В чем разница между лямбда зондами

Опубликовано: 18.05.2024

Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!

Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.

Датчик кислорода — он же лямбда-зонд — устанавливается в выхлопном коллекторе таким образом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика. Материал его как правило циркониевый (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Уровень этого сигнала, для датчиков систем впрыска конца 80-х — начала 90-х годов, может быть низким (0,1…0,2В) или высоким (0,8…0,9В). Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями "Больше" и "меньше" очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.

Лямбда-зонды бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда-регулированием). Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. Земля этого датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение. Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного земляного провода сигнальной цепи. Недостатки таких зондов: рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. До достижения этой температуры датчик не работает и не выдает сигнала. Стало быть необходимо устанавливать этот датчик как можно ближе к цилиндрам двигателя, чтобы он подогревался и обтекался наиболее горячим потоком выхлопных газов. Процесс нагрева датчика затягивается и это вносит задержку в момент включения обратной связи в работу контроллера. Кроме того, использование самой трубы в качестве проводника сигнала (земля) требует нанесения на резьбу специальной токопроводящей смазки при установке датчика в выхлопной трубопровод и увеличивает вероятность сбоя (отсутствия контакта) в цепи обратной связи.
Указанных недостатков лишены трех- и четырехпроводные лямбда зонды. В трехпроводный ЛЗ добавлен специальный нагревательный элемент, который включен как правило всегда при работе двигателя и, тем самым, сокращает время выхода датчика на рабочую температуру. А так же позволяет устанавливать лямбда-зонд на удалении от выхлопного коллектора, рядом с катализатором. Однако остается один недостаток — токопроводящий выхлопной коллектор и необходимость в токопроводящей смазке. Этого недостатка лишен четырехпроводный лямбда-зонд — у него все провода служат для своих целей — два на подогрев, а два — сигнальные. При этом вкручивать его можно так как заблагорассудится.

Несколько слов о взаимозаменяемости датчиков. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева. При этом необходимо смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Самое выгодное — в параллель к цепи питания электробензонасоса. Не допускается обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более- проводных. Работать не будет. Ну и конечно необходимо, чтобы резьба датчика совпадала с резьбой, нарезанной в штуцере.

Как понять насколько работоспособен датчик? Ввобще-то для этого потребуется осциллограф. Ну или специальный мотор-тестер, на дисплее которого можно наблюдать осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересными являются пороговые уровни сигналов высокого и низкого напряжения (со временем, при выходе датчика из строя, сигнал низкого уровня повышается (более 0,2В — криминал), а сигнал высокого уровня — снижается (менее 0,8В — криминал)), а также скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Есть повод задуматься о предстоящей замене датчика, если длительность этого фронта превышает 300 мсек. Это усредненные данные. В реальной жизни для оценки состояния лямбда-зонда необходимо провести цикл измерений. Не имея под рукой мотор-тестера или осциллографа определить неисправность лямбда-зонда можно пользуясь бортовой системой диагностики, существующей в контроллере системы впрыска, которая фиксирует в своей памяти случаи, когда сигнал с ЛЗ выходил за определенные пределы. Фиксация неисправностей производится при помощи запоминания специальных кодов, которые могут быть считаны в тестовом режиме. Однако не всегда можно с уверенностью поставить четкий диагноз о неисправности лямбда-зонда пользуясь только бортовой системой диагностики. Об этом стоит помнить! Не поленитесь съездить на диагностику.

На что менять? Самое лучшее — это менять датчик на такой, какой стоит в списке запчастей для Вашего автомобиля. В таком случае гарантия работоспособности системы после замены будет 100%. Но не всегда по финансовым соображениям выгодно гоняться за оригинальными каталожными датчиками. Ведь тот же Bosch выпускает лямбда-датчики и для других моделей. И они по принципу работы одинаковы, а внешне очень похожи. Ну и что, что каталожный номер будет стоять другой. При правильной установке и грамотном подборе можно съэкономить весьма кругленькую сумму, купив "жигулевский" датчик от фирмы Bosch за 10-20$ вместо точно такого же по сути, но фирменного за 100$ и работать он будет ничуть не хуже. Найти ЛЗ в магазине сейчас можно все чаще и чаще, а значит они будут дешеветь.

Порядок замены ЛЗ таков:

1. Отсоединить кабель ЛЗ от электропроводки.

