контролировать расход топлива вашего автомобиля, что способствует снижению объема вредных выбросов. Датчик непрерывно измеряет объем несгоревшего кислорода в выхлопных газах и передает эти данные в электронный блок управления (ЭБУ). На основании этих данных ЭБУ регулирует соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель, что помогает каталитическому нейтрализатору (катализатору) работать более эффективно и уменьшать количество вредных частиц в выхлопных газах.

B: Где находится датчик кислорода?


O: Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 г., оснащены датчиком кислорода. Обычно датчик установлен в выхлопной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Точное местоположение датчика кислорода зависит от типа двигателя (V-образное или рядное расположение цилиндров), а также от марки и модели автомобиля. Для того чтобы определить, где расположен датчик кислорода в вашем автомобиле, обратитесь к руководству по эксплуатации.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
O: Соотношение «воздух — топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух — топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь). ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух — топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.


В: Какие бывают датчики?
О: Существует три основных типа лямбда-сенсоров: циркониевые датчики, датчики соотношения «воздух — топливо» и титановые датчики. Все они выполняют одни и те же функции, но используют при этом различные способы определения соотношения «воздух — топливо» и разные исходящие сигналы для передачи результатов измерений.

Наибольшее распространение получила технология на основе использования циркониево-оксидных датчиков (как цилиндрического, так и плоского типов). Эти датчики могут определять только относительное значение коэффициента: выше или ниже соотношение «топливо — воздух» коэффициента лямбда 1.00 (идеальное стехиометрическое соотношение). В ответ ЭБУ двигателя постепенно изменяет количество впрыскиваемого топлива до тех пор, пока датчик не начнет показывать, что соотношение изменилось на противоположное. С этого момента ЭБУ опять начинает корректировать подачу топлива в другом направлении. Этот способ обеспечивает медленное и непрекращающееся «плавание» вокруг коэффициента лямбда 1.00, не позволяя при этом поддерживать точный коэффициент 1.00. В итоге в изменяющихся условиях, таких как резкое ускорение или торможение, в системах с циркониево-оксидным датчиком подается недостаточное или избыточное количество топлива, что приводит к снижению эффективности каталитического нейтрализатора.

Датчик соотношения «воздух — топливо» показывает точное соотношение топлива и воздуха в смеси. Это означает, что ЭБУ двигателя точно знает, насколько это соотношение отличается от коэффициента лямбда 1.00 и, соответственно, насколько требуется корректировать подачу топлива, что позволяет ЭБУ изменять количество впрыскиваемого топлива и получать коэффициент лямбда 1.00 практически мгновенно.

Датчики соотношения «воздух — топливо» (цилиндрические и плоские) впервые были разработаны DENSO для того, чтобы обеспечить соответствие автомобилей строгим стандартам токсичности выбросов. Эти датчики более чувствительны и эффективны по сравнению с циркониево-оксидными датчиками. Датчики соотношения «воздух — топливо» передают линейный электронный сигнал о точном соотношении воздуха и топлива в смеси. На основании значения полученного сигнала ЭБУ анализирует отклонение соотношения «воздух — топливо» от стехиометрического (то есть Лямбда 1) и корректирует впрыск топлива. Это позволяет ЭБУ предельно точно корректировать количество впрыскиваемого топлива, моментально достигая стехиометрического соотношения воздуха и топлива в смеси и поддерживая его. Системы, использующие датчики соотношения «воздух — топливо», минимизируют возможность подачи недостаточного или избыточного количества топлива, что ведет к уменьшению количества вредных выбросов в атмосферу, снижению расхода топлива, лучшей управляемости автомобиля.

