Для чего нужен лямдазон в машине

 

Инжекторная система питания автомобиля является более экономичной и эффективной, чем карбюраторная. Достигается это за счет полного контроля за подачей топлива. Первые признаки неисправности лямбда-зонда или как проверить датчик кислорода - читайте в автомобильном журнале 2AUTO.su

Устройство измерителя и принцип действия

Внешне λ-зонд отдаленно напоминает свечу зажигания, только без керамического изолятора. На корпусе цилиндрической формы сделана резьба для вкручивания в выхлопную систему, а из верхней части выходят провода (от 1 до 4 в зависимости от конструкции). Внутри стального корпуса расположены такие детали:

  • гальванический элемент из керамики с твердым электролитическим составом;
  • на обе стороны гальванического элемента методом напыления нанесены электроды из платины;
  • камера с атмосферным воздухом;
  • контакты с заземляющим и основным проводом.

В конструкцию современных кислородных датчиков добавлен подогреватель, подключаемый к электросети в автомобиле двумя дополнительными проводами. Он разогревает электролит λ-зонда до 300–400 °С.

В датчиках О2 нового образца гальванический элемент изготовлен из диоксида циркония, чья проводимость зависит от температуры. Отсюда и необходимость в подогревателе. Старые датчики делались на основе двуокиси титана и действовали по другому принципу.

Теперь о том, как работает лямбда-зонд с циркониевым сердечником. Алгоритм следующий:

  1. При запуске двигателя измеритель не функционирует и участия в приготовлении смеси не принимает. Контроллер «знает», что холодному мотору нужна обогащенная смесь и готовит ее по сигналам датчиков положения коленвала и массового расхода воздуха.
  2. После выхода в рабочий режим включается подогреватель λ-зонда и циркониевый элемент начинает вырабатывать импульсы постоянного тока, воспринимаемые контроллером.
  3. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах напряжение датчика колеблется в диапазоне от 0,1 до 0,9 вольт. Напряжение падает – снижается уровень кислорода – блок управления подает меньше топлива (обедняет смесь). И наоборот, при усилении импульса контроллер переходит к обогащению.

Принцип работы лямбда-зонда с титановым элементом другой – он действует как терморезистор. Блок управления опрашивает измеритель несколько раз в секунду и фиксирует изменение сопротивления, на основании чего корректирует топливовоздушную смесь.

Что такое лямбда зонд в машине и для чего он нужен

Что такое лямбда зонд в машине и для чего он нужен Назначение лямбда-зонда — контроль уровня вредных примесей в выхлопных газах. Этот элемента позволяет поддерживать содержание углекислоты в пределах 0,2 – 0,3 %. Основная функция — подача электрического сигнала в электронный блок управления силового агрегата. Это единственное, на что влияет лямбда зонд, но роль датчика нельзя преуменьшать.

Установкой кислородных датчиков в выхлопной трубе нового автомобиля занимается производитель. В дальнейшем при эксплуатации машины рекомендуются визуальная проверка и компьютерное тестирование лямбда‐зонда не реже одного раза в год или после 10 — 15 тыс. км пробега. Если компонент будет поврежден или изношен, то придется его заменить. Если не получается замерить содержание кислорода, это может станет причиной поломки двигателя.

Для чего нужен лямбда зонд?

Для чего нужен лямбда зонд?

В ситуации поломки автомобиля знание принципа работы механизма не помешает никому. Во-первых, так механику будет сложнее одурачить владельца авто, приписывая к смете ненужные услуги. Во-вторых, водитель обладая знаниями технических особенностей деталей своего авто может сам поставить «диагноз», а возможно и устранить неполадку.

Так для чего же предназначен лямбда зонд? Он создает условия для работы каталитического нейтрализатора, который в свою очередь предназначен для фильтрации выхлопных газов. К слову, катализаторы обязаны своим широким распространением экологам и ярым борцам за чистоту окружающей среды. Именно катализаторы позволяют сделать выхлоп наименее вредным, а лямбда зонд осуществляет контроль за эффективной работой этого механизма.

Лямбда зонд унаследовал свое название от соответствующей буквы греческого алфавита. Также лямбдой принято называть величину количества кислорода в топливно-воздушной смеси, которая составляет 14,7 долей воздуха на 1 долю топлива. Обеспечить такую пропорциональность способен механизм электронного впрыска топлива с обратной связью с лямбда зондом.

%rtb-4%

Также предназначение лямбда зонда определяет его месторасположение – перед катализатором в выпускном коллекторе. Установленный на этом участке, лямбда зонд вычисляет объем излишек кислорода в топливно-воздушной смеси. При появлении дисбаланса прибор дает сигнал в блок управления впрыска. Но, порой одного датчика становится недостаточно, поэтому в последних моделях автомобилей все чаще предусмотрено два датчика кислорода, между которыми располагается катализатор. При такой конструкции контроля точность анализа выхлопа топлива увеличивается в разы.

В основе лямбда зонда гальванические элементы с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Поверх покрытия нанесен слой оксида иттрия и напыление из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электроды на поверхности механизма действуют по принципу забора выхлопа и воздуха из атмосферы. Лямбда зонд начинает работать только после того, как прогрев достигнет 300 градусов по Цельсию. Высокая температура приводит в действие циркониевый электролит, который пропускает сигнал об уровне выходного напряжения. При заведении непрогретого двигателя, датчики кислорода не работают, а их нагрузку при низкой температуре выполняют другие датчики двигателя.

Существуют также датчики, которые используют вместо циркония двуокись титана. Их принцип работы заключается в том, что они изменяют объемное сопротивление по количеству содержания кислорода в выхлопе. Большим минусом этого механизма является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут генерировать ЭДС. Однако, именно они включены в конфигурацию многих самых продаваемых моделей автомобилей.

Еще одной разновидностью датчиков являются механизмы с дополнительным подогревом. Такой принцип позволяет им быстрее активизироваться, а значит, результат показателей параметров получается более точный.

%rtb-4%

Диагностика датчика

Фото 2

Для определения работоспособности контроллера можно проверять следующие параметры:

  • величину напряжения в электроцепи подогрева, если регулятор оборудован обогревателем;
  • работоспособность нагревательного элемента внутри конструкции;
  • величину опорного напряжения;
  • сигнал, поступающий с устройства, но для этого потребуется осциллограф либо стрелочный вольтметр.

Для диагностики регулятора потребуется именно такой тип тестера, поскольку он оперативнее реагирует на смену показаний. Перед выполнением тестирования надо произвести визуальную проверку устройства. Требуется убедиться в отсутствии механических дефектов и повреждений электропроводки, подключенной к контроллеру.

Если лямбда-зонд покрыт сажей или другими веществами, диагностика не потребуется, поскольку регулятор уже необходимо менять.

Проверка напряжения в электроцепи обогрева

Тестирование выполняется с использованием цифрового либо стрелочного вольтметра, процедура производится так:

  1. Ключ устанавливается в замок, выполняется активация зажигания. На этом этапе важно не отключить колодку от контроллера. Это приведет к тому, что микропроцессорный модуль мотора определит это как ошибку. Соответствующая информация о неисправности лямбда-зонда будет занесена в память блока управления.
  2. Острые щупы тестера надо установить на контакты, подключенные к обогревательному элементу. Контроллер не отключается, выводами вольтметра именно протыкается колодка. Можно использовать разъем со стороны проводников.
  3. Значение напряжения на контактах должно соответствовать аналогичному параметру АКБ. Для легковых авто и внедорожников — 12 вольт и 24 — для микроавтобусов. Если двигатель не запущен, напряжение с микропроцессорного модуля может не идти на контроллер. Из-за этого потребуется запуск силового агрегата. Но в большинстве случаев достаточно просто активировать зажигание.

Положительный сигнал идет на нагревательный элемент напрямую через предохранительное устройство. А отрицательный импульс подается с микропроцессорного модуля управления мотором. Поэтому, если положительный сигнал отсутствует, надо произвести более детальную диагностику электроцепи на участке от батареи до предохранительного устройства и регулятора. В некоторых автомобилях этот проводник оснащается реле. Если отсутствует отрицательный сигнал, производится проверка проводки до микропроцессорного модуля, есть вероятность, что контакт «потерялся» в одном из штекеров.

