Как работает лямбда зонд: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Принцип работы датчика Лямбда зонд

Любознательные автолюбители давно уже слышали о таких системах, как антиблокировочная тормозная система (ABS) или стабилизация курсовой устойчивости (ESP), да и о других тоже. Сегодня поговорим о датчике Лямбда зонд, рассмотрим принцип работы датчика Лямбда зонд, узнаем для чего надо датчик Лямбда зонд, за что он отвечает и так далее.

С каждым годом человечество все больше задумывается о сохранении окружающей среды, ведь не мало было упущено в прошлом, надо подумать и о будущем. Узаконивание жестких экологических норм относительно автомобилей, привело к разработке и применению новых устройств, таких как каталитические нейтрализаторы.

Каталитический нейтрализатор – это устройство, назначение которого является снижение вредных выбросов в окружающую среду. Катализатор очень полезная вещь, только для его корректной работы следует соблюдать некоторые условия. Огромное влияние на работу катализатора оказывает состав топливно-воздушной смеси. Именно от качества топливно-воздушной смеси и зависит ресурс работы катализатора. Поэтому и был разработан датчик Лямбда зонд, который отвечает за контроль состава этой же топливно-воздушной смеси. В просто народе его называют датчик кислорода.

Что такое Лямбда зонд икак выглядит датчик Лямбда зонд?

Не секрет, что свое название датчик получил от обозначения коэффициента избытка воздуха, который обозначается греческой буквой Лямбда. Лямбда зонд применяется для измерения состава отработавших газов и содействует в дальнейшем для поддержания оптимального состава смеси топлива и воздуха. Оптимальное соотношение топливно-воздушной смеси обеспечит качественное сгорание, что уменьшит выброс вредных веществ в атмосферу.

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси это когда на 14,7 частей воздуха приходится 1 часть топлива, при этом Лямбда равняется одному. На старых советских двигателях такого сложно было добиться. А в современных автомобилях для этого используют системы питания с электронным впрыском топлива, которая взаимодействует с датчиком Лямбда-зонд.

Как измеряется избыток воздуха в топливно-воздушной смеси?

Избыток воздуха в топливно-воздушной смеси измеряется путем определения в отработавших газах содержания остаточного кислорода (О₂). Этим объясняется и расположение датчика в выпускном коллекторе непосредственно перед катализатором.

Для считывания сигнала с Лямбда датчика используется электронный блок управления системы впрыска топлива (ЭБУ), который отвечает за оптимизацию состава топливно-воздушной смеси, то уменьшая, то увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя.

Некоторые производители автомобилей пошли еще дальше, и начали устанавливать по два Лямбда датчика в выхлопной системе, перед катализатором и после него. Два датчика Лямбда устанавливали для того, чтобы увеличить точность приготовления горючей смеси и улучшить работу катализатора.

Принцип работы лямбда-зонда

Схема датчика кислорода лямбда зонда на основе диоксида циркония: 1 – твердый электролит; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – сигнальный контакт; 6 – выхлопная труба.

Наиболее качественное измерение выхлопных газов Лямбда датчиком обеспечивается при температуре 300-400 градусов Цельсия. При такой температуре Циркониевый электролит становиться более проводимым, вследствие чего на электродах датчика появляются выходное напряжение.

Поэтому при запуске и прогреве двигателя датчик не используется. На этих режимах работы двигателя контроль качества топливно-воздушной смеси осуществляют датчики положения дроссельной заслонки, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик количества оборотов коленчатого вала.

На схеме представлена зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при 500-800°С температуре датчика.

Для качественной работы датчика при низких температурах применяют принудительные нагревательные элементы.

Что будет если не работает датчик Лямбда?

Если не работает датчик лямбда зонд, тогда ЭБУ выбирает средние параметры работы, считывая данные с своей памяти. Параметры топливно-воздушной смеси будут разниться от идеальной.

К чему приведет поломка Лямбда датчика?

Поломка Лямбда датчика приведет к повышению расхода топлива, на холостом ходу двигатель будет работать неравномерно, в выхлопных газах будет содержаться повышенный уровень СО, упадет мощность двигателя, но автомобиль будет на ходу.

Самому проверить Лямбда датчик достаточно сложно, поэтому лучше проконсультироваться с специалистами.

Какой срок службы Лямбда датчика?

Срок службы Лямбда датчика зависит от качества заливаемого топлива. Бывает так, что достаточно нескольких заправок некачественным бензином и датчик приходит в негодность. Средний срок службы Лямбда датчика составляет от 40 до 80 тыс. км пробега.

6 признаков неисправности лямбда зонда — Статьи

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

Узнайте стоимость диагностики лямбда зонда онлайн за 3 минуты

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

Получить цены

Автомобильный рынок предлагает два основных вида лямбда зонда:

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

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

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

Признаки неисправности лямбда зонда

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

Почему ломается лямбда зонд? Причины могут быть следующими:

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

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

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

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

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

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

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

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

Как производится диагностика и замена лямбда зонда?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как работает Uremont?

01

Создаете заявку

с кратким описанием работ и желаемой датой ремонта. Потратите не более 3 минут

02

Получаете предложения

от специализированных автосервисов в личном кабинете

03

Сравниваете ответы

наиболее подходящие по стоимости, отзывам, местоположению и другим параметрам

04

Подтверждаете запись

а также все условия ремонта и можно смело ехать в автосервис

Попробуйте наш сервис по подбору СТО

Создание заявки абсолютно бесплатно и займет у вас не более 5 минут

Создать заявку

Лямбда-зонд и его важный вход в ЭБУ

В предыдущей статье мы обсуждали работу ЭБУ, где уже стало ясно, что лямбда-зонд предоставляет ЭБУ жизненно важную информацию. Было бы слишком далеко вдаваться во все подробности, чтобы обсудить, как эта часть работает и как она взаимодействует с ECU. В этой статье мы объясним точное взаимодействие двух компонентов!

Какой датчик?

Правильно, лямбда-зонд. Среди автомобильных техников эту деталь иногда называют лямбда-зондом, датчиком кислорода или датчиком кислорода. Это название подразумевает функцию этой части. Короче говоря, этот датчик измеряет количество кислорода в выхлопе. У голландской организации сектора мобильности BOVAG есть очень хорошее и краткое описание этой части:

«Лямбда-зонд — это датчик в выхлопе вашего автомобиля, который измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Если значение содержания кислорода меняется, система управления двигателем регулирует его автоматически. Таким образом, каталитический нейтрализатор работает оптимально, а выхлопные газы менее вредны для окружающей среды».

Сказав это, хорошо знать, что большинство современных автомобилей имеют два кислородных датчика. Один датчик измеряет газы, выходящие из двигателя, а второй датчик расположен за каталитическим нейтрализатором. Поскольку лямбда-зонд представляет собой полый керамический цилиндр, через него может проходить кислород. Датчик измеряет наличие кислорода и генерирует сигнал напряжения. Провода на датчике могут нагревать лямбда-зонд и передавать данные на ЭБУ. Основываясь на этих данных, ECU определяет, насколько обедненной (мало выхлопных газов и много кислорода) или богатой (много выхлопных газов и мало кислорода) воздушно-топливной смеси. Нагрев датчика кислорода также имеет важное значение: это позволяет датчику быстро реагировать на холодный двигатель, что приводит к лучшему и более экономичному сгоранию!
Теперь, когда мы это знаем, профессионалу может быть интересно узнать краткую историю этой детали:

История лямбда-зонда

Чтобы немного рассказать об истории лямбда-зонда, мы хотим вернуть вас назад во время. Чтобы быть точным, для этого нам нужно отправиться в 1976 год. Небольшое исследование показывает, что это был особенный год. 1976 год – это год, когда Queen выпустили «Богемскую рапсодию», родилась «Панненка пенальти», был основан бренд Apple и вошел в обиход легендарный Concorde. И взгляд на учебники истории показывает, что 1976 год был особенным для Швеции. Шведская группа ABBA выпустила Dancing Queen в том же году (мы приносим свои извинения за то, что песня застряла у вас в голове прямо сейчас…), Бьорн Борг пробился к победе в Уимблдоне, и, в довершение всего, Швеция представила лямбда-зонд. . Настоящий забавный факт для именинников!

Ну, вернемся к датчику О2. В результате более строгих экологических норм и правил выбросов, введенных в Соединенных Штатах, Volvo стала первой маркой, которая в 1976 году оснастила этой новой технологией модели 240 и 260. Volvo так гордилась этим нововведением, что даже Эмблема «Лямбда Зонд» на решетке радиатора нескольких автомобилей.

После успешного внедрения Volvo установила еще более тесное партнерство с Bosch, которая взяла на себя ответственность за производство цилиндрической детали. Вскоре в 1982 году последовали лямбда-зонды второго поколения. Большим преимуществом этого второго поколения было то, что этот датчик нагревался. За сорок лет, последовавших за появлением лямбда-зонда, компания Bosch произвела более 1 миллиарда таких деталей.

Что ЭБУ делает с информацией лямбда-зонда?

После этого заглянуть в учебники истории пора вернуться к работе лямбда-зонда. Приведенное ранее определение этого датчика содержит очень важный элемент, заслуживающий более подробного объяснения. Это относится к следующему предложению: «Если значение содержания кислорода меняется, система управления двигателем регулирует это автоматически».

Главный вопрос, конечно же, что и как регулирует система управления двигателем, или ЭБУ, исходя из содержания кислорода в выхлопных газах. Это основано на так называемом значении лямбда. ЭБУ постоянно сравнивает количество воздуха, которое измеряет кислородный датчик, с количеством впрыскиваемого топлива. Когда это значение падает ниже 1, в топливной смеси не хватает воздуха (богатая смесь). Если это значение выше 1, имеется избыток воздуха (бедная смесь). На основании этих данных блок управления двигателем принимает собственное решение. Самое очевидное решение для ЭБУ — это начать регулировать топливно-воздушную смесь так, чтобы пропорции совпадали. Этого можно добиться, например, регулировкой времени открытия форсунок. Однако, если значение отклоняется слишком сильно или если значение продолжает отклоняться после регулировки, загорится сигнальная лампа двигателя, и двигатель может перейти в аварийный режим.

Неисправный лямбда-зонд сильно влияет на работу ЭБУ

Теперь, когда разъяснено взаимодействие обоих компонентов, становится ясно, какое влияние эта деталь оказывает на работу ЭБУ. Поэтому неисправный лямбда-зонд необходимо быстро заменить. Продолжительное вождение с неисправным датчиком также может привести к повреждению каталитического нейтрализатора. Поскольку индикатор управления двигателем (индикатор MIR) часто загорается при неисправности лямбда-зонда, важно продолжить диагностику и выполнить различные тесты.

Проверка и измерение неисправных лямбда-зондов

Первый тест, который вы можете сделать, это увеличить число оборотов двигателя примерно до 1500–2000 об/мин. Важно как можно меньше двигать педалью акселератора. Если обороты нестабильны, у вас может быть первое указание на то, что лямбда-зонд может быть неисправен.

После того, как вы убедились в стабильных оборотах двигателя, вам необходимо взять омметр и измерить сопротивление нагревателя. Иногда для этого нужно снять тепловой экран с выпускного коллектора. Проведите это измерение при нормальной температуре двигателя (от 85 до 95°С) и воспользуйтесь электрической схемой. Верно ли значение? Затем приступайте к измерению сигнала. Правильно функционирующий кислородный датчик дает значение от 0,1 до 0,9 Вольт. Если это не так, можно сделать вывод, что лямбда-зонд стал причиной включения лампочки управления двигателем! Вам нужно почистить лямбда-зонд, или вы можете заменить датчик.

Опыт показывает, что лучше заменить лямбда-зонд на оригинал, а не выбирать неоригинальный датчик. Как только вы начнете искать «послепродажный лямбда-зонд» на различных автомобильных форумах, станет ясно, что мы подразумеваем под этим. Есть масса случаев, когда проблема не решается, а лампочка продолжает гореть.

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: датчики кислорода