Титановые датчики во многом похожи на циркониево-оксидные датчики, но титановым датчикам для работы не требуется атмосферный воздух. Таким образом, титановые датчики являются оптимальным решением для автомобилей, которым необходимо пересекать глубокий брод, например полноприводных внедорожников, так как титановые датчики способны работать при погружении в воду. Еще одним отличием титановых датчиков от других является передаваемый ими сигнал, который зависит от электрического сопротивления титанового элемента, а не от напряжения или силы тока. С учетом данных особенностей титановые датчики могут быть заменены только аналогичными и другие типы лямбда-зондов не могут быть использованы.

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.


B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

• 412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
• Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух — топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
• Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).

• Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации. При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

Дополнительная информация

Более подробную информацию об ассортименте кислородных датчиков DENSO можно найти в разделе Кислородные датчики, в системе TecDoc или у представителя DENSO.

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.

6 признаков неисправности лямбда зонда — Статьи

Неисправность лямбда зонда сопровождается диагностикой и в некоторых случаях заменой детали. Этот компонент системы автомобиля стоит на страже экологии планеты. Его основная функция заключается в контроле уровня содержания вредных веществ в выхлопных газах.

Узнайте стоимость диагностики лямбда зонда онлайн за 3 минуты

Не тратьте время впустую – воспользуйтесь поиском Uremont и получите предложения ближайших сервисов с конкретными ценами!

Автомобильный рынок предлагает два основных вида лямбда зонда:

  1. С двухканальной компоновкой. Его устанавливали на автомобилях, произведённых более 30 лет назад. Такой зонд также применяют для машин эконом класса.
  2. Широкополосное устройство. Используется для большинства машин среднего и премиум класса. Устройство более точно определяет превышение нормы вредных веществ и сообщает об этом водителю.

Деталь устанавливается внутри специального коллектора, где соединяются шланги и патрубки. Монтаж в этом месте позволяет добиться высокой производительности и точности диагностики. Основная функция лямбда зонда заключается в повышении рабочих ресурсов автомобиля, понижения расхода топлива и поддержания стабильной работы двигателя. Если возникает несоответствие, прибор посылает сигнал в ЭБУ, который изменяет пропорции топлива и воздуха.

Важность этого устройства многие недооценивают, однако в случае его отказа машина может работать нестабильно. По этой причине важно знать основные неполадки зонда и способы борьбы с ними.

Признаки неисправности лямбда зонда

Признаки неисправности этого устройства могут быть разными, и самым главным сигналом для водителя станет нарушение нормальной работы мотора. Если устройство работает плохо, то качество топлива, которое подаётся в камеру сгорания, значительно понижается.

Почему ломается лямбда зонд? Причины могут быть следующими:

  • Корпус машины был разгерметизирован.
  • Внутри топливной системы попал воздух или выхлопные газы.
  • Датчик перегрелся из неполадок системы зажигания или неправильной покраски мотора.
  • Обыкновенный износ компонентов.
  • Неисправность электропитания – сигналы не поступают к ЭБУ.
  • Поломка в результате удара или другого механического воздействия.

В последнем случае лямбда зонд ломается в одно мгновение. Остальные симптомы свидетельствуют о том, что устройство выходит из строя постепенно. Если вы не знаете, как проводить диагностику этого компонента и не представляете, где он находится, то неисправности лямбда зонда определить не удастся.

Как понять, что этой детали скоро придёт конец? Сначала датчик начинает работать через раз. Сигнал иногда просто не передаётся для электронного блока управления. Это приводит к коррекции оборотов холостого хода. Данный показатель начинает изменяться и его колебания расширяются в диапазоне. Качество бензина или солярки понижается, а сам автомобиль дёргается.

Водитель слышит хлопки внутри мотора, а на приборной панели загорается соответствующая иконка. Затем датчик просто не работает на двигателе, который был только что запущен. Приборная панель будет сообщать вам об этом всеми доступными способами. Мощность машины сильно снижается, и когда вы будете нажимать на педаль ускорения, из двигателя будут слышны хлопки.

Но самая большая опасность для водителя заключается в перегреве двигателя, что становится причиной тотальной поломки системы. Если игнорировать сломанный датчик, то его состояние станет ухудшаться.