Канал «Все по теме» рассказал о нескольких методах тестирования контроллера, в том числе о проверке напряжения.

Диагностика исправности нагревательного элемента

Для проверки этого устройства потребуется омметр, который надо заранее настроить в режим замера величины сопротивления.

Процесс диагностики выполняется так:

  1. От кислородного контроллера отключается колодка с проводами.
  2. Производится замер параметра сопротивления. Эту величину надо измерить между проводниками нагревательного устройства. Сюда устанавливаются щупы тестера.
  3. Значение сопротивления в зависимости от контроллера может быть разным. Как правило, этот параметр составляет от 2 до 10 Ом.

Если тестер не показал сопротивление вовсе, это говорит об обрыве внутри регулятора. Потребуется замена устройства.

Диагностика опорного напряжения кислородного регулятора

Для проверки этого параметра понадобится тестер (возможно использование мультиметра), настроенный в режим вольтметра.

Процесс диагностики:

  1. Ключ устанавливается в замок, выполняется активация зажигания.
  2. Производится замер величины напряжения, для этого щупы тестера надо подключить между сигнальным кабелем и массой.
  3. На большинстве транспортных средств полученный параметр должен составить около 0,45 В. Если значение отклоняется в большую или меньшую сторону более, чем на 0,2 вольта, надо детальнее проверять сигнальную цепь контроллера. Возможны проблемы в контакте устройства с массой.

Пользователь Игорь Белов рассказал о нескольких методах диагностики лямбда-зонда, в том числе проверке опорного напряжения.

Диагностика сигнала кислородного регулятора

Этот вариант тестирования считается наиболее сложным в плане реализации и самым ответственным. Для его выполнения потребуется осциллограф либо стрелочный вольтметр. При их отсутствии допускается использование специального прибора — мотор-тестера. Если имеется осциллограф, то необязательно использовать оборудование, допускается применение компьютерных программ. Но к ПК дополнительно необходимо подключить специальную приставку с щупами.

Процедура проверки выполняется так:

  1. Ключ устанавливается в замок, производится запуск силового агрегата. Двигатель необходимо прогреть до рабочей температуры. Кислородный регулятор не будет оптимально функционировать, пока не нагреется.
  2. Затем щупы диагностирующего прибора подключаются между сигнальным кабелем, а также проводником массы устройства.
  3. Путем нажатия на педаль газа обороты коленвала силового агрегата увеличиваются приблизительно до трех тысяч в минуту.
  4. После этого выполняется проверка показаний контроллера кислорода.

Сигнал с регулятора должен меняться в диапазоне от 0,1 до 0,9 вольт. Если диагностическое устройство точное и полученные значения составляют от 0,2 В до 0,7 В, то кислородный контроллер вышел из строя. Затем надо засечь, в течение какого времени параметры изменяются от большего значения к меньшему. За десять секунд лямбда-зонд должен поменять около 9-10 значений. Если процедура изменения осуществляется реже, то есть вероятность появления ошибки в плане медленного отклика устройства.

Разновидности лямбда-зондов

Фото 3

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

  • Циркониевые;
  • Титановые;
  • Широкополосные.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

  • Измерительной;
  • Насосной.

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

  • разгерметизация корпуса;
  • проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
  • перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
  • моральный износ;
  • неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
  • механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Источники

Использованные источники информации при написании статьи:

  • https://autochainik.ru/chto-takoe-lyambda-zond-v-mashine.html
  • https://ddcar.ru/blog/elektrika/lyambda-zond-kislorodnyy-datchik-kak-ustroen-i-za-chto-otvechaet
  • https://autoshas.ru/dlya-chego-nuzhen-lyambda-zond-v-avtomobile.html/comment-page-1
  • https://autodvig.com/diagnostics/lyambda-zond-64914/
  • https://carnovato.ru/kak-proverit-lyambda-zond/
  • http://2auto.su/article/tuning/pervye-priznaki-neispravnosti-lyambda-zonda-ili-kak-proverit-datchik-kisloroda/
0 из 5. Оценок: 0.

Комментарии (0)

Поделитесь своим мнением о статье.

Ещё никто не оставил комментария, вы будете первым.


Написать комментарий