Есть ли в дизельном двигателе лямбда зонд

Опубликовано: 06.05.2024

После очередной долгой поездки к родне под Питер…задумался о большой разнице в расходе горючки.
Расход прыгнул на пару литров, тяга снизилась…на холодную затрудненный пуск (подтраивает при запуске сек 5)…
Почитав кучу форумов, ничего кроме криков о форсунках и ЕГР не увидел…старая и хорошо знакомая история…

Похоже пришло время в очередной раз задуматься … насколько все так правильно напирают на ЕГР и форсы.

Проведя кучу тестов, благо диагностика есть своя (Star Diagnosis, PART D), по топливной оказалось все нормально. А вот "Лямбда" зонд (

датчик кислорода) "Завис" …при "горячем моторе", темп. двиг. 84C оказался включен его подогрев и значение сигнала -0,97V не зависимо от положения педали газа и нагрузки ((( …у некоторых еще иногда выплывает ошибка по ЕГР…
пошел сдергивать лямбду …ииии…понял что попал! обычной замены не получится
"Лямбда" 5! проводная…да и не лямбда вовсе…

Итак:
Сама "Лямбда" (номер на корпусе по MB А0035426918 …и по Bosch 0258017014 / 15)

сразу поясню для поиска аналогов по Bosch 0 258 017 ХХХ тип лямбды, Х ХХХ ХХХ 014 вариант исполнения(т.е. тип разьема и длинна провода )

в разьеме установлено сопротивление 110-112 ом и подходят 5 проводов

и самое "СЛАДКОЕ" на последок: ЭТО НЕ! ЛЯМБДА!

Долго искал что это и нашел:
Источник материала взят отсюда Источник информации

5-контактный датчик обедненной смеси (LAF Sensor)

Как уже отмечалось, обычные датчики кислорода имеют ограничения по применению, так как они могут использоваться только для поддержания состава топливно-воздушной смеси в диапазоне стехиометрического состава смеси (14,7:1). С развитием конструкций двигателей и повышением их мощности, ужесточением требований к содержанию вредных веществ в отработавших газах возникла необходимость более точного определения состава топливно-воздушной смеси.

Для анализа состава смеси в диапазоне от 12:1 до 23:1 HONDA (и не только) использует датчик кислорода, называемый датчиком обедненной смеси (LAF-Sensor). Блок управления (ЭБУ) использует сигналы этого датчика наряду с данными о частоте вращения коленчатого вала, положением коленчатого и распределительного валов, положением дроссельной заслонки, нагрузкой, температурой для поддержания устойчивости работы двигателя при обедненной смеси при 2500-3200 об/мин (в зависимости от положения дроссельной заслонки и нагрузки). Такие датчики использовались в Civic VX 1992-95 гг., Civic HX 1996-98 гг. и двигателях VTEC-E. Кроме этого, они применялись на некоторых европейских моделях VAG, Mercedes, BMW и т.д.

LAF датчик внешне очень похож на традиционный O2 (кислородный) датчик, за исключением того, что он подключен бόльшим количеством проводов. Такие датчики выпускают известные фирмы Bosch, NGK, HJS и другие. LAF-датчик Honda устроен сложнее, чем обычный датчик. Даже притом, что используется тандем из двух практически стандартных датчиков кислорода, работает он совершенно иначе.

В атмосфере содержится приблизительно 21 % кислорода. В отработавших газах бензинового двигателя примерно 1-2 %. В обычном датчике, за счет разницы концентрации, ионы кислорода перемещаются в твердом электролите ZrO2 и создают разность потенциалов. Чем больше разница концентраций кислорода в атмосфере и отработавших газах, тем больше выходное напряжение. Это напряжение поступает в ЭБУ, что позволяет регулировать состав смеси.

В отличие от стандартного датчика кислорода, напряжение такого датчика может быть как положительным, так и отрицательным. Положительное напряжение указывает бедную смесь, отрицательное напряжение — признак обогащенной смеси. Нормальный диапазон изменения напряжения составляет примерно 1.5 В.

