Что такое датчик лямбда зонд. Лямбда-зонд на страже соблюдения экологических норм: обзор и чистка кислородного датчика

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.

Количество выбросов вредоносных веществ в атмосферу регулируются жесткими экологическими нормами большинства стран мира, включая РФ. Чтобы снизить уровень пагубных испарений были созданы каталитические нейтрализаторы (или как их еще называют катализаторы). Эти устройства снижают объем вредных веществ, которые попадают в воздух вместе с выхлопными газами, образующимися в процессе работы ДВС.

Несомненно, катализаторы являются необходимыми узлами автомобиля, однако эффективность их работы обусловлена определенными условиями. В процессе работы нейтрализатора необходимо контролировать состав топливно-воздушной смеси, иначе полезный элемент перестанет выполнять свои функции. Чтобы устройство работало как можно дольше используются специальные датчики кислорода, также известные как кислородные датчики, датчики концентрации О 2 или лямбда-зонды (ЛЗ).

Что такое лямбда-зонд

Если говорить о том, за что отвечает лямбда-зонд, то проще всего охарактеризовать его как прибор, определяющий уровень кислорода, который содержится в отработанных газах.

Дело в том, недостаточный объем воздуха в топливной системе (λ > 1 - бедная смесь) обычно приводит к тому, что углеводороды и образовывающийся угарный газ не будут полностью окисляться. Если же кислорода будет, наоборот слишком много в этой смеси (λ < 1 - богатая смесь), то оксиды азота не будут разлагаться на кислород и азот. Поэтому наличие ЛЗ в любой системе просто необходимо.

Если рассматривать, что такое лямбда-зонд в автомобиле, исходя из его конструкции, то датчик кислорода состоит из следующих элементов:

• Керамического наконечника (обычно изготавливается на основе двуокиси циркония), оснащенного защитными экранами, а также отверстиями для забора выхлопных газов и атмосферного воздуха. Именно эти экраны являются рабочими элементами ЛЗ.
• Теплопроводящих нагревательных элементов, которые находятся внутри керамических наконечников.
• Токосъемников электрического сигнала, расположенных в средней части кислородных датчиков.

Все эти составляющие (кроме чувствительных частей наконечников) закрыты металлическим корпусом с резьбой, благодаря которой деталь фиксируется на корпусе приемной трубы.

Принцип работы лямбда-зондов

Кислородные датчики оснащены проводкой, один конец которой подключается к бортовой системе автомобиля, что позволяет «запрашивать» данные у ЛЗ о состоянии топливной смеси раз в 2 секунды. При повышении оборотов частота обновления увеличивается.

По сути ЛЗ функционирует также как гальванический элемент. После установки в выпускном коллекторе датчик разогревается до 400 градусов под влиянием потоков выхлопных газов, идущих из двигателя. В таком состоянии циркониевый наконечник «активируется» и начинает «дышать» одной своей стороной наружным воздухом, а другой - выхлопными газами. Как только один из электродов фиксирует изменение количества кислорода, на управляющую систему машины передается соответствующий сигнал.

Полученная информация об объеме кислорода в смеси анализируется системой управления, которая позволяет поддерживать оптимальное (стехиометрическое) соотношение воздуха и топлива в камерах сгорания автомобиля.

Полезно! Стехиометрическое соотношение кислорода по отношению к топливу должно составлять порядка 14,7:1.

Чтобы обеспечить более точную регулировку данных используется второй датчик, который размещается за катализатором. Однако количество лямбда-зондов может быть и больше.

Как определить, сколько датчиков кислорода установлено в автомобиле

Чтобы выяснить, сколько лямбда-зондов находится в вашем автомобиле, можно обратиться в автосервис, где вам выдадут распечатку с данными о диагностике ЛЗ (обычно это снимок днища машины с выделенными датчиками). Однако можно сэкономить и найти их самостоятельно.

В первую очередь необходимо выяснить в каком году был изготовлен автомобиль. Если вы являетесь владельцем АТС, произведенного до 2000 года, то, скорее всего, в нем установлен только 1 ЛЗ. В более современных машинах, выпущенных после «нулевых» обычно находится 2 или 4 датчика.

Чтобы определить их количество еще точнее необходимо уточнить объем двигателя. Если он составляет:

• меньше 2 литров, то в машине вы найдете 2 ЛЗ (один будет расположен в подкапотном пространстве, где вы легко его заметите, а второй - под днищем авто);
• больше 2 литров, то в авто будет 4 датчика (2 верхних, расположенных в подкапотном пространстве и 2 нижних - под днищем машины).

Найти верхние датчики довольно просто (именно их чаще всего меняют), для этого:

• Откройте капот авто.
• По центру подкапотного пространства под пластиковой крышкой с наименованием марки машины вы найдите мотор авто.
• Осмотрите пространство вокруг двигателя и найдите массивные трубы (выпускной коллектор), которые одной стороной примыкают к мотору, а другой уходят вглубь.
• На выпускном коллекторе найдите небольшую деталь цилиндрической формы, длина которой будет порядка 5-7 сантиметров. Это и будет лямбда-зонд (или несколько, в этом случае один датчик будет расположен справа, а другой - слева).

Стоит отметить, что информация о том, для чего нужен лямбда-зонд и где он расположен, интересует автовладельцев далеко не из-за праздного интереса. Дело в том, что согласно сервисным книжкам разных автомобилей эти элементы нужно менять после определенного пробега. Обычно замене подлежат ЛЗ поработавшие более 80 тысяч километров, однако, исходя из практики, датчики способны выдерживать нагрузки вдвое больше, если вы будете придерживаться нескольким рекомендациям.

