Датчик лямбда зонд за что отвечает: Лямбда-зонд: устройство, неисправности, проверка

Кислородный датчик, лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода – назначение, принцип действия

Кислородный датчик (другие названия — лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода) служит для определения количества кислорода в отработавших газах.

Для обеспечения эффективной (экономичной и экологичной) работы двигателя внутреннего сгорания соотношение воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси должно быть постоянным на всех режимах работы. Это достигается использованием кислородного датчика в выпускной системе. Сам процесс управления содержанием кислорода в выхлопных газах называется лямбда-регулирование.

Так, при недостатке воздуха в топливно-воздушной смеси, углеводороды и угарный газ полностью не окисляются. С другой стороны, при избытке воздуха оксиды азота полностью не разлагаются на азот и кислород.

Лямбда-зонд устанавливается в выпускной системе. На отдельных моделях автомобилей применяется два кислородных датчика: один устанавливается до каталитического нейтрализатора, другой – после. Применение двух кислородных датчиков усиливает контроль за составом отработавших газов и обеспечивает эффективную работу нейтрализатора.

В зависимости от конструкции различают два вида кислородных датчиков: двухточечный и широкополосный.

Двухточечный датчик устанавливается как перед нейтрализатором, так и за ним. Датчик фиксирует коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (λ) по величине концентрации кислорода в отработавших газах.

Двухточечный датчик представляет собой керамический элемент, имеющий двухсторннее покрытие из диоксида циркония. Измерение осуществляется электрохимическим способом. Электрод одной стороной контактирует с выхлопными газами, друго — с атмосферой.

Принцип действия двухточечного кислородного датчика основан на измерении содержания кислорода в отработавших газах и атмосфере. При разной концентрации кислорода в отработавших газах и атмосфере на концах электрода создается напряжение. Чем выше содержание кислорода (обедненная топливно-воздушная смесь), тем ниже напряжение, чем ниже содержание кислорода (обогащенная топливно-воздушная смесь), тем выше напряжение.

Электрический сигнал от кислородного датчика поступает в электронный блок управления системы управления двигателем. В зависимости от величины сигнала блок управления воздействуют на исполнительные органы подконтрольных ему систем автомобиля.

Широкополосный датчик представляет собой современную конструкцию лямбда-зонда. Он применяется в качестве входного датчика каталитического нейтрализатора. В широкополосном датчике значение «лямбда» определяется с использованием силы тока закачивания.

В отличие от двухточечного датчика широкополосный датчик состоит из двух керамических элементов — двухточечного и закачивающего. Под закачиванием понимается физический процесс, при котором кислород из отработавших газов проходит через закачивающий элемент под воздействием определенной силы тока.

Принцип работы широкополосного датчика основан на поддержании постоянного напряжения (450 мВ) между электродами двухточечного элемента за счет изменения силы тока закачивания.

Снижение концентрации кислорода в отработавших газах (обогащенная топливно-воздушная смесь) сопровождается ростом напряжения между электродами двухточечного керамического элемента. Сигнал от элемента подается в электронный блок управления, на основании которого создается ток, определенной силы, на закачивающем элементе.

Ток, в свою очередь, обеспечивает закачку в измерительный зазор и напряжение достигает нормативного значения. Величина силы тока при этом является мерой концентрации кислорода в отработавших газах. Она анализируется электронным блоком управления и преобразуется в управляющие воздействия на исполнительные устройства системы впрыска.

При обеднении топливно-воздушной смеси работа широкополосного датчика осуществляется аналогичным образом. Отличие состоит в том, что под действием тока происходит выкачивание кислорода из измерительного зазора наружу.

Эффективная работа кислородного датчика осуществляется при температуре 300°С. Для скорейшего достижения рабочей температуры лямбда-зонд оборудуется нагревателем.

Датчик кислорода (Лямбда-зонд): как работает, проблемы, симптомы

Главная » ВИКИ » Датчик кислорода (Лямбда-зонд) — что это, как работает, проблемы, симптомы, замена

На чтение 5 мин Просмотров 16.1к. Опубликовано 30.03.2020
Обновлено 30.03.2020

Датчик кислорода (ДК) — он же лямбда-зонд — измеряет количество кислорода в выхлопных газах, отправляя сигнал на блок управления двигателя (ЭБУ).

Содержание

Где находится датчик кислорода

Передний датчик кислорода ДК1 установлен в выпускном коллекторе или в передней выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Как вы знаете, каталитический нейтрализатор является основной частью системы контроля выбросов в автомобиле.

Задний кислородный датчик ДК2 установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора.

На 4-цилиндровых двигателях устанавливают как минимум два лямбда-зонда. Двигатели V6 и V8 имеют как минимум четыре датчика O2.

ЭБУ использует сигнал от переднего кислородного датчика для регулировки топливно-воздушной смеси путем добавления или уменьшения топлива.

Сигнал заднего датчика кислорода используется для контроля работы каталитического нейтрализатора. В современных автомобилях вместо переднего кислородного датчика используется датчик воздушно-топливного отношения. Он работает аналогично, но точнее.

Как работает датчик кислорода

Существует несколько типов лямбда-зондов, но для простоты в этой статье мы рассмотрим только обычные генерирующие напряжение датчики кислорода.

Как следует из названия, генерирующий напряжение датчик кислорода генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разнице в количестве кислорода внутри и снаружи выхлопного газа.

Для правильной работы лямбда-зонд необходимо нагреть до определенной температуры. Типичный современный датчик имеет внутренний электрический нагревательный элемент, который питается от ЭБУ двигателя.

Когда топливовоздушная смесь (ТВС), поступающая в двигатель, бедная (мало топлива и много воздуха), в выхлопе остается больше кислорода, и кислородный датчик создает очень небольшое напряжение (0,1 – 0,2 В).

Если ТВС обогащается (много топлива и мало воздуха), в выхлопе остается меньше кислорода, поэтому датчик будет генерировать бОльшее напряжение (около 0,9 В).

Регулировка соотношения топливовоздушной смеси

Передний датчик O2 отвечает за поддержание оптимального соотношения смеси воздух / топливо, поступающей в двигатель, которая составляет приблизительно 14,7:1 или 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Блок управления регулирует топливовоздушную смесь на основе обратной связи от переднего датчика кислорода. Когда передний лямбда-зонд обнаруживает высокий уровень кислорода, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на бедной смеси (недостаточно топлива) и поэтому добавляет топлива.

Когда уровень кислорода в выхлопе становится низким, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на богатой смеси (слишком много топлива) и уменьшает подачу топлива.

Этот процесс непрерывен. Компьютер двигателя постоянно переключается между обедненным и обогащенным состоянием, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздух / топливо. Этот процесс называется операцией замкнутого цикла.

Если вы посмотрите на сигнал напряжения переднего датчика кислорода, он будет циклически колебаться где-то между 0,2 вольт (бедная) и 0,9 вольт (богатая).

Когда автомобиль заводится холодным, передний кислородный датчик не прогрет полностью, и ЭБУ не использует сигнал ДК1 для регулировки топлива. Этот режим называется разомкнутым контуром. Только когда датчик полностью прогрелся, система впрыска топлива переходит в режим замкнутого контура.

В современных автомобилях вместо обычного датчика кислорода установлен широкополосный датчик топливовоздушного соотношения. Датчик соотношения воздух / топливо работает по-другому, но служит той же цели — для определения, является ли топливовоздушная смесь, поступающая в двигатель, обогащённой или обеднённой.

Датчик топливовоздушного соотношения является более точным и может измерять более широкий диапазон.

Задний датчик кислорода

Задний или нижний кислородный датчик установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из катализатора. Сигнал от заднего лямбда-зонда используется для контроля эффективности нейтрализатора.

Контроллер постоянно сравнивает сигналы от передних и задних датчиков O2. Основываясь на двух сигналах, ЭБУ знает, насколько хорошо каталитический нейтрализатор работает. Если катализатор выходит из строя, ЭБУ включает индикатор «Check Engine», чтобы вы знали об этом.

Задний датчик кислорода можно проверить с помощью диагностического сканера, адаптера ELM327 с программой Torque или осциллографа.

Идентификация датчика кислорода

Передний лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором обычно называют датчиком «выше по потоку» или датчиком 1.

Задний датчик, установленный после катализатора, называется датчик «ниже по потоку» или датчик 2.

Типичный рядный 4-цилиндровый двигатель имеет только один блок (ряд 1 / банк 1). Поэтому в рядном 4-цилиндровом двигателе термин «Банк 1, Датчик 1» просто относится к переднему датчику кислорода. «Банк 1, Датчик 2» — это задний кислородный датчик.

Читайте подробнее: Что такое Банк 1, Банк 2, Датчик 1, Датчик 2?

Двигатель V6 или V8 имеет два блока (или две части этого «V»). Обычно блок цилиндров, содержащий цилиндр № 1, называется «Банк 1».

Различные производители автомобилей определяют Банк 1 и Банк 2 по-разному. Чтобы узнать, где банк 1 и банк 2 в вашем автомобиле, вы можете посмотреть в руководстве по ремонту или в Google, указав год, марку, модель и объём двигателя.

Замена датчика кислорода

Проблемы с датчиком кислорода являются распространёнными. Неисправный лямбда-зонд может привести к увеличению расхода топлива, увеличению выбросов в атмосферу и различным проблемам во время вождения (провалы оборотов, плохое ускорение, плавающие обороты и т. д.). Если датчик кислорода неисправен, его необходимо заменить.

В большинстве автомобилей замена ДК является довольно простой процедурой. Если вы хотите заменить кислородный датчик самостоятельно, с некоторыми навыками и руководством по ремонту, это не так сложно, но вам может понадобиться специальная торцевая головка для датчика (на фото).

Иногда может быть трудно вытащить старый лямбда-зонд, так как они часто сильно ржавеют.

Еще одна вещь, о которой следует знать — некоторые автомобили, как известно, имеют проблемы с заменяемыми датчиками кислорода.

Например, есть сведения о неоригинальном датчике кислорода, вызывающем проблемы в некоторых двигателях Chrysler. Если вы не уверены, лучше всегда использовать оригинальный датчик.

Разбираемся с датчиками: кислородный датчик

Практические советы

Как это работает

Кислородный датчик, также известный как кислородный датчик, делает то, что следует из его названия — он измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Хотя это может показаться довольно скромной задачей, датчик O2 на самом деле является одним из самых важных датчиков на любом транспортном средстве, отвечающим за поддержание правильного баланса между воздухом и топливом для оптимальных выбросов. Из-за этого вам захочется узнать, что он делает, почему он выходит из строя и, что важно, как заменить его, когда он выходит из строя.

Как работает датчик O2?

Большинство автомобилей имеют не менее двух кислородных датчиков, расположенных по всей выхлопной системе; по крайней мере один перед каталитическим нейтрализатором и один или несколько после каталитического нейтрализатора. «Предварительный датчик» регулирует подачу топлива, а нижний датчик измеряет эффективность каталитического нейтрализатора.

Датчики O2 обычно можно разделить на узкополосные или широкополосные. Чувствительный элемент находится внутри датчика, заключенного в стальной корпус. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные прорези или отверстия в стальной оболочке датчика и достигают чувствительного элемента или внутренней ячейки. С другой стороны внутренней камеры кислород из воздуха за пределами выхлопа проходит вниз по датчику O2 и контактирует с ним. Разница в количестве кислорода между тем, что присутствует в наружном воздухе, и тем, что присутствует в выхлопных газах, способствует потоку ионов кислорода и создает напряжение.

Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопных газах слишком мало кислорода, на электронный блок управления двигателем (ECU) отправляется сигнал уменьшить количество топлива, подаваемого в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедная, то подается сигнал увеличить количество используемого топлива в двигателе. Слишком много топлива производит углеводороды и угарный газ. Слишком малое количество топлива производит загрязняющие вещества оксида азота. Сигнал датчика помогает поддерживать правильный состав смеси. Широкополосные датчики O2 имеют дополнительную ячейку накачки O2 для регулирования количества кислорода, присутствующего в чувствительном элементе. Это позволяет измерять гораздо более широкое соотношение воздух/топливо.

Почему датчики O2 выходят из строя?

Поскольку кислородный датчик находится в потоке выхлопных газов, он может загрязниться. Распространенными источниками загрязнения являются чрезмерно обогащенная топливная смесь или просачивание масла в старом двигателе, а также сгорание охлаждающей жидкости двигателя в камере сгорания в результате утечки через прокладку двигателя. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, со временем изнашивается. Все это может повлиять на характеристики отклика датчика кислорода, что приведет к увеличению времени отклика или сдвигу кривой напряжения датчика и, в долгосрочной перспективе, к снижению производительности датчика.

На что обращать внимание при отказе датчика кислорода

Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух/топливо, поэтому он в конечном итоге угадывает. По этой причине есть несколько контрольных признаков, на которые следует обратить внимание:

• Контрольная лампа двигателя: хотя контрольная лампа двигателя может загореться по многим причинам, обычно это связано с проблемой, связанной с выбросами.
• Плохая экономия топлива: неисправный кислородный датчик нарушит воздушно-топливную смесь, что приведет к увеличению расхода топлива.
• Неравномерный холостой ход двигателя или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал кислородного датчика помогает контролировать синхронизацию двигателя, интервалы сгорания и соотношение воздуха и топлива, неисправный датчик может привести к неровной работе автомобиля.
• Вялая работа двигателя.

Поиск и устранение неисправностей датчика O2

Чтобы определить источник неисправности датчика O2, выполните следующие действия:

• Считайте все коды неисправностей с помощью диагностического прибора. Обратите внимание, что при возникновении проблем с датчиками O2 часто возникает несколько кодов неисправностей.

Лямбда-зонды

• имеют внутренний нагреватель, поэтому проверьте сопротивление нагревателя — обычно оно довольно низкое.
• Проверьте подачу питания на ТЭН — часто эти провода одного цвета.
• Осмотрите электрический разъем на наличие повреждений или загрязнений.
• Осмотрите выпускной коллектор и топливные форсунки на наличие утечек, а также состояние компонентов зажигания — это может повлиять на работу датчика.
• Проверьте правильность показаний датчика O2, подтвердив значение O2 с помощью анализатора выброса четырех или пяти газов.
• С помощью осциллографа проверьте сигнал как на холостом ходу, так и прибл. обороты двигателя 2500 об/мин.
• Используйте оперативные данные для проверки наличия сигнала, если доступ к проводке датчика затруднен.
• Проверьте состояние защитной трубки элемента зонда на наличие признаков повреждения и загрязнения.

Общие коды неисправностей

Общие коды неисправностей и причины включают в себя:

• P0135 : кислородный датчик перед каталитическим нейтрализатором 1, контур обогрева / обрыв
• P0175 : Система слишком богатая (ряд 2)
• P0713 : Неисправность корректировки топливоподачи (ряд 2)
• P0171 : система слишком бедная (ряд 1)
• P0162 : Неисправность цепи датчика О2 (ряд 2, датчик 3)

Как заменить датчик O2

Перед заменой датчика необходимо диагностировать проблему. Подключите диагностический прибор, например, Delphi DS, выберите правильный автомобиль и считайте код(ы) неисправности. Подтвердите код неисправности, выбрав оперативные данные и сравнив значение подозреваемого неисправного датчика со значением заведомо работающего датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя автомобиля, чтобы найти правильное значение для сравнения. Могут потребоваться другие инструменты или оборудование, чтобы определить, является ли причиной проблемы фактический датчик, а не проводка.