Для систем с обратной связью по напряжению LAF-датчика введен новый параметр – «управляющий состав смеси» (commanded AF ratio). Его суть состоит в том, что ЭБУ определяет оптимальное соотношение между количеством воздуха и топлива в зависимости от режима работы двигателя. После определения оптимального состава смеси для текущего состояния двигателя ЭБУ сохраняет его значение в памяти и в дальнейшем поддерживает необходимое напряжение на контакте насосной ячейки в соответствующем диапазоне. Если например, ЭБУ определил, что автомобиль может двигаться при более бедной смеси. После обеднения её состава уменьшением времени впрыска (pulse width, PW) проверяется напряжение на насосной ячейке LAF сенсора. Как только достигнут необходимый результат, будет зафиксировано значение длительности открытого состояния форсунок. Иными словами, блок управления определяет оптимальный состав смеси и использует LAF датчик для его поддержания в этом диапазоне.

Примечание о подключении LAF датчика: в жгуте проводки автомобиля используется семь проводов и подключение с помощью 8-контактного разъема. Но сам датчик подключен к разъему только пятью проводами. К двум контактам разъема присоединены калибровочные резисторы (calibrating resistor), сопротивление которого обычно 4 кОм. Возможно подключение с помощью 10-контактного разъема (фото справа). В этом случае сопротивление "крайнего" резистора примерно 0,65-0,7 кОм, второго – 55 — 60 кОм. Сопротивление нагревателя составляет примерно 2 — 13 Ом.

Следует заметить, что LAF датчикам присущи те же проблемы, что и обычным кислородным датчикам. Наиболее вероятные причины их неисправностей это обрыв нагревательного элемента и загрязнение датчика из-за применения некачественного топлива.

Цена сего датчика как оказалось довольно кусачая:
для MB А0035426918 ( Bosch 0258017014) от 7000 до 13000руб
… хотя и нашелся вариант не столь дорогой… Bosch 0258017012 (отличается только длинной провода… разьем внешне похожий(заказал, придет дополню описание ), по цене 3600р, идет на VW)
продолжение следует

Компания Bosch, которая в 1976 году представила миру свой первый лямбда-зонд для бензиновых двигателей, недавно создала аналогичный узел и для дизельных моторов. Напомним, лямбда-зонд – это датчик, измеряющий содержание кислорода в отработавших газах автомобиля. Его внедрение позволяет оптимизировать топливоподачу в цилиндры, благодаря чему снижается токсичность отработавших газов и уменьшается расход топлива, увеличиваются мощность и крутящий момент мотора, а также улучшаются его пусковые характеристики. Кроме того, лямбда-зонд вместе с электронной системой впрыска обеспечивают работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, который выполняет свою функцию только при четком соблюдении пропорций состава топливо-воздушной смеси. Сегодня, когда системы питания дизелей управляются электроникой, а их механические ТНВД остались в прошлом, лямбда-зонд пришел на службу и этим моторам. Получая данные о количестве кислорода в выхлопе, электронные «мозги» современных дизелей корректируют работу системы рециркуляции отработавших газов, определяют оптимальное время впрыска топлива и давление наддува. Системы питания с лямбда-зондом особенно эффективны в режиме полных нагрузок, когда увеличивается склонность к дымообразованию. «Бошевский» датчик кислорода будет использоваться и в накопительных катализаторах для измерения содержания окисей азота (NOx). Планируется, что уже к концу этого года «лямбда-регулирование» будет внедрено на многих современных дизелях.

Уважаемый посетитель! Мы не можем ответить лично каждому, но тем не менее никому не отказываем в консультации.
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

В дизельном двигателе топливо впрыскивается в цилиндр, уже наполненный раскаленным сжатым воздухом и на образование «правильной» горючей смеси просто не остается времени. Даже при тончайшем распылении (для чего и повышают давление) не все микрочастицы топлива успевают обзавестись нужным количеством молекул кислорода - вот вам и сажа. Снижение температуры в цилиндре по бензиновому рецепту только ухудшает картину. Вообще, основное противоречие дизеля, которое еще никто до конца не разрешил, - между снижением выбросов сажи и окислов азота: улучшая один параметр, неизбежно портим второй.

Его внедрение позволяет оптимизировать топливоподачу в цилиндры, благодаря чему снижается токсичность отработавших газов и уменьшается расход топлива, увеличиваются мощность и крутящий момент мотора, а также улучшаются его пусковые характеристики. Кроме того, лямбда-зонд вместе с электронной системой впрыска обеспечивают работу каталитического нейтрализатора отработавших газов, который выполняет свою функцию только при четком соблюдении пропорций состава топливовоздушной смеси.

Рис. 2 - Обратная связь дизеля

Сегодня, когда системы питания дизелей управляются электроникой, а их механические ТНВД остались в прошлом, лямбда-зонд пришел на службу и этим моторам. Получая данные о количестве кислорода в выхлопе, электронные «мозги» современных дизелей корректируют работу системы рециркуляции отработавших газов, определяют оптимальное время впрыска топлива и давление наддува (рис. 2). Системы питания с лямбда-зондом особенно эффективны в режиме полных нагрузок, когда увеличивается склонность к дымообразованию. «Бошевский» датчик кислорода будет использоваться и в накопительных катализаторах для измерения содержания окисей азота (NO_X).

Лямбда-зонд сравнивает уровень содержания кислорода в выхлопных газах и в окружающем воздухе и представляет результат этого сравнения в форме аналогового сигнала. Применяются двухуровневые зонды, чувствительный элемент которых выполнен из оксида циркония либо из оксида титана, но на их смену приходят широкополосные лямбда-зонды.

Лямбда-зонд на основе оксида циркония

Лямбда-зонд на основе оксида циркония генерирует выходной сигнал напряжением от 40-100mV до 0.7-1.0V. Размах напряжения выходного сигнала исправного лямбда-зонда достигает

Измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно сигнальной «массы» датчика. Сигнальная «масса» лямбда-зонда, в зависимости от его конструкции, может быть выведена через отдельный провод на разъем датчика, а может быть соединена с корпусом датчика и при установке датчика, в таком случае, автоматически соединяться с «массой» автомобиля через резьбовое соединение. Сигнальная «масса» лямбда-зонда выведенная через отдельный провод на разъем датчика в большинстве случаев соединена с «массой» автомобиля. Но встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной «массы» лямбда-зонда подключен не к массе автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной «массы» лямбда-зонда.

Анализируя осциллограмму напряжения выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя, можно оценить как исправность самого датчика, так и исправность системы управления двигателем в целом. Размах напряжения выходного сигнала лямбда-зонда вследствие реакции на изменения уровня содержания кислорода в отработавших газах и малое время перехода выходного напряжения датчика от одного уровня к другому указывают на исправность датчика и его готовность к работе (рис. 3).

Блок управления на прогретом двигателе оценивает по выходному напряжению прогретого до рабочей температуры лямбда - зонда отклонение состава топливовоздушной смеси от стехиометрического (идеальное соотношение воздух / топливо). В случае сгорания стехиометрической топливовоздушной смеси, напряжение выходного сигнала лямбда-зонда будет равно 445-450mV. Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма до места расположения датчика и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси.

Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ± 2

2 раза в секунду. Этот процесс четко прослеживается по осциллограмме выходного напряжения сигнала лямбда-зонда (рис. 3).

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала лямбда-зонда, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов осциллографа, чёрный зажим типа «крокодил» осциллографического щупа должен быть подсоединён к «массе» двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

Рис. 5 Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного лямбда-зонда BOSCH

Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет

Двигатель прогрет до рабочей температуры и работает на холостых оборотах без нагрузки более двух минут, Лямбда-зонд до рабочей температуры прогрет и генерирует сигнал, указывающий блоку управления на переобогащенную топливовоздушную смесь, но блок управления на это адекватно не реагирует, вследствие чего смесь по-прежнему остается переобогащенной. Кроме того, видно, что топливовоздушная смесь становится обедненной сразу после резкого открытия дроссельной заслонки. Резкая перегазовка является одним из режимов, когда состав топливовоздушной смеси должен быть обогащенным.

Все выше сказанное указывает на неисправность системы управления двигателем, а не самого лямбда-зонда.

Неисправность может быть вызвана обрывом цепи сигнального провода зонда, неисправностью одного или нескольких датчиков системы управления двигателем или их электропроводки, поломкой блока управления двигателем или его электропроводки.

Диагностика и ремонт системы управления двигателем.

«Плавание» оборотов на холостом ходу

Из-за старения, выходное электрическое сопротивление лямбда-зонда снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления размах выходного напряжения сигнала лямбда-зонда уменьшается. Стареющий лямбда-зонд легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически стареющий лямбда-зонд все еще работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний. Переключения выходного сигнала отсутствуют. Напряжение выходного сигнала становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300_600mV (Рис. 6).

Рис. 6 Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного лямбда-зонда BOSCH

Двигатель работает на холостом ходу.

В случае значительного повышения температуры чувствительного элемента, выходное электрическое сопротивление Лямбда-зонда несколько снижается, и его способность отклонять опорное напряжение возрастает. Этой особенностью датчика диагност может воспользоваться, повысив температуру и скорость потока отработавших газов путём увеличения нагрузки либо оборотов двигателя, разогревая таким образом чувствительный элемента зонда до более высокой температуры. Если в таком режиме работы двигателя осциллограмма выходного сигнала приобретает привычный вид, это указывает на то, что лямбда-зонд всё ещё способен обеспечить близкий к заданному состав рабочей смеси во время движения автомобиля. При этом владелец автомобиля зачастую не отмечает возросшего расхода топлива и снижения мощности и приёмистости двигателя, но работа двигателя на холостом ходу может быть неустойчивой, может появляться «качание» оборотов холостого хода.

Устранение неисправности: замена лямбда-зонда.

Иногда встречается неисправность лямбда-зонда, вызывающая появление выбросов напряжения отрицательной полярности. В случае появления такой неисправности, расход топлива очень сильно возрастает, приемистость двигателя значительно снижается, при резких перегазовках наблюдаются выбросы сажи из выхлопной трубы, рабочая поверхность изоляторов свечей зажигания покрывается сажей (Рис. 7).

Рис. 7 Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония).

A: - значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует напряжению выходного сигнала лямбда-зонда во время работы двигателя на холостом ходу и составляет

A-B: - значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда при резком изменении режима работы двигателя и составляет

Snap throttle - закладка, отмечающая момент резкого открытия дроссельной заслонки.

Неисправность возникает вследствие внутренней, а иногда и внешней разгерметизации лямбда-зонда. Чувствительный элемент зонда сравнивает уровень содержания кислорода в отработавших газах и в атмосферном воздухе. В случае возникновения значительной разности уровней содержания кислорода в камере с атмосферным воздухом и в отработавших газах, датчик генерирует напряжение

1V. Полярность этого напряжения зависит от того, в какой из камер снизился уровень содержания кислорода.

В исправной системе уровень содержания кислорода изменяется только со стороны отработавших газов и только в сторону уменьшения. Уровень содержания кислорода в камере с атмосферным воздухом при этом оказывается значительно выше уровня содержания кислорода в выхлопных газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V положительной полярности.

В случае разгерметизации лямбда-зонда, в камеру с атмосферным воздухом проникают отработавшие газы с низким содержанием кислорода. На режиме торможения двигателем (закрытая дроссельная заслонка при вращении двигателя с высокой частотой, подача топлива при этом отключена), в выхлопную систему двигателем выбрасывается почти чистый атмосферный воздух. В таком случае, уровень содержания кислорода в выхлопной системе резко возрастает и уровень содержания кислорода в атмосферной камере зонда оказывается значительно ниже уровня содержания кислорода в отработавших газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V отрицательной полярности.

Блок управления двигателем в таком случае считает лямбда-зонд исправным, так как вскоре после пуска двигателя и прогрева, датчик отклонил опорное напряжение и снизил его до

0V. Выходное напряжение зонда напряжением

0V свидетельствует о близком уровне содержания кислорода в отработавших газах и в разгерметизированой атмосферной камере зонда. На блок управления двигателем поступает сигнал зонда низкого уровня, что является для него свидетельством обедненной топливовоздушной смеси.

Вследствие этого, блок управления двигателем обогащает топливовоздушную смесь. Таким образом, разгерметизация лямбда-зонда приводит к значительному обогащению топливовоздушной смеси. При этом многие системы самодиагностики выявить данную неисправность зонда не способны.

Устранение неисправности: замена лямбда-зонда.

Лямбда-зонд на основе оксида титана

Напряжение выходного сигнала лямбда-зонда на основе оксида титана колеблется в диапазоне от 10-100mV до 4-5V. На изменение состава выхлопных газов такой зонд реагирует изменением своего электрического сопротивления. Сопротивление датчика высокое при низком содержании кислорода в отработавших газах (богатая смесь) и резко снижается при обеднении топливовоздушной смеси. За счёт этого датчик шунтирует поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением опорное напряжение 5V.

Рис. 8 Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда SIEMENS (на основе оксида титана).

A: - значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует максимальному напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и равно

A-B: - значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда и равно

Выходной сигнал лямбда-зонда на основе оксида титана значительно быстрее реагирует на изменения уровня содержания кислорода в отработавших газах, по сравнению со скоростью реакции датчика на основе оксида циркония

Широкополосный лямбда-зонд

Выходной сигнал широкополосного лямбда-зонда в отличие от двухуровневых зондов несёт сведения не только о направлении отклонения состава рабочей смеси от стехиометрического, но и о его численном значении. Анализируя уровень выходного сигнала широкополосного лямбда-зонда, блок управления двигателем рассчитывает численное значение коэффициента отклонения состава рабочей смеси от стехиометрического состава, что, по сути, является коэффициентом лямбда. Для широкополосных зондов производства BOSCH выходное напряжение чувствительного элемента зонда (чёрный провод относительно жёлтого провода) изменяется в зависимости от уровня содержания кислорода в отработавших газах и от величины и полярности электрического тока, протекающего по кислородному насосу зонда (красный провод относительно желтого). Блок управления двигателем генерирует и подает на кислородный насос зонда электрический ток, величина и полярность которого обеспечивает поддержание выходного напряжения чувствительного элемента зонда на заданном уровне (450 mV).

Если бы двигатель работал на топливовоздушной смеси стехиометрического состава, то блок управления двигателем установил бы на красном проводе напряжение, равное напряжению на желтом проводе, и ток, протекающий через красный провод и кислородный насос зонда, был бы равен нулю.

При работе двигателя на обеднённой смеси, блок управления двигателем на красный провод подаёт положительное напряжение относительно желтого провода, и через кислородный насос начинает течь ток положительной полярности. При работе двигателя на обогащенной смеси, блок управления изменяет полярность напряжения на красном проводе относительно жёлтого провода, и направление тока кислородного насоса так же изменяется на отрицательное. Величина тока кислородного насоса, устанавливаемая блоком управления двигателем, зависит от величины отклонения состава топливовоздушной смеси от стехиометрического состава. В электрическую цепь кислородного насоса включен измерительный резистор, падение напряжения на котором и является мерой уровня содержания кислорода в отработавших газах.

Видел много дизельных автомобилей со специфическим запахом.
Хотя двигатель работает ровно, не дымит.

Почему не правильное смесеобразование, если ТНВД отрегулирован на стенде?

Снижается компрессия, забивается впускной коллектор двигателя, поэтому топливную систему невозможно точно настроить, не учитывая актуальное состояние двигателя. Изношенный двигатель забирает меньше воздуха , топливный стенд это не учитывает. Топлива льётся больше, чем может быть окислено в изношенном двигателе!

Одним из численных методов анализа выхлопа является газоанализатор. Но в бытовом применении он слишком дорог.
Предлагаю обсудить внедрение кислородного датчика(аналога бензинового) и датчика детонации для анализа и регулировки правильного смесеобразования дизельного двигателя.
Моё понимание для чего нужен кислородный датчик:
Если кислород сгорел, датчик будет показывать ровную линию около 0,9В.
кислород не сгорел- линию около 0,1В.
Датчик детонации нужен для контроля детонационных стуков при излишнем обеднении\обогащении смеси.
На бензинках метод регулировки с обратной связью по этим датчикам. На дизеле контроль только при первичной регулировке производительности ТНВД. Тоесть прибор переносной.

Как я себе представляю прибор?

Кислородный датчик Bosh 537\133 цена 2000-2500р нужно подключить спираль нагрева к аккумулятору, питание датчика к источнику 5В, сигнальный провод к стрелочному вольтметру. Собрать проставку, ввинтить в выпускной коллектор после турбины.
Если смесь сгорает не полностью , то вольтметр будет показывать около 0,1 В. Регулировать подачу на ТНВД(иногда резистором в цепь датчика температуры воздуха, смещением позиционера и прочими способами), чтоб отрегулировать смесь.

Обеднение по датчику=много воздуха не сгорело(0,1В) , обогащение=воздух сгорел(0,9В).

Датчик детонации, например с ВАЗ, стоит менее 1000р, крепить через проставку на блок. Вибрация вызовет возникновение напряжения на выходе датчика. Появление напряжения на датчике позволит точней определить момент, когда двигатель начнёт звенеть. В то же время, если смесь станет правильной, то ДД будет показывать меньший вольтаж=двигатель стал меньше звенеть.

На каких оборотах двигателя это проверять я не представляю.

В окончательном варианте, прибор с шестью светодиодами. 3 на анализ смеси( воздух плохо сгорает\сгорает\почти весь сгорает ), 3 на анализ стука двигателя( двигатель звенит\двигатель стал больше звенеть\стал меньше звенеть ).

Есть у кого-нибудь предложения, как осуществить мой способ или подскажите другие варианты бюджетного газоанализатора?

Очень интересно мнение уважаемого Администратора этого форума.
В перспективе, прибор можно подружить с электронным ТНВД и сделать регулирование подачи топлива "по петле".

Датчик кислорода или лямбда-зонд – устройство, устанавливаемое в выпускном коллекторе. Его основная задача контролировать количество кислорода, оставшегося после сгорания топливной смеси. По стандартам эта смесь формируется в пропорции 1 к 14,7, при отклонении данного показателя лямбда-зонд передает команду в ЭБУ о нарушении качества воздушно-топливной смеси. В некоторых автомобилях устанавливают второй зонд после катализатора. Если работа датчика кислорода нарушена или он вообще вышел из строя, возникают проблемы в работе двигателя:

машина неадекватно реагирует на нажатие педали газа;
появляется запах топлива в салоне;
существенно увеличивается расход топлива (до 2 раз);
выхлоп имеет резкий запах.

Зачем нужен кислородный датчик

Этот конструктивный элемент появился в 1976 году, и первые лямбда-зонды были выпущены немецким концерном Bosch. Его появление было вызвано тем, что в середине 70-х годов прошлого века случился резкий скачок цен на нефть, поэтому большинство автовладельцев задумались об экономичности своих машин. Благодаря датчику удалось достигнуть ощутимой экономии топлива без снижения мощности.

Датчик лямбда-зонд анализирует количество несгоревшего в выхлопе кислорода. Если его много, то подаваемая в цилиндры смесь – бедная, когда его мало – воздушно-топливная смесь слишком обогащена. Благодаря этим данным электронный блок управления регулирует соотношение воздуха и горючего в смеси, что позволяет достигнуть максимально эффективности при работе, а это приводит к экономии топлива. Идеальный показатель – на сгорание 1 кг топлива должно потребляться 14,7 кг воздуха. Стандартный кислородный датчик находится в выпускном коллекторе.

С 90-х годов на автомобили стали устанавливать два лямбда-зонда – верхний кислородный датчик непосредственно на выходе из двигателя, а нижний датчик после катализатора. Первый зонд контролирует качество подаваемой топливной смеси, а второй – следит за состоянием катализатора, что важно для соблюдения экологических норм.

Устройство лямбда-зонда

Чтобы понять принцип работы датчика кислорода, нужно знать его устройство. В лямбда-зонде установлены два электрода. Внешний электрод взаимодействует непосредственно с выхлопом, внутренний электрод взаимодействует с атмосферным воздухом. Между этими электродами располагается слой диоксида циркония. Существуют титановые зонды, которым не требуется контакта с атмосферой, но они встречаются очень редко и стоят дорого.

В результате взаимодействия с различными средами на электродах возникает разное напряжение, результирующее значение которого передается по проводу в ЭБУ. Из этих данных делается вывод о богатстве или бедности смеси. При значениях от 0,1 до 0,45 В – смесь обедненная, в диапазоне 0,45-0,9 В – смесь обогащенная. Идеальное соотношение воздушно-топливной смеси достигается при 0,45 В.

Первые модели датчиков кислорода работали только до 3000 оборотов двигателя, а после этого он переходил на усредненные параметры обогащения смеси. Но современные лямбда-зонды работают во всем диапазоне оборотов, что обеспечивает лучшую эффективность и экономичность.

Диагностика

Проверку лямбда-зонда осуществляют, не снимая его с автомобиля. Для этого берется специальное приспособление и присоединяется к эклектической системе, после заводится двигатель. Чтобы датчик начал работать, его нужно разогреть до 300 градусов, а титановый зонд – до 700.

Значения напряжения на устройстве должны меняться в диапазоне от 0,1 до 0,9 В примерно 8 раз в 10 секунд. Это означает, что датчик работает правильно и никаких проблем с ним не возникает. Если частота смены показателей уменьшается, зонд не работает нормально и скоро выйдет из строя. При полном выходе из строя на экране диагностического аппарата высвечивается одно значение.

Что происходит при неисправном кислородном датчике

В случае неисправности лямбда-зонда, когда напряжение на нем не меняется, ЭБУ начинает обогащать рабочую смесь, обеднять ее он не будет, поскольку это приводит к более серьезным последствиям.