Как продлить срок службы лямбда-зондов и когда его менять

Зная, на что влияет лямбда-зонд, довольно просто определить неисправность этого элемента. Например, если вы заметили, что:

• на холостых оборотах или на малом газу мотор неустойчиво работает или вовсе глохнет;
• расход топлива значительно увеличился;
• динамические характеристики авто резко ухудшились;
• после выключения двигателя появилось своеобразное потрескивание в области катализатора, сопровождающееся неприятным запахом сероводорода (или как говорится в простонародье «тухлых яиц»);

то, скорее всего, пришло время менять ЛЗ и продлить «жизнь» этому элементу не получится. Однако, если все системы работают исправно то увеличить срок службы датчика можно если:

• Использовать только качественный бензин, рекомендованный для вашего автомобиля.
• Выбирать проверенные жидкости с присадками, сопровождающиеся сертификатами соответствия.
• Никогда не использовать герметики для фиксации датчиков (особенно это касается силиконовых составов).
• Не запускать двигатель многократно за короткий отрезок времени.
• При проверке работоспособности цилиндров, не отключать свечи зажигания.
• Не перегревать выхлопную систему машины (кислородные датчики способны выдерживать только до 950 градусов).
• Не использовать для обработки наконечников датчиков химически активные составы.
• Следить, чтобы место соединения датчика и трубы оставалось герметичным.

Придерживаясь этим советам, вы сможете дольше эксплуатировать ЛЗ на своем автомобиле.

В заключении

Не стоит пренебрегать таким, казалось бы, простым с точки зрения конструкции элементом, как лямбда-зонд, так как он играет не последнюю роль в функционировании основных систем машины. Стоимость нового ЛЗ составляет порядка 1 500 - 2 000 рублей, поэтому вы сможете сэкономить на его замене, если будете эксплуатировать автомобиль, учитывая рекомендации специалистов и своевременно производить диагностику.

Лямбда-зонд отвечает за качество, а также пропорции топлива и воздуха при создании воздушной смеси. От работы этого устройства зависит корректное функционирование автомобильного мотора.

[ Скрыть ]

Для чего нужен кислородный датчик в автомобиле?

Данный контроллер в авто — такое устройство сопротивления, которое предназначено для определения объема оставшегося кислорода в отработанных газах. В соответствии с сигналами, которые отправляются датчиком, микропроцессорный модуль силового агрегата оценивает, на каком типе горючей смеси работает мотор. Он может быть нормальным, обедненными либо обогащенным. С учетом полученных показаний и необходимого режима функционирования, блок управления выполняет корректировку объема горючего, которое подается в цилиндры двигателя.

В ходе прогрева силового агрегата импульсы, которые отправляет лямбда-зонд, игнорируются микропроцессорным модулем. Это происходит до момента, пока температура мотора машины не увеличится до необходимой. Контроллеры применяются для дополнительной регулировки состава горючей смеси, а также контроля исправности работы каталитического нейтрализатора.

Канал «Kanistra» подробно рассказал о необходимости использовании кислородного контроллера в автомобиле.

Что будет, если отключить датчик?

Игнорировать работу датчика кислорода возможно, но выполнять его отключение нежелательно, поскольку из-за этого ЭБУ запустит автономный режим подачи горючей смеси. Это станет причиной большего расхода бензина, а в отработавших газах возрастет объем токсических элементов.

Помимо этого, возникнут такие проблемы:

1. На электродах свечей зажигания появится черный нагар. Из-за этого ухудшится запуск силового агрегата, в частности, при первом старте после стоянки. Горючая смесь будет хуже воспламеняться, а также уменьшится зазор свечи.
2. На клапанах появится нагар. Из-за этого снизится продуваемость всасывающих, а также выхлопных магистралей головки блока цилиндров. Постепенно забьются впускное и выпускное коллекторные устройства, что приведет к падению величины мощности транспортного средства.
3. Начнет образовываться нагар на катализаторе. Со временем это станет причиной его расплавления. В результате силовой агрегат будет останавливаться сразу после старта.
4. Образуется нагар на поршнях. В конечном счете это приведет к необходимости осуществления капитального ремонта.

Об отключении контроллера без последствий рассказал канал «Жизнь в гараже».

Где находится лямбда-зонд?

Чтобы понять, где находится этот элемент на авто, надо знать год выпуска транспортного средства. В машинах, произведенных до 2000 года, в большинстве случаев используется один контроллер кислорода, но их может быть и два, расположенных в разных местах. Во всех транспортных средствах, выпущенных после 2000 года, имеется от двух до четырех кислородных регуляторов. В плане конструкции они не имеют между собой отличий, но могут выполнять различные функции.

Количество кислородных контроллеров в автомобиле зависит от объема силового агрегата. Если этот параметр составляет менее двух литров, то в машине установлено для датчика — один верхний, другой нижний. Первый можно найти в моторном отсеке, он легко заменяем, а второй располагается под днищем машины.

Для определения места установки первого регулятора надо сделать следующее:

1. Открывается моторный отсек транспортного средства.
2. Находится сам силовой агрегат, он располагается в центре подкапотного пространства и на более современных авто скрыт пластмассовой крышкой. На ней должна указываться марка авто. Если крышка закрывает не только силовой агрегат, но и весь моторный отсек, ее надо демонтировать.
3. Производится визуальный осмотр пространства вокруг мотора машины. Необходимо определить металлические магистрали, которые идут к двигателю от пространства в глубине отсека. Это и есть впускной коллектор. По данным магистралям из силового агрегата отводятся выхлопные газы. Коллекторное устройство может закрываться специальным теплозащитным экраном, выполненным из металлизированного материала, при его наличии придется произвести демонтаж защиты.
4. Производится визуальная диагностика узла. На нем должна располагаться деталь, выполненная в цилиндрическом корпусе длиной около 5-7 см. Одна часть данного устройства установлена в коллекторный узел, а к другой подсоединен толстый кабель, это кислородный контроллер.
5. Если эти действия не помогли обнаружить датчик, то надо проследить за магистралью, которая идет от выпускного коллектора. Контроллер должен располагаться на ней.

Устройство и принцип работы лямбда-зонда

Элементы, из которых состоит универсальный регулятор, расположенный перед катализатором либо после него:

1. Корпус кислородного датчика. Регулятор комплектуется устройством, выполненным из металла и оборудованным нарезной резьбой, которая позволяет его установить.
2. Изолятор, сделанный из керамики.
3. Уплотнительный элемент, обеспечивающий герметизацию устройства при монтаже.
4. Наконечник устройства, выполненный из керамики.
5. Кабели с манжетами, обеспечивающими качественное уплотнение.
6. Для эффективной вентиляции контроллера используется специальный корпус, оборудованный дополнительным отверстием.
7. Контактный элемент, по нему проходит напряжение.
8. Дополнительный защитный щиток. Он оборудуется отверстием, которое требуется для выпуска отработавших газов.
9. Универсальный лямбда-зонд может оборудоваться спиралью, которая монтируется в отдельном резервуаре.

Канал «Chevrolet Aveo» рассказал об устройстве контроллера.

Основная особенность кислородного регулятора заключается в том, что для производства устройства применяется термостойкая база. Использование подобных материалов дает возможность работать контроллеру в системах, где присутствуют повышенные температуры. В зависимости от датчика к нему может подключаться разъем с количеством проводников, составляющих от одного до четырех.

Регулятор концентрации объема кислорода — это элемент обратной связи, который функционирует так:

1. Два электрода, наружный и внутренний. На первом есть платиновое напыление, имеющее высокую чувствительность по отношению к содержанию кислорода.
2. Внутренний контроллер выполнен из циркониевого сплава. Его электрод функционирует под воздействием отработавших газов, а внешний предназначен для контакта с атмосферным воздухом.
3. Когда внутренний контроллер разогревается, в его керамической основе появляется разница потенциалов. Это способствует образованию электрического напряжения.
4. В соответствии с этим параметром определяется объем кислорода в отработавших газах.

Распиновка

Схема контактов лямбда-зонда

Рассмотрен пример обозначения проводов на кислородном устройстве от ВАЗ 2110, оснащенном четырьмя контактами:

1. Кабель в черной оболочке является сигнальным выходом. Он подсоединяется к микропроцессорному блоку. ЭБУ используется для считывания и обработки поступающих импульсов об объеме кислорода, содержащегося в выхлопных газах.
2. Два контакта белого цвета используются для подключения к обогревательному компоненту, расположенному в контроллере. При подсоединении неважно, куда подключать конкретный кабель — к положительному или отрицательному выходу.
3. Четвертый проводник устройства выполнен в серой оболочке. Это масса или заземление.

Виды лямбда-зондов

Типы кислородных контроллеров различаются между собой по следующим параметрам:

• конструкции и устройству;
• методу крепления на трубе;
• параметру ширины измерения лямбды.

Узкополосные

Такие устройства считаются двухуровневыми и являются самыми простыми в плане конструкции. Узкополосные регуляторы, по сути, это генераторы волнообразных импульсов. Такой датчик представляет собой простой гальванический компонент, но вместо электролита здесь используются керамические соты. Они свободно пронизывают ионы кислорода, а чтобы сделать их проводимыми, необходим обогрев до температуры около 400 градусов. Основная особенность узкополосного регулятора состоит в том, что он может монтироваться перед нейтрализаторным устройством либо после него.

Титановые

Для наконечника кислородного регулятора керамическая часть может быть выполнена из оксида циркония либо титана. Принцип работы данного типа устройств немного отличается от универсальных. Регулятор производит замер не величины напряжения, а параметра электрического сопротивления кислорода на выхлопе. Чем выше будет концентрация кислорода, то есть горючая смесь обедненная, тем меньше рабочая величина. Сопротивление увеличивается при снижении кислородного объема.

На изменения, которые происходят в составе выхлопа, титановые устройства реагируют оперативнее. Они характеризуются более высоким ресурсом эксплуатации и выдачей точных показаний. По сравнению с циркониевыми устройствами их стоимость более высокая. Первые хоть и уступают титановым в плане точности и срока службы, но спрос на них более высокий.

Широкополосные

Конструкция такого устройства более сложная. Основная особенность кислородного регулятора заключается в том, что он может изменять образование смеси для каждого отдельного цилиндра силового агрегата. На изменение происходящих внутри двигателя процессов датчик реагирует мгновенно. В целом это положительно отражается на функционировании мотора и способствует снижению объема вредных элементов в отработанных газах. Широкополосные типа устройств используются в качестве входных контроллеров каталитического нейтрализаторного устройства.

Сергей Л подробно рассказал об одном из популярных фирменных лямбда-зондов широкополосного типа.

Без нагревателя

Устройства, в которых нет обогревателя, считаются наиболее ранним типом. Если по конструкции регулятор относится к однопроводным, то в нем имеется один сигнальный кабель. В двухпроводных используется общий проводник и он подключается к заземлению со стороны электрики машины.

Контроллеры, не оборудованные нагревателем, устанавливаются в близости к выхлопным отверстиям силового агрегата. Такое место монтажа считается не самым оптимальным для выполнения замеров, поэтому сигналы, отправляющиеся с датчика, могут быть неточными. Основной минус устройства заключается в том, что для достижения необходимой температуры, когда он будет работать более точно, ему потребуется время.

С нагревателем

Кислородные контроллеры с обогревательным элементом бывают трех- и четырехполосными. Их использование дает возможность быстрее достичь необходимой температуры, что обеспечит корректную работу регулятора. Сам нагреватель выполнен в виде внутреннего резистора, который прогревается, когда через него проходит ток.

Такие устройства могут устанавливаться на системе выхлопа ниже по потоку отработанных газов. Они функционируют в более щадящем режиме в плане температуры, если сравнивать с датчиками без нагревателей. Все современные устройства, имеющиеся в продаже, обязательно оборудуются обогревательными элементами. Но время прогрева может отличаться в зависимости от модели.

Универсальные

Монтаж такого типа регуляторов допускается на любой тип транспортного средства, но при подборе важно правильно определить вид ДВС. Иногда для установки требуется внести изменения в электропроводку машины и колодку подключения контроллера. Универсальные датчики хоть и называются так, то тип силового агрегата очень важен, иначе мотор может функционировать некорректно.

Об установке такого типа лямбда-зондов рассказал пользователь Denis Marian.