Это прямым образом влияет на работу машины. Качество передвижения снизится, потребление бензина увеличится и внутри машины начнёт пахнуть выхлопными газами с характерным запахом. Некоторые современные автомобиля оснащены системой блокировки двигателя, если датчик не работает. Придётся вызывать эвакуатор и отправляться в автосервис.

Самая худшая альтернатива развития события – это разгерметизация устройства. Если в машине ВАЗ произойдёт такой случай, то движение лучше прекратить, если вы не хотите окончательно доломать мотор. При окончательной поломке запчасти отработанные газы начинают попадать в ёмкость атмосферного воздуха. При срабатывании тормозных колодок устройство начинает определять большое количество молекул воздуха и подаёт чрезмерное количество сигналов для ЭБУ. В результате система управления впрыска ВАЗ работает некорректно или вообще перестаёт функционировать.

Как узнать, что произошла разгерметизация зонда? При движении на высокой скорости внутри двигателя сильно стучит. Автомобиль начинает двигаться рывками, и слышен неприятный запах отработанных газов. Также эту поломку можно определить путём визуального анализа корпуса выпускных клапанов и свечей – на них появляется сажный налёт.

Как производится диагностика и замена лямбда зонда?

Для автомобиля ВАЗ или любого другого транспортного средства можно использовать профессиональное оборудование. Воспользуйтесь услугами автосервиса, которые располагают осциллографом. Также состояние кислородного датчика можно определить при помощи мультимера. Это устройство может быть использовано для автомобилей ВАЗ.

Процедура проверки производится при заведённом двигателе, так как если датчик находится в спокойном состоянии, то невозможно определить его работоспособность. Если лямбда зонд работает некорректно, то рекомендуется замена детали.

В большинстве случаев зонд ВАЗ не поддаётся восстановлению – гораздо проще поставить новую деталь. Если на приборной панели выскакивает несколько ошибок, то нужно провести полную диагностику автомобиля. Если уж вы отправились в автосервис, то стоит проверить как можно больше систем машины.

Если вы планируете менять неисправный датчик у дилера, то это будет стоить дорого. Оптимальным вариантом является использование универсального зонда, который реализуется по нормальной цене. Можно поставить б\у датчик, но вы сами осознаёте риск, связанный с таким решением. Решать неисправности лямбда зонда подобным образом нужно только в крайнем случае.

Бывают случаи, когда устройство работает с погрешностью и таким неполадкам нужно также уделять внимание. На устройстве оседают продукты горения топлива и лучше проверить деталь у специалистов. Если его работоспособность подтверждена, то можно произвести очищение и продолжить ездить на машине.

Для удаления лямбда зонда нужно его сначала нагреть до температуры в 50 градусов. Затем нужно снять защитный колпачок и очистить поверхность. Для очистки опытные водители используют ортофосфорную кислоту, которая отлично удаляет любые горючие отложения. После удаления продуктов горения сполосните деталь в горячей воде, просушите и поставьте на место. Обязательно смажьте его герметиком, чтобы обеспечить защиту от разгерметизации.

Каждой поломке автомобиля нужно уделять особое внимание и это в особенной степени касается лямбда зонда. Если вы хотите спокойно ездить на автомобиле ещё много лет, то этой детали нужно уделить внимание. Неисправности лямбда зонда влекут за собой серьёзные проблемы. Вы можете заменить эту деталь самостоятельно или поехать в ближайший автосервис.

Если вы выбрали второй вариант, то предлагаем решить проблему неисправностей лямбда зонда при помощи сайта Uremont.com. Здесь вы можете заказать услугу в одном из лучших автосервисов вашего города. Сайт собирает только проверенную информацию об исполнителях.

А если неисправен лямбда-зонд — Автоцентр.ua

Лямбда-зонд – один из элементов системы питания инжекторных автомобилей, который в наших условиях эксплуатации может создавать проблемы. Как их избежать?

Лямбда-зонд – один из элементов системы питания инжекторных автомобилей, который в наших условиях эксплуатации может создавать проблемы. Как их избежать?

Назначение

Греческая лямбда в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси. Отсюда и пошло название датчика, который измеряет этот коэффициент, а точнее – остаточный кислород (О2) в отработавших газах (другое название – датчик кислорода). Назначение датчика – предоставить ЭБУ двигателя информацию, позволяющую определить характер сгорания топлива. Это необходимо для создания нормальных условий работы каталитического нейтрализатора отработавших газов. Дело в том, что «окно» эффективной работы катализатора очень узкое, когда в цилиндрах сгорает 14,6–14,8 части воздуха и 1 часть топлива (при сгорании такой смеси лямбда = 1±0,01). Обеспечить такое точное регулирование состава топливо-воздушной смеси возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива. Лямбда-зонд в этих системах выполняет функцию контролера в выпускном тракте.

Лямбда-зонд: причины и симптомы поломок

Нарушения в работе или даже отказ лямбда-зонда может произойти из-за:

Сильно сокращают срок службы лямбда-зонда плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливо-воздушная смесь.

При неисправном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает с 0,1–0,3% до 3–7%. Уменьшить его значение в большинстве старых моторов без замены датчика сложно, т. к. запаса хода регулятора качества смеси потенциометра может не хватить. В автомобилях с двумя лямбда-зондами в случае отказа второго датчика добиться нормальной работы двигателя без серьезного вмешательства в электронику невозможно.

Лямбда-зонд: лечение неисправности

Технологии ремонта неисправных лямбда-зондов не существует – в случае поломки они подлежат замене. Однако наши «дяди Васи» все-таки разработали методику восстановления этих датчиков, но эффективна она не во всех случаях. Чаще всего он перестает работать из-за отложений нагара на чувствительном элементе под защитным колпачком. Если налет удалить, работоспособность «лямбды» восстанавливается. Очистить чувствительный элемент датчика можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10–20 минут разъедает загрязнения, не уничтожая электроды с редкоземельными металлами. Эффективнее чистить лямбда-зонд после снятия защитного колпачка на токарном станке и мойки с использованием тонкой кисточки. Но делать это целесообразно, если есть возможность закрепить колпачок с помощью аргоновой сварки. После промывки датчик следует ополоснуть водой и просушить. Если мойка не помогает, значит, «лямбду» нужно менять. Стоимость мойки значительно меньше, чем стоимость нового лямбда-зонда (от 300 грн.). Можно заменить неподогреваемый датчик на подогреваемый (но не наоборот!). При несовместимости разъемов недостающую электроцепь подогрева проложите самостоятельно, а вместо разъема используйте универсальные автомобильные контакты.

Лямбда-зонд: диагностика

Специалисты Bosch рекомендуют проверять лямбда-зонд и систему регулирования топливной смеси каждые 30 тыс. км пробега.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после его разогрева до температуры 300–400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения. Поэтому сигнал лямбда-зонда проверяется при включенном и прогретом двигателе. Для измерения лучше подходит осциллограф, чем мультиметр, поскольку с его помощью наиболее точно оценивается форма и частота сигнала.

Затем измеряется сопротивление нагревателя датчика (при отсоединенном штекере), составляющее при комнатной температуре от 2 до 14 Ом (согласно требованиям производителя). Далее проверяется напряжение, подведенное к нагревателю: при включенном зажигании и подсоединенном разъеме зонда оно должно составлять не менее 10,5 В. Если это значение ниже, необходимо тщательно проверить напряжение батареи, кабели и соединения.

Лямбда-зонд: тонкости монтажа


 Мнение  

Вадим Долгий
Технический консультант компании «Роберт Бош Лтд.»