• Поскольку многие автомобили последних моделей оснащены несколькими кислородными датчиками, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить неправильный датчик. Производители транспортных средств идентифицируют положения «bank1» и «bank2» и «front/back» и «pre/post» несколько по-разному, поэтому следует позаботиться о том, чтобы убедиться, что вы определили правильный (проблемный) датчик. Лучший способ сделать это — просмотреть данные в реальном времени с помощью диагностического инструмента.
• Затем отсоедините проводное соединение.
• Затем с помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа O2 отвинтите датчик от гнезда. После отвинчивания выбросите старый датчик и замените его новым.
• Большинство лямбда-зондов поставляются со специальным электропроводящим противозадирным составом, нанесенным на резьбу, поэтому достаточно просто вкрутить новый датчик в пустоту, оставленную старым.
• Для защиты датчика от приваривания к его резьбе датчики Delphi поставляются с предварительно нанесенными или включенными в комплект поставки противозадирными составами. При необходимости нанесите состав на новый датчик перед повторной установкой. Будьте осторожны, чтобы не нанести чрезмерное количество противозадирного средства на резьбу, так как это может привести к загрязнению чувствительной области.
• Затяните датчик рекомендуемым моментом.
• После установки датчика подключите электронный разъем.
• Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все соответствующие коды неисправностей.
• Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, затем выполните дорожное испытание.

Нуждается ли датчик кислорода в вашем автомобиле в замене?

Кислородный датчик вашего автомобиля измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из двигателя. Он отправляет в режиме реального времени данные о количестве несгоревшего кислорода в выхлопной системе на компьютер двигателя, чтобы определить правильное соотношение воздух-топливо для двигателя автомобиля. Кислородный датчик расположен в выхлопной системе автомобиля, что позволяет эффективно работать впрыску топлива и фазе газораспределения. Эта функция является частью системы контроля выбросов автомобиля.

(Pixabay / lthidayat)

Неисправный или неисправный датчик кислорода оказывает негативное влияние на работу двигателя и выбросы в окружающую среду. К счастью, есть сигналы раннего предупреждения, которые сообщают водителю о неисправности кислородного датчика, что может предотвратить серьезные повреждения.

Пропуски зажигания и неровный холостой ход

Контрольными признаками отказа датчика кислорода являются пропуски зажигания в двигателе или неровная или неравномерная работа автомобиля на холостом ходу. Кроме того, существуют другие проблемы с работой двигателя, связанные с неисправным кислородным датчиком, такие как остановка, колебания и потеря мощности.

Если вы наблюдаете эти проблемы с работой вашего автомобиля, и ваш индикатор проверки двигателя горит, вы можете быть почти уверены, что проблема связана с вашим кислородным датчиком.

Горит индикатор Check Engine

Индикатор Check Engine загорается по разным причинам, поэтому первое, что вам нужно сделать, это расшифровать код ошибки. Автомастерская должна иметь возможность провести диагностику, чтобы определить, в чем заключается ошибка. Если проблема связана с датчиком кислорода, вам нужно как можно скорее обратиться к механику.

Если механик определит, что проблема связана с кислородным датчиком, проблема может быть относительно легко решена путем замены датчика. Стоимость замены датчика кислорода составляет более 175 долларов США, в зависимости от модели вашего автомобиля плюс стоимость рабочей силы.

Низкий расход бензина и запах тухлых яиц

Неисправный кислородный датчик негативно влияет на системы сгорания и подачи топлива автомобиля. Если он не работает должным образом, кислородный датчик позволит впрыснуть слишком много топлива в двигатель, что проявится в значительно меньшем расходе бензина по сравнению с обычным расходом бензина вашего автомобиля.

При избытке топлива в двигателе из-за плохого или неисправного кислородного датчика двигатель издает серный запах, похожий на запах тухлых яиц. Вы также можете заметить черный дым, исходящий из выхлопной трубы автомобиля.