С быстрым разогревом

Такие устройства еще называются кислородными регуляторами типа FLO либо UFLO. В основе конструкции контроллера применяется низкоомное высокотемпературное нагревательное устройство, позволяющее снизить время прогрева. Для достижения необходимого уровня температуры регулятору может потребоваться менее двадцати секунд. Вредные вещества, находящиеся в составе отработавших газов, наиболее опасны при запуске силового агрегата «на холодную». Поэтому устройства с быстрым нагревом позволяют снизить уровень загрязнения в момент первоначального запуска ДВС.

Причины и признаки неисправности датчика

Работа контроллера может быть нарушена из-за таких причин:

1. Использование некачественного либо этилированного топлива. В частности, для любого двигателя опасно горючее с высоким содержанием свинца.
2. Ошибки, допущенные автовладельцем. При установке кислородного контроллера мог использоваться нетермостойкий герметичный клей. Либо средство, в составе которого используется силикон.
3. Перегрев кислородного регулятора. Причин такой проблемы может быть множество. К основным относятся неверно выставленный момент опережения зажигания и обогащение горючей смеси. Иногда устройство перегревается в результате сбоев в работе системы зажигания.
4. Неудачные и многократные попытки старта силового агрегата. Из-за этого в выхлопную систему попадает большой объем горючего. Есть вероятность воспламенения смеси с детонацией.
5. Отсутствие герметичности в системе выхлопа.
6. Износ маслосъемных колпачков. Это приводит к попаданию моторной жидкости в систему выхлопа.
7. Проблемы с контактом в выходной электроцепи кислородного регулятора. Неисправность может заключаться в обрыве либо замыкании на массу. Возможен плохой контакт устройства с бортовой сетью машины.
8. Попадание охлаждающего вещества в систему выхлопа.
9. Нарушение герметизации корпуса кислородного регулятора.
10. Неверное либо нестабильное питание в электросети машины. В частности, речь идет об участке цепи от кислородного датчика к микропроцессорному блоку управления двигателем.

Подробнее о причинах неисправностей лямбда-зондов рассказал канал «Интернет магазин автозапчастей».

О выходе из строя регулятора могут сообщить следующие признаки:

1. Транспортное средство при езде по ровной дороге без причины начинает двигаться рывками.
2. Значительно повысилось потребление топлива двигателем.
3. Автомобиль плохо едет, практически не набирает скорость. При нажатии на педаль газа ощущаются «провалы», мощность силового агрегата не увеличивается.
4. Двигатель машины функционирует неустойчиво при работе на холостых оборотах.
5. Когда силовой агрегат остановлен, из-под капота доносится треск. Нехарактерный для нормальной работы двигателя звук можно услышать в районе установки кислородного датчика.
6. Корпус регулятора покраснел, это можно оценить визуально. Такая проблема говорит о перегреве устройства.

Диагностика датчика

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.

Как устранить неисправности лямбда-зонда

Если проблемы в работе кислородного контроллера не связаны с самим регулятором, но его работу можно попытаться восстановить:

1. Производится диагностика проводов на участке от датчика к микропроцессорному блоку. Если имеется обрыв или повреждение изоляции, кабель надо менять. Процедура замены выполняется с помощью перепайки. Место спайки необходимо обмотать изолентой либо установить в специальную термоусадочную трубку.
2. Выполняется очистка контактных элементов на разъеме цепи, к которой подключен датчик. Проблема может заключаться в их загрязнении, из-за этого устройство будет передавать некорректные сигналы. Процедура очистки выполняется путем продувки разъема или использованием специальной железной щетки.
3. Если контактные элементы повреждены, то саму колодку надо перепаять. Для этого на разборке авто ищется б/у датчик, от него отрезается разъем. Можно найти штекер в автомагазине. Процедура пайки выполняется посредством разрезания кабеля с колодкой и установкой нового разъема.

Пользователь Олег Донской рассказал о выполнении ремонта лямбда-зонда в гаражных условиях.

Чистка датчика кислорода

Есть два варианта почистить контроллер. Независимо от метода, перед выполнением процедуры устройство надо демонтировать из посадочного места. Для этого используется специальный съемник либо гаечный ключ соответствующего размера.

Первый способ

Данный вариант не является наиболее простым и быстрым, поскольку потребителю необходимо получить доступ к керамической составляющей регулятора. А эта основа расположена за защитным стальным колпачком, который демонтировать самостоятельно бывает проблематично. Для выполнения задачи придется использовать ножовку по металлу, но действовать надо аккуратно, чтобы не повредить поверхность. Поэтому более целесообразно использовать токарный станок — с его помощью у основания регулятора можно срезать колпачок рядом с резьбой, используя резцу.

При отсутствии соответствующего оборудования допускается воспользоваться напильником. Полностью демонтировать колпачок таким инструментом не выйдет, но можно сделать небольшие отверстия длиной около 5 мм. Когда будет обеспечен доступ к основанию кислородного регулятора, можно чистить устройство, для выполнения задачи потребуется ортофосфорная кислота.

Процесс очистки:

1. Берется около 100 мл очистительного средства. При отсутствии ортофосфорной кислоты можно использовать флюс для пайки либо преобразователь ржавчины.
2. Средство очистки наливается в стеклянную емкость, для этого можно использовать обычную банку либо рюмку. В нее опускается сердечник кислородного датчика. Полностью класть регулятор в емкость нельзя.
3. Через 15-20 минут выполняется промывка основания контроллера с помощью дистиллированной воды. Затем датчик необходимо полностью высушить.
4. Процедура прочистки может повторяться несколько раз, пока налет не исчезнет с металлического основания сердечника. Если удалить загрязнения не получилось, то воздействие очистительного средства можно усилить, используя кисть, которой необходимо обрабатывать и прочищать основание.
5. Если ранее удалось демонтировать защитный колпачок, то вместо кисти допускается применение зубной щетки. Когда процедура завершена, регулятор промывается и высушивается. Вернуть колпачок на место можно, используя аргонную сварку.

Демонтаж устройства из посадочного места Снятие защитного колпачка с датчика кислорода Обработка контроллера ортофосфорной кислотой для очистки

При реализации этого метода надо учитывать нюансы:

1. Ортофосфорная кислота представляет собой агрессивное и химически опасное средство. При работе с ней необходимо соблюдать все правила техники безопасности. Нельзя допустить ее попадания на слизистые оболочки или внутрь организма.
2. Если кислородный контроллер сильно загрязнен, то 20 минут для его качественной прочистки будет недостаточно. Поэтому нужно подождать несколько часов, пока датчик лежит в емкости с кислотой. В запущенных случаях воздействие очистительного средства можно увеличить до 8 ч.
3. Чтобы убедиться в том, что процедура ремонта была выполнена правильно, может понадобиться определенное время. Это позволит автовладельцу оценить качество работы транспортного средства и произвести замер расхода горючего. Если на приборной панели после очистки продолжает гореть индикатор «Чек Энджин», это говорит о том, что восстановить работу регулятора не получилось.
4. В случае когда кислородный контроллер оборудован защитным колпачком с двойной оболочкой, сделать отверстия с помощью напильника не выйдет. Оптимальным вариантом будет прочистка сердечника путем его замачивания в кислоте с защитным компонентом.

Второй способ

Для реализации этого метода понадобится то же очистительное средство. Процедура восстановления будет выполняться с использованием газовой плиты либо горелки. В первом случае рекомендуется использование самой маленькой конфорки, этот вариант более удобный. С нее необходимо заранее демонтировать крышку, после чего перевернуть ее и положить, сместив в сторону и установив так, чтобы она закрывала газовую трубу от попадания кислоты внутрь.

Затем огонь зажигается, сердечник лямбда-зонда обрабатывается кислотой, а потом разогревается на конфорке. После того как кислота начнет брызгать и кипеть, на поверхности устройства появится сине-зеленая соль. Необходимо дождаться, пока очистительное средство полностью не выкипит, а затем обмыть регулятор дистиллированной водой. После этого процедура обработки кислотой и прогрева повторяется еще несколько раз до момента, пока датчик не заблестит. Прежде чем устанавливать на место резьбу, ее рекомендуется смазать графитовым средством. Затем регулятор ставится на место.

Как обойти лямбда-зонд?

Для обхода кислородного регулятора можно использовать обманку — механическую либо электронную. В первом случае речь идет об установке так называемой проставки или втулки вместо катализаторного устройства. Этот элемент монтируется между самим контроллером и выхлопной трубой. Размеры устройства должны быть определенными и соответствовать конкретной марке авто. Для более качественной работы важно, чтобы втулка была изготовлена из теплоустойчивой стали либо бронзы.

В самой проставке необходимо сделать отверстие сверлом на 2 мм, через него отработанные газы будут проходить в обманку. Во втулку ставится керамическая крошка, ее надо заранее обработать каталитическим спреем. Химическое воздействие выхлопных газов с этим материалом приведет к окислению, соответственно, будет снижена концентрация вредоносных элементов на выходе. В итоге это станет причиной того, что информация с двух контроллеров будет разной, а микропроцессорный модуль воспримет это как штатную работу катализаторного устройства.

Пример схемы для создания механической обманки лямбды

Для монтажа обманки выполняются следующие действия:

1. Автомобиль загоняется в гараж с ямой либо на эстакаду.
2. От АКБ отключается клеммный зажим.
3. Производится демонтаж кислородного контроллера.
4. Устанавливается проставка, подключается аккумуляторная клемма.
5. Производится запуск мотора. Если микропроцессорный модуль выдает ошибку, процедура демонтажа и установки повторяется.

Этот тип обманки самый экономичный, он оптимально подойдет для использования в любом типе авто. Реализация электронных обманок более сложная.

Чтобы соорудить такое устройство, потребуются следующие детали:

• неполярный конденсаторный элемент К10-17Б, емкость устройства должна составить 1 мкФ;
• резисторный элемент С1-4, он должен быть рассчитан на 0,25 Вт, 5%;
• паяльник с припоем и канифолью;
• изолента;
• канцелярский нож.

Монтаж обманки производится на проводники, идущие от контроллера к колодке. Сам разъем в некоторых моделях авто может располагаться в тоннеле между креслами водителя и пассажиром. Его место установки может быть в подкапотном отсеке или под центральной консолью, этот момент надо уточнить. Конденсаторное устройство рекомендуется монтировать сразу от коннектора перед резисторным элементом. Прежде чем выполнять задачу, необходимо отсоединить отрицательную клемму от АКБ.

Схема электронной обманки для кислородного регулятора

После осуществления подключений все компоненты надо качественно заизолировать. Оптимальнее всего установить всю схему в пластмассовый корпус и эффективно закрыть коробку, для этого залить эпоксидной смолой. Соединение проводников рекомендуется сделать там, где гофра отключается. Затем закрыть место изоляции.

Также допускается использование специальных приборов — эмуляторов. Но это не обманка. Такое устройство позволит обеспечить качественную работу микропроцессорного модуля, но не обойти его. Блок управления, установленный внутри эмулятора, позволит оценить качество отработавших газов и проанализировать работу первого контроллера. Затем устройство формирует импульс, соответствующий сигналу со второго контроллера.

Для решения проблемы можно перепрошить микропроцессорный модуль. Принцип заключается в том, что после выполнения задачи управляющий блок не станет учитывать импульсы от контроллера за катализаторным устройством. Модуль будет ориентироваться на сигналы регулятора, расположенного перед ним. Проблема состоит в том, что найти заводскую прошивку почти невозможно.

Используются показания лямбда-зонда для корректировки качества и количества топливной смеси в инжекторных системах. Карбюраторные не оснащаются такими приборами, так как в них отсутствует электронное управление - топливо поступает в камеры сгорания под действием разрежения. Справедливости ради стоит отметить, что датчик выхлопа не устанавливается на некоторые модификации инжекторных моторов. Но это очень старые машины, которые не соответствуют стандартам Евро.

Особенности систем управления

Инжекторные моторы считаются на сегодняшний день самыми экономичными и эффективными. Но это если сравнивать с карбюраторными двигателями. Достичь высоких показателей получается за счет того, что осуществляется полный контроль за тем, как подается топливо и воздух в камеры сгорания. Для этого устанавливается на двигателе и системе впуска несколько датчиков. С их помощью происходит проверка всех параметров работы силового агрегата. Далее данные поступают к электронному блоку управления с микроконтроллером. Он позволяет анализировать все данные, чтобы по ним скорректировать работу системы.

И нужно отметить, что устанавливаются датчики не только во впускном тракте, но и в выпускном. Правда, там всего один прибор - датчик, измеряющий содержание кислорода в выхлопных газах. От его работы зависит то, сколько воздуха будет подано в цилиндры. Следовательно, произойдет изменение состава топливо-воздушной смеси.

Конструкция датчика

А теперь давайте подробнее рассмотрим лямбда-зонд, что это такое и каков его состав. Конструкция прибора состоит из таких компонентов:

1. Корпус из металла, имеет резьбу и шестигранник (для выкручивания ключом).
2. Кольцо для уплотнения.
3. Токосъемник - для замера сигнала.
4. Изолятор из керамики.
5. Соединительные провода.
6. Уплотнительная манжета для проводов.
7. Контакт для подачи напряжения питания к нагревательному элементу.
8. Внешний экран защиты. В нем же имеется небольшое отверстие для поступления воздуха из атмосферы.
9. Чувствительная часть датчика.
10. Наконечник из керамики.
11. Экран для защиты. В нем присутствует отверстие, в которое поступает отработавший газ.

Из того, какое назначение у прибора, можно понять, где находится лямбда-зонд в автомобиле. В некоторых системах предусмотрено два датчика - они ставятся до и после катколлектора. Некоторые же оснащаются всего одним прибором.

Для чего нужен прибор?

В задачи устройства входит оценка количества кислорода, не сгоревшего во время работы двигателя. Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. По сути, нет прибора, который смог бы измерить количество кислорода. И показания лямбда-зонда указывают не на то, сколько кислорода в выпускном тракте, а на то, какая разница между напряжением на «эталонной» части и активной (расположенной в выпускном тракте).

Эффективнее всего топливовоздушная смесь будет сгорать только при условии, что соотношение двух главных компонентов (воздуха и бензина) будет всегда одинаково. На сгорание одного литра бензина потребуется объем воздуха 14,7 л. Смесь называется обедненной, если количество воздуха больше, чем необходимо, а бензина - меньше. И смесь считается обогащенной, если бензина больше, а воздуха меньше. Любое из таких состояний влияет на расход бензина, приемистость автомобиля, мощность мотора.

Режимы работы двигателя

Так как двигатель не работает в одном установившемся режиме, нагрузки постоянно меняются, поэтому пропорция соблюдается далеко не всегда. Для контроля количества воздуха в дроссельную заслонку устанавливается лямбда-зонд.

Только по показаниям лямбда-зонда электронный микропроцессорный блок управления оценивает состав топливовоздушной смеси. Если качество не соответствует норме, то производится корректировка, подается смесь, более подходящая для конкретного режима работы двигателя. Для этого на форсунки подается сигнал для увеличения или уменьшения времени их открытия. По сути, количество подаваемого в камеры сгорания топлива зависит полностью от того, как долго будут открыты электроклапаны форсунок.

Основные элементы датчика

Конструктивно датчик О2 состоит из таких компонентов:

1. Платиновый наружный электрод, который контактирует с отработавшими газами.
2. Корпуса.
3. Внутреннего платинового электрода, который контактирует с атмосферным воздухом (он принимается за эталон).
4. Защитной трубы.

Платина - это достаточно чувствительный металл, который может реагировать на любые изменения состава воздуха. Кстати, нужно отметить, что датчик не измеряет напрямую количество кислорода в выпускном тракте. А какие протекают процессы при работе - узнаете далее.

Как работает датчик

Если присмотреться внимательно, то принцип работы лямбда-зонда не очень сложный. Вот только реализовать процесс, чтобы на выходе появились данные о составе выхлопных газов, очень сложно. Начать нужно с того, что датчику необходимо наличие эталонного воздуха - это требуется для «понимания» того, что появились какие-то изменения в составе газа. Именно по этой причине один датчик состоит, по сути, из двух - один измеряет состав воздуха в атмосфере, а другой в выпускном тракте.

Благодаря такой несложной системе датчик «чувствует» разницу соотношения кислорода. Но для того чтобы управлять работой двигателя, необходимо на ЭБУ подавать электрические сигналы. Конструкция датчика состоит из электродов и твердых электролитов, поэтому при воздействии на них возникает реакция. Можно даже сравнить лямбда зонд (что это, вы уже знаете) с обычной батарейкой. Только в качестве активного элемента выступает кислород, который содержится как в атмосферном воздухе, так и в выхлопных газах (правда, в меньшей пропорции).

Химические реакции в датчике

Если присмотреться внимательнее, то показания лямбда-зонда - это некоторое напряжение. Оно изменяется в зависимости от того, какое процентное содержание кислорода в выпускной системе. На двух электродах появляется потенциал. При уменьшении количества кислорода происходит увеличивается напряжение, при возрастании - снижается. Импульс, который появляется на выходе устройства, поступает к электронному блоку управления.

Микропроцессорный блок управления имеет встроенную память, в которой прописаны все основные параметры, в том числе и работы лямбда-зонда. Контроллер сравнивает записанные в памяти показания с теми, которые поступили от датчика, на основании чего производит корректировку работы системы впрыска топлива.

При работе используются химические реакции, что позволяет упростить конструкцию прибора. В основе находится наконечник из керамики. Как правило, его делают из диоксида циркония или титана. Покрывается наконечник слоем платины (именно поэтому стоимость датчиков высокая). Наконечник и напыление - это два элемента, которые вступают в реакцию, именно они являются электродами.

Подогрев датчика: зачем нужен?

Датчики в системах впрыска топлива используются двух типов - с подогревом и без. Приборы без дополнительного подогрева разделяются на два вида:

1. С одним проводом черного цвета - по нему передается сигнал.
2. С двумя проводами: черный - сигнальный, серый - масса (минус питания).

Если имеется нагревательный элемент, то датчики имеют такие выводы:

1. Три провода: черный - сигнальный, белые (2 шт.) - нагревательный элемент.
2. Четыре провода: черный - сигнал, серый - масса, белые - питание нагревательного элемента.

Зачем нужен прогрев датчика? Проблема в том, что произвести эффективный замер содержания кислорода можно только лишь в том случае, если температура более 300 градусов (иногда необходимо и сильнее прогревать). Только при такой температуре наконечник может получить необходимую проводимость.

Как работает система впрыска с датчиком

Для того чтобы обеспечить нужный режим работы, датчик ставится как можно ближе к коллектору выпускной системы. Благодаря этому осуществляется прогрев лямбда-зонда, датчик выходит на нормальный режим работы. Как можно видеть, в работе системы устройство не участвует до тех пор, покуда не произойдет прогрев двигателя.

До включения в работу датчика электронный блок управления ориентируется только на сигналы, поступающие от других приборов. Минус работы в таком режиме - невозможно достичь идеального образования топливовоздушной смеси. Следовательно, нельзя добиться полного сгорания смеси - это приводит к тому, что выбросы от автомобиля увеличиваются.

А так как современные машины должны соответствовать стандартам экологичности Евро (иначе их не выпустят ни на рынок, ни на дороги), приходится усложнять систему впрыска. Между прочим, это позволяет уменьшить расход топлива за счет того, что с помощью лямбда-зонда (цена его не менее 1500 руб) удается достичь полного сгорания всей смеси, поступившей во впускной тракт.

Подогрев устройства

Существуют модели датчиков, оснащенные нагревательными элементами. Благодаря такому несложному устройству получается быстрее достичь оптимальной температуры. Принцип работы лямбда-зонда на ВАЗ и иномарках одинаков, система подогрева позволяет выйти на рабочий режим в более короткие сроки. Следовательно, уменьшается количество вредных выхлопов. Это гарантирует, что автомобиль будет удовлетворять нормам экологичности, принятым в странах Европы. Питание нагревательного элемента производится непосредственно от бортовой сети машины.

Разновидности устройств

Существует несколько видов датчиков, отличаются они только по типу произведения замеров. Двухточечные - это датчики, которые позволяют осуществлять измерения одновременно в двух местах. Активно использовались в старых автомобилях. Более современные системы управления двигателями комплектуются широкополосными устройствами, которые являются более функциональными и современными.

По сути, широкополосные датчики состоят из двухточечного и заканчивающего керамического элемента. Суть работы не меняется - при увеличении или уменьшении концентрации кислорода происходит подача соответствующего сигнала на электронный блок управления.

Два датчика в системе

Большая часть современных автомобилей комплектуется не только лямбда-зондом (цена от 2000 руб и выше), но и каталитическим нейтрализатором. Это устройство, которое позволяет существенно уменьшить количество вредных веществ, поступающих в атмосферу. И в этом случае в выпускном тракте устанавливается сразу два датчика - на входе и выходе. По сути, они позволяют производить замер содержания кислорода и СО до и после нейтрализатора. Следовательно, таким образом оценивается эффективность работы всей системы выпуска.

Особенности работы системы

В инжекторных системах впрыска топлива может использоваться и две лямбды. Эти датчики производят замер содержания кислорода и дают понять электронному блоку управления, в какую сторону необходимо скорректировать зажигание или состав топливной смеси, чтобы количество вредных веществ в выхлопе оказалось минимальным.

Системы с двумя датчиками гарантируют, что в выхлопе окажется крайне мало загрязняющих веществ. Но усложнение конструкции приводит к тому, что ее надежность ухудшается. Пару раз заправили автомобиль некачественным топливом - испортили катализатор. А дальше - неверные показания датчиков, нарушение работы системы впрыска.

И даже если вы будете соблюдать все требования, катализатор рано или поздно сломается, так как ресурс у него не очень большой. А стоимость этого элемента даже на самых бюджетных машинах заоблачная. Поэтому многие автомобилисты, чтобы сэкономить, вырезают катализатор и заменяют его пламегасителем. По сути, это обычный кусок трубы подходящих размеров. А чтобы второй лямбда-зонд не выдавал ошибку, ставят обманку. Это проставка, которая монтируется на датчике.

При помощи обманки получается отдалить от наконечника датчика поток газов. Это и влияет на показания элемента, поступающие к электронному блоку управления. Следовательно, микроконтроллер улавливает разницу показаний и не замечает отсутствия катализатора.

Основные неисправности

Существует несколько основных признаков, по которым можно судить о неисправности лямбда-зонда:

1. Снижение динамики.
2. Существенное увеличение расхода топлива.
3. Нестабильная работа двигателя в режиме холостого хода.
4. Наличие треска и щелчков после остановки двигателя.

Минус в том, что поломки этого прибора не всегда распознаются системой самодиагностики. А проверить простыми измерительными приборами в гаражных условиях датчик просто нереально, потребуется наличие осциллографа. Ремонт тоже нельзя сделать. Только лишь обрыв проводки можно устранить.

25 августа 2017

В подавляющем большинстве современных автомобилей дозированием и подачей топлива в цилиндры занимается электронная система. Блок управления (другое название – контроллер) получает сигналы от нескольких датчиков и на основании этих показаний формирует смесь горючего с воздухом в оптимальных пропорциях. Ключевую роль в процессе играет λ-зонд, иначе – кислородный датчик, который периодически выходит из строя по разным причинам. Если вы желаете глубже вникнуть в суть данной проблемы, то первым делом стоит разобраться, что такое лямбда – зонд и зачем он ставится на авто.

Роль кислородного датчика в системе топливоподачи

Горение углеводородного топлива – бензина и солярки – в цилиндрах двигателя – процесс довольно сложный. Задачи электронного блока управления состоят в следующем:

• эффективно сжигать горючее и добиваться максимального КПД силового агрегата;
• обеспечить минимальный расход бензина;
• изменять количество подаваемого топлива в зависимости от режима работы мотора.

Для полного сжигания бензина в цилиндрах двигателя его нужно смешать с воздухом в соотношении 1: 14,7. Тогда практически все молекулы углерода подвергнутся окислению и образуют безвредный углекислый газ СО 2 , а водород после соединения с кислородом превратится в обычную воду (выделяется в виде пара). Не догоревший углерод тоже объединяется с кислородными частицами и дает на выходе угарный газ – СО. При правильной работе системы его доля невелика и составляет 1–1,5%.

Справка. Когда в силу разных причин расход топлива повышается, количество угарного газа на выходе из камер сгорания увеличивается от 3 до 10%. Визуально это выглядит как черный дым из выхлопной трубы.

Чтобы контроллер готовил оптимальную топливовоздушную смесь, он должен контролировать полноту ее сжигания. Тут и вступает в игру лямбда – зонд, который нужен для измерения количества свободного кислорода в выхлопе автомобиля и передачи информации в виде электрических импульсов на ЭБУ. Последний, сопоставив ее с показаниями других измерителей, отдает соответствующую команду форсункам.

Что дает измерение количества кислорода в выхлопных газах:

1. Если на выходе двигателя слишком мало кислородных молекул, то в топливной смеси явно не хватает воздуха – она слишком обогащенная.
2. И наоборот, превышение нормы указывает на бедную смесь в цилиндрах. При ее сжигании остается много воздуха, удаляемого вместе с выхлопом.

Блок управления отвечает за качество топливовоздушной смеси и корректирует соотношение компонентов по сигналам лямбда – зонда. Вот зачем нужен кислородный датчик в машинах, оборудованных инжектором.

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 О 2 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.

Где расположен λ-зонд?

Поскольку датчик измеряет количество кислорода в отработанных газах, его устанавливают на одну из секций выхлопного тракта. В зависимости от марки и модели авто измеритель вкручивается в выпускной коллектор непосредственно возле двигателя либо в первую секцию дымоотводящей трубы.

В связи с переходом на новые экологические нормы (начиная от Euro 3), схема контроля над выбросами автомобиля усложнилась . Дело в том, что следом за датчиком О 2 в выпускном тракте установлен каталитический нейтрализатор – металлический бочонок с керамическими сотами, чья задача – дожигать вредные продукты работы мотора – угарный газ и окись азота. Данный элемент тоже со временем выходит из строя, что никак не сказывается на работе двигателя, а вот количество вредных выбросов резко увеличивается.

Чтобы контролировать техническое состояние нейтрализатора, производители начали ставить второй лямбда-зонд. Он вмонтирован в трубу после бочонка и проверяет количество кислорода в газах перед выходом в атмосферу.

Если контроллер «увидит», что разницы в показаниях двух измерителей нет, он включит на панели приборов табло Check Engine, а при компьютерной диагностике укажет на ошибку катализатора.

Молекулы воздуха, попавшие в нейтрализатор, должны соединиться с вредными газами, например, СО превращается в СО 2 . При нормальной работе системы второй зонд на выходе должен фиксировать уменьшение кислорода.

В машинах с мощными моторами на 6–12 цилиндров число датчиков О 2 может достигать 4 шт. и более. Это объясняется просто: в подобных авто реализована система распределенного выхлопа с двумя трактами. Соответственно, на каждом из них стоит каталитический нейтрализатор и 2 λ-зонда.

Признаки и причины неисправности элемента

Поскольку лямбда-зонд в машине связан с контроллером, то в случае неполадок с датчиком ЭБУ включает сигнал Check Engine. Это происходит в следующих случаях:

• измеритель дает некорректные показания, например, напряжение больше 0,9 В либо меньше 0,1 В;
• произошел обрыв электрической цепи (перетерся или надломился провод, идущий к λ-зонду);
• замыкание проводки;
• механическое повреждение элемента вследствие езды по грунтовым дорогам;
• датчик выработал свой ресурс, который лежит в пределах 40–80 тыс. км пробега авто.

Прошивка контроллера любого автомобиля имеет запасной алгоритм на случай поломки лямбда-зонда. Когда блок управления «замечает» неисправность измерителя, он исключает его из работы системы питания и руководствуется данными от остальных приборов – датчика температуры, скорости, детонации, положения дроссельной заслонки и коленчатого вала. Показания λ-зонда он принимает как усредненные, зафиксированные в его памяти ранее.

Поэтому наряду со включенным табло Check Engine на неисправность кислородного датчика указывают и другие симптомы:

1. Нестабильная работа двигателя на холостых оборотах.
2. Повышенный расход топлива.
3. Снижение мощности силового агрегата и рывки в процессе движения по причине загрязнения электродов свечей зажигания.
4. «На горячую» двигатель заводится с трудом при нормальном холодном запуске.
5. Из выхлопной трубы валит черный от сажи дым.

Перечисленные проблемы – это следствие потери контроля над качеством сгорания топлива, вот почему лямбда – зонд так важен.

В некоторых ситуациях контроллер не зажигает надпись Check Engine и не переходит в аварийный режим, но указанные симптомы все равно проявляются. Это говорит о том, что датчик О 2 начал банально «врать», из-за чего ЭБУ готовит топливную смесь неправильно.

Обнаружить виновника подобной неисправности в домашних условиях затруднительно – похожие признаки наблюдаются и при поломке других датчиков. Если вы столкнулись с такой ситуацией, лучше обратиться на автосервис к специалисту – электрику.

Причины некорректной работы λ-зонда могут быть следующие:

• езда на этилированном бензине;
• добавление в топливо и масло поддельных присадок;
• использование при ремонте силового агрегата дешевых герметиков, содержащих неорганические растворители.

Из-за перечисленных действий в тракт выпуска дымовых газов попадают посторонние агрессивные пары, разрушающие электроды кислородного датчика, а вместе с ним и керамические соты нейтрализатора.

Вышедший из строя лямбда – зонд подлежит замене, каких-либо методов ремонта не существует. Деталь недешевая, но от нее зависит «здоровье» и ресурс двигателя, поэтому лучше не экономить и не устанавливать различные эмуляторы – так называемые обманки. Они позволяют отключить сигнал Check, но не устраняют причину неполадок, а обманутый контроллер продолжает неправильно готовить смесь, что негативно влияет на работу мотора.