Специфический запах начинает проникать в салон, а расход топлива возрастает в 2 раза. При этом разгоняется автомобиль гораздо хуже, поскольку топливо заливает цилиндры, иногда из выхлопной трубы доносятся характерные хлопки.

Что приводит к поломке лямбда-зонда

Устройство датчика кислорода таково, что главным его врагом являются высокие температуры. При удалении катализаторов, без соответствующей компенсации, температура выхлопных газов увеличивается, что со временем это приводит к выходу зонда из строя.

Вторая проблема – попадание антифриза в выхлопные газы. Но если охлаждающая жидкость попадает в камеры сгорания, а из них в выхлопной коллектор, поломка кислородного датчика – это наименьшая из проблем.

Третья распространенная причина поломки – попадание масла на электроды. Это происходит, когда выкинутое из мотора масло попадает на турбину, где оно выгорает, а пары попадают в лямбда-зонд, который выходит из строя. Выгорающие масляные брызги существенно поднимают температуру в выхлопном коллекторе.

При изготовлении тюнингованных систем выхлопа датчик кислорода иногда устанавливают снизу. Это ошибка, поскольку образующийся конденсат и твердый осадок приведут к быстрой коррозии электродов, и устройство сломается. Поэтому лямбда-зонд устанавливают сверху магистрали и еще под углом 45 градусов, чтобы поток выхлопных газов заходил правильнее.

Сколько времени работает лямбда-зонд

Первые варианты кислородных датчиков, с двумя проводами, при нормальном режиме эксплуатации работали в районе 50 тыс. км пробега. Новая конструкция зондов с тремя или четырьмя проводами проработает в районе 80 тыс. км. Лямбда-зонды, устанавливаемые в современные автомобили способны отработать до замены около 150 тыс. км.

Отдельный подвид этих датчиков – широкополосные лямбда-зонды, которые проходят не менее 150 тыс. км., обладая рядом преимуществ. Они оборудованы отдельной шкалой вывода, поэтому водитель может в реальном времени видеть, какая смесь подается в двигатель. Это устройство работает во всем диапазоне оборотов и обрабатывает информацию с гораздо большей скоростью. Особенно полезны такие датчики для автовладельцев, которые любят заниматься тюнингом своих моторов.

Видео: Лямбда! Датчик Кислорода и Повышенный расход топлива

Датчики от сторонних производителей

Чтобы улучшить работу двигателя или просто заметить кислородный датчик, вышедший из строя, автовладельцы обращаются к вариантам от сторонних производителей, выпускающих, в том числе, и широкополосные датчики. Для этого лучше брать продукцию известных компаний, среди которых популярны:

АЕМ performance electronics;
INNOVATE motorsports;
Depo Racing.

Каждый из этих брендов предлагает несколько типов и поколений датчиков кислорода, которые отличаются приемлемым уровнем точности и надежности. Есть определенные нарекания к широкополосным зондам от Depo Racing, но и здесь многие специалисты поспорили бы.

Зонды от INNOVATE motorsports требуют предварительной калибровки. Для этого их нужно подключить на воздухе, чтобы они установили нужное значение, и только после этого устанавливать в выхлопную систему. Иногда в них возникают проблемы с контроллерами и другой электронной начинкой. Наименьшее количество проблем возникает с АЕМ performance electronics, но они стоят дороже всего.

При установке широкополосного лямбда-зонда нужно знать, что он не переносит перегрева. Поэтому они устанавливаются на расстоянии не менее 40, а лучше 50 см от турбины или начала штанов выпускного коллектора.

Заключение

Датчик кислорода – необходимый элемент любого современного двигателя. Благодаря ему мотор понимает, что происходит в камерах сгорания, достаточно ли топлива в них поступает или нужно увеличить количество воздуха в смеси. Бедные смеси приводят к детонации и преждевременному износу двигателя, разрушению поршневой группы и цилиндров. При излишне богатой смеси в камерах сгорания образуется нагар, кроме того, она смывает масло со стенок цилиндров, что тоже приводит к ускоренному износу.

При замене лямбда-зонда можно обращаться к сторонним производителям, перепиновав несколько проводов и получив более точное и надежное устройство. При этом ускоренная передача информации позволяет работать по более адекватному алгоритму, оперативно реагируя на изменившиеся условия. В результате это поможет сэкономить деньги на топливе, избежать проблем с богатой или бедной смесью, а двигатель будет работать в идеальном для него режиме.

Читайте также: