Призначення осередків роз'єму кисневого датчика лямбда зонда. Датчик концентрації кисню

Датчик кисню призначений для визначення концентрації кисню у відпрацьованих газах, склад яких залежить від співвідношення палива і повітря в суміші, яка подається в циліндри двигуна. Інформація, яку видає датчик у вигляді напруги (або зміни опору), використовується електронним блоком управління уприскуванням (або карбюратором) для коригування кількості подаваного топліва.Для повного згоряння 1 кг палива необхідно 14,7 кг повітря. Такий склад паливо-повітряної суміші називають стехиометрическим, він забезпечує найменший вміст токсичних речовин у відпрацьованих газах і, відповідно, ефективне їх «дожигание» в каталітичному нейтралізаторі.

Для оцінки складу паливо-повітряної суміші використовують коефіцієнт надлишку повітря - відношення кількості повітря, що надійшло в циліндри, до кількості повітря, теоретично необхідного для повного згоряння топліва.В світовій практиці цей коефіцієнт називають лямбда. При стехиометрической суміші лямбда \u003d 1, якщо лямбда< 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (надлишок повітря) суміш називають бідною. Найбільша економічність при повністю відкритій дросельної заслінки бензинового двигуна досягається при лямбда \u003d 1,1-1,3. максимальна потужність забезпечується, коли лямбда \u003d 0,85-0,9.

Пристрій датчика кисню

1 - металевий корпус з різьбленням
2 - кільце ущільнювача
3 - струмознімач електричного сигналу
4 - керамічний ізолятор
5 - проводка
6 - манжета проводів ущільнювальна
7 - струмопровідний контакт ланцюга підігріву
8 - зовнішній захисний екран з отвором для атмосферного повітря
9 - підігрів
10 - наконечник з кераміки
11 - захисний екран з отвором для відпрацьованих

Принцип роботи

Основна частина датчика - керамічний наконечник, зроблений на основі діоксиду цирконію, на внутрішню і зовнішню поверхні якого методом напилення наноситься платина. З'єднання наконечника і корпусу виконано повністю герметичним, щоб уникнути попадання відпрацьованих газів у внутрішню порожнину датчика, що сполучається з атмосферою. Керамічний наконечник знаходиться в потоці відпрацьованих газів, що надходять через отвори в захисному екрані. Ефективна робота датчика можлива при температурі не нижче 300-350'С. Тому, для швидкого прогрівання після пуску двигуна, сучасні датчики постачають електричним нагрівальним елементом, що представляє з себе керамічний стрижень зі спіраллю розжарювання всередині. Датчики кисню з різною кількістю проводів: провід сигналу, провід «маси» сигналу, провід живлення підігріву, провід «маси» підігріву. Датчики без нагрівача можуть мати один, або два сигнальних дроти, датчики з вбудованим електричним нагрівачем - три або чотири дроти. Як правило, дроти світлих кольорів відносяться до нагрівача, а темних - до сигнального проводу.

Всі елементи датчика кисню виготовлені з жаростійких матеріалів, так як його робоча температура може досягати 950 ° С. Вихідні дроти мають термостойкую ізоляцію. У зв'язку з тим, що датчик кисню може виробляти електричний сигнал тільки при температурі 300-350 ° С і вище, датчики без нагрівача встановлюються в випускному трубопроводі ближче до двигуна, а з нагрівальними елементами - перед нейтралізатором. У деяких автомобілях в каталітичному нейтралізаторі встановлений датчик температури, який не слід плутати з кисневим. Іноді встановлюється два кисневих датчика - до нейтралізатора і після нього.

Датчики кисню бувають одно-, двох-, трьох- і чотирипровідні. Однопровідні і двопровідні датчики застосовувалися в найперших системах уприскування зі зворотним зв'язком (лямбда-регулюванням).
Однопровідна датчик має тільки один провід, який є сигнальним. Земля етго датчика виведена на корпус і приходить на масу двигуна через різьбове з'єднання.

Двопровідний датчик відрізняється від однопровідного наявністю окремого земляного дроти сигнальної ланцюга. Недоліки таких зондів: робочий діапазон температури датчика починається від 300 градусів. До досягнення цієї температури датчик не працює і не видає сигналу. Стало бути необхідно встановлювати цей датчик якомога ближче до циліндрів двигуна, щоб він підігрівався і обтічні найбільш гарячим потоком вихлопних газів. Процес нагріву датчика затягується і це вносить затримку в момент включення зворотного зв'язку в роботу контролера. Крім того, використання самої труби в якості провідника сигналу (земля) вимагає нанесення на різьблення спеціальної струмопровідної мастила при установці датчика у вихлопній трубопровід і збільшує ймовірність збою (відсутність контакту) в колі зворотного зв'язку. Зазначених недоліків позбавлені трьох-і чотирипровідні лямбда зонди.

У трьохпровідний доданий спеціальний нагрівальний елемент, який включений як правило завжди при роботі двигуна і, тим самим, скорочує час виходу датчика на робочу температуру. А так само дозволяє встановлювати лямбда-зонд на видаленні від вихлопного колектора, поруч з каталізатором. Однак залишається один недолік - струмопровідний вихлопної колектор і необхідність в токопроводящей мастилі. Цього недоліку позбавлений чотирьохпровідний лямбда-зонд - у нього всі дроти служать для своїх цілей - два на підігрів, а два - сигнальні. При цьому вкручувати його можна так як заманеться.

Кілька слів про взаємозамінність датчиків. Лямбда-зонд з підігрівом може встановлюватися замість такого ж, але без підігріву. При цьому необхідно змонтувати на автомобіль ланцюг підігріву і підключити її до ланцюга, живиться при включенні запалення. Найвигідніше - в паралель до ланцюга харчування електробензонасоса. Не допускається зворотна заміна - установка однопровідного датчика замість трьох-і більш-дротових. Працювати не буде. Ну і звичайно необхідно, щоб різьблення датчика збігалася з різьбленням, нарізаної в штуцері.

Функціонально датчик кисню працює, як перемикач і видає напругу вище порогового (0.45V) при низькому вмісті кисню у вихлопних газах. При високому рівні кисню датчик знижує це порогове напруга. При цьому, важливим параметром є швидкість перемикання. У більшості систем уприскування палива датчик кисню має вихідну напругу від 40-100мВ. до 0.7-1В. Тривалість фронту повинна бути не більше 120мСек.

Слід зазначити, що багато несправності датчика кисню контролерами не фіксуються і судити про його справній роботі можна тільки після відповідної перевірки осциллографом.

На Рис.3 показаний сигнал нормально працюючого датчика кисню на прогрітому двигуні, що працює на ХХ. Тут і далі навмисне показані тільки амплітудні характеристики сигналу, тому що тимчасові параметри на різних системах і двигунах можуть мати істотні відмінності.

На Рис.4 показаний вихідний сигнал ще працює, але неабияк послужив і практично забитого датчика кисню на Рис.4 показаний вихідний сигнал ще працює, але неабияк послужив і практично забитого датчика кисню. Дана осциллограмма зафіксувала падіння амплітуди вихідного сигналу нижче 0V, що говорить про несправності датчика. Дана несправність датчика найчастіше фіксується системою самодіагностики і на приладовій панелі загоряється лампочка «CHECK ENGINE», яка сигналізує про несправності.

На Рис.5 представлена \u200b\u200bнайбільш поширена «хвороба» датчиків кисню, яка виражена в сповільненій його реакції на Рис.5 представлена \u200b\u200bнайбільш поширена «хвороба» датчиків кисню, яка виражена в сповільненій його реакції. Час фронту сигналу (t) значно перевищує 120 мсек. Дана несправність датчика неминуче викликає збільшена витрата палива і помітне зниження динаміки автомобіля, а система самодіагностики її НЕ зафіксує, тому що даний параметр не відстежується контролером.

а Ріс.6-8 показані осцилограми «замерзлих» датчиків На Ріс.6-8 показані осцилограми «замерзлих» датчиків, несправності яких не фіксуються контролером, тому що амплітудні значення сигналів не виходять із заданого для них діапазону. Найчастіше це 0-1В. Таким чином, однозначно фіксується тільки повна відсутність сигналу і його мінусове значення, в цих випадках помилка відображається лампою «CHECK ENGINE».

Осцилограма «замерзлого» датчика Однак, слід зауважити, що в деяких контролерах передбачена можливість діагностики та виявлення несправності за непрямими ознаками (співвідношення показань датчика швидкості автомобіля або датчика положення коленвала, датчика положення дросельної заслінки, Витратоміра повітря і ін.).

При виявленні несправності датчика кисню, контролер переходить в режим управління впорскуванням за середніми параметрами і завищує збагачення паливної суміші в порівнянні зі звичайним її складом (~ 1: 14.7).

Причини виходу з ладу датчика кисню

• Застосування етилованого бензину
• Використання при установці датчика герметиків, вулканизирующихся при кімнатній температурі або містять в своєму складі силікон
• Перегрів датчика через неправильно встановлений кут випередження запалювання, перезбагачення паливо-повітряної суміші, перебоїв в запаленні і т.д. Багаторазові (невдалі) спроби запуску двигуна через невеликі проміжки часу, що призводить до нагромадження незгорілого палива в випускному трубопроводі, яке може спалахнути з утворенням ударної хвилі
• Перевірка роботи циліндрів двигуна з відключенням свічок запалювання
• Попадання на керамічний наконечник датчика будь-яких експлуатаційних рідин, розчинників і миючих засобів
• Обрив, поганий контакт або замикання на «масу» вихідний ланцюга датчика
• Негерметичність в випускний системі

Можливі ознаки несправності датчика кисню

• Нестійка робота двигуна на малих обертах
• Підвищений витрата палива
• Погіршення динамічних характеристик автомобіля
• Характерне потріскування в районі розташування каталітичного нейтралізатора після зупинки двигуна
• Підвищення температури в районі каталітичного нейтралізатора або його нагрівання до розпеченого стану
• На деяких автомобілях загоряння лампи «СНЕСК ЕNGINЕ» при сталому режимі руху

Правила зняття і установки датчика

Демонтаж датчика, щоб уникнути пошкоджень, виробляють тільки на холодному двигуні, перед цим від'єднують дроти датчика (при вимкненому запаленні). Перед заміною датчика необхідно перевірити його маркування, яка повинна відповідати зазначеній в інструкції з експлуатації автомобіля. Проводять зовнішній огляд, щоб переконатися у відсутності механічних ушкоджень, перевірити наявність кільця ущільнювача і перевірити наявність на різьбової частини спеціальної противопригарного мастила.

Загортають від руки датчик кисню до упору і затягують із зусиллям 3,5-4,5 кгм. З'єднання має бути герметичним.
З'єднують електричний роз'єм (роз'єми).

Перевіряють працездатність по контрольованих параметрах. У деяких випадках датчик кріпиться до випускного трубопроводу за допомогою спеціальної пластини. Між пластиною і випускним трубопроводом повинна знаходитися спеціальна герметизуюча прокладка. Основні контрольовані параметри Перевірка параметрів датчика кисню здійснюється при досягненні ним робочої температури (350 + 50 ° С) з використанням газоаналізатора, осцилографа, цифрового вольтметра і омметра.

Датчик концентрації кисню

У сучасних автомобільних двигунах, оснащених системою уприскування палива і каталітичним нейтралізатором, необхідно точно контролювати склад паливо-повітряної суміші (ТВ-суміші) і підтримувати коефіцієнт надлишку повітря на постійному рівні (а \u003d 1), ніж забезпечуються економія палива і зменшення вмісту токсичних речовин у вихлопі. Для цього застосовуються датчики концентрації кисню (ДКК), що встановлюються в системі відведення вихлопних газів виробляють сигнал залежить від концентрації кисню у вихлопі. При зміні концентрації кисню в відпрацьованих газах ДКК формує вихідну напругу, яке змінюється приблизно від 0, 1 В (високий вміст кисню - бідна суміш), до 0, 9 В (при низькому вмісті кисню - багата суміш). Для нормальної роботи датчик повинен мати температуру не нижче 300 ° С. Тому для швидкого прогрівання датчика після пуску двигуна, в нього вбудований нагрівальний елемент. Сигнал від ДКК використовується в ЕБУ двигуна для корекції тривалості відкритого стану форсунок і підтримки, тим самим, стехіометричного складу паливоповітряної суміші. Якщо суміш бідна (низька різниця потенціалів на виході датчика), то в ЕБУ-Д виробляється команда на збагачення суміші. Якщо суміш багата (висока різниця потенціалів) - дається команда на збіднення суміші.

В основному використовуються цирконієві і титанові датчики концентрації кисню, робота яких грунтується на тому факті, що їх вихідна напруга залишається постійно (рівним 0, 45 В при а \u003d 1), але може змінюватися стрибком від 0, 1 В до 0, 9 В при зміні коефіцієнта надлишку повітря в діапазоні ос \u003d 0, 99 ... 1, 1 при переході через значення а \u003d 1.
Є кілька різновидів датчиків концентрації кисню:

Датчик з одним потенційним висновком і заземлюючим корпусом. Від потенційного виведення сигнал надходить в ЕБУ-Д. В якості другого сигнального проводу використовується маса автомобіля.
Датчик з двома потенційними висновками. Тут вимірювальна ланцюг датчика не пов'язана з масою, а використовується другий провід.
Датчик з трьома висновками, на одному з яких - вимірювальний сигнал, два дроти - для живлення електрообігрівача датчика. Як вимірювальної землі використовується маса автомобіля.
Датчик з чотирма висновками. Тут і нагрівач і датчик ізольовані від маси.
Діагностика датчика кисню за допомогою сканера

Процедура діагностики наступна:
Підключити сканер до діагностичного роз'єму автомобіля.
У режимі холостого ходу добре прогріти двигун і датчик концентрації кисню, потім под¬нять обороти до 2500 об / хв.
Переконатися, що система управління двигуном працює в замкнутому режимі.
Встановити на сканері режим запису параметрів ДКК і зробити запис.
Переглянути запис і визначити параметри вихідного сигналу датчика кисню.
При справності системи подачі палива і датчика ДКК, амплітуда сигналу повинна рівномірно коливатися з частотою 3-10 Гц (чим вище частота, тим надійніше працює система), при постійній частоті обертання коленвала двигуна (w \u003d 40..42 Гц). Нижній рівень сигналу повинен знаходитися в діапазоні 0, 1-0, 3 В, верхній - між рівнями 0, 6-0, 9 В. Фронти сигналу круті.
Діагностика датчика кисню за допомогою мультиметра

Використовується цифровий мультиметр (краще автомобільний) в режимі вимірювання постійної напруги з високим вхідним опором. Підключення мультиметра до датчика кисню показано на рис. 4.

Двигун прогрівають, система управління повинна працювати в замкнутому режимі, мультиметр покаже середнє значення напруги на виході датчика:
якщо датчик не реагує на мінливу концентрацію кисню у вихлопних газах, на його виході буде постійна напруга приблизно 450 мВ. Однак висновок про несправності датчика робити передчасно, так як справний датчик з симетричним вихідним сигналом дасть вихідний сигнал із середнім значенням напруги 450-500 мВ;
показання понад 550 мВ означають, що більшу частину часу напруга на виході датчика високе, тобто паливна система подає в двигун багату суміш, або датчик закоксовавшіеся;
показання менше 350 мВ означають, що більшу частину часу напруга на виході датчика низька, тобто паливна система подає в двигун бідну суміш. Можлива витік розрідження у впускному колекторі або обмежена подача палива через засмітилися фільтр або форсунку. Якщо використовуваний мультиметр підтримує режим визначення максимального і мінімального значення сигналу, результат буде більш інформативний (табл. 2).

Діагностика перевірка датчиків електронної системи управління двигуном

Перевірка датчика кисню за допомогою осцилографа

Осцилограф є зручним засобом для перевірки датчика кисню. Прилад підключається до виходу датчика, двигун прогрівається, система управління повинна працювати в замкнутому режимі. Осцилограма для випадку повної справності датчика ДКК показана на рис. 5: коливання рівномірні, максимальна напруга більше 800 мВ, мінімальне - менше 200 мВ, частота 0, 5-10 Гц, фронти круті.

На рис. 6 представлені осцилограми вихідного сигналу датчика кисню при прискоренні і гальмуванні автомобіля на випробувальному гальмівному стенді. Паливна суміш відповідно збагачується або збіднюється.
Діагностика перевірка датчиків електронної системи управління двигуном

За осциллограмме вихідного сигналу датчика кисню можна перевірити правильність роботи системи управління двигуном в замкнутому режимі. Двигун повинен бути прогрітий. Спостерігаючи за екраном осцилографа слід подати трохи пропану з балона в повітрозабірник двигуна. Датчик відреагує на збагачення суміші: осциллограмма спочатку буде такою як показано на рис. 7, потім ЕБУ-Д зменшить подачу палива і знову встановляться коливання, як на рис. 5. Після припинення подачі пропану, спочатку осциллограмма буде, як на рис. 8, потім відновиться робочий режим (рис. 5).

Відповідно до вимог стандарту ОВD-2 система управління двигуном з двома датчиками кисню контролює справність каталітичного нейтралізатора. Для цього використовується другий датчик кисню на його виході. На рис. 9 показані осцилограми вихідної напруги датчиків кисню на вході і виході каталітичного нейтралізатора.

Діагностика перевірка датчиків електронної системи управління двигуном

Несправності, які призводять до невірних показаннями датчика кисню

Нагадаємо, що датчик кисню реагує на порційне тиск кисню в вихлопному газі, а не на наявність палива. Тому, в деяких випадках датчик кисню помилково відображає або бідну, або багату суміш.
При пропуску запалювання (наприклад, несправна або закоксовавшіеся свічка), який не набув реакцію горіння кисень надходить з циліндра в випускний колектор, де датчик кисню помилково реєструє збіднення паливоповітряної суміші.
При негерметичності випускного колектора датчик кисню буде реагувати на кисень повітря надходить ззовні.

У будь-яких випадках електронний блок керування двигуном реагує на помилкове збіднення ТВ-суміші як на справжнє і автоматично збільшує подачу палива в циліндри. Це призводить до забризкування свічок запалювання, до пропусків займання і до значних перевитрат палива.

Датчик кисню видає помилковий сигнал про збагачення ТВ-суміші, якщо має місце «отруєння» датчика. Отруєння настає при появі деяких речовин в випускному колекторі, що викликає зміна статичних характеристик датчика кисню і поступовий вихід його з ладу. Найчастіше отруювачами є свинець (Pb) з етилованого бензину або кремній (Si) з силіконових герметиків (рис. 10).

Хибне збагачення може мати місце і при несправності перепускного клапана в системі рециркуляції вихлопних газів від електричних наводок з боку сусіднього високовольтного проводу системи запалювання, а також при поганому заземленні датчика кисню.
Зовнішній огляд датчика кисню

Несправний датчик кисню ремонту не підлягає і вимагає заміни, але перед заміною доцільно уважно оглянути знятий датчик. Це допоможе з'ясувати причину через яку датчик вийшов з ладу. В іншому випадку новий датчик після тривалого періоду.

Чорна сажа на датчику зазвичай утворюється при роботі на багатій ТВ-суміші.
Відкладення на датчику білого (як крейда) порошку буває при «отруєнні» датчика кремнієм, наприклад, якщо при ремонті двигуна був неправильно застосований силіконовий герметик. Наявність білого піску на датчику означає його отруєння антифризом з системи охолодження. Датчик в цьому випадку може бути і зеленого кольору, при цьому, швидше за все, дефектні головка циліндрів або прокладка головки. Темно-коричневі відкладення на датчику свідчить, що у вихлопних газах занадто багато масла (несправна система вентиляції картера, зношені кільця ущільнювачів поршнів і т.д.).

На кожному датчику кисню, як правило, позначено: найменування країни-виробника; найменування і (або) товарний знак підприємства-виготовлювача; умовне позначення типу.

Ресурс і періодичність контролю працездатності

Датчики кисню мають нерозбірну конструкцію і не вимагають обслуговування. Ресурс електрохімічних датчиків кисню становить від 60 до 80 тис. Км пробігу автомобіля при дотриманні умов експлуатації, порушення яких різко скорочує термін служби. Рекомендується перевіряти датчики кисню при кожному технічному обслуговуванні автомобіля.

Причини передчасного виходу з ладу датчика кисню

1. Застосування етилованого бензину або невідповідної марки палива. 2. Використання при установці датчика герметиків, вулканизирующихся при кімнатній температурі або містять в своєму складі силікон. 3. Перегрів датчика через неправильно встановлений кут випередження запалювання, перезбагачення паливо-повітряної суміші, перебоїв в запаленні і т. Д. 4. Багаторазові (невдалі) спроби запуску двигуна через невеликі проміжки часу, що призводить до нагромадження незгорілого палива в випускному трубопроводі , яке може спалахнути з утворенням ударної хвилі. 5. Перевірка роботи циліндрів двигуна з відключенням свічок запалювання. 6. Попадання на керамічний наконечник датчика будь-яких експлуатаційних рідин, розчинників і миючих засобів. 7. Обрив, поганий контакт або замикання на "масу" вихідного ланцюга датчика. 8. Негерметичність в випускний системі.

Можливі ознаки несправності датчика кисню 1. Нестійка робота двигуна на малих обертах. 2. Підвищений витрата палива. 3. Погіршення динамічних характеристик автомобіля. 4. Характерне потріскування в районі розташування каталітичного нейтралізатора після зупинки двигуна. 5. Підвищення температури в районі каталітичного нейтралізатора або його нагрівання до розпеченого стану. 6. На деяких автомобілях загоряння лампи "СНЕСК ЕNGINЕ" при сталому режимі руху.

Правила зняття і установки датчика

1. Демонтаж датчика, щоб уникнути пошкоджень, виробляють тільки на холодному двигуні, перед цим від'єднують дроти датчика (при вимкненому запаленні).
2. Перед заміною датчика необхідно перевірити його маркування, яка повинна відповідати зазначеній в інструкції з експлуатації автомобіля.
3. Проводять зовнішній огляд, щоб:
o переконатися у відсутності механічних ушкоджень;
o перевірити наявність ущільнювального кільця; o перевірити наявність на різьбової частини спеціальної противопригарного мастила. 4. Загортають від руки датчик кисню до упору і затягують із зусиллям 3,5-4,5 кгм. З'єднання має бути герметичним. 5. З'єднують електричний роз'єм (роз'єми). 6. Перевіряють працездатність по контрольованих параметрах. У деяких випадках датчик кріпиться до випускного трубопроводу за допомогою спеціальної пластини. Між пластиною і випускним трубопроводом повинна знаходитися спеціальна герметизуюча прокладка. Основні контрольовані параметри Перевірка параметрів датчика кисню здійснюється при досягненні ним робочої температури (350 + 50 ° С) з використанням газоаналізатора, осцилографа, цифрового вольтметра і омметра.

Контролюються наступні параметри:

1. при значенні Лямбда \u003d 0,9 (збагачена горюча суміш) напруга на сигнальному проводі має бути не менше 0,65 В;
2. при значенні лямбда \u003d 1,1 (збіднена горюча суміш) напруга на сигнальному виведення має бути не більше 0,25 В;
3. час спрацьовування при збідненого горючої суміші - не більше 250 мс;
4. час спрацьовування при збагаченій горючій суміші - не більше 450 мс;
5. опір при температурі 350 + 50 "С не більше 10кОм.

Бензиновому двигуну для роботи потрібно суміш з певним співвідношенням повітря-паливо. Співвідношення, при якому паливо максимально повно і ефективно згорає, називається стехиометрическим і становить воно 14,7: 1. Це означає, що на одну частину палива слід взяти 14,7 частин повітря. На практиці ж співвідношення повітря-паливо змінюється в залежності від режимів роботи двигуна і сумішоутворення. Двигун стає неекономічним. Це і зрозуміло!

Коефіцієнт надмірності повітря - L (лямбда) характеризує - наскільки реальна паливно-повітряна суміш далека від оптимальної (14,7: 1). Якщо склад суміші - 14,7: 1, то L \u003d 1 і суміш оптимальна. якщо L< 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 - 0,95. Если L > 1, значить в наявності надлишок повітря, суміш бідна. Потужність при L \u003d 1,05 - 1,3 падає, але зате економічність зростає. При L\u003e 1,3 суміш перестає запалати і починаються пропуски в запалюванні. Бензинові двигуни розвивають максимальну потужність при недоліку повітря в 5-15% (L \u003d 0,85 - 0,95), тоді як мінімальна витрата палива досягається при надлишку повітря в 10-20 %% (L \u003d 1,1 - 1,2 ). Таким чином співвідношення L при роботі двигуна постійно змінюється і діапазон 0,9 - 1,1 є робочим діапазоном лямбда-регулювання. У той же час, коли двигун прогрітий до робочої температури і не розвиває великої потужності (наприклад працює на ХХ), необхідно по можливості більш суворе дотримання рівності L \u003d 1 для того, щоб трикомпонентний каталізатор зміг повністю виконати своє призначення і скоротити обсяг шкідливих викидів до мінімуму.

Датчик кисню - він же лямбда-зонд - встановлюється в вихлопному колекторі таким чином, щоб вихлопні гази обтікали робочу поверхню датчика. Матеріал його як правило цирконієвий (використовується керамічний елемент на основі двоокису цирконію, покритий платиною) - гальванічний джерело струму, який змінює напругу в залежності від температури і наявності кисню в навколишньому середовищі. Конструкція його передбачає, що одна частина з'єднується з зовнішнім повітрям, а інша - з вихлопними газами всередині труби. Залежно від концентрації кисню у вихлопних газах, на виході датчика з'являється сигнал. Рівень цього сигналу, для датчиків систем уприскування кінця 80-х - початку 90-х років, може бути низьким (0,1 ... 0,2 В) або високим (0,8 ... 0,9В). Таким чином датчик кисню - це своєрідний перемикач (тригер), повідомляє контролеру впорскування про якісну концентрації кисню у відпрацьованих газах. Фронт сигналу між положеннями "Більше" і "менше" дуже малий. Настільки малий, що його можна не розглядати всерйоз. Контролер приймає сигнал з ЛЗ, порівнює його з значенням, прошитим в його пам'яті і, якщо сигнал відрізняється від оптимального для поточного режиму, коригує тривалість впорскування палива в ту чи іншу сторону. Таким чином здійснюється зворотний зв'язок з контролером уприскування і точне підстроювання режимів роботи двигуна під поточну ситуацію з досягненням максимальної економії палива та мінімізацією шкідливих викидів.

Лямбда-зонди бувають одно-, двох-, трьох- і чотирипровідні. Однопровідні і двопровідні датчики застосовувалися в найперших системах уприскування зі зворотним зв'язком (лямбда-регулюванням). Однопровідна датчик має тільки один провід, який є сигнальним. Земля етго датчика виведена на корпус і приходить на масу двигуна через різьбове з'єднання. Двопровідний датчик відрізняється від однопровідного наявністю окремого земляного дроти сигнальної ланцюга. Недоліки таких зондів: робочий діапазон температури датчика починається від 300 градусів. До досягнення цієї температури датчик не працює і не видає сигналу. Стало бути необхідно встановлювати цей датчик якомога ближче до циліндрів двигуна, щоб він підігрівався і обтічні найбільш гарячим потоком вихлопних газів. Процес нагріву датчика затягується і це вносить затримку в момент включення зворотного зв'язку в роботу контролера. Крім того, використання самої труби в якості провідника сигналу (земля) вимагає нанесення на різьблення спеціальної струмопровідної мастила при установці датчика у вихлопній трубопровід і збільшує ймовірність збою (відсутність контакту) в колі зворотного зв'язку.

Зазначених недоліків позбавлені трьох-і чотирипровідні лямбда зонди. У трьохпровідний ЛЗ доданий спеціальний нагрівальний елемент, який включений як правило завжди при роботі двигуна і, тим самим, скорочує час виходу датчика на робочу температуру. А так само дозволяє встановлювати лямбда-зонд на видаленні від вихлопного колектора, поруч з каталізатором. Однак залишається один недолік - струмопровідний вихлопної колектор і необхідність в токопроводящей мастилі.

Цього недоліку позбавлений чотирьохпровідний лямбда-зонд - у нього всі дроти служать для своїх цілей - два на підігрів, а два - сигнальні. При цьому вкручувати його можна так як заманеться.

Кілька слів про взаємозамінність датчиків. Лямбда-зонд з підігрівом може встановлюватися замість такого ж, але без підігріву. При цьому необхідно змонтувати на автомобіль ланцюг підігріву і підключити її до ланцюга, живиться при включенні запалення. Найвигідніше - в паралель до ланцюга харчування електробензонасоса. Не допускається зворотна заміна - установка однопровідного датчика замість трьох-і більш-дротових. Працювати не буде. Ну і звичайно необхідно, щоб різьблення датчика збігалася з різьбленням, нарізаної в штуцері.

Як зрозуміти наскільки працездатний датчик? Ввобще-то для цього буде потрібно осцилограф. Ну або спеціальний мотор-тестер, на дисплеї якого можна спостерігати осцилограму зміни сигналу на виході ЛЗ. Найбільш цікавими є порогові рівні сигналів високої та низької напруги (згодом, при виході датчика з ладу, сигнал низького рівня підвищується (понад 0,2 В - кримінал), а сигнал високого рівня - знижується (менше 0,8 - кримінал)), а також швидкість зміни фронту перемикання датчика з низького в високий рівень. Є привід замислитися про майбутню заміну датчика, якщо тривалість цього фронту перевищує 300 мсек. Це усереднені дані. У реальному житті для оцінки стану лямбда-зонда необхідно провести цикл вимірювань. Не маючи під рукою мотор-тестера або осцилографа визначити несправність лямбда-зонда можна користуючись бортовий системою діагностики, яка існує в контролері системи упорскування, яка фіксує у своїй пам'яті випадки, коли сигнал з ЛЗ виходив за певні межі. Фіксація несправностей виробляється за допомогою запам'ятовування спеціальних кодів, які можуть бути лічені в тестовому режимі. Однак не завжди можна з упевненістю поставити чіткий діагноз про несправності лямбда-зонда користуючись тільки бортовий системою діагностики. Про це варто пам'ятати! Не полінуйтеся з'їздити на діагностику. Але в деяких випадках можна з великою мірою впевненості стверджувати, що лямбда-зонд вийшов з ладу і підлягає заміні.

На що міняти? Найкраще - це міняти датчик на такий, який стоїть в списку запчастин для Вашого автомобіля. У такому випадку гарантія працездатності системи після заміни буде 100%. Але не завжди з фінансових міркувань вигідно ганятися за оригінальними каталожними датчиками. Адже той же Bosch випускає лямбда-датчики і для інших моделей. І вони за принципом роботи однакові, а зовні дуже схожі. Ну і що, що каталожний номер буде стояти інший. При правильній установці і грамотному підборі можна зекономити досить кругленьку суму, купивши "жігульовській" датчик від фірми Bosch за 10-20 $ замість точно такого ж по суті, але фірмового за 100 $ і працювати він буде нітрохи не гірше. Знайти ЛЗ в магазині зараз можна все частіше і частіше, а значить вони будуть дешевшати.

Для нічого не розуміють в даному питанні можна відразу написати взаємозамінність датчиків кисню:

Отже: Ви походили по магазинах і купили заповітний шматочок металу з проводами ...

Увага: Кисневий датчик містить дуже тендітні керамічні осередки. Щоб уникнути пошкодження новий ЛЗ не слід упускати, стукати по ньому ...

Порядок заміни ЛЗ такий:

Лямбда-зонд встановлюється в потоці відпрацьованих газів двигуна і служить для визначення наявності кисню в відпрацьованих газах. Коли двигун працює на збагаченої паливо-повітряної суміші, рівень вмісту кисню у відпрацьованих газах знижений, при цьому датчик кисню генерує сигнал високого рівня напругою 0,65 ... 1,0V. При надходженні сигналу високого рівня від датчика кисню, блок керування двигуном починає зменшувати тривалість уприскування палива, тим самим збіднюючи паливо-повітряну суміш. Коли двигун працює на збідненої паливо-повітряної суміші, рівень вмісту кисню у відпрацьованих газах підвищений, при цьому датчик кисню генерує сигнал низького рівня напругою 40 ... 200mV. При надходженні сигналу низького рівня від датчика кисню, блок керування двигуном починає збільшувати тривалість уприскування палива, тим самим збагачуючи паливо-повітряну суміш. Таким чином, за сигналом від датчика кисню блок керування двигуном коригує тривалість впорскування палива так, що склад паливо-повітряної суміші виявляється максимально близьким до стехіометричної (ідеальне співвідношення повітря / паливо). Справний датчик кисню починає працювати тільки після прогріву чутливого елемента до температури не нижче 350 ° С. Існують одно-, двох-, трьох- і чотирьох-провідні дворівневі цирконієві датчики кисню BOSCH. Одно- і двох-провідні датчики кисню встановлюються в випускному колекторі двигуна максимально близько до випускних клапанів газорозподільного механізму і прогріваються до робочої температури за рахунок високої температури відпрацьованих газів. Трьох- і чотирьох-провідні датчики кисню прогріваються до робочої температури за рахунок вбудованого електричного нагрівального елементу і можуть бути встановлені на значній відстані від випускних клапанів газорозподільного механізму двигуна.

За умови згоряння стехиометрической паливо-повітряної суміші, напруга вихідного сигналу датчика кисню одно 445 ... 450mV. Але відстань від випускних клапанів газорозподільного механізму двигуна до місця розташування датчика кисню і значний час реакції чутливого елемента датчика призводять до деякої інерційності системи, що не дозволяє безперервно підтримувати стехіометричний склад паливо-повітряної суміші. Практично, при роботі двигуна на сталому режимі, склад суміші постійно відхиляється від стехіометричного в діапазоні ± 2 ... 3% з частотою 1 ... 2 рази в секунду. Цей процес чітко простежується по осциллограмме напруги вихідного сигналу датчика кисню.

[Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика кисню BOSCH. Двигун працює на холостому ходу. Частота перемикання сигналу становить ~ 1,2Hz.

Перевірка вихідного сигналу датчика кисню

Вимірювання напруги вихідного сигналу датчика кисню блок керування двигуном виробляє щодо сигнальної "маси" датчика. Сигнальна "маса" дво- та чотирьох-дротяних датчиків кисню BOSCH виведена через окремий провід (провід сірого кольору що йде від датчика) на роз'єм датчика. Сигнальна "маса" одно- і трьох-дротяних датчиків кисню BOSCH з'єднана з металевим корпусом датчика і при установці датчика автоматично з'єднуватися з "масою" автомобіля через різьбове кріплення датчика. Виведена через окремий провід на роз'єм датчика сигнальна "маса" датчика кисню в більшості випадків так само з'єднана з "масою" автомобіля. Зустрічаються блоки управління двигуном, де провід сигнальної "маси" датчика кисню підключений не до "масі" автомобіля, а до джерела опор. напруги. У таких системах, вимір напруги вихідного сигналу датчика кисню блок керування двигуном виробляє щодо джерела опор. напруги, до якого підключений дріт сигнальної "маси" датчика кисню. Для перегляду осцилограми напруги вихідного сигналу датчика кисню, роз'єм осциллографического щупа повинен бути підключений до будь-якого з аналогових входів №1-4 USB Autoscope II, чорний затиск типу "крокодил" осциллографического щупа повинен бути приєднаний до "масі" двигуна автомобіля, що діагностується, пробник щупа повинен бути приєднаний паралельно сигнальному висновку датчика (провід чорного кольору йде від датчика).

Схема підключення до датчика кисню BOSCH (на основі оксиду цирконію).

1. - точка підключення чорного затиску типу "крокодил" осциллографического щупа;
2. - точка підключення пробника осциллографического щупа.

У вікні програми "USB Осцилограф", необхідно вибрати відповідний режим відображення, в даному випадку "Управління \u003d\u003e Завантажити настройки користувача \u003d\u003e Lambda". Коли лямбда-зонд прогрівається до робочої температури, його вихідна електричний опір значно знижується, і він набуває здатності відхиляти опор. напруга, що надходить від блоку управління двигуном через резистор з постійним електричним опором. У більшості блоків управління двигуном, значення опор. напруги одно 450mV. такий блок

управління двигуном вважає лямбда-зонд готовим до роботи тільки після того, як внаслідок прогріву датчик набуває здатності відхиляти опор. напруга в діапазоні більш ніж ± 150 ... 250mV.

Осцилограма напруги вихідного сигналу справного датчика кисню BOSCH. Пуск прогрітого до робочої температури двигуна. Час прогріву лямбда-зонда до робочої температури одно ~ 30S.

Опор. напруга на сигнальному проводі лямбда-зонда деяких блоків управління двигуном може мати інше значення. Наприклад, для блоків управління виробництва Ford воно дорівнює 0V, а для блоків управління двигуном виробництва Daimler Chrysler - 5V.

Типові несправності датчика кисню

Низька частота перемикання вихідного сигналу датчика кисню вказує на збільшений діапазон відхилення складу паливо-повітряної суміші від стехіометричного.

Осцилограма напруги вихідного сигналу несправного датчика кисню BOSCH. Двигун працює на холостому ходу. Частота перемикання сигналу занижена і становить ~ 0,6Hz.

Зниження частоти перемикання вихідного сигналу лямбда-зонда може бути викликана дедалі більшим часом переходу вихідної напруги зонда від одного рівня до іншого через старіння або хімічного отруєння датчика. Несправність може привести до розгойдування частоти обертання двигуна на режимі холостого ходу і до втрати "приемистости" двигуна. Ресурс датчика вмісту кисню в відпрацьованих газах становить 20 000 ... 80 000 km. Через старіння, вихідна електричний опір лямбда-зонда знижується при значно вищій температурі чутливого елемента до значення, при якому датчик набуває здатності відхиляти опор. напруга. Через збільшення вихідного електричного опору, Розмах вихідної напруги сигналу лямбда-зонда зменшується. Старіючий лямбда-зонд легко можна виявити за осциллограмме напруги його вихідного сигналу на таких режимах роботи двигуна, коли потік і температура відпрацьованих газів знижуються. Це режим холостого ходу і малих навантажень. Практично, старіючий лямбда-зонд все ще працює на рухомому автомобілі, але як тільки навантаження на двигун знижується ( холостий хід), Розмах сигналу швидко починає зменшуватися аж до зникнення коливань.

[

Осцилограма напруги вихідного сигналу несправного датчика кисню BOSCH. Двигун працює на холостому ходу. Перемикання вихідного сигналу відсутні.

Напруга вихідного сигналу старіючого лямбда-зонда при роботі двигуна на холостому ходу стає майже стабільним, його значення стає близьким опор. напрузі 300 ... 600mV.

30.05.2013

Датчик кисню встановлюється на інжекторні Вази (крім перших моделей з контролером Bosch 1.5.4).

Датчик кисню - невід'ємна частина системи харчування двигуна. Даний датчик призначений для оцінки стану вихлопу (наявність кисню у вихлопі). Іншими словами, даний датчик, орієнтуючись за кількістю кисню у вихлопі, регулює робочу суміш.

Датчик кисню так само має другу, але не менш популярна назва «Лямбда-зонд». Запам'ятайте, що датчик кисню і лямбда-зонд - це один і той же датчик.

Принцип роботи датчика кисню (лямбда-зонд)

Робоча поверхня датчика є керамічний матеріал, покритий платиною.

Робоча температура датчик становить 350 градусів за Цельсієм і вище. Тому, до нагрівання лямбда зонда, перші 5 хвилин після запуску двигуна, робоча суміш регулюється за показаннями інших датчиків системи харчування двигуна. Щоб прискорити прогрівання датчика до робочої температури, в нього монтують електронагрівач.

Принцип роботи датчика полягає в наступному: вихлопні гази покривають робочу поверхню лямбда, який в свою чергу реагує на різницю рівня кисню у вихлопних газах і навколишньому середовищу. Потім він посилає сигнал, який в свою чергу регулює робочу суміш.

Де знаходиться датчик кисню (лямбда-зонд)?

Для двигуна 1,5 л

Лямбда зонд (під номером 11) встановлюється у вихлопній системі на приймальній трубі. Вкручується з верху, перед резонатором або проставкой (якщо резонатора немає). Іншими словами: ставте автомобіль на яму, і шукайте по всій вихлопній системі датчик, що стирчить на верх. Датчик кисню - єдиний датчик, який встановлюється в вихлопну систему - тому не промахнетеся.

Для двигуна 1,6 л

Вихлопна система для двигуна 1,6 л

Вихлопна система даного двигуна трохи відрізняється від вихлопної системи 1,5л. Зверніть увагу на малюнок: У даній системі вихлопу заплановані 2 датчика кисню (по номером 2) - обидва знаходяться на катоколлекторе. На дані двигуни встановлюється як 1 так і 2 датчика концентрації кисню: Норма токсичності Євро-2 - 1 датчик кисню, Євро-3 - 2 датчика кисню.

Як часто міняти датчик кисню?

Ресурс ВАЗівської лямбда-зонда становить 80-160т. км, в залежності від якості бензину та інших важливих моментів. Сервісна заміна датчика кисню на ВАЗах по мануалу повинна проходити на позначці 60-70 т.км.

Як правильно, в повсякденній експлуатації автомобіля, господарі відключають датчик кисню, прошиваючи мізки ().

Чи можна просто відключити датчик?

Багато хто запитує: а чи можна відключити датчик, від'єднавши роз'єм? і до чого це приведуть?

Відповідь: Від'єднавши роз'єм датчика, Ебу переходить на приблизні параметри, тому суміш буде то багата - то бідна, витрата зросте, пропаде динаміка. Якщо робити по розуму, то можна відключити датчик, перепрошити мізки за допомогою чип-тюннінга або просто замінити датчик на новий.

Ознаки несправності датчика кисню

1. Велика витрата бензину (від 12л і більше). По мимо цього датчика, велика витрата палива може бути і з інших причин ()
2. Нестабільний холостий хід. Так само причинами даної несправності можуть бути: мертвий, і т.д.
3. Провали при прискоренні, падіння динаміки і потужності двигуна. Так само причинами низької динаміки можуть служити несправності в наступних елементах:, низька і т.д.

Чому вмирає лямбда-зонд?

Вище ми вже уточнили, що ресурс датчика кисню становить 80-160 т.км. Напевно у вас виникло питання: чому ж такий розкид в ресурсі, цілих 80 т.км? Насправді, ресурс датчика залежить від умов, в яких експлуатувався автомобіль:

• поганий бензин, в вихлопі якого міститься багато свинцю і заліза, забивають електроди датчика за кілька заправок;
• поганий стан маслос'емних кілець, ковпачків. Через них масло може потрапляти в суміш, а разом з ним і в вихлопну систему;
• через затиснутих клапанів, в систему вихлопу вириваються хлопки, які руйнують робочу поверхню датчика;
• через неправильну суміші, кута випередження запалювання, в слідстві чого датчик перегрівається, тріск від високої температури нейтралізатора або каталізатора.

Скільки коштує датчик кисню?

Вартість лямбда-зонда варіюється від регіону і моделі від 1000 до 2000р.