При выходе лямбда-зонда из строя возникает вопрос, где купить новый. Это не проблема, так как созданы универсальные лямбда-зонды для установки на любой автомобиль. Они отличаются от «обычных» только способом подключения. Для подключения универсального лямбда-зонда компания Bosch разработала специальный переходник, который подключается к штатной проводке штекера старого зонда. Переходник обеспечивает точный и устойчивый сигнал, водонепроницаем, не подвержен влиянию перепадов температур и вибрации, обеспечивает поступление чистого воздуха на измерительный элемент.

Юрий Дацык
Фото Bosch, GM

Лямбда-зонд — что это, как проверить, как работает, как снять, неисправности

Лямбда-зонд является незаменимой частью. Многие водители вообще не знают о его существовании, пока он не сломается. И этот сбой сильно ощущается, потому что сгорание увеличивается очень сильно. Почему используются лямбда-зонды? Как работает лямбда-зонд? Каковы симптомы отказа лямбда-зонда? Как починить лямбда-зонд? Почему и как удаляются лямбда-датчики?

Лямбда-зонд чаще всего напоминает свечу зажигания с подключенным к ней проводом. Он работает в очень суровых условиях – его датчик постоянно погружен в чрезвычайно горячий поток выхлопных газов (часто 600 градусов по Цельсию во время динамичной езды), и он подвергается постоянным вибрациям, влажности и высокой температуре. Неудивительно, что лямбда-зонд может сломаться. Причины неисправности разные, иногда это износ, иногда механические повреждения, иногда грязь, вызванные проблемами с двигателем.

Лямбда-зонд — с каких пор он установлен? Почему используется лямбда-зонд?

Почему лямбда-зонд используется в автомобилях? Это сделано для лучшего использования катализатора в выхлопной системе. Чем лучше работает катализатор, тем меньше вредных веществ выделяет выхлопная система.

Каталитические реакции происходят в катализаторе. Наиболее важными из них являются восстановление оксидов азота, сокращение окиси углерода и восстановление углеводородов. Каталитические реакции происходят быстрее в одних определенных условиях и медленнее в других.

Эффективность катализатора, то есть способность подвергаться каталитическим реакциям, определяется с использованием меры, называемой скоростью превращения катализатора. А теперь самое главное. В более старых автомобилях, где лямбда-зонд не был установлен, коэффициент конверсии катализатора был максимум 60 процентов. Между тем, в автомобилях с лямбда-зондом степень конверсии катализатора достигает 95 процентов. Следовательно, становится понятно, почему используется зонд.

Откуда появилось название «лямбда-зонд»?  Лямбда — это отношение топлива к количеству всасываемого воздуха.

Какую роль играет лямбда-зонд? Состав топливной смеси выбирается компьютером, управляющим работой двигателя. Состав топливной смеси выбирается в соответствии с текущими условиями эксплуатации автомобиля — скоростью, с которой она движется, температурой двигателя (температурой охлаждающей жидкости) и многими другими данными.

Чтобы правильно выбрать топливовоздушную смесь, компьютер управления двигателем загружает информацию с таких датчиков, как:

  • датчик температуры охлаждающей жидкости
  • датчик частоты вращения двигателя
  • датчик скорости
  • датчик положения дроссельной заслонки (на бензиновых двигателях)
  • расходомер воздуха
  • … и лямбда-зонд

Лямбда-зонд (первый и самый важный) устанавливается сразу за выпускным коллектором и непосредственно перед катализатором (каталитическим нейтрализатором).

Лямбда-зонд передает информацию о процентном содержании кислорода в потоке выхлопных газов в компьютер управления двигателем. Соответствующий процент кислорода в выхлопных газах соответствует соответствующему напряжению электрического тока, протекающего от зонда к компьютеру, управляющему двигателем.

Например: чем выше содержание кислорода в дымовых газах (например, 4-5%), тем ниже напряжение. И наоборот. Чем ниже содержание кислорода в выхлопных газах (до 0,5%), тем выше напряжение.

Как будет считывать сигналы с лямбда-зонда компьютер, управляющий двигателем?

Процентное содержание кислорода в выхлопе адекватное, датчик посылает лямбда-сигнал = 1, компьютер управления двигателем не вносит никаких изменений в состав смеси.

Содержание кислорода в выхлопных газах высокое (например, 4-5%). Напряжение, посылаемое на компьютер, управляющий работой двигателя, падает. На основании сигнала компьютер считывает, что топливовоздушная смесь слишком бедная. Следовательно, это увеличивает время впрыска топлива.

Содержание кислорода в выхлопных газах низкое (до 0,5%). Напряжение, передаваемое на компьютер, увеличивается. Компьютер считывает сигнал, что смесь слишком насыщена. Следовательно, сокращается время впрыска топлива.

Изменения в составе смеси приводят к тому, что катализатор претерпевает чередующиеся процессы восстановления и окисления кислородом, что очень выгодно для его работы.

  • оксиды азота восстанавливаются
  • окиси углерода (до двуокиси углерода) и углеводороды (до двуокиси углерода и пара) окисляются

В результате количество вредных соединений в выхлопных газах уменьшается. В машине меньше яда.

В старых автомобилях лямбда-зонд начал работать только тогда, когда температура выхлопных газов достигла 300 градусов по Цельсию (это связано с конструкцией зонда). Этого значения может быть трудно достичь, когда автомобиль движется на низкой скорости и на коротком маршруте (т.е. в основном в городе). Вот почему лямбда-зонды со встроенными электронагревателями были внедрены в современные конструкции. Это позволяет датчику начать работу уже через 30 секунд после запуска приводного устройства.

Ранее мы писали о зонде, установленном за катализатором, что это первый, самый важный зонд. Да, потому что в большинстве конструкций (отвечающих стандартам Euro 3 и более новым нормам выбросов) также используется второй лямбда-зонд. Их может быть больше в новейших автомобилях.

Почему устанавливается другой лямбда-зонд? Второй зонд установлен за катализатором. Его задача — проверить работу катализатора. Кроме того, это влияет на установку и сохранение контрольных значений в памяти компьютера, управляющего работой двигателя.

Второй лямбда-зонд также обнаруживает повреждение катализатора и информирует об этом, загораясь контрольной лампой «проверьте двигатель» (например, ошибка PO302 — низкая производительность катализатора).

С каких пор используется лямбда-зонд? Это не новое решение. Зонды старше 40 лет. Первым автомобилем, на котором был установлен лямбда-зонд, был коробчатый Volvo 240, предназначенный для рынка США, выпускаемый с 1974 года.

Как выросла популярность лямбда-зондов? Это лучше видно по объему производства одного из крупнейших производителей этих компонентов. В 1976–2008 годах он произвел 500 миллионов штук, в 2008–2016 миллиардах штук.

Первые лямбда-зонды, использовавшиеся в семидесятых годах, изготовленные с использованием диоксида циркония, не работали до тех пор, пока они не были нагреты выхлопными газами до температуры около 300 градусов Цельсия. К ним был подключен один электрический провод (плюс), сама выхлопная система была минусом. Они были нестабильны, перегревались, работали всего через несколько минут после запуска двигателя и, прежде всего, были нестабильны.

Какие типы лямбда-зондов в настоящее время используются?

Лямбда-зонд переменного напряжения

Зонд заключен в защитный керамический рукав, кроме того, используется внешний защитный рукав. Щупы переменного напряжения имеют встроенный нагревательный элемент с электропитанием, благодаря которому они могут работать через 20-30 секунд после запуска двигателя. Внешняя поверхность зонда образует отрицательный полюс, а внутренний положительный. Внутренний воздух подключается к источнику питания и атмосферному воздуху через подходящий канал. Для соединения используются платиновые покрытия. Электропроводящее керамическое покрытие погружено в поток выхлопных газов. При температуре выше 300 градусов по Цельсию он становится проницаемым для ионов кислорода. Разница между количеством ионов кислорода в воздушной камере и количеством ионов кислорода в камере с дымовыми газами вызывает разность потенциалов.

Лямбда-зонд с переменным сопротивлением

Этот тип зонда также заключен в защитный металлический корпус. Сердцем зонда является керамический корпус, выполненный из диоксида титана, покрытый платиновым покрытием. Титан с платиной образуют электрод зонда. Зонд работает, изменяя электропроводность тела. Диоксид титана имеет более высокую проводимость по току, когда в выхлопном газе больше кислорода, и меньше, когда в выхлопном газе меньше кислорода.

Широкополосный лямбда-зонд

Этот лучше и имеет самую сложную структуру. Он также нагревается, так что он может начать работать как можно скорее после запуска двигателя. Он состоит из двух датчиков переменного напряжения, изготовленных из диоксида циркония. Один зонд выполняет роль измерительной ячейки, другой — насосной ячейки (при определенной температуре движется поток ионов кислорода, который может быть направлен соответствующей поляризацией — плюс / минус). Между клетками существует диффузионный зазор до 50 мкм. Дымовые газы попадают в диффузионный зазор через канал. В измерительной ячейке, с другой стороны, есть второй канал, в который поступает чистый окружающий воздух.

Измерительная ячейка действует как типичный датчик переменного напряжения, показывающий количество кислорода в выхлопных газах. Ток, питающий насосную ячейку, пропорционален количеству кислорода в выхлопных газах, измеренному измерительной ячейкой. Ток накачки — это величина, на которую компьютер, управляя работой двигателя, выбирает соответствующий состав воздушно-топливной смеси (используя индикации, записанные на карте памяти).

Датчики более старого типа информировали компьютер, управляющий двигателем, только в том случае, если смесь была слишком густой или слишком бедной. Новейшие широкополосные датчики позволяют вам постоянно информировать компьютер о фактическом составе выхлопных газов, чтобы компьютер мог регулировать количество впрыскиваемого топлива быстрее и точнее. Это связано не только с выбросами выхлопных газов, но и с экономией топлива. Этот тип зонда используется в бензиновых и дизельных двигателях.

Как ухаживать за лямбда-зондом?

Лямбда-зонд представляет собой сложное и дорогое устройство. Как только мы узнаем, какие материалы используются при его производстве, мы не должны удивляться высокой цене на зонд.

Зонды требуют регулярных проверок. Многие производители автомобилей рекомендуют проверять состояние зонда (и других элементов выхлопной системы) каждые 30 тысяч. км пробега.

Почему стоит это делать? Не только из-за самого зонда. Также из-за того, что отложения на зонде указывают на различные возможные сбои и проблемы с двигателем.

Отказы лямбда-зонда

К сожалению, зонды изнашиваются или выходят из строя. Теоретически зонд должен выдерживать до 150 тысяч. км пробега. При оптимальных условиях хорошие зонды могут выдержать гораздо больше.

Каковы типичные симптомы отказа лямбда-датчика?

  • серьезное увеличение расхода топлива — в среднем на 50%
  • спонтанные изменения в скорости двигателя
  • черный дым из выхлопной трубы
  • увеличенное количество оксидов углерода и углеводородов в выхлопных газах
  • снижение мощности двигателя
  • загорается индикатор двигателя проверки (в случае подключения к системе EOBD титановых и широкополосных датчиков)

Какие методы используются механиками для проверки технического состояния лямбда-зондов?

  • Проверка датчика на механические повреждения
  • Проверьте состояние штекера и его контактов
  • Проверка состояния кабелей и их расположения, соединяющих датчик с контроллером (может потребоваться разобрать часть оборудования кабины вокруг центрального туннеля)
  • Проверка состояния самого зонда с использованием специализированных устройств — проверка работы контура нагрева зонда, проверка изменений напряжения, генерируемых зондом, с помощью осциллографа и / или диодного тестера лямбда-зонда, проверка состояния зонда с помощью диагностического компьютера и системы EOBD (для титановых и широкополосных зондов).

Какие сбои лямбда-зонда могут встречаться и в чем их причина?

  • Внутреннее короткое замыкание в датчике — датчик изношен
  • Внешнее короткое замыкание — причиной может быть повреждение электрических проводов (перегибы, трещины, ожоги). Кабели также могут быть повреждены из-за механического удара, например, зацепления при движении по бездорожью. 
  • Нет напряжения — возможно, кабель или вилка расплавились из-за контакта с горячими выхлопными элементами, возможно, кабель поврежден.
  • Нет массы — возможна коррозия выхлопной системы.
  • Перегрев зонда — вызван слишком высокой температурой дымовых газов. Это может быть связано с ослаблением клапана или плохим временем зажигания.
  • Загрязнение зонда белым или красным покрытием вызвано использованием неподходящих топливных присадок или топлива низкого качества.
  • Масляное и черное покрытие на зонде — вызвано износом двигателя, который пропускает большое количество моторного масла в выхлопные газы.
  • Загрязнение зонда зеленым налетом — вызвано попаданием охлаждающей жидкости в камеры сгорания. Это часто является признаком повреждения прокладки под головкой двигателя.
  • Загрязнение зонда темно-коричневым покрытием — длительная езда на слишком богатой топливно-воздушной смеси, что может быть вызвано отказом системы впрыска (например, использовавшимися «заливными» инжекторами)
  • Механические повреждения проводов — как при внешних коротких замыканиях.
  • Механическое повреждение зонда — камень, попавший во время вождения зонда, неправильная сборка (слишком сильная затяжка) и т. д.
  • Запятнанные контакты на штекере — вызванные окислением — можно попробовать очистить их электрическим штекером.
  • Зонд не исправляют. Он всегда заменяется новым. Наконец, сломанный шнур питания можно починить.

Замена лямбда-датчика

Механик должен сначала найти лямбда-зонд. Во многих автомобилях необходимо использовать доступ к программам мастерской или технической информации производителя. Это позволит вам точно определить, где расположен датчик, где находится гнездо для подключения его кабеля (например, он может быть расположен в центральном туннеле рядом с рычагом переключения передач) и какие элементы должны быть удалены, чтобы попасть в датчик. Это не всегда необходимо.

В Интернете вы можете найти много очень дешевых заменителей, которые редко работают. Они могут отправлять ложные сигналы, не помещаются в розетку, имеют неподходящую вилку или имеют слишком короткий кабель (что также исключает их использование).

Фирменные лямбда-зонды надежны и работают безупречно в течение многих лет в правильных условиях.

Новый зонд должен быть идеально подобран к модели автомобиля и версии двигателя. Вопросы установки также важны. Зонд должен иметь подходящую вилку, диаметр и длину кабеля.

При установке зонда может оказаться, что выхлопная система настолько ржавая, что установить новый зонд невозможно. Тогда вам может понадобиться заменить определенную часть выхлопной системы на новую.

Только в случае замены датчика, Вам нужен простой, но специализированный инструмент для зондов, а также высокотемпературная смазка, поставляемая производителем. Также может потребоваться удалить ошибку, хранящуюся в бортовой диагностической системе автомобиля. Кабель питания датчика должен быть проложен так, чтобы он был безопасным и не соприкасался с горячими частями выхлопной системы.

Снятие лямбда-зонда.

Компании, которые занимаются удалением катализаторов, также удаляют второй лямбда-зонд (после катализатора). В противном случае после удаления катализатора двигатель все еще работает в безопасном режиме. Механическое удаление само по себе неэффективно. Используются вмешательства в программное обеспечение двигателя или специальные монтажные элементы, которые предотвращают погружение датчика зонда в поток выхлопных газов. Следовательно, он не обнаруживает неровностей, вызванных отсутствием катализатора.

Как работает и что показывает датчик кислорода