2. Снять старый ЛЗ используя подходящий ключ. Лучше если это будет высокая головка или накидной — так вероятность повредить грани приржавленного ЛЗ будет меньше, но у меня нормально открутился на работающем моторе накидным ключом. Снимать датчик стоит при работающем двигателе. Т.е. пока трубопровод и датчик горячий. В противном случае есть вероятность отломать датчик или сорвать резьбу, т.к. металл сжимается и выворачивать очень трудно. Выкручивайте датчик до тех пор, пока из отверстия не пойдет дымок. Потом глушите машину и откручивайте совсем.

3. Отрезать аккуратно провода от старого ЛЗ и соединить с проводами нового, которые тоже придется отрезать от колодки. Схема соединения зависит от того — какой ЛЗ Вы купили. Но обычные цвета и предназначение проводов даны чуть выше, на картинках.

4. Следует иметь ввиду, что если штатный лямбда-зонд трехпроводный, то у него провода подписаны (см. на разъеме) "А" и "Б" — подогрев, "С" — сигнальный. Провода подогрева белого цвета (полярность не имеет значения), а сигнальный провод — черный.

5. Четвертый (незадействованный ранее) провод стоит вывести и надежно прикрутить к массе двигателя. Проверить также соединение двигателя с массой корпуса. Я прикрутил его под болт крепления главного тормозного цилиндра (в торце кронштейн) — мне так показалось удобнее.

6. Вкрутить новый ЛЗ. Если он четырехпроводный, то токопроводящая смазка не нужна. Достаточно графитовой — для смазки резьбовых соединений.

7. Соединение проводов не стоит осуществлять скруткой проводов — этот вариант ненадежен и долго не проживет. Самое лучшее — это спаять все положенные провода и хорошенько заизолировать. Паять провода стоит до того, как ЛЗ установлен в трубе, т.е. на столе.

Введите название продукта, который вы ищете, и мы предоставим необходимую информацию.

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.

О том, что такое кислородный датчик или лямбда-зонд водитель неожиданно для себя узнает тогда, когда его машина вдруг перестает хорошо разгоняться, тяга мотора падает, а аппетит ДВС заметно возрастает. В то же время показания газоанализатора фиксируют повышенное значение угарного газа (СО) в отработанных газах. Справедливости ради нужно отметить, что подобная ситуация возникает при пробеге автомобиля, составляющем более 100 000 км. Это значит, что, скорее всего, неисправен лямбда-зонд, и нужно поспешить в автосервис.

Всякая сложная система, каковой и является автомобиль, требует точности и бесперебойной работы, что осуществляется за счет датчиков и точек контроля. Когда отказывает один из узлов, другие тоже начинают давать сбой, чтобы неисправность была сразу обнаружена, и можно было ее устранить. Одной из таких контрольных точек можно считать датчик кислорода, он же лямбда-зонд, который предназначен для контроля работы двигателя. Чтобы понять, чем так важна данная деталь, и какие функции выполняет, попробуем разобраться, как она устроена.

Для чего устанавливается лямбда-зонд

Функцией автомобильного лямбда-зонда является определения и регулировка количества остаточного или не участвовавшего в процессе горения кислорода в общем составе автомобильного выхлопа. Если кислорода недостаточно, то топливо полностью сгорать никогда не будет. Как результат, кроме углекислого газа (он же СО2) в составе выхлопе присутствует ядовитый газ СО, называемый иначе угарным. При худшем сгорании топлива уменьшается мощность двигателя, и он быстрее изнашивается. При избытке объема кислорода несгоревший бензин попадает в выхлопную часть.

Избыток воздуха ведет к сгоранию топлива при повышенной температуре, что приводит к быстрому износу поршней, свечей, равно как и клапанов. Величина мощности ДВС при этом идет на убыль. Избыток кислорода ведет к тому, что ядовитый оксид азота (NOх) не распадается на абсолютно безвредный азот (N), а также кислородные соединения (Ох).

В каких случаях необходимо менять лямбда-зонд

Датчик кислорода, как правило, не меняют до тех пор, пока он более или менее исправен, так как деталь недешевая. Обнаружить проблему лямбда-зонда можно с помощью диагностики. Если рассматривать ресурсы существующих сегодня кислородных датчиков , то они приблизительно такие:

Циркониевые датчики, не оснащенные подогревом – от 50 до 80 тыс. км;
Циркониевые датчики, имеющие подогрев – до 100 тыс. км;
Датчики циркониевые широкополосные – до 160 тыс. км.

Необходимость замены могут определить на СТО во время проверки, когда специалист обнаруживает, что лямбда-зонд еще работает, но уже на «последнем издыхании». Это означает, что деталь следует менять незамедлительно.

Основные причины поломки кислородного датчика

Кроме того случая, когда происходит естественная поломка в силу длительной эксплуатации , кислородный датчик может выходить из строя потому, что:

Во внутреннюю часть корпуса попадает тосол или жидкость из тормозной системы;
Чистка корпуса осуществлялась с использованием не подходящих для этого средств;
В топливе содержится большое количество свинца;
Произошел перегрев корпуса по причине заправки топливом низкого качества. Перегрев случается в тех случаях, когда вышел из строя прибор охлаждающей жидкости То же случается при поломке регулятора давления, износу топливного фильтра. Загрязненный бензин при этом проникает в камеру сгорания.

Неисправный датчик кислорода не подлежит ремонту, его можно только заменить на новый.

Система, обеспечивающая обратную связь

Так как условия, в которых эксплуатируется автомобиль, не являются идеальными, то для контроля функции двигателя существует электроника, корректирующая его работу. Лямбда зонд осуществляет такую работу вместе с ЭБУ, что позволяет снимать показания содержащихся газов из выхлопной трубы и корректировать подачу топлива к мотору. Обратная связь предусмотрена как для бензиновых инжекторных, так и для дизельных моторов. Без нормально функционирующего лямбда-зонда система не может обеспечить точный расчет расхода топлива.

Конструкция и принцип работы лямбды

Лямбда-зонд представляет собой батарейку, внутри которой находится керамический электролит, в состав которого входит диоксид циркония. Электроды батареи выполнены из платины. Электролит включается в работу при температуре не ниже 300-350 C, потому лямбда-зонду нужен разогрев. Когда платиновые электроды соприкасаются с воздухом, имеющим определенное содержание кислорода, между электродами возникает разность потенциалов. Элемент устроен таким образом, что снижение объема кислорода в пространстве одного из электродов более допустимого уровня, ведет к значительному росту ЭДС батареи от 0 до 1В, и наоборот.

Основным конструктивным элементом кислородного датчика является пустотелый керамический наконечник, выполненный из оксида циркония. На его внутреннюю и внешнюю поверхность наносится пористое покрытие из платины, которое выполняет функции внутреннего и внешнего электродов. При нагревании до температуры 300-350C материал превращается в диэлектрик, который проводит сигнал от наружного электрода к внутреннему, что возникает от разности соотношения кислорода между выхлопными газами внутри / снаружи автомобильной системы выхлопа. Ионы кислорода начинают двигаться в направлении от одного из электродов к близлежащему, от области с большой концентрацией кислорода или атмосферы в ту область, где концентрация наименьшая – к выхлопу. При этом возникает электрический ток, причем его сила зависит от степени плотности кислорода с обеих сторон. Данный показатель фиксируется и поступает на ЭБУ , задачей которого является регулировать продолжительность работы инжекторов. Для надежности работы датчика имеющиеся в нем внутренние и внешние электроды надежно заизолированы. В свою очередь, погруженная часть, находящаяся в выпускной системе, изолируется от наружного воздуха.

Где устанавливают лямбда-зонд?

В автомобилях может быть установлен один или два кислородных датчика. Когда конструкция предполагает один элемент, то его устанавливают рядом с двигателем. Если требуется подогрев то ближе к двигателю, если нет, то дальше.

Два лямбда-зонда используют в автомобилях, имеющих нейтрализатор, и располагают по обеим сторонам от него. Подобные датчики предназначаются для контролирования работы двигателя, а также для оценки эффективности функций катализатора. Когда устанавливаются два датчика, то первым (входным) в катализатор должен быть широкополосный элемент, а уже на выходе из катализатора – двухточечный. Впрочем, оба могут быть двухточечными.

Конструктивные особенности, типы кислородных датчиков

Принцип работы любого лямбда-зонда остается неизменным, независимо от его конструкции и вносимых изменений и дополнений, которые часто используются производителями. Их вносят по необходимости, из-за недостатков и конструктивно слабых мест датчиков.

Подогрев датчиков. Одним из важных видов усовершенствования является искусственный контролируемый подогрев керамического наконечника с целью ускорить достижение им рабочей температуры. Первые кислородные датчики нагревались от раскаленных выхлопов и устанавливались поближе к двигателю, где температура будет наивысшая. И, тем не менее с учетом того, что датчик должен нагреваться до температуры 350-400C, требовалось некоторое время, в течение которого он не работал. В настоящее время большинство лямбда-зондов оснащены электрическими нагревателями, с которыми датчики быстро выходят на рабочий режим. Такая функция не только помогает оптимизировать расход топлива, но и продлевает жизнь катализатора.

О чем нужно знать:

Наиболее распространенный двухточечный датчик имеет самую простую схему работы. Он фиксирует факт различия в концентрации кислорода между атмосферой и автомобильном выхлопе;
Широкополосный датчик можно считать продуктом эволюции данного устройства. Его функция заключается в накачке кислорода, который всегда имеется в выпускной системе, в отдельную камеру. Работа осуществляется при подаче тока к устройству. Чем меньше объем кислорода, тем более высокая сила тока потребуется для закачки. Изменение силы тока и будет фиксироваться датчиком;
Количество необходимых проводов. При этом различные конструкторские решения в лямбда-зондах могут требовать 1-5 проводов;
Цветовая маркировка проводов лямбда-зондов разнится от производителя к производителю. На деле провода темного (т.е. черного) цвета идут на сигнал, а «массовый» провод бывает как белого , так и серого или желтого цвета. «Накальный» провод вывода подогрева всегда бывает красным .

Как проверить исправность лямбда-зонда самостоятельно?

Для проверки можно использовать вольтметр или мультиметр, которые будут фиксировать изменение напряжения на датчике в момент работы двигателя. Проверку осуществляем в следующей последовательности:

Сначала находим датчик, аккуратно вытираем его ветошью и осматриваем наружную часть. Если датчик потемнел и имеет отложения сажи на поверхности, это говорит о том, что он сгорел, то есть вышел из строя;
Затем нужно отключить разъем датчика от электрической системы автомобиля и завести двигатель;
Для того чтобы прогреть датчик повышаем обороты двигателя до 2-3 тыс.об/мин;
Далее, щупы вольтметра подключаются к черному и серому проводу. Плюс подключают на сигнал, минус – на массу. Нормально работающий датчик покажет от 0,2 до 0,8 В, плохо работающий от 0,3 до 0,7 В. Неизменный показатель прибора говорит о том, что датчик нерабочий.

Если лямбда-зонд оказался неисправны м, то придется его заменить на новый.

Корректный подбор кислородного датчика

Если кислородный датчик неисправен, то не стоит спешить купить новый в ближайшем магазине, так как, скорее всего, вам предложат то, что есть в наличии. Большинство производителей этой детали в своих каталогах утверждают, что их датчики совмещаются с большинством транспортных средств. При замене на новый элемент в таком случае неисправность сразу не будет заметна, но со временем датчик откажется правильно работать. В конце концов, это скажется на автомобиле. Суть дела в том, что лямбда-зонды разных авто отличны друг от друга конструктивно . Они различаются резьбовой частью, равно как и наличием предварительно подогрева, предусмотренным количеством проводов, разъемами для соединения. В то же время принцип работы и основной элемент датчиков от модели к модели не разнится.

Исходя из этого, лучше всего приобрести оригинал и обращать внимание на маркировку детали, которая должна быть такой же, как и на старом датчике. Если есть желание экономить, то можно приобрести универсальный датчик, специально разработанный для определенной марки автомобиля. Универсальность датчика состоит в том, что он имеет клеммы, подходящие сразу для нескольких автомобилей.

Сколько стоит лямбда-зонд?

Перед покупкой лямбда-зонда рекомендуется заглянуть в соответствующий раздел по ремонту вашего авто и уточнить, во что именно вкручивается датчик. Это может быть просто коллектор или специальная приставка – футорка, которую тоже придется приобрести. Ее цена, в принципе, небольшая. Для автомобилей европейских марок лямбда-зонд может обойтись в разные суммы. Одними из самых качественных на сегодняшний день считаются датчики японских брендов – NKG и Dens o, а также немецкого бренда Bosch , хотя они обойдутся совсем недешево. Если хочется сэкономить, то можно приобрети датчик бюджетного класса, к примеру, производства Чехии. К примеру, продукция Profit уже довольно долго поставляется на рынок Украины.

Что касается б/у датчиков, то от них точно можно отказаться, если не хочется выбрасывать деньги «на ветер».

Замена лямбда-зонда

Замена осуществляется обязательно на непрогретом двигателе. Перед заменой нужно отключить зажигание. Приобретая новый датчик, нужно обратить внимание на маркировку. Она должна быть идентичной той, что уже была нанесена производителем на старую деталь. Замена осуществляется в три этапа:

Сначала отключаются провода от датчика;
При помощи гаечного ключа снимается старый лямбда-зонд;
На освободившееся посадочное место устанавливается новый датчик. Помните: работать нужно аккуратно, дабы не повредить резьбу.

По окончании замены подключается проводка и проверяется работоспособность детали.

Вывод

Лямбда-зонд устанавливается во многие современные автомобили неспроста. Это достаточно сложное устройство, которое дает электронике информацию о работе выхлопной системы. Если на автомобиле стоит катализатор, ценность датчика еще больше возрастает. Если требуется замена лямбда-зонда, вы с легкостью сможете выбрать аналог или оригинал и даже поставить новую запчасть самостоятельно.

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.

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

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.

В случае превышения показателя смесь обеднена. Если же ?, 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:

Каждый из типов устройств имеет свои особенности.

Одно контактные устройства.

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

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

С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.

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

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

В них предусмотрено четыре провода:

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

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.

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

Принцип действия

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

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 пределах 0.4-0.6 Вольта.

Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы

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?

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:

Также важно знать как проверить лямбда зонд на исправность.

Можно ли отключать лямбда зонд?

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:

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.

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

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.

Однопроводной или двухпроводный датчик кислорода без нагревательного элемента является самым ранним и самым основным типом датчика. В однопроводной конструкции датчика используется только один сигнальный провод, в то время как двухпроводные версии имеют также общий провод, соединяемый с заземлением со стороны электрической проводки автомобиля. Датчики без нагревательного элемента располагаются в непосредственной близости выхлопных отверстий двигателя. Данное место установки является не самым идеальным местом для проведения измерений. Другим недостатком датчика без подогрева является то, что ему требуется дополнительное время, чтобы достичь температуры, необходимой для его правильной работы.

Датчики кислорода с нагревательным элементом.

Трех- и четырехпроводные датчики кислорода с нагревательным элементом позволяю быстрее достичь рабочей температуры, необходимой для корректной работы датчика. Нагревательный элемент представляет собой внутренний резистор, который нагревается, при прохождении через него постоянного тока. Датчики данного типа могут быть размещены на выхлопной системе ниже по потоку выхлопных газов и находятся в более щадящем температурном режиме, чем датчики без нагревательного элемента. Все основные современные датчики кислорода используют нагреватель, хотя тип и время нагрева варьируются.

Датчики кислорода типа FLO и UFLO.

В датчиках с быстрым и особо быстрым разогревом используется низкоомный высокотемпературный нагреватель для уменьшения времени разогрева. Датчики данного типа могут достичь рабочей температуры всего за двадцать секунд. Поскольку выбросы транспортных средств наиболее вредны, когда автомобиль холодный, данные датчики позволяют снизить степень загрязнения в период первоначального пуска двигателя.

Плоскостные датчики кислорода.

В плоскостном датчике в качестве активного элемента используются слои циркония и глинозема, соединенные вместе. Эта технология позволяет намного быстрее разогреть датчик, потому что датчик имеет небольшую массу и нагреватель находится в прямом контакте с чувствительной частью. Типичное время прогрева для плоскостных датчиков составляет от пяти до тридцати секунд.

Датчики кислорода на основе диоксида титана.

В данных датчиках в качестве активного элемента вместо диоксида циркония используется диоксид титана. В отличие от датчиков на основе диоксида циркония, для работы данных датчиков требуется подача базового опорного напряжения. Датчики на основе диоксида титана в основном использовались на автомобилях Nissan с середины 80-х до середины 90-х годов и в некоторых европейских автомобилях. В настоящее время данные датчики практически не используются в новых моделях автомобилей.

Широкополосные датчики кислорода.

В 1994 году были введены в обращение пятипроводные широкополосные датчики. Наряду с четырех проводными моделями они представляют собой самые современные технологии контроля. Они устраняют недостатки, присущие узкополосным датчикам, позволяя блоку управления впрыском топлива наиболее быстро регулировать скорость подачи топлива и управлять зажиганием двигателя.

OE (оригинальные) датчики кислорода.

OE датчики - это оригинальные датчики, которые находились на транспортном средстве в момент его выхода с завода изготовителя. Данные датчики имеют каталожный номер производителя транспортного средства и поставляются производителем автомобиля.

Оригинальные датчики кислорода от компаний производителей датчиков.

BOSCH = 85% всех авто

Существует несколько разных производителей датчиков OE, которые выбираются производителями автомобилей. Основное отличие данных датчиков от датчиков OE состоит в другом каталожном номере. В остальном это те же самые датчики. Покупая данные датчики напрямую от производителя можно значительно сэкономить на покупке, при условии правильно идентификации модели датчика.

Универсальные датчики кислорода .

Универсальные датчики могут быть установлены на любой тип автомобиля, при условии правильного подбора модели датчика для данного типа двигателя. В некоторых случаях потребуется внесение изменений в электрическую проводку автомобиля и разъем подключения датчика. Если вы не уверены в правильности выбора модели или квалификации лица, выполняющего ремонт автомобиля, следует воспользоваться оригинальными датчиками. В противном случае велика вероятность, что двигатель не будет работать должным образом.

Читайте также: