Широкополосные лямбда зонды

Диагностика по широкополосным лямбда-зондам

В предыдущих статьях мы рассмотрели назначение, принципы работы и способы проверки «скачковых» датчиков кислорода (лямбда-зондов). Также были рассмотрены те возможности в поиске дефектов (диагностике) топливной системы автомобиля, которые открывает правильный анализ показаний этих датчиков. Но все мировые автопроизводители постепенно отказываются от них и переходят на так называемые «широкополосные» лямбда-зонды. Почему так происходит? И чем плохи датчики, которые верой и правдой служили на протяжении многих лет? Чтобы ответить на данный вопрос, нам необходимо вернуться в прошлое и посмотреть, как развивалась борьба за экологию. До 60-х годов прошлого века об экологии никто не думал. Автомобилей было мало, их «вклад» в загрязнение атмосферы был незначительным. Все изменилось во время автомобильного бума начала 60-х. Первым от «чуда» современной цивилизации под названием «автомобиль» пострадал американский штат Калифорния. Не очень удачное географическое положение и крайне неблагоприятная «роза ветров» - он очень плохо продувается, и людям от выхлопных газов просто стало нечем дышать. Был принят ряд законов, обязывающих автопроизводителей повышать качество выпускаемых автомобилей по экологическим параметрам. До недавнего времени это был громадный рынок сбыта автомобилей. На нем торговали все мировые производители. А законы рынка очень жестоки – хочешь торговать на моем рынке, выполняй поставленные условия. Таким образом, требования законодательства Калифорнии распространились на весь мир. Отдельно хочется отметить рынок Европы. Тут «роза ветров» более благоприятная, экологические требования к автомобилям более мягкие. И стандарты по экологии сразу разделились на «американские» - более жесткие и «европейские» - чуть более мягкие. На данное время автомобильные рынки Старого и Нового Света практически заполнены. По расчетам аналитиков, свободные ниши имеются пока в России и Китае. Поэтому к рынкам этих стран приковано пристальное внимание всех автопроизводителей мира. До недавнего времени экологии на этих рынках придавалось незначительное значение. Но вступление России в ВТО потребовало ужесточения экологических норм для выпускаемых в стране автомобилей. Как же выполнить все более ужесточающиеся международные экологические требования? Вредные выбросы - это несгоревшее топливо. При полном сгорании углеводородов всего топлива образуется только СО2 (углекислый газ) и Н2О (вода). Если топливо сгорает не полностью, в выхлопе образуются продукты неполного сгорания. Пресловутые СО и СН. Ну, а если топливо полностью не сгорает, что происходит с крутящим моментом? Правильно – он падает! Что происходит с расходом топлива (если вы просто выливаете его в выхлопную трубу)? Правильно – он растет! И вот здесь полностью пересеклись интересы экологов, производителей автомобилей и специалистов автосервисов. Исправный автомобиль имеет прекрасную динамику, низкий расход топлива и еще атмосферу не загрязняет! От чего зависит крутящий момент, расход топлива и вредные выбросы? Основное требование – система управления двигателем должна поддерживать стехиометрический состав смеси. По современным стандартам отклонение не должно превышать 2%. Для контроля над этим параметром как раз и служат датчики кислорода в выхлопе. Начало широкого применения лямбда-зондов в автомобилестроении было положено еще в конце 70-х годов прошлого столетия. Появление «скачковых» датчиков кислорода позволило на тот момент решить эту задачу. Но для выполнения норм Евро-4 и Евро-5 точность этих датчиков перестала удовлетворять производителей. Их недостатком явилось то, что состав смеси они определяют только по наличию кислорода в выхлопе. Нет кислорода – либо стехиометрия, либо богатая смесь. Есть кислород – бедная смесь. Работают по принципу «да–нет». Системе лямбда - регулирования постоянно приходится чуть добавлять и убавлять топливо, чтобы понять, находится ли система в зоне стехиометрии. Это приводит к некоторой задержке реакции системы при возникновении неизбежных отклонений и имеет определенную погрешность при измерении их величин. Для увеличения точности потребовались датчики, которые могут определить избыток или нехватку кислорода в процентах. Так появились широкополосные датчики кислорода. При возникновении малейшего отклонения от правильного состава смеси они моментально дают блоку управления двигателя указание внести поправки и указывают их величину с достаточно большой точностью. На данный момент широкополосные датчики занимают лидирующее положение в автомобилестроении. Для рассмотрения принципов работы широкополосных датчиков кислорода обратимся к ставшему уже классическим описанию, данному фирмой Bosch в конце прошлого столетия и вошедшему практически во все учебные пособия и публикации в СМИ и в Интернете. К сожалению, данное описание не дает понимания алгоритмов их работы и (судя по вопросам на форумах) не всегда понятно специалистам автосервисов. Попробуем исправить эту ситуацию.

Условно систему лямбда - регулирования с широполосным датчиком кислорода можно разделить на 4 зоны (см. рис.1). Зона А – ионный насос, зона В – «скачковый» лямбда – зонд (элемент Нернста), зона С – разъем и проводка, зона D – блок управления двигателем (ЭБУ) 4.

Рисунок 1 Выхлопные газы 1 из выхлопной трубы 2 через канал поступают в диффузионную щель 6. Здесь они подвергаются каталитическому дожиганию (как в обычном катализаторе), и здесь же (в зависимости от первоначального состава смеси в двигателе) образуется либо избыток, либо недостаток кислорода. Поскольку толщина щели невелика – около 50 мкм, процесс происходит очень быстро. Но для протекания реакции каталитического дожигания нужна температура (в зависимости от конструкции – от 200 до 300 градусов Цельсия). Учитывая тот факт, что температура отработавших газов (ОГ) на холостом ходу может и не достигать указанных значений, необходимым элементом является нагреватель 3. Непрогретый лямбда-зонд не работоспособен. Далее в работу вступает элемент Нернста 7 (зона В). Сравнивая состав контрольного воздуха в камере 5 с составом газов в щели 6, он дает информацию ЭБУ о наличии или отсутствии кислорода в ней. Только «да - нет». На основании этих показаний ЭБУ 4 дает команду ионному насосу 8 (зона А): 1. Откачать лишний кислород из щели в выхлопные газы, если избыточный кислород там присутствует. Бедная смесь. Ток положительный. 2. Закачать недостающий кислород в щель, если его там нехватка. Богатая смесь. Ионный насос «отнимает» кислород у продуктов выхлопа и перекачивает его в щель. Ток отрицательный. 3. Ничего не делать, если смесь стехиометрическая. Ток нулевой. Ток ионного насоса прямо пропорционален разности концентраций кислорода на разных его сторонах. Таким образом, по полярности и величине тока этого элемента сразу же определяется состав смеси. Получив указание от ЭБУ, ионный насос пытается привести состав ОГ в щели, соответствующий стехиометрии. По его току ЭБУ понимает, куда и насколько отклонилась смесь, и сразу принимает меры по корректировке времени впрыска в ту или иную сторону. Колебания смеси ему не нужны – ЭБУ сразу видит абсолютные величины отклонений и выводит стехиометрию в идеал.

С началом применения широкополосных лямбда– зондов работа диагностов значительно облегчилась. Такой прибор, как газоанализатор, стал попросту ненужным. Если ЭБУ выводит показания в виде тока, то «нулевой» ток говорит о том, что системе лямбда-регулирования удалось вывести стехиометрию. По показанию коррекции смотрим, какой ценой и в какую сторону ему это удалось (см. рис. 2).

Рисунок 2 Если ток не нулевой, это означает, что системе вывести стехиометрию не удалось. Причин тут две: 1. Неисправен сам лямбда-зонд. Как показывает практика, код ошибки в этом случае возникает крайне редко. Причина проста – чтобы проверить исправность датчика, ЭБУ обязан включить систему мониторинга, т.е. принудительно обогатить или обеднить смесь. А это приводит к нарушению экологии! Поэтому мониторинг зонда проводится нечасто. Например, два автомобиля Opel Vectra, оборудованные системой впрыска Bosch и принимавшие участие в съемках фильма ОРТ «Левый автосервис», обнаружили отказ этого датчика только через несколько часов после его возникновения. 2.Дефект критичен. Система корректировки по лямбда-зонду уже дошла до пределов своей регулировки, но смесь по-прежнему отклоняется от стехиометрии. В этом случае возможен код «Превышение пределов топливной коррекции». Действия диагноста в этих случаях таковы: 1. Проверка самого лямбда-зонда.

2. Если зонд исправен, определяем состав смеси. Стандарт OBD2 гласит однозначно: положительный ток – бедная смесь. Отрицательный ток – смесь богатая. График зависимости тока от состава смеси приведен на рис.3. Ну а причины и способы устранения отклонения состава смеси достаточно подробно описаны в учебных пособиях. Не будем повторяться.

Рисунок 3 Так выглядит идеальная картинка. Реалии куда более сложнее. Итак, давайте рассмотрим те «подводные камни», которые нас ждут при анализе показаний широкополосного лямбда-зонда. Первый «подводный камень»: не все производители придерживаются стандарта. Очень часто ко мне приезжали автомобили, на которых стандарт был нарушен - положительный ток соответствовал богатой смеси, отрицательный – бедной. Но не стоит сразу винить производителей этих датчиков. Полярность тока зависит только от схемотехники и программного обеспечения ЭБУ. ПРОВЕРКА: Необходимо в воздухозаборник работающего автомобиля добавить немного горючего вещества (принудительно обогатить смесь). На нашем автотехцентре мы используем обычный очиститель карбюратора. При наличии изменений показаний датчика однозначно говорим о его исправности и определяем, в какой полярности выводятся его показания на экран сканера. Самый сложный случай, когда при этой проверке реакции широкополосного лямбда-зонда нет. Однозначного ответа – где дефект, дать невозможно. Вернемся опять к рис.1 . Дефект возможен в зонах А и В (сам датчик), зоне С (проводка) либо в самом ЭБУ – зона D. В большинстве сервисов предлагают замену датчика, как наиболее вероятную причину. Но учитывая его стоимость, есть смысл обратиться к зоне С (проводке и разъему) для более глубокого поиска дефекта. Pin 1. Ток ионного насоса. Проводится миллиамперметром на 10 mA и в большинстве случаев этот замер затруднителен. Pin 2. Масса. Отклонение от «массы» двигателя не более 100 mV. Если «масса» идет с ЭБУ, возможно наличие смещения, заложенного производите- лем. Необходимо свериться с мануалами. Pin 3. Сигнал элемента Нернста. При отключенном разъеме должен составлять 450 mV. При подключенном разъеме – напряжение должно находиться в пределах 0…1v. Но некоторые производители могут отклоняться от этого правила. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность этой цепи. Pin 4 и 5. Напряжение подогревателя. На современных автомобилях управляется с помощью Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ). Проверка необязательна, ибо в случае ее отказа код ошибки с Р0036 по Р0064 (Heater Control HO2S) пробивается практически моментально. Второй «подводный камень»: ЭБУ не может «понимать» ток. Его входные цепи способны оцифровывать только напряжения. И блоки управления начинают выводить на сканер не ток, а падение напряжения на каком-то нагрузочном сопротивлении в ЭБУ. В зависимости от схемотехники блока оно в норме может иметь абсолютно разное значение. В потоке данных выводится не ток, а какое-то абстрактное напряжение. Мануалы на конкретный автомобиль его указывают. Но способы проверки точно такие же. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность датчика, а просмотр топливной коррекции позволяет понять, в каком состоянии находится система топливоподачи автомобиля. Третий «подводный камень»: большинство широкополосных датчиков не взаимозаменяемы. Реклама настойчиво предлагает разнообразный выбор. На форумах часто звучат вопросы: «Какой датчик лучше поставить?». Как быть рядовому потребителю? Что выбрать? Ответ дают сами производители автомобилей. Ставить нужно только те датчики, которые рекомендовал завод-изготовитель. В противном случае, производитель не в состоянии гарантировать правильную работу системы. «Компания NGK Spark Plug Co., Ltd стала одним из пионеров в области лямбда-регулирования в начале 1980-х годов, когда на рынке был представлен регулируемый катализатор. Сегодня ассортимент продукции, выпускаемой под маркой NTK, включает цирконий-оксидные, титановые, широкополосные лямбда-зонды и покрывает порядка 7600 модификаций автомобилей. Все лямбда-зонды соответствуют спецификации оригинальной комплектации (в том числе по длине проводов, штекерам и электрическим параметрам), что гарантирует простоту установки и безупречную эксплуатацию. Каждый лямбда-зонд NTK обеспечивает оптимальные рабочие условия для функционирования катализатора, идеальное образование смеси, а также способствует сокращению выброса вредных веществ и поддержанию расхода топлива на минимальном уровне. Любой автомобиль, оснащённый регулируемым катализатором, имеет, как минимум, один кислородный датчик. Современным же автомобилям требуется не менее двух датчиков. Широкополосные датчики могут регулировать соотношение воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси в широком диапазоне, что особенно важно для современных двигателей, работающих на обеднённых смесях, при значениях лямбда гораздо больше чем 1». Автор: Федор Рязанов

15.05.2014 г.

injectorcar.ru

Широкополосный лямбда зонд: Innovate MTX-L, установка

Широкополосный лямбда зонд — незаменимый прибор при настройке работы двигателя. Во-первых, для первичного понимания — это некое устройство для измерения количества кислорода в отработанных газах. Устанавливается в выпускном тракте. Разберем по словам выражение — широкополосный лямбда зонд. Широкополосный — означает, что диапазон измерений выходит за пределы штатных значений. Штатный (узкополосный) датчик кислорода работает в диапазоне 0-1 Вольт (0.1-0.9 обычно). Узкополосный датчик меряет в диапазоне 0.9-1.1 Лямбды, что соответствует смеси 13.18-16.10 AFR. Широкополосный датчик Innovate меряет в диапазоне 7.4 - 22.4 AFR. Широкополосный кислородный датчик меряет в диапазоне 0-5 вольт соответственно. Как вы понимаете, есть значение Лямбда. Есть значение AFR. Это одно и тоже значение просто в разных единицах. 1 Lambda = 14.7 AFR. Если вы заметили, узкополосный датчик меряет в диапазоне 13-16 AFR, что в принципе на первый взгляд может хватить для настройки атмосферного - 1.5 мотора. Есть два но! Двигатель на скорости 8000 RPM, совершает 1 оборот за 7.5 мс. Узкополосная лямбда успевает срабатывать на 100-300мс, что соответствует примерно 600 RPM. Узкополосная лямбда успевает обрабатывать точно только очень низкие обороты, более высокие обороты будут идти с инерционной погрешностью. Широкополосная лямбда примерно меряет 8мс, что соответствует примерно 7500 RPM (и это не предел). Поэтому корректно отстроить на сток лямбде можно только холостой ход.

Типовой вид монитора MTX-L Innovate

Innovate MTX-L

Я люблю работать с продуктами фирм, кто занимается конкретикой. Если вы покупаете шины фирмы Yokohama, то вы вряд ли будете рассматривать эту фирму как производитель телевизоров. Компания Innovate Motorsports занимается оборудованием для настройки топливно-воздушной смеси. За основу взяты качественные датчики Bosch с быстродейственными контроллерами Innovate. Популярные модели — LC-1, LC-2 и конечно MTX-L, который я и выбрал по совету друга. Bosch 0 258 007 351 — номер лямбды идущей в комплекте MTX-L, Gauge O2 Sensor — монитор состояния AFR, дополнительный кабель удлинитель — это база комплекта MTX-L. Данный датчик кислорода Bosch 0 258 007 351 является премиум продукцией для автомобилей типа Bentley Continental GT, хотя и ставился на WAG VolksWagen Phaeton. Имеет 5 проводов. Сам датчик подключается напрямую к монитору MTX-L. Если подать напряжение на собранный MTX с лямбдой, то вы в любом случае увидите результат. Далее вы можете либо подключить один из каналов контроллера к мозгу, либо широкополосный канал, либо симуляция узкополосной лямбды 0-1.

Комплект Innovate MTX-L на базе BOSCH

Новое место в коллекторе

При установке широкополосного зонда нужно пользоваться несколькими правилами. Во-первых, Лямбда должна стоят до катализатора. Во-вторых, не нужно ее ставить в хвост выхлопной системы, иначе у вас получится очень долгий отклик. Не нужно ставить максимально близко к ГБЦ, лишний перегрев не нужен! Обычно ставят на расстояние примерно 50см от верхнего фланца выпускного коллектора.

Установка MTX-L

Во-первых, широкополосная лямбда вам нужна только после установки мозга, который можно настроить — OBD1. Просто так отдавать 200$ за датчик — мне кажется это не интересно. Во-вторых, есть спор о том, что лучше подключить — лямбду напрямую к компьютеру, или же к ECU. Общим мнением решено, что лучше подключить к ECU, а далее считывать параметры по даталогу. Да, вы правильно поняли, что датчик выдает сигнал на контролер, контролер выдает на ECU, а ECU по даталогу в уже в компьютер. Скажете что цепочка длинная? Но дело в том, что подключив лямбду к ECU, вы будете видеть синхронизированный с ним сигнал. Система должна быть связана. Далее, если вы не откручивали свой старый кислородный датчик — советую прогреть двигатель, а уже после аккуратно открутить кислородный датчик. Иначе на холодную есть шанс открутить только часть датчика. В качества инструмента используйте либо ключ на 22, либо разрезной ключ на 22, либо спец инструмент Jonnesway AI010033 . Резьбу, и только резьбу, советую смазать медной смазкой, так лямбда не прикипит к коллектору. После этого, около мозга вы должны на расстоянии примерно 10-20 см от коннектора D14 (третья фишка, нижний ряд, 5 справа) отрезать провод, идущий к лямбде, и зачистить его. Это вход в мозг от кислородного датчика. За аккумулятором, прямо под ним, вы найдете резиновую заглушку с проводами, советую именно через нее провести удлинитель MTX-L. Все, с подготовкой законченно. Кабель-удлинитель очень длинный, можно оставить в подкапотном пространстве, а можно убрать в салон. Сразу скажу, что клипса между лямбдой и удлинителем очень тугая. Подключаете лямбду к удлинителю, удлинитель к контроллеру в салоне. А дальше контролер имеет 3 провода. 2 из них имеет маркировку In и Out — это программирование контроллера, пока не будем их обсуждать.

Подключение MTX-L к ECU

Во-первых, предосторожности: лямбда работает в коллекторе, и поэтому во время работы двигателя коллектор и лямбда нагреваются до 700 градусов. Так же не следует использовать лямбда зонд как заглушку. Если вы установите широкополосный зонд, но не подключите его, то без прогрева и питания лямбда зонд выйдет быстро из строя. Третий кабель, идущий от контроллера, имеет 5 проводов. Ниже таблица подключения:

Таблица подключения проводов MTX-L
#####	Цвет	Описание
	Красный	12 вольтовое напряжение, обязательно подключите его после зажигания. Так как если лямбда будет висеть на постоянном питании — то утром вы получите севший АКБ. Так же вам нужно 3 Ампера тока. Многие сажают Лямбда зонд на прикуриватель — в нем порядка 20 ампер.
	Черный	Земля, заземление, минус. Любая часть корпуса автомобиля или черный провод штатной проводки. Но советую все таки убедится что это точно минус, прозвонив его.
	Белый	Белый провод нужен для изменения яркости дисплея монитора. Обычно при включение габаритов и фар, яркость приборов внутри салона должна уменьшиться. Подключается непосредственно к питанию ламп. Если вы не планируйте менять яркость, просто подключите белый провод к черному — на землю.
	Желтый	Аналоговый выход 1. Широкополосный выход, где 0V=7.35 а 5v=22.39. Подключать нужно в замен пина старой лямбды (выше описано) — D14 OBD1.
	Коричневый	Аналоговый выход 2. Эмуляция стоковой лямбды, где 1.1v=14 и 0.1v = 15. Подключить так же к D14 взамен канала 1. Если канал не планируется использовать просто — заизолируйте его. На землю подключать не нужно.

Калибровка MTX-L широкополосного датчика

Калибровка нужна, чтобы определить пределы измеряемых значений. Во-первых, лямбда зонд должен быть чистым и находится на воздухе — не в коллекторе выпускного тракта. Отключите лямбду от MTX-L монитора, проще это делать в салоне, а не в подкапотном пространстве. Без подключенной лямбды включите зажигание (запускать двигатель не нужно). Данная процедура сотрет старые значения, на мониторе появится ошибка E2, означающая отсутствие лямбда зонда. Все нормально, оставьте на минутку монитор с включенным зажиганием, затем выключите зажигание. Ошибка E9 Innovate MTX-L — свидетельствует о низком напряжение, бывает на незаведенном двигателе. Подключите лямбду снова к монитору MTX-L и включите зажигание. Монитор покажет надпись "htr" что означает "Heater" (нагрев), процедура нагрева широкополосного датчика. При первом включение надпись изменится на "CAL" — первичная калибровка. После 30-60 секунд MTX-L должен показать значение на датчике. Обычно это 22.4. Всегда, сначала включения будет проходить нагрев, а после уже значение датчика кислорода, вне зависимости, какую температуру имеет коллектор. Когда калибровка закончена, необходимо выключить зажигание и установить лямбду в выпускной коллектор. Вы можете отключать лямбду от MTX-L монитора, не потеряв калибровку — только не включайте зажигание.

Номера некоторых Innovate продуктов

3812 — переходник с 4 пина на AudioJack 2.5мм
3846 — 4 пиновый кабель
3728 — Держатель лямбда зонда на выхлопной трубе
3838 — Болт заглушка с бочонком для "заваривания" в трубу под лямбду в нештатное место
3729 — HBX-1 Дополнительная защита лямбды при работе свыше 900 градусов
3828 — 550см удлинитель датчика кислорода
3764 — тоже что и 3838
3737 — Датчик BOSCH LSU 4.2 — OEM 0258007351
3840 — 4 пиновый кабель с DB-9 разъемом, ComPort-RS232
3810 — 240см удлинитель датчика кислорода
3843 — 90см удлинитель датчика кислорода

Инструкция и файлы

[PDF] Полная инструкция Innovate MTX-L

Настройка в CROME

Лямбда подключена, AFR показывается. Как это использовать для настройки? Вам нужен прошиваемый OBD1 мозг. В нем нужно работать с базой P30 (P28 не подходит). Для начала отключите проверку целостности прошивки (Plugins-Enhancements-Remove Checksum Routine) включите даталог (Plugins-Enhancements-Quick Datalogger +RTP). Это нужно для даталога. Сам CROME тоже необходимо настроить под лямбду. Во первых скажу что CROME очень не стандартная программа (наблюдаю с 1.2-1.6.9 версии). Взамен точек нужно использовать запятые 14.7->14,7. Решается суммарно для ОС Windows : панель управления->язык и региональные стандарты->дополнительные параметры ->разделитель целой и дробной части установить как . (точку)! Далее File-Settings. В первом окне "General" устанавливаем галочку Air-Fuel Ratio (перевод напряжения в AFR) — перевод значений в AFR. На вкладке "Tuner Logging" заполняйте значения как показано ниже. Левая таблица сравнивает напряжение и выдает AFR. Правая часть таблицы отвечает за то, на каких оборотах, передачи, при каких значениях температуры ОЖ снимать значения. Я даю полную картину, с опытом вы поймете что вам мерить нужно, а что нет.

Настройка широкополосного зонда в Crome

Калибровочная таблица LC-1 Innovate для CROME

Напряжение датчика, В	Air-Fuel Ratio (AFR)
0.00	7.35
0.25	8.10
0.50	8.85
0.75	9.61
1.00	10.36
1.25	11.11
1.50	11.86
1.75	12.61
2.00	13.37
2.25	14.12
2.50	14.87
2.75	15.62
3.00	16.37
3.25	17.13
3.50	17.89
3.75	18.63
4.00	19.38
4.25	20.13
4.50	20.89
4.75	21.64
5.00	22.39

Статья подготовлена: Илья Серб и Андрей Варламов

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

Полезные советы: Буду рад если нажмете на кнопку ВКонтакте или FaceBook внизу страницы. Полный список советов

На большинство вопросов вам может помочь сообщество вКонтакте. Это реально удобнее чем писать комментарии ниже.

comments powered by

www.ej9.ru

Что такое лямбда зонд (датчик кислорода)

Автоинструктор Москвы (мнение специалиста).

Лямбда зонд (λ-зонд) - специальное устройство, один из видов датчика. Задача - контроль объема кислорода в коллекторе силового узла.

С помощью устройства оценивается общий объем кислорода или несгоревшей топливной смеси в выхлопе транспортного средства.

Часто лямбда зонды устанавливаются в дымоходах отопительных котлов и прочих системах, где необходим кислородный контроль.

Назначение

Знание особенностей работы и назначения лямбда зонда весьма полезны для автолюбителя. Это скажет вам любой автоинструктор.

Во-первых, уже никто не сможет обмануть владельца транспортного средства, а во-вторых, в случае поломки можно самому поставить «диагноз».

Задача лямбда-зонда - создать условия для выполнения функций каталитическим нейтрализатором, который осуществляет фильтрацию выхлопа автомобиля.

Работа катализатора.

По сути, катализатор снижает вредность выхлопа, а лямбда-зонда осуществляет контроль работы данного устройства.

Название зонда произошло от известной греческой буквы «лямбда», которой обозначается объем кислорода в подготовленной горючей смеси.

Величина лямбды составляет 14.7 единиц на одну единицу топлива. Пропорциональность обеспечивается, благодаря электронному впрыску топливной смеси и работе лямбда-зонда.

Назначение устройства зависит и от его позиции в транспортном средстве.

Как правило, датчик кислорода монтируется перед катализатором, что позволяет точно измерять уровень кислорода в горючей смеси, а в случае дисбаланса давать сигнал блоку управления впрыска.

Чтобы повысить эффективность работы, на новых моделях авто ставится не один, а два датчика, закрепляемые с одной и другой стороны катализатора.

Такая конструкция позволяет с большей точностью анализировать состав выхлопа.

Эволюция развития

Раньше датчики кислорода были резистивными, что снижало точность измерений и надежность самих устройств.

Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. При этом сигнал, полученный от датчика, позволяет точно фиксировать уровень отношения кислорода в выхлопе и корректировать его.

Оптимальное отношение - 14,7:1 (реального к необходимому объему воздуха). Если параметр λ соответствует данной норме, то смесь идеальная.

В случае превышения показателя смесь обеднена. Если же λ, наоборот, меньше, то в выхлопе много смеси и объема кислорода недостаточно для сгорания.

Впервые лямбда-зонд был изготовлен в 1960 году предприятием Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.

В серийное производство устройство поступило лишь через 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые занялись выпуском, стали компания Сааб и Вольво.

Основные типы устройств

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

по числу проводов - от 1 до 6;
по организации сенсорного элемента (есть два вида - пластинчатые и пальчиковые);
по крепежу в выхлопной трубе - фланцевые или на резьбе;
по диапазону измерений параметра лямбды - широкополосные (измерение производится в диапазоне от 0.7 до 1.6) или узкополосные, контролирующие уровень лямбда на уровне выше единицы.

Каждый из типов устройств имеет свои особенности.

Одно контактные устройства.

Оборудованы одним сигнальным проводом. Именно по нему передается сигнал, генерируемый устройством.

2-контаткные датчики.

Оборудуются двумя проводами. Один является сигнальным, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.

С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.

3-контактные.

Здесь предусмотрен сигнальный провод, один «массовый» провод и третий провод, направляемый к нагревательному устройству.

Особенность таких датчиков - быстрое достижение нужной температуры, повышенный период службы устройства, а также меньшие требования к выхлопной системе.

Нагревательный элемент, который монтируется в системе, имеет мощность 12 или 18 Вт.

4-контактные – устройства.

В них предусмотрено четыре провода:

сигнальный проводник,
провод,
питающий нагревательное устройство;
третий провод - «земля»;
четвертый провод - может использоваться для решения каких-либо других задач (в зависимости от системы управления автомобиля).

Может быть такое положение контактов.

К примеру, его можно использовать в качестве заземления или же для питания нагревательного элемента.

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

К примеру, можно менять датчики с подогревом на устройства без подогрева. При этом возможны проблемы с разъемами или невозможностью запитать устройство.

В случае нехватки проводов их можно проложить самостоятельно, а в качестве разъема использовать контакты автомобиля.

Маркировка может отличаться, но провод подачи сигнала всегда окрашивается в черный цвет.

«Масса» может быть желтой, серой или белой.

Устройство современных датчиков кислорода

В составе датчика кислорода есть два электрода - внутренний и внешний.

Первый делается из циркония, а второй - из платинового напыления, что делает его более чувствительным к воздействию кислорода.

Лямбда-зонд смонтирован таким образом, чтобы он пропускал весь объем отработавших газов транспортного средства.

В процессе прохождения газов внешний электрод оценивает уровень кислорода в отработавших газах, что приводит к изменению потенциала между электродами.

Чем больше объем кислорода, тем выше уровень напряжения. Рабочая температура циркония, которым покрыт электрод - 300-1000 градусов Цельсия.

Вот почему датчики кислорода конструктивно дополняются подогревателями, необходимыми в момент пуска.

Датчики бывают двух типов - двухточечными и широкополосными. Внешне они похожи, но отличаются конструкцией и принципом действия.

Так, 2-точечный датчик состоит из двух электродов. Его задача - фиксация коэффициента повышенного объема воздуха в топливной смеси.

Что касается широкополосного устройства, то это более современная конструкция. Главная его особенность - применение силы тока закачивания.

При этом конструктивно широкополосный датчик состоит из двух керамических устройств - закачивающего и 2-точечного.

Принцип действия

В кислороде присутствуют отрицательно заряженные ионы. Они собираются на электродах из платины и при достижении нужной температуры датчика (где-то 400градусов Цельсия) создается разность потенциалов (напряжение).

Если смесь слишком обеднена, то объем кислорода в газах будет высоким, и наоборот, если смесь обогащена, то кислорода будет мало.

В первом случае напряжение равно 0,2-0,3 Вольта, а во втором - 0,7-0,9 Вольта.

Система управления мотора поддерживает уровень напряжения около 0,4-0,6 Вольт, то есть уровень лямбда равен 1.0.

В процессе движения происходит изменение режимов работы мотора, что способствует корректировке параметра напряжения в обе стороны. При этом узкополосный датчик может улавливать лишь те параметры, которые выше нуля.

Лямбда-зонд, который установлен после катализатора, имеет такой же принцип действия.

После обработки газов катализатором, уровень кислорода остается неизменным. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать оптимальную разницу потенциалов в пределах0.4-0.6 Вольта.

Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы

Широкополосный датчик для измерения уровня кислорода - лямбда-зонд, который монтируется в современных авто.

Его особенность - выполнение функций катализатора на входе в устройство. Измерение необходимых параметров происходит благодаря использованию силы входного тока.

Главное отличие широкополосного датчика заключается в том, что в его составе есть два рабочих элемента - закачивающий и 2-точечный керамический обогреватель.

В процессе закачивания кислород пропускается через соответствующий элемент под действием силы тока.

Принцип действия широкополосного зонда построен на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.

Сама разность потенциалов появляется между электродами двухточечного элемента. Достижение нужного напряжения гарантируется, благодаря изменению силы тока закачивания.

Если объем кислорода в выхлопе снижается, то напряжение между электродами растет, а ЭБУ получает соответствующую команду.

После этого формируется сигнал требуемой силы тока, что приводит к выравниванию напряжения.

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

Нормальная работа датчика кислорода возможна при температуре в 300 градусов Цельсия, которая достигается с помощью нагревателя.

К чему приводит неисправность зонда?

Первая неприятность, к которой приводит выход из строя зонда - повышение «прожорливости» авто и ухудшение общей динамики.

Главная причина - искажение показаний датчика, что приводит к отклонению отношения кислорода и топлива.

В случае выхода из строя одного датчика машина остается на ходу (здесь многое зависит от самого транспортного средства).

Есть модели, в которых отказ механизма приводит к расходованию топлива в больших объемах. Как следствие, может понадобиться срочный ремонт.

В случае поломки лямбда-зонда его замена должна производиться только на аналогичный механизм.

Если же установить устройство другого типа, то бортовой компьютер транспортного средства может попросту не воспринимать сигналы нового датчика.

При поломке сразу двух датчиков авто и вовсе оказывается обездвиженным.

Причины поломки

Стоит отметить, что датчик кислорода имеет повышенную чувствительность к поломкам.

Причиной выхода из строя может стать:

Низкое качество топлива. При плохом бензине на лямбда-зонде остаются определенные части свинца. Появление такого напыления ухудшает чувствительность электрода к топливной смеси. Проходит какое-то время и датчик можно выбрасывать.
Механическая поломка. Сам датчик кислорода может выйти из строя. При этом к основным повреждениям можно отнести дефект корпуса, нарушение обмотки устройства и так далее.

Решается проблема посредством установки нового датчика. Что касается ремонта, то при таких поломках он бесполезен.

3. Чрезмерные объемы топлива, подаваемые в цилиндры мотора, попросту не успевают сгорать и вылетают в систему выхлопа в виде сажи.

Через время черный налет скапливается на узлах системы выхлопа машины и на датчике кислорода в том числе. Как следствие, лямбда зонд начинает работать неправильно.

В качестве «лечения» можно использовать специальные очистители и тряпки, позволяющие убрать загрязнения. Если же датчик забивается регулярно, то лучше его поменять.

Как выявить поломку?

Распознать неисправность лямбда зонда можно по следующим признакам:

повышению общей токсичности паров выхлопа. Конечно, определить данный показатель на «глазок» не получится. Здесь может помочь только специальный прибор. Если уровень СО сильно возрос, то можно с уверенностью говорить о выходе из строя датчика кислорода;
увеличение «прожорливости» автомобиля - проблема, которую можно увидеть почти сразу. Единственное, что повышение расхода не обязательно сигнализирует о неисправности датчика;
загорание лампочки Check Engine - еще один сигнал, что в системе что-то не так. Как показывает практика, загорание данной лампочки связано с поломкой лямбда зонда. Чтобы более точно определить ошибку и выявить дефект, необходимо отправиться на сервис.

Можно ли отключать лямбда зонд?

Отключение датчика кислорода - дело нескольких минут для специалиста. Только вот польза такой работы вызывает большие сомнения.

С момента отключения лямбда зонда ЭБУ переходит на средние параметры подачи топлива в двигатель, что сказывается на надежности и расходе топлива (как правило, в худшую сторону).

Кроме этого, в случае отключения датчика кислорода может понадобиться и перепрошивка самого ЭБУ автомобиля, ведь постоянно будет «вылазить» ошибка.

Поэтому если лямбда зонд вышел из строя его желательно заменить.

Обманка лямбда зонда: что это?

При замене катализатора пламегасителем или демонтаже устройства сигналы двух лямбда зондов будут идентичны. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.

Проблема решается путем установки обманки лямбда зонда.

Она бывает двух видов:

1. Механической.

По своей конструкции это проставка, выполненная из бронзы и имеющая определенные размеры. Внутри узла есть специальная крошка с каталитическим напылением, которая помогает вредным веществам догореть.

2. Электронной.

Такая обманка представляет собой прибор на основе микропроцессора, анализирующего весь процесс прохода выхлопных газов и осуществляющего обработку данных с первого датчика.

Задача - обеспечить корректную работу системы управления мотором в условиях, когда катализатор поломан или удален.

Итог

Несмотря на свою компактность, лямбда зонд является одним из наиболее важных узлов автомобиля. Он не только снижает вредность выброса, но и отвечает за ряд других функций.

Отсутствие данного устройства может стать причиной повышения расхода топлива, ухудшения динамики мотора или полной невозможности эксплуатации автомобиля.

(Сайт частных автоинструкторов: http://avtosensei.ru/)

Все о датчике кислорода – принцип работы, виды, предназначение лямбда-зонда

Лямбда-зонд (он же кислородный датчик или датчик концентрации кислорода) – это устройство, которое определяет, сколько кислорода содержится в отработавших газах. Подробнее о том, как работает и для чего нужен лямбда-зонд, читайте в нашей сегодняшней статье.

Известно, что ДВС автомобиля может работать максимально эффективно лишь в случае правильного количества топлива и воздуха в топливно-воздушной смеси в каждом рабочем режиме. От этого также зависит расход топлива и влияние на экологию. Именно для этих целей используется датчик кислорода. Что такое лямбда зонд вы теперь знаете, пришло время рассмотреть принцип его работы.

Для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле

Если количества воздуха в смеси топлива и воздуха недостаточно, это приводит к тому, что угарный газ, а также углеводороды не окисляются в полном объеме. А вот в случае наличия слишком большого объема воздуха в вышеупомянутой смеси, не наблюдается полного разложения оксидов азота на кислород и азот.

Датчик кислорода – это одна из составляющих системы выпуска автомобиля. На некоторых машинах датчик лямбда зонд может устанавливать в двух экземплярах. Один из них располагается в выпускной системе еще до катализатора (его также называют каталитическим нейтрализатором), а другой – после него. Использование двух кислородных датчиков позволяет максимально эффективно следить за количеством воздуха в отработавших газах, благодаря чему нейтрализатор функционирует максимально действенно.

В наше время используется два вида датчиков концентрации кислорода:

двухточечный лямбда-зонд;
широкополосный кислородный датчик.

Особенности двухточечного датчика кислорода

Применение двухточечного лямбда-зонда может осуществляться как до катализатора, так и после него. Этот датчик определяет показатель избытка воздуха, для чего он использует данные о том, сколько кислорода содержится в отработавших газах.

Двухточечный лямбда-зонд – это керамический элемент, на двух сторонах которого нанесено покрытие, изготовленное из диоксида циркония. Для измерений применяется электрохимический метод. Одна часть электрода контактирует с атмосферой, а другая – с отработавшими газами.

Для чего нужен лямбда-зонд такого типа, вы уже знаете, но как он работает? Принцип его работы базируется на определении количества кислорода в атмосфере, а также выхлопных газах. Если количество кислорода отличается, на концах электрода возникает напряжение. Если топливо-воздушная смесь слишком бедная, напряжение уменьшается. В противном случае напряжение возрастает.

Далее происходит подача электрического импульса от лямбда-зонда в ЭБУ двигателя. После этого электронный блок управления запускает соответствующие системы, которые к нему подключены.

Широкополосный лямбда-зонд – что это и как он работает

Широкополосный датчик кислорода – это тот же лямбда-зонд, который используется в современных автомобилях. Он выполняет функции датчика катализатора, расположенного на «входе». В кислородном датчике такого типа определение показателя «лямбда» происходит с помощью применения силы входного тока.

Данный лямбда-зонд отличается от упомянутого выше датчика тем, что в его состав входит закачивающий и двухточечный керамические элементы. Закачивание – это процесс, в ходе которого происходит пропускание кислорода из выхлопных газов сквозь соответствующий элемент под влиянием заданной силы тока.

Широкополосный лямбда-зонд работает на базе принципа поддержания напряжения в 450 мВ, которое присутствует между электродами 2-точечного керамического элемента. Для этого корректируется сила тока закачивания.

Если количество кислорода в выхлопных газах падает, что является признаком слишком богатой топливо-воздушной смеси, между электродами увеличивается напряжение. После этого происходит отправка соответствующего сигнала в ЭБУ двигателя. Затем происходит формирование необходимой силы тока на закачивающем элементе.

Ток необходим для закачки в измерительный зазор, что приводит к нормализации напряжения. Сила тока – это мера количества кислорода в выхлопных газах. Анализ данного показателя происходит в ЭБУ, после чего выполняется соответствующее воздействие на элементы системы впрыска топлива.

Если смесь воздуха и топлива слишком бедная, широкополосный лямбда-зонд работает таким же способом. Отличается он в данном случае лишь тем, что в результате влияния тока кислород выкачивается из измерительного зазора.

Не забудьте изучить статью о том, как проверить датчик кислорода (лямбда-зонд).

Для обеспечения правильного функционирования датчика кислорода, необходима температура 300°С. Для этого лямбда-зонд оснащают специальным нагревателем. Теперь вы знаете, что такое лямбда-зонд, для чего нужен кислородный датчик и как он работает.

(2 голосов, оценка: 3,00 из 5)

avtopub.com