Широкополосный лямбда зонд проверка работоспособности: Широкополосный лямбда-зонд – особенности работы и диагностика

Широкополосный лямбда-зонд – особенности работы и диагностика

Широкополосный лямбда-зонд обеспечивает формирование правильной топливно-воздушной смеси в современных двигателях с системой впрыска.

 

Если этот датчик не работает должным образом, то обеспечение современных экологических норм будет невозможным. 

Лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в выхлопных газах и сравнивает его с содержанием кислорода в окружающем воздухе. В результате блок управления двигателем способен регулировать количество впрыскиваемого топлива таким образом, чтобы обеспечивался оптимальный состав топливовоздушной смеси. Это является необходимым условием для эффективной работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Обычные однополосные лямбда-зонды с технологией диоксида титана и диоксида циркония обнаруживают только переход от богатой смеси (недостаток воздуха) к обедненной смеси (избыток воздуха) и наоборот.

Поскольку современные дизельные и бензиновые двигатели работают вне стехиометрического соотношения лямбда = 1, были разработаны так называемые широкополосные лямбда-зонды.

Широкополосный зонд имеет более широкий диапазон измерения и точно измеряет как в богатых, так и в бедных областях. Широкополосные зонды внутри оснащены двумя ячейками: измерительной и ячейкой накачки. В измерительной ячейке измеряется концентрация кислорода, а затем преобразуется в сигнал напряжения, который сравнивается с опорным напряжением 450 мВ. Если это значение отклоняется от эталонного значения, включается ячейка накачки и ионы кислорода поступают в или из измерительной ячейки для коррекции концентрации кислорода, таким образом, чтобы опорное напряжение поддерживалось на уровне 450 мВ. Значение и полярность электрического тока, требуемого ячейкой накачки для поддержания постоянной концентрации, представляют собой эквивалент концентрации кислорода в смеси. Если лямбда-зонд выходит из строя, сжигание в современном двигателе больше не может контролироваться должным образом, что отрицательно сказывается на составе и эффективности очистки выхлопных газов.

Измерение сигнала и диагностика лямбда-зонда

Чтобы проверить функцию лямбда-зонда, сначала необходимо установить зонд в разъем. В VW Passat B7 с двигателем 1,6 TDI оба расположены непосредственно в моторном отсеке. Чтобы проверить включение нагревательного контура и встроенного нагревательного резистора, необходим мультиметр для измерения напряжения и сопротивления зонда. Для проверки электрического управления нагревательным контуром необходим осциллограф. Наблюдение за работой лямбда-зонда проводят при помощи диагностического устройства. Однако это относится только к бензиновым двигателям, где значение лямбда находится в границах 1 в двигателях с впрыском перед впускным клапаном и может варьироваться в пределах от 0,8 до 2,5 в силовых установках с непосредственным впрыском. В дизелях нет смысла наблюдать за сигналом лямбда-зонда, так как они всегда работают в очень широком диапазоне состава смеси. Значение лямбда в дизеле может изменяться от 1,4 до 12. Используя данные диагностического устройства, теперь можно контролировать ток накачки как положительное или отрицательное значение изменения коэффициента избытка воздуха.

Некоторые диагностические устройства также отображают графическое изменение значения коэффициента лямбда на дисплее. Основываясь на полярности (плюс или минус) тока накачки, теперь можно определить, работает ли двигатель с богатой или бедной смесью. Отрицательные значения сигнала указывают на богатую смесь, а положительные — на обедненную. На практике значение лямбда быстро переходит в отрицательный диапазон (богатая смесь). Если убрать ногу с педали акселератора после короткого нажатия, значение лямбда должно быстро перемещаться в положительный диапазон (обедненная смесь). Плохие или аномальные сигналы от широкополосных лямбда-зондов могут иметь много причин и не обязательно должны быть связаны с неисправным лямбда-зондом. Одной из причин может быть неправильное измерение массы воздуха, что приводит к плохому управлению впрыском. Проблемы с топливным насосом и форсунками также могут вызывать неправильные значения. То же самое относится к утечкам воздуха в выхлопной системе или в цепи впуска воздуха, а также к проблемам в системе зажигания. Причиной может быть также плохое состояние двигателя и неисправный клапан EGR.

Полезные статьи по автодиагностике — Школа Пахомова

На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на интернет-форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.

Датчик кислорода: от общего к частному

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Когда-то очень давно датчик кислорода представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся отработанными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них — подогреватель, один — масса, еще один — сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

• сканером
• мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.

О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0. 45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Методика проверки датчика кислорода

Поняв, как работает датчик кислорода, легко понять методику его проверки.

Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна.

Как нам выяснить, в чем кроется проблема — в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.

1. Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да — то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.
2. Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.
3. Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» — а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.

Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливно-воздушную смесь.

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом.

Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси.

Обратите внимание: эквивалентно

Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае — очень хороший помощник диагноста.

Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, рассказано в статье «Газоанализ и диагностика».

Датчик кислорода: выводы

1. Нужно совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда.
2. Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу мотортестер.
3. Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.
4. По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.
5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

Все о датчиках Мазда Демио: Проверка, наши рекомендации по подбору, замена

О том, что такое лямбда зонд и для чего он нужен, к сожалению, знают далеко не все автовладельцы. Лямбда зонд — это кислородный датчик, который позволяет электронной системе контролировать и балансировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Он способен своевременно исправить структуру топливной смеси и предупредить дестабилизацию рабочего процесса двигателя.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов.

Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В  принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса.

Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Основные признаки неисправности лямбда зонда

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

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

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

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

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

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси.

При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка.

Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме.

В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля.

Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем.

В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы.

В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным.

В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта.

Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха.

Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

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

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения.

Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам.

Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания.

Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов.

После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке.

В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место.

При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ.

Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд.

Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Датчик детонации Mazda Demio

Автомобиль японского концерна Mazda Demio, как и любое другое современное транспортное средство, оснащено множеством датчиков и устройств, отвечающих за стабильную и безопасную работу.

Одним из таких датчиков является датчик детонации, который используется для определения момента возникновения возможной детонации в ДВС.

Устройство считается одним из важных, входящих в электронную систему управления двигателем автомобиля.

Чтобы понять, где находится датчик детонации на Мазда Демио, достаточно будет взглянуть на двигатель. Датчик находится рядом с впускным коллектором. Также стоит отметить, что рядом с датчиком детонации расположено еще одно немаловажное устройство — датчик давления масла.

Виды используемых в Mazda Demio датчиков детонации, а также их стоимость представлены в виде таблицы.

Датчик детонацииСтоимость, в рублях

Датчик детонации era 550340 Era арт. 550340	1700
Датчик детонации Mazda 3	1800
Датчик детонации Mazda / ZJ0118921	3700

Также существуют модели датчиков dw3w, dy3w. Владелец данного автомобиля может при необходимости выбрать наиболее подходящую для себя модель датчика в соответствии с материальным положением и установить его на свой автомобиль без посещения СТО.

Неисправности датчика

В процессе эксплуатации автомобиля зачастую многие электронные устройства выходят из строя. Датчик детонации не является исключением. Основными признаками его поломки считаются:

• Снижение работоспособности двигателя.
• Механическое разрушение датчика в связи с ударом или аварией.
• Выход из строя блока управления.

Любая из перечисленных поломок требует тщательного осмотра устройства, а также его замены.

Как проверить датчик детонации

На необходимость проверки могут указать следующие симптомы, которые можно обнаружить в процессе эксплуатации Мазда Демио:

• Снижение мощности силового агрегата.
• Увеличение времени разгона.
• Появление дыма из выхлопной трубы.

Также характерным симптомом служит появление значка «Check-Engine» на приборной панели. Таким образом, может потребоваться проверка работоспособности датчика детонации.

Существует несколько способов проверки

• Проверить его сопротивление с помощью мультиметра. Для этого перед использованием прибора необходимо сначала выставить все параметры, после чего определить степень изменения сопротивления при постукивании по датчику.

• Проверить напряжение на электрических контактах. Для этого используют вольтметр. Также для этого можно воспользоваться мультиметром. Чтобы измерить напряжение, потребуется отсоединить электрический разъем питания и снять его с двигателя. Если в процессе измерения прибор показывает незначительные изменения, это свидетельствует о том, что датчик детонации вышел из строя.

Таким образом, проверка поможет определить работоспособность датчика детонации и укажет на необходимость его замены.

Замена датчика

• Замена датчика детонации может быть осуществлена своими руками без обращения к квалифицированным и, что немаловажно, дорогостоящим специалистам на СТО.
• Если владелец Mazda Demio разбирается с тем, что представляет собой устройство, где оно находится и как осуществить его демонтаж, тогда ему совершенно необязательно обращаться за помощью на станцию технического обслуживания.
• Перед заменой потребуется подготовить набор инструментов, к которым следует отнести отвертку, головку на 24 мм.
• Последовательность действий выглядит следующим образом:

• В первую очередь потребуется определить точное местоположение датчика. Как уже было отмечено ранее, в Мазде Демио датчик находится рядом с масляным фильтром. Таким образом, необходимо будет установить автомобиль в неподвижном состоянии.
• Следующим действием станет отключение двигателя автомобиля и его последующее охлаждение. Также потребуется отсоединить клеммы от аккумулятора для соблюдения безопасности во время выполняемых работ.
• Как только подготовительные работы будут выполнены, потребуется открутить дроссельную заслонку, впускной коллектор.
• Снять с коллектора два патрубка со стороны генератора и отодвинуть их кверху.
• Демонтировать корпус воздушного фильтра.
• После этого следует снять топливную рампу и форсунки, таким образом, обеспечив доступ к ДД.
• Необходимо отметить, что крепление датчика осуществляется посредством специального болта. Поэтому, чтобы снять устройство, потребуется его открутить.
• Когда старый датчик детонации будет демонтирован, на его место необходимо установить новый. Во время установки рекомендуется не затягивать слишком сильно болт. Стоит отметить, что новые датчики выпускаются с резьбовой частью, и в большинстве случаев она покрыта герметиком, поэтому не стоит переживать о надежном креплении.
• Окончательным действием станет сборка элементов конструкции автомобиля в обратной последовательности, а также восстановление электрической цепи.

Когда замена датчика будет завершена, необходимо снова завести автомобиль. Это требуется для проверки работоспособности датчика, а также всей машины в целом.

Таким образом, процедура замены устройства не представляет собой ничего сложного, и с ней может справиться практически каждый владелец Mazda Demio. Однако стоит отметить, что если после замены, ранее обнаруженные проблемы не были устранены, рекомендуется все же посетить станцию технического обслуживания для проведения диагностики всего транспортного средства.

В конце следует сказать, что эксплуатация любого автомобиля требует от водителя определенного уровня ответственности. Регулярный осмотр и осуществление своевременного ремонта позволит избежать многих серьезных проблем. К сожалению, большинство водителей не следуют этим минимальным советам, поэтому очень часто страдают из-за различных проблем в работе автомобиля.

Проверяем, выбираем и заменяем датчики для Мазда Демио

Функционирование системы электронного управления двигателя на автомобиле невозможно без многочисленных датчиков, регулирующих и сообщающих о той или иной неисправности.

В Мазда Демио датчики используются в системах безопасности, климат-контроля, топливного расхода, давления и расхода воздуха, охлаждающей и выхлопной системе, а также системе электронного управления двигателя и других подсистем.

Виды датчиков

Основные приборы, установленные на Мазда Демио DW3W:

1. ДМРВ – датчик массового расхода топлива.
2. ДЧВКВ – датчик частоты вращения коленчатого вала.
3. Датчик детонации.
4. Датчик учета количества кислорода в салоне.
5. Датчик, отражающий температуру охлаждающей жидкости.
6. Датчик давления масла.
7. Датчик, определяющий уровень топлива.

Какие датчики чаще всего выходят из строя

• Каждый из них имеет «свой» набор причин выхода из строя. Но существуют и общие причины поломок, характерные для любого вида датчика:
• — обрыв проводков;
• — замыкание электроцепи;
• — внутренняя неисправность.
• Ниже представлены самые распространенные проблемы, которые происходят с датчиками в Мазда Демио DW3W:

1. Датчик детонации при поломке выдаёт информацию на панели с кодом ошибки. При этом запускается резервная программа управления двигателем.
2. Датчик давления масла может выйти из стоя из-за обрыва или замыкания цепи, протечку масла через датчик, брак самого датчика.
3. Датчики подачи кислорода и расхода топлива также выходят из строя чаще других.

   На выход из строя топливного датчика влияет нестабильный уровень топлива, несоответствие уровня напряжения датчика, отсутствие информации в сбое работы электрической цепи.

Выбор датчиков: оригинальные или аналоги?

Ремонт автомобиля — дело довольно хлопотное и недешевое. Поэтому вопрос о выборе оригинальной запчасти или её аналога очень насущен. Что касается датчиков на Мазду Демио, то здесь мнения разделились. Бывает, что удачный аналог подходит идеально и прослужит довольно долго, но чаще всего случается наоборот.

Поэтому эксперты, мастера СТО, да и просто люди, столкнувшиеся с этой проблемой, рекомендуют приобрести новый оригинальный прибор. Во всяком случае, производитель даёт гарантию на свой продукт. И всегда есть возможность заменить его бесплатно.

Порядок замены

Заменить датчики можно самостоятельно. Приведем два примера по замене датчика детонации и датчика давления масла.

Замена датчика детонации:

1. Выключить отрицательную клемму АКБ и разъем ЭБУ.
2. Убрать давление в топливном отсеке.
3. Поочередно снять элементы, препятствующие доступу к самому датчику.
4. Открутить болты крепления.
5. Коллектор отвернуть в сторону радиатора.
6. Заменить старый датчик детонации на новый
7. Все снятые детали установить в обратном порядке.

Замена датчика давления масла:

1. Обеспечить доступ к блоку цилиндров над масляным фильтром.
2. Нажать на фиксатор и снять разъем с датчика.
3. Выкрутить старый датчик и прикрутить новый.
4. Подключить разъем.
5. Завести двигатель с целью проверки отсутствия протечки масла.
6. Как только двигатель запуститься, контрольная лампа давления масла должна погаснуть.

Мазда Демио – автомобиль, максимально отвечающий требованиям безопасности. Вам не следует заранее беспокоиться о возможных поломках и неисправностях. За это отвечают всевозможные датчики — Ваши «маленькие помощники».

Замена дмрв Mazda Demio. Проверка и регулировка датчика положения дроссельной заслонки на Mazda Demio

• Моя группа ВКонтакте Мой магазин автозапчастей
• Комментарии к теме Замена дмрв Mazda Demio
• Мина

Видео для очень многих полезное. Но даже если нет ошибки по датчику, разве вы по сканеру в разделе АЦП не видите изменение напряжения с датчика? У нормально работающего ДД напруга всегда выше 0.3 вольта. Когда она зашкаливает за 3 вольта, тут тоже надо разбираться в причинах этого. Причём не факт, что ЭБУ сможет быстро вычислить проблему. Но иногда бывает, что датчик поменяли, а напруги нужной нет, вот тут почешешь репу — либо потери частотного напряжения в линии, либо микруха АЦП подыхает…

1. Альберт
2. как всегда,все качественное и рабочее выглядит грубо и не очень красиво,а то что не хера не работает блестит и сверкает! У моего соседа на мазда с дмрв до сих пор все в ажуре,
3. Филя

Привет.при переключение с 1 на 2 появился толчок, если сцепление придерживаю то все норм.раньше такого не замечал пробег 43!скоротят включаются четко!ни чего не гудит не пердит)может быть что из за клапана?и еще не разу не сменил тормозуху((((машина элантра мд но движка таже и все остальное тоже)

• Гамильтон Цесевич
• Периодические проблемы с дмрв совсем достали )) Вроде грамотный мужик, я не понимаешь что, надо затягивать на колесах, только потому что машина мягче)
• Bazar

Добрый день, Илья, Вы говорите что 90% шумов это цепь, но у меня стучит в левой бошке первый цилиндр, на горячую. Разобрав, мастер сказал, что никаких признаков износа нет, я видел сам движок, он чистый внутри.

Решили поменять клапан (piston), хотя по размерам он идентичный остальным. По-вашему может поискать в другом месте, а то замена всего по кругу, без явных признаков износа, не прельщает. Пробег 90 тыщ. миль.

масло 5w30 до сих пор.

1. Скорюпин Волчок
2. Редкие трудности с дмрв это еще ничего >) не 4 а два здоровых с каждой стороны и один этот поменьше, всего 6 🙂
3. Адилхан

о чем вы говорите какая шпилька.Там усилие всего навсего должно быть 10,4-24,2 Н.м.Это в переводе на русский метровый длины ключ от килограмма до 2.4.Если ключ 30см то от 3кг всего навсего.

Рой Скоркин

Лучше что-то конкретное объяснил бы по дмрв. Добрый день. Есть потребность проверить с помощью тестера ДТОЖ Sandero 2011г 1.6л (8 клапанов). Подскажите пожалуйста какие правильные характеристики у данного датчика при 20, 50, 80, 100 градусов (температура/сопротивление). На всех сайтах разные значения и разные таблицы. Заранее спасибо!

• Ячеслав
• двухконтурное зажигание нужно, мерс и поедит круче
• Казак
• Оранжевая мясорубка))) Проблемы с дмрв совсем достали 😉
• Груненыш Кряж

что это за фильтр? воздушный или фильтр салона?

Франциско

Мне друг сказал на мазда и без дмрв полно чем заняться можно! у меня в голове цифры другие, dox-0109 и dox-0125, одна однопроводная (если нет цепи подогрева), другая четырех. На cr-v rd1 ставилась четырехпроводная. Вторые — не знаю, на моем авто (не cr-v) нет второй, а первая была однопроводной (сейчас заколхозил цепь подогрева и теперь стоит четырехпроводная).

Баки

как сделать адаптацию дпдз?

Диагностика по сигналу лямбда-зонда — Injector.UA

Диагностика по сигналу лямбда-зонда

Лямбда зонд – устройство, устанавливающееся на пути потока выходящих газов, получаемых при сгорании топлива, для измерения уровня кислорода в этих газах.

При анализе осциллограммы напряжения исходящего сигнала лямбда-зонда, а также сопоставления данных иных датчиков, можно дать оценку работоспособности и функциональности самого лямбда-зонда, основных систем, а также двигателя в целом при различных режимах роботы и нагрузках.

Неисправность лямбда-зонда выражается и влияет на понижение скоростных характеристик автомобиля, неполадок при движении, плавании оборотов при холостом ходу, увеличении количества потребляемого топлива, а также снижения мощности двигателя.

Лямбда-зонд оценивает и сопоставляет уровень содержания и наличия кислорода в окружающей среде и выхлопных газах, подаёт результат этого сопоставления в виде аналогового сигнала. Существуют двухуровневые зонды, рабочий, то есть чувствительный или сенсорный элемент которых изготовлен из оксидов циркония или титана, но им на смену чаще приходят лямбда зонды широкополосного типа.

Лямбда зонд на основе оксида циркония

Лямбда-зонд с чувствительным элементом на основе оксида циркония продуцирует выходной сигнал напряжением тока от 40-100mV до 0.7-1.0V. Клиренс напряжения исходящего сигнала рабочего лямбда-зонда доходит до ~950mV.

Если лямбда-зонд замечает низкое содержание кислорода в выхлопе автомобиля, что есть последствием использования двигателем качественной обогащенной ТВС, датчик воспроизводит сигналы высокого уровня напряжения, — в районе 0.65 — 1V. Если же в выхлопных газах наблюдается повышенное содержание кислорода, что говорит об использовании двигателем обеднённой ТВС, то датчик воспроизводит, соответственно сигнал низкого напряжения в пределах 40 — 250mV.

Корректно работающий лямбда-зонд начинает функционировать только после прогрева сенсорного элемента выше ~350°С, когда исходное электрическое сопротивление существенно снижается, и он обладает способностью отклонять опорное напряжение, которое направляется от ЭБУ двигателем посредством резистора, обладающего постоянным электрическим сопротивлением.

В электронных блоках управления большинства марок производителей автомобилей опорное напряжение достигает 450 mV. Такие ЭБУ двигателем принимают готовность лямбда-зонда к работе после прогрева датчика до нужной температуры, и приобретения им способность отклонять опорное напряжение в пределах более ±150 ~ 250mV.

Отметим, что на сигнальном проводе опорное напряжение в ЭБУ двигателя может иметь и совсем иные значения. К примеру, для ЭБУ от Форда оно равно 0V, а в блоках управления двигателем Крайслеров — 5V.

Измерение ЭБУ двигателем напряжения исходящего сигнала лямбда-зонда производится в отношении сигнальной «массы» датчика. В зависимости от конструкции лямбда-зонда, его сигнальная «масса» может выводится с помощью отдельного провода на датчик, точнее конкретный разъем, или может быть соединена непосредственно с корпусом самого датчика и при его установке автоматически иметь связь с «массой» машины через соединение резьбового типа.

Сигнальная «масса» зонда, которая выводится с помощью отдельного провода на датчиковый разъем, в основном соединена с «массой» самого автомобиля. Но бывают также и ЭБУ двигателем, где шнур «массы» лямбда-зонда соединён не с массой автомобиля, а с источником опорного напряжения. Поэтому, в данных системах, измерение напряжения исходящего сигнала лямбда-зонда ЭБУ двигателем производит в отношении источника опорного напряжения, на который присоединён шнур сигнальной «массы» лямбда-зонда.

Оценка отклонения состава воздухо-топливной смеси от стехиометрического (эталонное сочетание и баланс воздух/топливо) производится ЭБУ двигателем, когда двигатель и лямбда-зонд прогреты посредством анализа его исходящих сигналов. В результате сгорания стехиометрической ТВС, напряжение исходящего сигнала лямбда-зонда, ориентировочно, будет достигать 445-450mV. Но постоянное поддержание стехиометрического состава топливновоздушной смеси невозможно по причине относительного расстояния между впускными клапанами газораспределяющего механизма и местом локализации датчика, а также относительно долгого времени реакции сенсорного элемента датчика.

Но отклонение от стехиометрического состава ТВС при работе двигателя на сталом режиме происходит постоянно (раз одну-две секунды), и имеет значение процента отклонения около ± 2 — 3%. Наблюдается это на осциллограмме исходящего напряжения сигнала лямбда зонда.

Переключения выходного клапана лямбда-зонда с низкой частотой свидетельствует об увеличенном отклонении топливно-воздушной смеси от техиометрического состава.

Интервал переключения исходящего напряжения лямбда-зонда между режимами не должен быть больше 120ms. Значительное увеличения времени скачка исходящего напряжения зонда между показателями свидетельствует об отравлении или старении датчика. Это может быть спровоцировано использованием содержащих свинец и иные другие элементы топливных или масляных присадок, либо использованием при ремонте двигателя определённых герметиков. Датчик стареет по причине его работы в сверх-агрессивной среде под воздействием высочайших температур. При анализе осциллограммы напряжения исходящего сигнала лямбда-зонда с разными режимами работы мотора, можно обнаружить неполадки самого датчика, а также и целой системы ЭБУ.

Ниже можно увидеть осциллограмму выходного сигнала исправного лямбда-зонда при неисправной ЭБУ. Двигатель имеет рабочую температуру, работая на холостых оборотах более 2-ух минут без нагрузки. Закладка «Snap throttle» размещена в точке осциллограммы, которая соответствует моменту, при котором дроссельная заслонка была резко открыта. Из осциллограммы следует, что при работе двигателя на холостом ходу происходила генерация зондом сигнала, имеющего среднее напряжение, равное ~ 700 mV и размах ~ ± 150 mV. После того, как дроссельная заслонка была резко открыта (момент отмечен закладкой с названием «Snap throttle») выходное напряжение стремительно снизилось на ~ 700 mV.

При этом размах напряжения исходящего сигнала лямбда-зонда после реакции на изменившийся уровень содержания кислорода в газах сгорания топливной смеси и на короткое время переключения исходящего напряжения от одного показателя к другому свидетельствуют об исправность датчика и готовности к работе.

Если же прогретый до нужной температуры двигатель функционирует на холостом ходу без нагрузки в течении больше чем двух минут (а прогретый до рабочей температуры лямбда-зонд продуцирует электрический сигнал, который извещает электронный блок управления о переобогащенной воздушно-топливной смеси, но ЭБУ на это не реагирует должным образом, в связи с чем смесь, как и прежде, остается переобогащенной), то это указывает на неполадки системы управления двигателем, но не самого зонда. Помимо этого, видно, что топливо воздушная смесь обедняется сразу же после резкого поднятия дроссельной заслонки. Внезапная перегазовка есть одним из режимов, в котором состав воздушно-топливной смеси обязан быть обогащенным.

Также схожая неисправность может быть спровоцирована разрывом цепи сигнальной системы самого зонда, либо же поломкой ЭБУ или одного из ее датчиков.

Так, датчик содержания кислорода в газах сгорания смеси имеет ресурс работы от двадцати тысяч километров до восьмидесяти. Но со временем, качество его работы ухудшается. Так как, при старении лямбда-зонда выходное электрическое сопротивление имеет свойство снижаться при воздействии высоких температур до уровня, при котором сенсор получает способность отклонять опорное напряжение. Старый лямбда-зонд легко обнаружить по осциллограмме напряжения исходящего сигнала при холостом ходу, а также малых нагрузках.

В ситуации существенного повышения температуры сенсорного элемента, исходящее электрическое сопротивление зонда немного снижается, а его возможность отклонять опорное напряжение растёт. Используя эту особенность датчика, мастер может повысить скорость потока газов сгорания и температуру путём увеличения оборотов двигателя следя за осциллограммой исходящего сигнала, для того чтобы понять, работает ли лямбда-зонд или нет. Осциллограмма же при исправном зонде должна принимать привычный вид. Также на его неисправность укажет возросшее потребление топлива на ряду с понижением мощностных характеристик авто и появлением «провалов» оборотов при холостом ходу.

Существует также такая неисправность лямбда-зонда, при которой появляются выбросы минусового напряжения, то есть отрицательной полярности. В таком случае значительно увеличивается расход топлива, а при резких газованиях происходят выбросы сажи из выхлопной трубы, при этом рабочая поверхность свечей зажигания становится покрыта гарью.

Также неисправности лямбда-зонда возникают по причине внешней или внутренней разгерметизации. В таких случаях, зонд не может адекватно сравнить уровень наличия кислорода в газах сгорания топлива с окружающим воздухом и начинает подавать сигнал в ~1V, полярность которого индицирует камеру со сниженным уровнем кислорода.

При исправном лямбда-зонде и системе в целом, уровень кислорода меняется только в газах сгорания. При этом, наличие кислорода в камере сгорания будет ниже, чем в камере с обычным воздух. В этом случае зонд подаст положительный сигнал в ~1V.

Если же система зонда разгерметизирована, в камеру с обычным воздухом будет попадать некое количество газов сгорания. Также при торможении (закрытой дроссельной заслонке) уровень кислорода в газах сгорания окажется гораздо выше, чем в камере, где есть атмосферный воздух. При этом лямбда-зонд подаст отрицательный сигнал в ~1V.

В таком случае, ЭБУ двигателем будет считать зонд исправным, ведь датчик отклонил опорное напряжение и уменьшил его до ~0V. Исходящее напряжение зонда в районе ~0V говорит о малой разнице наличия кислорода в газах сгорания, а также в разгерметизированой камере обычного воздуха.

На ЭБУ двигателя поступает сигнал зонда с низким напряжением, что говорит о обедненной ТВС. Поэтому ЭБУ обогащает смесь. Это значит, что разгерметизация зонда влияет на обогащение смеси с последующими неисправностями и увеличивает расход топлива. Диагностировать самому, без специального оборудования такую поломку нереально.

Лямбда-зонд на основе оксида титана

Напряжение исходящего сигнала зонда с сенсорным элементом на основе оксида титана находится в районе от 10-100mV до 4-5V.

Этот зонд реагирует путем изменения электрического сопротивления на разницу состава выхлопных газов.

Сопротивление зонда высокое при низком наличии кислорода в газах сгорания (обогащенная смесь), резко снижается в случае обеднения воздушно-топливной смеси. Благодаря этому датчик шунтирует опорное напряжение 5V, исходящее от ЭБУ двигателем посредством резистора, имеющего постоянное электрическое сопротивление.

Исходящий сигнал зонда с сенсором на основе оксида титана имеет гораздо быструю реакцию на понижение или повышение уровня наличия кислорода в газах сгорания топлива, по сравнению с сенсором на основе оксида циркония.

Широкополосный лямбда зонд

Исходящий сигнал широкополосного зонда способен передавать информацию не только о изменении состава газов сгорания и отклонении ТВС от стехиометрической, но также выражать это количественно. При анализе данных, полученных с широкополосного лямбда-зонда, ЭБУ двигателем рассчитывает предоставленные показатели отклонения воздушно-топливной смеси от стехиометрической и выдает результат в численно виде. Что, фактически, является лямбда коэффициентом.

У широкополосных зондов от компании BOSCH, исходящее напряжение сенсорного элемента зонда (это чёрный провод по отношению жёлтого провода) изменяется в зависимости от концентрации кислорода в газах сгорания, от величины, а также полярности заряда, протекающего по насосу кислорода зонда (красный провод по отношению жёлтого провода). ЭБУ двигателем продуцирует и посылает на насос кислорода электрический ток, полярность и величина которого поддерживает исходящее напряжение сенсорного элемента лямбда-зонда на постоянном уровне (450 mV).

Если двигатель потребляет воздушно-топливную смесь стехиометрического состава, то ЭБУ двигателя устанавливает напряжение на красный провод, которое равно напряжению, имеющемуся на желтом проводе, а электричество, которое протекает через красный шнур и насос кислорода, равно нулю.

Если двигатель потребляет обеднённую смесь, то ЭБУ двигателя подаёт на красный провод плюсовое напряжение по отношению к желтому проводу, и начинает идти через кислородный насос заряд положительной полярности. Если двигатель потребляет обогащенную ТВС, то ЭБУ двигателя переключает полярность тока на красном проводе в отношении жёлтого провода, и полярность тока кислородного насоса также изменяется на минусовую. Сила тока кислородного насоса, которая устанавливается ЭБУ двигателя, зависит от того, насколько сильно отличается состав ТВС от требуемого стехиометрического.

В электрической цепи насоса кислорода находится интегрированный резистор измерения, при падении напряжения на котором устанавливается концентрация кислорода в газах сгорания.

 

 

что это такое в машине, устройство, как работает, за что отвечает, фото

Сделай репост и информация будет всегда под рукой ✅

Лямбда-зонд в автомобиле – это датчик кислорода, который измеряет концентрацию этого газа в выхлопе. Это надо для того, чтобы топливная смесь была наиболее эффективной для работы двигателя, а вредные выбросы в окружающую среду – минимальные. Ведь в наше время машина должна быть не только мощной, но и экологичной.

Вообще эта деталь получила своё название по греческой букве λ, которая обозначает такой показатель, как избыток воздуха в топливно-воздушной смеси.

В устройстве любого авто находится немало различных устройств, которые постоянно мониторят состояние элементов и узлов. Если сравнивать составляющие детали авто с организмом человека, то кислородный датчик – это дыхательная система. Сейчас чаще всего применяют электромеханический датчик кислорода (хотя существуют и другие виды), внутренний электрод которого сделан из циркония, который работает при температуре 1000°С. В лямбда-зонде создаётся разное напряжение в зависимости от содержания кислорода в выхлопных газах и снаружи.

Разнообразие лямбда-зондов

Отмечу, что при запуске и прогреве мотора в холодное время года управление впрыском топлива происходит без датчика кислорода, а основываясь на температуре антифриза, количестве оборотов коленчатого вала и положении дроссельной заслонки.

Находится это устройство в выпускном коллекторе (большие трубы у мотора), сразу перед катализатором (деталь, которая уменьшает выброс вредных газов).

Если устройство будет неисправен, то расход бензина возрастёт, динамика упадёт, мотор начнёт работать нестабильно, а выбросы выхлопных газов станут токсичнее.

И на самом деле, если спросить любого грамотного специалиста, почему падает мощность мотора, то в первую очередь он вам скажет, что надо проверить лямбда-зонд – кислородный датчик. В крайних случаях его меняет целиком (это дорогое удовольствие!), но на практике это в большинстве случаев можно исправить. Но малок то знает, что именно за зверь такой – лямбда, как и что в этой вещице работает. Я вам всё объясню как можно понятнее.

В статье: что такое лямбда-зонд, устройство, принцип работы, виды, для чего служит, где находится, признаки и причины неисправностей, как проверить кислородный датчик, как устранить поломку, какой фирмы лучше брать и что такое обманка лямбда-зонда. Обещаю, будет интересно!

Что такое лямбда-зонд в автомобиле

Что это такое в машине? Лямбда-зонд – это специальный датчик остаточного кислорода в выхлопной системе, который постоянно «мониторит» содержание кислорода в выпускном коллекторе. Устройство замеряет количество несгоревшего кислорода или топлива в выхлопном газе. Это необходимо для приготовления оптимальной топливной смеси и снижения выброса вредных веществ в атмосферу.

Многие спрашивают, к какой системе относится лямбда-зонд. Отвечаю. Лямбда-зонд относится к выхлопной системе автомобиля.

Запомните! Лямбда-зонд и кислородный датчик — это одно и тоже.

Как называется лямбда-зонд по-другому? Вот ещё правильные названия этого полезного приборчика: регулятор лямбда, λ-зонд, ЛЗ, O₂ датчик, Lambda probe, Oxygen sensor, датчик кислорода, датчик концентрации кислорода в отработавших газах, кислородник.

Почему так назвали этот интересное устройство? Это слово произошло от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении означает коэффициент избытка кислорода в топливно-воздушной смеси или соотношение воздуха и топлива. А термин зонд от французского слова sonder, которое переводится – исследовать.

Как и что измеряет лямбда-зонд? Замер кислорода происходит весьма интересным методом – определяется остаток этого газа в выхлопном газе. Причём здесь показания довольно точные. Вот поэтому лямбда-зонд и установлен в выхлопной системе.

Когда состав топливно-воздушной смеси идеален (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива), то коэффициент избытка воздуха будет равен 1. Это означает, что топливная смесь — стехиометрическая, поэтому происходит её полное сгорание. А всего различают 3 типа топливно-воздушной смеси: стехиометрическая (λ=1), переобогащённая (λ<1) и обеднённая (λ>1). Отмечу, что мотор может работать на любом из этих типов топлива, всё зависит от множества факторов. К примеру, на «богатой» смеси мотор будет работать на полной мощности, но и потребление топлива здесь будет максимальным. А если топливная смесь оптимальная, то потребление горючего и выбросы токсичных газов будут минимальны. Но если отклонения от стехиометрической смеси будут высокие, то это приведёт к поломке ДВС и выпускной системы.

На практике мотор не всё время работает на оптимальной топливно-воздушной смеси, но он безостановочно стремится к этому. Постоянно обеспечивать идеальные пропорции смеси невозможно, слишком много факторов на это влияет. Регулирование состава смеси обеспечивает ЭБУ – электронный блок управления.

ЭБУ двигателя

Сколько лямбда-зондов в автомобиле? Один, два или четыре. Они требуются для обеспечения высокой точности анализа выхлопных газов, чтобы обеспечить приготовление оптимальной топливной смеси и контроль эффективности катализатора. Наличие двух датчиков увеличивает расходы на обслуживание, потому что стоят они недёшево, а менять их рекомендуют каждые 3 года эксплуатации автомобиля.

Если кислородный измеритель зафиксировал повышенное содержание кислорода, то значит, что надо добавить больше топлива. А если наоборот – то надо уменьшить его подачу.

Рассмотрим подробнее, какое назначение датчика кислорода и где он расположен.

Для чего нужен лямбда-зонда в автомобиле

Для чего предназначен лямбда-зонд? Он применяется для передачи информации о наличии примесей в выхлопном газе в электронный блок управления двигателя. Это позволяет удерживать оптимальный состав топлива и воздуха в горючей смеси, которая поступает в мотор автомобиля.

Лямбда-зонд меряет количество остаточного кислорода в отработавших газах. Идеальный состав: 14,7 частей кислорода к 1 части топлива. А чтобы поддерживать такой баланс, в систему питания встроен электронный впрыск топлива, лямбда-зонд встроен в цепь обратной связи. Значение электронного блока управления системы впрыска горючего – это изменение состава рабочей смеси для подачи в цилиндры ДВС.

Какую функцию выполняет ещё лямбда-зонд? Он является контролёром в выпускном тракте в системе питания с электронным управлением впрыском топлива.

За что ещё отвечает лямбда зонд до катализатора? Он создаёт благоприятные условия для катализатора, чтобы он смог эффективно отфильтровать вредные выбросы. Это вторая важная функция, которую выполняет кислородный датчик.

Многие спрашивают, для чего нужен второй лямбда-зонд? И вправду, зачем два лямбда-зонда, если с функцией может справиться и один? Первый лямбда-зонд отвечает за анализ оптимального состава смеси, а второй – за проверку корректной работы катализатора и повторной проверки горючей смеси. Если он не будет эффективно работать, то катализатор быстро сломается. Поэтому лямбда-зонд играет немаловажная роль в автомобиле, защищая катализатор от поломки.

Отмечу, что два датчика кислорода применяется во многих современных автомобилях (с наличием рядного мотора). Первый лямбда-зонд находится до каталитического нейтрализатора (верхний), а второй – после него (нижний). Причём они могут быть одинаковыми, но функции они выполняют разные. Также к двум кислородникам в автомобиль встраиваются дополнительные устройства (температуры и др.), что помогает улучшить работу катализатора и поддерживать оптимальный состав горючей смеси.

А где стоит лямбда-зонд? Ответ ниже.

Где находится лямбда-зонд

Чтобы выяснить расположение и количество кислородных датчиков в автомобиле, можно заехать на станцию техобслуживания, где после диагностики вам выдадут снимок дна с отмеченными кислородниками. Если вам хочется сэкономить деньги, то ознакомьтесь ниже с полезной информацией о расположении лямбда-зондов.

Датчики кислорода устанавливают как под днище машины, так и под капотом.

Если ваш авто был выпущен более 15-20 лет назад, то вероятнее всего у него только 1 лямбда-зонд. Ну а если автомобиль относительно новый, то в нём 2 или 4 кислородных датчика.

Одно из мест установки лямбда-зонда

Теперь перейдём к объёму мотора, от этого будет зависеть количество лямбда-зондов.

1. Если он менее 2 литров, то в машине 2 датчика. Один под капотом, а другой под днищем.
2. Если объём двигателя более 2 литров, то в автомобиле 4 лямбда-зонда (на 4 выхода). Первые 2 находятся под капотом, а два других – под днищем.

Чтобы вживую увидеть, где установлен лямбда-зонд, надо выполнить следующие действия:

1. Следует открыть капот автомобиля.
2. Определите, где находится двигатель. Как правило, он расположен примерно посередине, сверху он закрыт пластмассовой крышкой с названием марки авто.
3. Найдите, где находится выпускной коллектор. Это трубы большого размера, которые находятся у мотора.
4. На этом коллекторе вы должны найти маленькую цилиндрическую деталь длиной 6-7 см. Поздравляю, вы нашли лямбда-зонд. Если их 2, то один будет слева, а второй – справа.
5. Другой лямбда-зонд находится в выпускной системе, под днищем автомобиля. У каждой модели месторасположение различается. Если их там 2, то один стоит перед катализатором, а второй – после него.

Теперь рассмотрим, какие бывают лямбда-зонды.

Виды лямбда-зондов

Чтобы λ-зонд получил электронный сигнал о составе выхлопного газа, внутри него встроен специальный твёрдый электролитический элемент. И в зависимости от того, из какого материала состоит эта деталь, лямбда-зонды бывают следующих видов.

Циркониевый

Это самый популярный тип кислородного датчика. Изготавливается на основе диоксида циркония (ZrO₂). В состав этого устройства входит керамическая составляющая, легирована оксидом иттрия. Сверху он покрыт платиновыми электродами, которые играют защитную роль, а также проводят электрические импульсы. Платиновые токопроводящие пористые электроды дополнительно являются катализатором окислительных восстановительных реакций.

Фото циркониевого лямбда-зонда

Внешняя часть циркониевого датчика взаимодействует с нагретыми выхлопными газами, а внутренняя – с окружающим воздухом. Лямбда-зонд хорошо защищён от воды, но в него попадает немного воздуха (это необходимо для корректной работы).

Принцип работы циркониевого лямбда-зонда основан на работе гальванического (либо твёрдооксидного) топливного элемента с твёрдым электролитом. Такой лямбда-зонд может выявить только относительное количество кислорода в топливе.

Обращу ваше внимание, что такой датчик начинает проводить импульсы только при его нагреве более 300-400°C. И таким образом, если указанная температура не будет достигнута, то циркониевый лямбда-зонд будет выдавать ошибку, пока не прогреется. Керамический изолятор с нагревателем позволяет лямбда-зонду прогреться быстрее. Датчик из циркония устанавливается перед каталитическим нейтрализатором.

Внимание! Если нагреется до температуры более 950°C, то он перегреется и выйдет из строя.

Лямбда-зонд сам по себе создаёт положительное или отрицательное напряжение. А опорное напряжение в нём – 0,45 В. Оно имеет меняющийся диапазон от 0,1 В до 0,9 В. Главное отличие циркониевого датчика от титанового — в способности самостоятельно создавать напряжение.

Важно знать, что к такому датчику нельзя присоединять какие-либо сторонние провода, потому что в изоляции находятся каналы, по которому проходит эталонный кислород. В ином случае кислородный датчик будет некорректно работать.

Титановый

Такой лямбда-зонд визуально похож на вышеуказанный, но начинка здесь сделана из диоксида титана. При изменении количества атмосферного кислорода в смеси изменяется проводимость титанового наконечника. Сигнал об этом поступает в электронный блок управления.

Как выглядит титановый рабочий лямбда-зонд

Отмечу, что титановый датчик начинает работать при температуре от 700°C, поэтому здесь установлен нагреватель. Титановый лямбда-зонд работает без доступа кислорода из атмосферы.

Поскольку титановый кислородный датчик имеет сложный механизм, он стоит дорого, поэтому этот датчик среди автолюбителей не так популярен. Но, несмотря на это, их включают в конструкцию многих продаваемых машин.

Далее рассмотрим, чем отличаются лямбда-зонды по своей конструкции.

Узкополосный и широкополосный

Узкополосный не может выявить малые отклонения в содержании кислорода. По-другому он называется двухточечным. Он определяет количество кислорода в выхлопном газе. Он применяется только на входе и выходе, когда как широкополосный устанавливается только на входе.

Широкополосный датчик – это более современный тип кислородного λ-зонда. Он может не только выявлять, богатая или бедная смесь подаётся в двигатель, а также величину отклонения от эталонных значений.

А широкополосный тип датчика дополнительно имеет 2 ячейки: измерительную и насосную. Конструкция λ-зонда держит постоянное напряжение. В измерительном блоке имеется газ, коэффициент избытка кислорода (λ) в котором равен единице. Когда ДВС работает на обеднённой топливной смеси, то насосная камера выносит лишний кислород наружу, а если на обогащённой, то происходит пополнение смеси кислородом из внешней атмосферы. То есть, когда в смеси – избыток кислорода, то напряжение возрастает, а при недостатке O2 — уменьшается. Значение силы тока здесь является детектором коэффициент избытка кислорода в отработавших газах. Напряжение здесь всегда стремится к эталонному значению (450 мВ).

Воздух проходит здесь через диффузионный зазор. Для перемещения кислорода внутрь и наружу меняется направление тока, а его значение пропорционально объёму газа.

Широкополосный λ-зонд работает только при температуре более 600°C, этому способствует установленный в него нагревательный элемент. Устройство выглядит в виде электрода с двумя концами, которые контактируют с отработавшими газами и атмосферой.

Широкополосное устройство определяет коэффициент избытка воздуха точнее и быстрее и точнее, чем узкополосный: от 0,7 до 1,6. Это обеспечивается сенсорными и накачивающими ячейками.

Типы конструкций

По конструкции λ-зонды различаются по количеству проводов и наличию нагревателя. Если лямбда-зонд не имеет нагревателя, то используется один или два провода. Если с нагревателем, то количество проводов 3-4.

Более старые версии кислородных датчиков были без нагревательного элемента, они разогревались от выхлопных газов через длительное время после запуска мотора. Более новые модели лямбда-зондов обладают нагревателем, поэтому устройство начинает работать гораздо быстрее.

Рассмотрим подробнее, как устроен лямбда-зонд, из чего состоит.

Устройство лямбда-зонда

Что внутри лямбда-зонда? За основу взят циркониевый тип датчика. В состав кислородного датчика входят следующие детали:

• Корпус.
• Внутренний электрод. Взаимодействует с атмосферой.
• Наружный электрод. Контактирует с отработавшими газами.
• Твёрдый циркониевый электролит. Находится между электродами.
• Нагревательный элемент (спираль накаливания). Быстро подогревает кислородный датчик до температуры 300°C , это нужно для его запуска.
• Защитный корпус. Защищает наконечник, имеет отверстия для проникновения отработавших газов.
• Стальной корпус с резьбой для надёжной фиксации.
• Контакт, проводящий электрический импульс.
• Уплотнительное кольцо.
• Изолятор из керамики.
• Проводка.
• Манжета проводов.
• Защитный экран. В нём есть отверстие для выхлопных газов.

Для производства лямбда-зонда применяются очень термостойкие материалы, потому что устройство может работать только при экстремальных температурах.

Лямбда-зонд – это электрическая деталь, сквозь которую проходят выхлопные газы. Самый важный элемент λ-зонда – это наконечник, который сделан из циркония, керамики и платиновым напылением. Внутренний защитный щиток контактирует с выхлопным потоком, а наружный – изнутри. Поскольку снаружи и внутри количество кислорода различается, то создаётся различающаяся разность напряжения.

Видео: Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Посмотрите полезное видео, где подробно рассказывается про его устройство и принцип работы.

Копнём глубже и разберёмся, как работает кислородный датчик.

Принцип работы лямбда-зонда

Как я уже говорил ранее, лямбда-зонд измеряет только количество кислорода в отработавших газах. Через сколько минут начинает работать лямбда-зонд? Всё зависит, как он быстро прогреется до температуры 300-350°С. Если в нём есть нагревательный элемент, то кислородник начнёт работать значительно быстрее. Именно при повышенной температуре электролит λ-зонда начинает проводить электричество.

Что делает лямбда-зонд? Датчик производит эффективное измерение остаточного кислорода и сравнивает его объём с эталонным значением. При отклонении он начинает генерировать пониженное или повышенное выходное напряжение на электродах, что передаётся в электронный блок управления. На основе этих данных в горючее либо обедняется, либо обогащается.

А как же быть с тем, что после поворота ключа зажигания лямбда-зонд не работает, пока не прогреется? Коррекция состава топливно-воздушной смеси происходит на основе сигналов с таких лямбда-зондов , как обороты коленчатого вала ДВС, температура антифриза и положение дроссельной заслонки.

Расскажу более подробно о самом принципе работе устройства. Поскольку в кислороде находятся отрицательные ионы, они накапливаются на электродах с платиновым напылением. Когда температура лямбда-зонда достигает отметки 350°C, то разность потенциалов на электродах формирует напряжение.

Если кислорода в выхлопе много, то смесь считается бедная. Когда происходит сравнение с содержанием O2 с содержанием его в атмосфере, то формируется небольшая разность потенциалов. Образуется невысокое напряжение, которое равно 0,1-0,4 В.

Если кислорода в выхлопных газах мало, то смесь считается богатая. В этом случае формируется высокая разность потенциалов. Напряжение в этом случае достигает отметки 0,5-0,9 В.

Что происходит дальше? Первый (верхний, передний) лямбда-зонд в автомобиле передаёт указанное напряжение в ЭБУ двигателя. Причём первый лямбда-зонд считывает количество кислорода 3 раза в секунду. Система управления без остановки стремиться выставить среднее напряжение, которое составляет 0,4-0,6 в при значении остаточного кислорода равному единице. А поскольку работа мотора происходит в разных режимах, то напряжение изменяется как больше, так и меньше среднего значения. Узкополосный датчик может выявить лишь большие отклонения содержания кислорода в отработавших газах. При этом возникает скачок напряжения от 0,1 В до 0,9 В.

Второй (задний, нижний) лямбда-зонд работает по похожему принципу, как и первый. Поскольку он стоит сразу после катализатора, то содержание кислорода в выхлопе остаётся на одном и том же уровне. Это происходит благодаря постоянному напряжению, которое всегда удерживается в границах от 0,4 В до 0,6 В. Если этот λ-зонд или катализатор выйдет из строя, то мотор начнёт работать нестабильно во всех случаях.

ЭБУ на основе данных об объёме воздуха, который попал во впускной коллектор и данных с датчика абсолютного давления, решает, какое количество топлива впрыснуть в цилиндры мотора через форсунки. А данные с лямбда-зонда помогают ЭБУ «понять», прибавить или убавить количество горючего, чтобы автомобиль работал как надо.

Вообще работа λ-зонда по времени не линейна, значения меняются очень быстро, поэтому системе управления приходится постоянно оптимизировать топливную смесь. Мотор очень редко работает на 100% стехиометрической смеси, но система пытается всё время достичь эталона.

Кислородный датчик не выявляет информацию о том, какое количество кислорода в выхлопе, он лишь считывает данные о том, имеется ли свободный кислород в газах или нет. Наличие кислорода в топливной смеси говорит о том, что бензина в ней должно быть больше, потому что некоторая часть воздуха не вступила в окислительную реакцию. И наоборот, если свободного кислорода будет мало, а топлива больше, чем нужно, то выхлоп будет грязный, что приведёт к возникновению сажи. Если λ-зонд будет работать правильно, то разница между стехиометрическим и реальным составом топливной смеси будет минимальна. Смесь, грубо говоря, постоянно пребывает в условно-обогащённом и условно-обеднённом состоянии.

Если взять график вольтажа с лямбда-зонда, то он будет иметь вид синусоиды с резким скачками вверх и вниз. Топливо в смесь то добавляется, то перестаёт поступать.

Если же лямбда-зонд работает некорректно, то электронный блок управления будет работать по средним значениям, которые записаны в устройстве – аварийной карте. Сразу после этого на приборной панели загорится лампочка Check Engine. Разумеется, состав топливной смеси будет далёк от идеального. Из-за этого бензин начнёт улетучиваться на глазах, холостой ход авто будет нестабильный, ухудшится разгон. А в некоторых моделях из выхлопной трубы может валить чёрный дым и мотор работает чересчур тормознуто, поэтому придётся добираться до техстанции техобслуживания на буксире.

Видео: Как работает кислородный датчик

Наглядное видео про принцип работы лямбда-зонда. Рекомендую посмотреть.

Лямбда-зонд тоже может выходить из строя и иметь ограниченный срок службы. Об это расскажу ниже в статье.

Признаки неисправности лямбда-зонда и последствия

Кислородный датчик работает в очень тяжёлых условиях, под воздействием экстремально горячих выхлопных газов. Расскажу, как провести поверхностную диагностику для выявления поломки кислородника.

На неисправность и выход из строя лямбда-зонда могут указывать следующие признаки:

1. Моментальный набор оборотов двигателя до максимального значения и его отключение.
2. На приборной панели постоянно загорается контрольная лампа Check Engine. Так же лампа может временно включаться при резком разгоне.
3. Заметно увеличивается расход топлива.
4. На холостом ходу или малых оборотах мотор работает нестабильно. А в самых сложных случаях автомобиль не сможет поддерживать холостые обороты и без подгазовки он будет глохнуть.
5. Заметное уменьшение мощности и тяги двигателя внутреннего сгорания. Особенно это заметно при повышении оборотов, когда при нажатии педали газа впрыск топлива происходит с задержкой.
6. Сильный бензиновый запах из выхлопной трубы, который к тому же является очень токсичным.
7. Автомобиль может двигаться рывками, отмечается неустойчивая работа двигателя.
8. В подкапотном пространстве слышны посторонние звуки.
9. Слышно потрескивание в области каталитического нейтрализатора после выключения мотора.
10. Возможно появление сигналов о том, что смесь переобогащённая, хотя это не так.
11. После того, как мотор выключен, слышно потрескивание и чувствуется запах сероводорода.

Обращу ваше внимание, что указанные неисправности могут указывать на поломку других деталей автомобиля. Например, резкий бензиновый запах из трубы может указывать на выход катализатора из строя или поломки свечей зажигания.

В зависимости от модели автомобиля поломка кислородного датчика может как сильно ухудшить вождение автомобилем, так и нет.

К каким последствиям могут привести вышеуказанные проблемы?

1. Повышенный расход топлива. В большинстве случаев расход невысокий, то в некоторых моделях он может быть колоссальным.
2. Значительное ухудшение разгона.
3. Выхлоп становится токсичным. Он приобретает серый или синий оттенок, запах резкий.

Срок службы лямбда-зонда

Сколько служит лямбда-зонд? Скажу сразу – это один из часто изнашиваемых датчиков в автомобиле. Это происходит из-за того, что эта деталь постоянно контактирует с горячими выхлопными газами. Также его ресурс напрямую зависит от качества используемого топлива и состояния мотора.

Циркониевый лямбда-зонд может «ходить» от 60 до 130 тыс. км пробега. Всё зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль и состояния двигателя внутреннего сгорания.

На практике, в среднем, лямбда-зонд ходит от 40 до 80 тыс. км пробега. А начать проверять состояние λ-зонда уже надо каждые 10 тыс. км пробега.

Причины неисправности датчика кислорода

Перечислю распространённые причины поломки лямбда-зонда:

1. Заправка некачественным или этилированным бензином. Особенно вредно для авто, если в топливе много свинца. Свинец уничтожает платиновые электроды устройства за несколько заправок.
2. Если при установке лямбда-зонда применялся нетермостойкий силиконосодержащий герметик. При высоких температурах он вулканизируется.
3. Перегрев устройства из-за проблем с зажиганием. Это приводит к уменьшению ресурса λ-зонда.
4. Слишком часто пытались завести мотор. В конце концов это приведёт к попаданию горючего в выпускной коллектор.
5. Охлаждающая жидкость попала в выхлопную систему.
6. Проблемы с контактами кислородного датчика (обрыв сигнальных или питающих проводов, нарушение изоляции, окисление, замыкание на массу цепи λ-зонда).
7. Плохая герметичность в выхлопной системе. К примеру, это может произойти из-за прогорания прокладки между каталитическим нейтрализатором и коллектором.
8. Поломка цепи подогрева. Датчик в этом случае сможет возобновить работу при его нагреве выхлопными газами до нужной температуры.
9. Замыкание лямбда-зонда. λ-зонд придётся заменить на новый.
10. Загрязнение кислородного датчика. Со временем лямбда-зонд будет загрязняться продуктами сгорания горючего. Это может привести к некорректной передаче данных с датчика. Поэтому λ-зонд через определённое время меняют на новый, желательно оригинальный.
11. Механическое повреждение устройства. Как правило, оно появляются при поездках по бездорожью, авариях или некачественном ремонте автомобиля.
12. На наконечник лямбда-зонда попала жидкость или посторонний предмет.
13. Чистка корпуса λ-зонда средствами, которые для этого не подходят.
14. Попадание масла в систему выхлопных газов из-за изношенных маслосъёмных колец (или колпачков).

Сильно уменьшает ресурс датчика состояние других деталей ДВС. Это «убитое» состояние маслосъёмных колец, слишком богатая смесь, попадание антифриза (охлаждающей жидкости) в цилиндры. Если при исправном устройстве количество углекислого газа не более 0,3%, то при выходе λ-зонда этот показатель может достигать 7%.

Если выходят из строя оба датчика кислорода, то машина может выйти из строя – придётся вызывать автоэвакуатор.

Как проверить кислородный датчик

Расскажу про методы, с помощью которых можно проверить состояние кислородного датчика. Отмечу, что при наличии любых поломок на приборной панели включиться лампочка – Check Engine (например, это происходит при появлении ошибок в электронном блоке управления p0130, p0136, p0135 или p0141).

Визуальная проверка

Для начала диагностики следует внимательно осмотреть все соединения проводов и клемм с лямбдой, а также сам датчик на наличие механических повреждений. Иногда могут присутствовать пережатия контактов в разъёмах, поэтому осмотр надо начать именно с них. Затем надо выкрутить кислородник из коллектора и изучить защитный кожух. Если на нём имеются отложения, то их надо удалить.

Визуальный осмотр λ-зонда:

1. Наличие сажи означает, что нагреватель кислородника неисправен или применяется «богатая» горючая смесь. Сажа засоряет лямбда-зонд и ухудшает его реагирование на состав выхлопных газов.
2. Если при визуальной проверке датчика на защитной трубке имеются сажа серо-серебристого или белого цвета, то устройство надо менять целиком. Это указывает на то, что применялись присадки к горючему или маслу.
3. Если налёт блестящий, то значит в топливе много свинца, поэтому лучше сменить заправку, если вы не хотите быстро потерять автомобиль.

Проверка мультиметром (тестером)

Этот прибор поможет выявить напряжение в нагревательной цепи, состояние нагревательного элемента, проходит ли сигнал датчика, а также «опорное» напряжение. Мультиметр только показывает, исправен лямбда-зонд или нет.

Что делать?

1. Завести мотор, при этом разъём с лямбда-зонда не снимаем.
2. Измерительные щупы вольтметра прикрепляем к нагревательной цепи.

На устройстве значения должно соответствовать напряжению АКБ, то есть 12 В.

Поскольку плюс «передаётся» от батареи к лямбде через предохранитель, то при отсутствии показаний на мультиметре, причину поломки надо искать в этой цепи.

Минус «передаётся» на лямбду от ЭБУ. При отсутствии показаний поломку надо искать в цепи от блока управления к датчику.

Проверка «опорного» напряжения.

1. Завести мотор.
2. Замерить напряжение между массой и сигнальным проводом.

Значения на мультиметре должны быть 0,45 В.

Диагностика нагревателя.

1. Мультиметр переключаем в режим омметра.
2. Отсоединяем разъём.
3. Измеряем сопротивление между контактами нагревательного элемента.

Цифры здесь могут быть различные, но нормальные значения должны варьироваться от 2 до 10 Ом.

Если сопротивления нет, то есть вероятность разрыва электрической цепи нагревателя.

Проверяем сигнал датчика.

1. Заводим движок.
2. Ждём, пока он прогреется.
3. Соединяем измерительные щупы с сигнальным проводом и на массу.
4. Повышаем обороты мотора до 2500—3000 и отпускаем педаль газа.
5. Следим за показателями напряжения.

Нормальные значения напряжение при измерении сигнала кислородного датчика – от 0,1 В до 0,9 В.

Видео: λ-зонд. Проверка, замена

Как определить неисправность кислородного датчика с помощью мультиметра. Что же должен показывать рабочий датчик?

Проверка осциллографом

Этот измерительный прибор имеет преимущество в возможности выявления времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Этот показатель должен быть не более 120 миллисекунд.

Как проверить датчик осциллографом?

1. Соединяем щуп измерительного устройства с сигнальным проводом.
2. Сигнал λ-зонда всегда проверяется при работающем прогретом двигателе. Заводим и прогреваем мотор.
3. Повышаем число оборотов до 2500—2600.
4. При температуре +25 по Цельсию сопротивление будет составлять 2-14 Ом (как правило, об этих значениях указывает производитель устройства лямбда-зонда).
5. Затем надо проверить напряжение, которое подведено к нагревательному элементу: при работающем моторе и подключённом разъёме оно должно быть не меньше 10,5 В. Если этот показатель меньше, то следует проверить напряжение проводов и АКБ.

Отмечу, что осциллограф может показать наибольшее число поломок лямбда-зонда.

Применять профессиональный осциллограф вовсе не нужно, можно применить специальную программу на ноутбуке.

На этом рисунке изображён график правильной работы кислородного датчика. На сигнальный провод транслируется сигнал в виде ровной синусоиды в допустимых границах. Небольшие изменения указывают на то, что датчик постоянно проверяется.

График правильной работы кислородного датчика

На нижеуказанных рисунках изображены графики неисправного датчика.

График работы очень грязного лямбда-зонда
График работы лямбда-зонда на обеднённой смеси
График работы лямбда-зонда на богатой смеси
График работы лямбда-зонда на очень бедной смеси

Как устранить неисправность датчика кислорода

Идеальной технологии ремонта лямбда-зондов нет. Если произошла поломка, то деталь следует полностью заменять. Конечно, есть некоторые методики восстановления кислородника, но она не всегда срабатывает. Чаще всего датчик перестаёт работать из-за появления нагара на наконечнике. Если отложения удалить, то лямбда-зонд начинает работать корректно.

Первый метод

Следует снять защитный колпачок при помощи надрезов напильником в основании устройства. Если не получится, то можно сделать несколько маленьких отверстий по 5 мм. Отмечу, что после очистки защитный колпачок надо закрепить обратно при помощи аргоновой сварки. При установке датчика резьбу надо смазать термопастой, избегая её попадания на чувствительный наконечник.

Процедура по очистке:

• Поместить в стеклянную тару 100 мл ортофосфорной кислоты.
• Аккуратно поместите наконечник в кислоту. Весь λ-зонд помещать в ёмкость нельзя! Ждать примерно 20 минут, за это время ортофосфорная кислота сможет удалить нагар.
• Затем датчик надо промыть водой и просушить.

Бывает, что с первого раза не удастся убрать отложения, поэтому придётся выполнить много процедур. Если и это не помогло, то надо провести очистку при помощи ненужной зубной щёточки.

Второй метод

Нагар на кислородном датчике выпаливается. Кроме ортофосфорной кислоты понадобится газовая горелка (ну или обычная газовая плита).

1. Смочите наконечник датчика в ортофосфорной кислоте.
2. Аккуратно взять λ-зонд с другой стороны плоскогубцами и поднести к газовой горелке.
3. Ортофосфорная кислота на наконечнике закипит, образуя зелёную соль. Вместе с солью будет удаляться и нагар.
4. Необходимо повторять эту процедуру столько раз, пока сажа полностью не уйдёт, а лямбда-зонд станет блестящим.

Видео: Как промыть лямбда-зонд? Помогает ли чистка?

Это видео — эксперимент, что же поменяется после чистки лямбда-зонда? Снизится ли расход топлива, уйдут ли ошибки датчика.

Зачем менять лямбда-зонд

Во многих случаях потребуется полная замена датчика кислорода, о чём и утверждают автопроизводители. Но поскольку цены на λ-зонд довольно завышенные, это отпугивает автомобилистов постоянно тратить деньги на устройство.

Хорошей заменой лямбда-зонда является установка вместо него универсального датчика, который дешевле оригинала и подходит многим маркам авто. Либо можно попробовать установить поддержанный кислородник на гарантии или выпускной коллектор с установленным в нём лямбда-зондом.

Оригинальные датчики и конструктивно похожие циркониевые лямбда-зонды взаимозаменяемы. Можно заменить неподогреваемые устройства на подогреваемые, но никак не наоборот! Но здесь могут не совпасть разъёмы, а также может отсутствовать провод питания для нагревателя. Что же делать в этом случае? Провода можно проложить самому, а вместо разъёма применить стандартные контакты для автомобиля.

Отмечу, что вероятность обрыва проводов намного выше, чем поломка самого кислородного датчика. Поэтому, при малейших подозрениях на поломку датчику надо первым делом отсоединить разъём и проверить его состояние, а также изучить провода на предмет деформации. Чаще всего провода переживаются в местах входа в разъём. Только после этого следует измерить напряжение λ-зонда в разных режимах работы мотора.

Обманка лямбда-зонда

Если появился индикатор Check Engine на панели приборов из-за плохо работающего лямбда-зонда, то можно воспользоваться обманкой лямбда-зонда. Она бывает электронной и механической.

Но отмечу, что попытка замены оригинального устройства обманкой не приведёт ни к чему хорошему. Электронный блок не определит сторонние сигналы, и никак их не будет применять для коррекции топливной смеси.

Механическая обманка выглядит в форме стальной или бронзовой проставки, где высверливают отверстие, через которое выхлопные газы в него попадают. Отработавшие газы вступают в реакцию с керамической крошкой, которую предварительно надо покрыть каталитическим слоем. В итоге происходит окисление CH и CO кислородом, благодаря чему уменьшается концентрация вредных веществ выхлопных газов при его выходе наружу. А если на авто находится 2 датчика, то сигналы между ними будут различаться (в виде синусоиды). ЭБУ «поймёт», что λ-зонды работают корректно. Это самый недорогой тип обманки.

Электронная обманка технологически сложнее, в него встроен микропроцессор. Она не только сможет «обмануть» ЭБУ, но и обеспечить его корректное функционирование.

Рассмотрим такой вопрос, как выбрать хороший кислородный датчик.

Лямбда-зонд какой фирмы лучше

Если выяснилось, что следует заменить кислородный датчик, то не надо бежать в ближайший автомагазин и выбирать, какой подешевле. Хочу отметить, что многие автопроизводители утверждают, что их лямбда-зонды универсальные, и они совместимы с той или иной маркой авто. Но здесь обнаруживаются следующие подводные камни.

Несовместимость кислородного датчика с вашей маркой авто может проявиться через определённый промежуток времени. На самом деле устройства могут иметь разную резьбу и конструкцию, а подходящий только принцип работы. Поэтому рекомендовано приобретать только оригинальное устройство с точно такой же маркировкой, что и на сломанном.

Как подобрать лучший лямбда-зонд? Вот небольшой список проверенных фирм, которые выпускают хорошие устройства:

1. Bosch. Оригинальные запчасти имеют специальную наклейку с голограммой и защитным кодом. Последние цифры на коде должны совпадать с последними цифрами кислородного датчика.
2. Denso. При выборе детали обратите внимание на наличие особых наплавов из металла, качество резьбы и сварки. Все обозначения на оригинальных устройствах не смогут стереться даже при их попытке стереть твёрдым предметом.
3. NGK. Это европейский бренд, запчасти которого автопроизводителей применяют при заводской сборке многих автомобилей. Качество комплектующих высокое.

Чтобы выбрать наиболее подходящий лямбда-зонд, можно проконсультироваться со своим автомехаником, который точно скажет тип нужного устройства. Лучше всего на датчике не экономить, чтобы не пришлось через некоторое время покупать устройство снова.

Как продлить ресурс кислородного датчика

1. Заправляйте автомобиль только на надёжных АЗС.
2. Между запусками мотора должна быть пауза не менее 30 секунд.
3. При проверке цилиндров не отключайте свечи зажигания.
4. Не перегревайте выхлопную систему авто.
5. Не рекомендуется обрабатывать наконечник датчика агрессивными химическими средствами.
6. Не применяйте герметики для фиксации λ-зонда.
7. Периодически проверяйте герметичность в местах соединения трубы и лямбда-зонда.

Видео: Лямбда зонд может убить самый надежный двигатель. Симптомы, как диагностировать

Как правильно диагностировать неисправный датчик кислорода? Внимательно смотрим видеоролик.

Лямбда-зонд – это довольно важный датчик в автомобиле, который следит за наличием кислорода в выхлопных газах. А это необходимо для того, чтобы топливная смесь была наиболее подходящей для работы двигателя в разный момент времени. Также существенно уменьшается выхлоп вредных веществ в окружающий воздух, что хорошо для экологии в целом. А ведь автопроизводители обязаны выпускать автомобили в соответствии с жесткими экологическими нормами, особенно в европейских странах.

Принцип работы кислородного датчика – в постоянном измерении количества остаточного кислорода в выхлопных газах.

Датчик относит к так называемой «дыхательной» системе автомобиля, если сравнивать устройство автомобиля с живым организмом. Причём работает λ-зонд при экстремально высокой температуре при постоянном напряжении, постоянно передавая данный в электронный блок управления. Применяют несколько разных видов кислородных датчиков (чаще всего циркониевый), а в некоторых марках авто их 2 или даже 4 штуки. Кислородный элемент устанавливают в выпускном коллекторе перед катализатором, а другое устройство устанавливают в подкапотное пространство.

Чтобы сохранить максимальный ресурс датчика рекомендуется заправляться только на проверенных автозаправочных станциях.

Проголосовало: 37

Сделай репост и информация будет всегда под рукой ✅

Проверка лямбда зонда осциллографом

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа.

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа.

Датчик кислорода устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах. Когда двигатель работает на обогащённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах понижен, при этом датчик генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0,65…1,0V. При поступлении сигнала высокого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает уменьшать длительность впрыска топлива, тем самым обедняя топливо-воздушную смесь. Когда двигатель работает на обеднённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах повышен, при этом датчик генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40…200mV. При поступлении сигнала низкого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает увеличивать длительность впрыска топлива, тем самым обогащая топливо-воздушную смесь. Таким образом, по сигналу от датчика кислорода блок управления двигателем корректирует длительность впрыска топлива так, что состав топливо-воздушной смеси оказывается максимально близким к стехиометрическому (идеальное соотношение воздух/топливо).

Исправный датчик кислорода начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры не ниже 350°С. Существуют одно-, двух-, трёх- и четырёх-проводные двухуровневые циркониевые датчики кислорода BOSCH. Одно- и двух-проводные датчики кислорода устанавливаются в выпускном коллекторе двигателя максимально близко к выпускным клапанам газораспределительного механизма и прогреваются до рабочей температуры за счёт высокой температуры отработавших газов. Трёх- и четырёх-проводные датчики кислорода прогреваются до рабочей температуры за счёт встроенного электрического нагревательного элемента и могут быть установлены на значительном расстоянии от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя.

При условии сгорания стехиометрической топливо-воздушной смеси, напряжение выходного сигнала лямбда-зонда равно 445…450mV. Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя до места расположения датчика и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси. Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ±2…3% с частотой 1…2раза в секунду. Этот процесс чётко прослеживается по осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика кислорода.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала составляет ~1,2Hz.

Проверка выходного сигнала датчика.

Измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно сигнальной “массы” датчика. Сигнальная “масса” двух- и четырёх-проводных датчиков кислорода BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от датчика) на разъём датчика. Сигнальная “масса” одно- и трёх- датчиков кислорода BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при установке датчика автоматически соединяться с “массой” автомобиля через резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём датчика сигнальная “масса” датчика кислорода в большинстве случаев так же соединена с “массой” автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной “массы” датчика кислорода подключен не к “массе” автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной “массы” датчика кислорода.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика кислорода, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов №1-4 USB Autoscope II, чёрный зажим типа “крокодил” осциллографического щупа должен быть подсоединён к “массе” двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

Схема подключения к датчику кислорода BOSCH (на основе оксида циркония).
1 – точка подключения чёрного зажима типа “крокодил” осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

В окне программы “USB Осциллограф”, необходимо выбрать подходящий режим отображения, в данном случае “Управление => Загрузить настройки пользователя => Lambda”.

Когда лямбда-зонд прогревается до рабочей температуры, его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением. В большинстве блоков управления двигателем, значение опорного напряжения равно 450mV. Такой блок управления двигателем считает датчик кислорода готовым к работе только после того, как вследствие прогрева датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в диапазоне более чем ±150…250mV.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя. Время прогрева лямбда-зонда до рабочей температуры равно ~30S.

Опорное напряжение на сигнальном проводе датчика кислорода некоторых блоков управления двигателем может иметь другое значение. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V.

Типовые неисправности.

Низкая частота переключения выходного сигнала датчика кислорода указывает на увеличенный диапазон отклонения состава топливо-воздушной смеси от стехиометрического.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет ~0,6Hz.

Снижение частоты переключения выходного сигнала датчика кислорода может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере “приёмистости” двигателя.

Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление датчика кислорода снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала датчика кислорода уменьшается. Стареющий датчик кислорода легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий датчик кислорода всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют.

Напряжение выходного сигнала стареющего датчика кислорода при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300…600mV.

 

Поделиться ссылкой:

Похожие статьи

almarka.ru

Skoda Fabia › Бортжурнал › Диагностика автомобиля Фабия 1.4 86 л.с. CGGB. Часть 2. Снятие осциллограммы кислородного датчика. Проверка кислородного датчика 2 после катализатора (лямба-зонда). Как прозвонить провода?

Прошлый раз написал о том, как проверить кислородный датчик (лямбда-зонд). В этом раз поговорим о том как снять осциллограмму датчика. О проверке второго кислородного датчика после катализатора, как тестировать проводку и проверке датчиков со стороны блока управления двигателем.

Раньше многие датчики и исполнительные элементы делались с использованием обмоток внутри датчика. И их можно было проверить, прозвонив и/или измерив сопротивление датчика, сравнивая полученные данные с заводскими характеристиками. Многие современные датчики используют эффект Холла и их нельзя прозвонить. Для того, чтобы сделать вывод о работоспособности датчика с него снимают осциллограмму и сравнивают ее диаграмму с табличными значениями. Осциллограмма кислородного датчика позволяет понять насколько быстро реагирует датчик на различные изменения параметров топливно-воздушной смеси. Новому датчику для этого необходимо несколько миллисекунд, в то же время как умирающий датчик может реагировать, подвисая.

Можно проверить работоспособность датчика мультиметром. К сожалению, мультиметр не в состоянии показать нам скорость реакции датчика, осциллограф работает, измеряя показания в миллисекундах.

Как диагностировать автомобиль шкода. Снятие осциллограммы кислородного датчика. Двухканальный осциллограф DiSco 2

Для снятия осциллограммы с кислородного датчика (лямба-зонд) 1 (до катализатора), мы подключаем плюсовой щуп к выходу из разъема 4 и минусовой щуп к выходу из разъема 3. Для снятия использовал двухканальный осциллограф DISCO 2.0.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода. Снятие осциллограммы кислородного датчика.

Для удобства подсоединения сделал специальные щупы, которые позволяют подключаться к разъему не разрывая штатную проводку. С одной стороны обычная швейная игла с припаянным к ней проводом, с другой припаян винт, что можно было легко подсоединиться к штатному шнуру осциллографа. Ну, и естественно, чтобы избежать короткого замыкания, все соединения запаяны в термоусадку. Работая с электрикой нужно соблюдать банальные меры безопасности. Мне знакомы случаи, когда в результате короткого замыкания вспыхивали автомобили или сгорали дорогие блоки управления, при этом ответственный за это предохранитель, легко переживал шок.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода. Самодельные щупы для осциллографа, чтобы подключаться к разъемам автомобиля не вскрывая проводку (провода)

Подключаемся и видим, что датчик работает в норме, корректируя топливовоздушную смесь от 0,1V до 0,9V. Очень быстро реагируя на педаль акселератора.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода. Осциллограмма кислородного датчика перед катализатором с использованием двухканального осциллографа DiSco.

При резком нажатии на педаль акселератора (газа) мы видим, как кислородный датчик, резко реагирует на изменения.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода? Осциллограмма датчика кислорода №1 (лямбда-зонд) до катализатора. Реакция на резкое нажатие на педаль акселератора.

Посмотреть график осциллограммы можно и используя диагностическое оборудование. Например, Вася Диагност, VCDS или ELM327.

Как посмотреть график работы кислородного датчика (лямбда-зонд) в программе Вася Диагност?

Открываете программу. —-> Нажимаете на кнопку «Список блоков управления«. —-> Заходите блок управления двигателем «01 — Электроника двигателя«. —-> Нажимаете на кнопку «Измеряемые величины«. —-> Вводите в окне «Группа» — значение «033» и у вас появляются значения работающего кислородного датчика (лямбда-зонда). —-> Дальше нажимаете на кнопку «Графики» и вам выводится вот такое окно. Где желтая кривая — график работы кислородного датчика.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода? Проверка кислородного датчика (лямбда-зонд) с помощью программы VCDS или ВАСЯ ДИАГНОСТ на шкода фабия 1,4 (CGGB).

Такие же графики может нарисовать Carista, Torque и другие т.п. программы, работающие с прибором ELM327. В настройках программы вы сможете это найти в меню «Запись и выгрузка журналов«.

В любом случае, по мне лучше подключение осциллографа, т.к. он более оперативно реагирует на изменения и вы их видите в режиме реального времени. Но в любом случае эти программы могут продемонстрировать насколько работоспособен ваш датчик.

Полный размер

Как диагностировать автомобиль шкода? Инструкция по тесту кислородного датчика (лямбда-зонда) в программе VCDS ВАСЯ ДИАГНОСТ. Пошаговый алгоритм работы в программе, чтобы посмотреть график работы кислородного датчика.

________________________________________________________________

ВТОРОЙ КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК (диагностика и проверки).

На всех автомобилях, начиная с ЕВРО3, кислородные датчики устанавливаются также после катализатора.

Второй кислородный датчик (Лямбда 2) на двигателе CGGB имеет следующий артикул — 036906262D аналоги Denso DOX-1560, NGK 0435. Высокотемпературная смазка для установки датчика G052112A3.

Как диагностировать автомобиль шкода? Базовые осциллограммы кислородных датчиков (до катализатора 1 и после 2).

Настройки для диаграмм осциллограмм для первого датчика 2V — 50 мс, для второго 5V — 50 мс.

Универсальные датчики (артикулы совпадают с датчиком 1) BOSCH 0 258 986 602, DENSO DOX-0119,

www.drive2.ru

Lada Largus › Logbook › Осциллограмма датчика кислорода Ларгус. Проверка лямбда

Пришло время опробывать оциллографом Автоас-экспресс 2, проверить датчики кислорода.

Датчик кислорода (лямбда зонд) устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и измеряет уровень содержания кислорода в них.

Бывают:
1) на основе оксида циркония генерирует выходной сигнал напряжением от 40-100 МВ до 0.7-1.0 В.
2) На основе оксида титана напряжением выходного сигнала от 10-100 МВ до 4-5 В.
3) Широкополосный

Первый датчик кислорода установлен в резьбовое отверстие выпускного коллектора. Второй датчик после каталитического нейтрализатора. Ориентируясь на сигнал первого датчика, ЭБУ корректирует подачу топлива.
Ориентируясь на сигнал второго датчика, ЭБУ оценивает эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Постоянно отслеживая напряжение сигнала датчика, блок управления корректирует количество впрыскиваемого форсунками топлива. При низком уровне сигнала датчика (бедная топливовоздушная смесь) количество подаваемого топлива увеличивается, при высоком уровне сигнала (богатая смесь) — уменьшается.

На первый датчик кислорода приходят 4 провода. Два контакта это нагревательный элемент, их можно проверить на сопротивление, норма 4-30 Ом. У меня показало 3,5 Ом. Третий провод сигнальный. Четвертый масса.

Zoom

Подключаем игольчатый адаптер оциллографа к сигнальному проводу и массу на АКБ. И видим осциллограмму. Датчик кислорода проверяется на 2000-3000 оборотах двигателя. На исправном датчике за 10 секунд на 2000-3000 оборотах должно быть не менее 8 изменений показаний.

Zoom

Zoom

Разность потенциалов изменяется приблизительно от 0.1 В (высокое содержание кислорода — бедная смесь) до 0,9 В (мало кислорода — богатая смесь). Тоесть он должен подниматься выше 0.8 и опускаться ниже 0,2 Вольта. Если сигнал выше 1 В, то выйдет ошибка по датчику, так как исправный датчик физически не может давать такой сигнал.

Второй датчик кислорода, после катализатора.
При проверке производительности каталитического нейтрализатора сравнивают данные кислородного датчика до и после каталитического нейтрализатора. Сравнение проводят по содержанию кислорода в цепи и драгоценных металлов в тонком покрытии. В нормальном состоянии, при замкнутом контуре управления, в высокопроизводительных нейтрализаторах содержится достаточно кислорода.
В результате этого по сравнению с частотой и амплитудой колебаний напряжения переднего подогреваемого кислородного датчика частота и амплитуда колебаний напряжения заднего подогреваемого кислородного датчика снижаются.
По мере ухудшения производительности каталитического нейтрализатора в результате перегрева и разрушения вследствие химических реакций в нем снижается количество кислорода. Напряжение заднего кислородного датчика начинает колебаться с большей частотой и амплитудой, значения которых приближаются к значениям переднего датчика.

www.drive2.com

Как проверить Лямбда-зонд — DRIVE2

После нашей первой публикации Сам себе диагност: Как проверить датчик массового расхода воздуха на почту и прочие средства обратной связи стали сыпаться вопросы о датчике лямбда-зонд. Два вопроса, которые задавали машиновладельцы, как проверить датчик (самому не имея сложных инструментов для диагностики) и какие формы сигнала он индуцирует.

С этими серьезными вопросами разбирался Б. Миша.

Анимация — принцип работы системы с лямбда-зондом
(положительный потенциал на сигнальном проводе датчика напрямую зависит от разности количества кислорода в выхлопной трубе и количестве кислорода, окружающего выхлопную систему)

Прежде чем начать рассказывать о датчике кислорода, стоит отметить, что статья не претендует на мануал по диагностике датчика лямбда-зонд, однако направлена на то, чтобы понять принципы работы этого устройства и сформировать достаточное представление о форме сигнала кислородного датчика.

Датчик лямбда-зонд часто называют кислородным датчиком по той простой причине, что выходной сигнал датчика зависит от содержания кислорода в выхлопных газах автомобиля. Именно содержание кислорода, а не что-то еще. По содержанию кислорода в выхлопе можно судить о долях топлива и воздуха в смеси, которая подается в цилиндры. Для справки, известно, что воздушно-топливная смесь полностью сгорает, только при условии, если в смеси будет содержаться 14,7 частей воздуха и 1 часть топлива соответственно. Если же топлива будет больше, то часть углеводородов полностью так и не окислиться (горение — это и есть окисление. А для окисления нужен кислород. В богатой смеси, для полного окисления, кислорода не хватает), либо окислиться в катализаторе — такая смесь считается богатой (первые признаки — черные закопченные свечи). Если же смесь бедная, то в выхлопных газах обязательно будет присутствовать избыточное количество кислорода, который, кстати, так и не вступил в реакцию окисления топлива. Именно для такого точного расчета состава топливно-воздушной смеси и нужен лямбда-зонд в автомобиле.

Кислородные датчики я разделил на 2 типа — широкополосный лямбда зонд и обычные 2х уровневые датчики с 1, 2х, 3х и 4х жильными электрическими разъемами. Широкополосные кислородники в этой статье рассмотрены не будут. Если у 2х уровневого типа лямбда-зондов на выходе индуцируется сигнал относительно простой формы и уровень этого сигнала дает представление о содержании кислорода в выхлопных газах, то широкополосный лямбда-зонд, плюс ко всему, дает еще и информацию о численном значении смеси и требует от диагноста не только большего познания, но и специального оборудования.

Второй тип датчиков можно встретить на большинстве павлодарских машин. Однако за широкополосниками будущее, и они постепенно вытеснят примитивные 2х уровневые лямбда-зонды вовсе. (Скажу больше, не в обиду нашим автовладельцам, уже давно вытеснили. Только у нас такие машины недавно стали появляться и основная масса автопарка все же машины со старыми евро нормами по выбросам и токсичности).

Исправный и прогретый датчик лямбда-зонд

В свою очередь примитивные 2х уровневые датчики кислорода я разделил на 2 вида — датчики на основе оксида циркония и оксида титана. Я не случайно сделал такое деление по типам и видам. Дело в том, что у каждого типа и вида лямбда-зонда своя форма выходного сигнала. Например, лямбда-зонд на основе оксида циркония индуцирует на своем сигнальном проводе положительный потенциал разностью с массой автомобиля от 0,1 до 1 Вольт, а датчики на основе оксида титана уже дают разность потенциалов от 0,1 до 5 Вольт.

В идеале, для точной проверки формы сигнала с датчика, к примеру, из оксида циркония, нужен осциллограф. Сигнал с лямбда-зонда будет представлять собой волнообразную кривую, которая изменяется по времени от 0 до 1В, а если же датчик из оксида титана, то изменения будут уже от 0 до 5 вольт, но все той же волнообразной формы. На исправной лямбде сигнал будет меняться довольно часто. Если измерять напряжение вольтметром, то примерно 2-3 раза в секунду (не забывайте о том, что приборы по чувствительности разные). Однако, это можно узреть только на полностью прогретом датчике. Сигнал, на холодном датчике, меняет свою форму очень «неохотно» и больше похож на прямую, которая время от времени изменяется на небольшую величину и по мере прогрева сменяется все чаще и чаще.

Не прогретый лямбда-зонд

В результате проверки нашего датчика лямбда-зонда осциллографом и вольтметром мы опровергли несколько гаражных баек, которые можно услышать в реальности или прочитать на форумах в интернете.

Первая байка — это обогащение смеси при нагрузке на двигатель, например, когда автомобиль двигается в гору. Это действительно просто байка. Благодаря лямбда-зонду смесь корректируется постоянно и программа контроллера все время пытается держать ее на среднем значении 14 к 1. По другому и быть не может, иначе зачем выбрасывать в атмосферу несгоревшие углеводороды?

Вторая байка — это показание в 1 Вольт на непрогретой лямбде и якобы замкнутости ее внутренней цепи. Это действительно вымысел и как утверждают специалисты и подтвердили мы (просто любители поковыряться) на непрогретом лямбда-зонде сигнал сменяется очень медленно и зависит больше от обогащения смеси (видимо по показаниям датчика температуры охлаждающей жидкости).

Однако третья байка про обеднение смеси, когда автомобиль движется вниз с горы, оказалась и вовсе не байка. Если верить показаниям вольтметра, то можно смело заявлять, что это действительно так — вольтметр показал 0, а это свидетельствует о том, что количество кислорода в выхлопной системе автомобиле равно количеству кислорода окружающего эту же систему выхлопа.

Вам это о чем-либо говорит? Удачи на дорогах 😉

pavlodarauto.kz/info/view.php?id=90

www.drive2.ru

Автомобильный осциллограф для диагностики автомобиля

Найти неисправность стало гораздо проще. Не надо разбирать и подкидывать каждую запчасть, что удешевляет поиск неисправности и экономит время. Автомобильный осциллограф применяется для диагностики двигателя, датчиков электронной системы управления, генератора, стартера, аккумулятора. Нужен при комплексной автомобильной диагностике, дополняет проверку сканером. Позволяет делать дефектовку мотора без вскрытия.

Осциллограф – это прибор, который снимает параметры времени и амплитуды электрического сигнала. При неисправностях автомобиля, также нужны эти характеристики. То есть как изменяется сигналы датчика, катушки, форсунки по времени.

Какой выбрать осциллограф для диагностики авто

Рассмотрим наиболее удобные и информативные приборы.

USB Autoscope Постоловского

На первом месте в рейтинге практиков стоит осциллограф Постоловского USB Autoscope IV. Имеет обширные диагностические функции.

Преимущества

• Профессиональные скрипты от Андрея Шульгина.
• Удобный интерфейс.
• Широкий диапазон измерения от 6 до 300 вольт.
• Обработка скриптов в автоматическом режиме.
• Информативный скрипт эффективности по цилиндрам CSS, показывающий работу форсунок, системы зажигания.
• Тест аккумулятора, генератора, стартера. Показывает неисправности в автоматическом режиме. Легкий процесс съема характеристик: достаточно иметь доступ к плюсовой или минусовой клеммам АКБ.
• Тест давления в цилиндре. Показывает метки системы газораспределения, правильно ли стоят фазы. Выявляет провернутый задающий диск.

Полная документация по работе с прибором. Подробно описаны скрипты, схемы подключения. Есть видео инструкция на сайте производителя. Отзывчивая поддержка.

Мотодок 3

Вторым в списке рейтинга осциллографов для диагностики автомобиля любой марки стоит Мотодок 3. Имеет схожие характеристики.

Преимущества и недостатки

• Скрипт Андрея Шульгина эффективности цилиндров. Есть некоторые недостатки по синхронизации с некоторыми автомобилями, имеющими слабый сигнал с датчика коленчатого вала. Но это сглаживается удобством и быстрой работой.
• Подключения на любое расстояние по кабелю RJ 45.
• Качество картинки при диагностике, что не маловажно при работе.
• Подробная документация на сайте производителя.

Для примера приведены только два осциллографа для диагностики авто. Существуют и другие приборы: отличаются ценой, производителем, но принцип измерения одинаков. Самое главное иметь опыт в чтении осциллограмм к каждой марке автомобиля.

Диагностика осциллографом автомобиля: как проводить

Пользоваться осциллографом не составляет особых трудностей у диагностов. Методика подробно описана в инструкциях к прибору. Главное знать места подключения к датчику положения коленчатого вала для проведения скрипта Шульгина по эффективности цилиндров. Для различных марок автомобилей ДПКВ может находится возле задающего диска или маховика.

Проверка датчиков осциллографом

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала. Нужен для синхронизации искры и форсунок по такту сжатия. Сигнал имеет синусоидальную форму с разрывом. Форма сигнала с одинаковой амплитудой. Если есть отклонения, значит задающий диск имеет не равномерность вращения или люфт.

Исправный ДПКВ

Методика измерения

1. Подключаем измерительный щуп к сигнальному проводу осциллографа.
2. Ставим диапазон измерения до 300-500 вольт.
3. Нажимаем кнопку пуск и снимаем сигнал.

ДПРВ

Датчик положения распределительного вала. Имеет прямоугольную форму сигнала амплитудой 12,3 – 12,7 вольта. Полезно снимать одновременно сигналы ДПКВ и ДПРВ для определения фазы впрыска и смещения распределительных валов относительно друг друга. Но как правило этот параметр проверки ДВС есть на сканере.

 

Нижний фронт сигнала ДПРВ совпадает с разрывом зубьев на задающем диске, что говорит о правильной фазе впрыска.

ДМРВ

Датчик массового расхода воздуха применяется на бензиновых двигателях для измерения объема прошедшего воздуха. Основной параметр для диагностики — это его АЦП равное 0,996 вольт при включенном зажигании. При углубленной диагностике ДМРВ, нужно померить время релаксации – период, за который, датчик выходит в нулевое положение.

Исправный ДМРВ. Нулевое напряжения равно 0,996 вольт и скорость выхода на рабочий диапазон 0,5 мс.

Ниже представлена осциллограмма неисправного ДМРВ. Время перехода 20 мс, а напряжение при нулевом объеме воздуха 1,130 вольт. Авто с таким датчиком будет расходовать много топлива и терять мощность.

 

Неисправный дмрв

Немаловажно проверить пик выхода датчика на максимальный уровень напряжения. Для этого нужно снять сигнал с ДМРВ на заведенном ДВС, при резко нажатой педали газа. Чем больше показания к 5 вольтам, тем датчик имеет большую отдачу и авто будет эластичнее.

Сигнал напряжения ДМРВ под нагрузкой

Работа с автомобильным осциллографом не страшна для начинающих диагностов.  Нужно тщательно изучить инструкцию по работе с прибором и применять на практике. Чем больше опыт подключения к конкретной марке, тем быстрее и точнее поиск неисправностей.

ДПДЗ

Датчик положения дроссельной заслонки. Проверить легче всего сканером. Но при плавающей неисправности, когда автомобиль едет рывками, нужно проверить сигнал осциллографом. Подключаем сигнальный провод щупа к выходу ДПДЗ и снимаем сигнал открывая дроссель. Не должно быть резких скачков.

Исправный датчик положения дроссельной заслонкиНеисправный датчик положения дроссельной заслонки

Проверка массы двигателя осциллографом

Плохую массу двигателя можно проверить измерительным щупом осциллографа. Минус щупа соединяется с минусовой клеммой АКБ, а сигнальный с двигателем или кузовом. Значительные помехи говорят о плохой массе.

Хорошая масса

Диагностика катушек зажигания с помощью осциллографа  

Проверка системы зажигания возможна только по анализу сигнала вторичной или первичной цепи. Самодиагностика двигателя автомобиля способна только косвенно определить дефекты в высоковольтной части. Может выдать ошибку по пропускам зажигания. Коды неисправностей пропусков дают общую картину работы цилиндра. Они могут возникнуть как от неисправной катушки, свечи, высоковольтного провода, форсунки, низкой компрессии, подсоса воздуха. Для точного определения неисправной катушки зажигания нужна проверка осциллографом.

Ниже приведен пример типичного сигнала высоковольтного пробоя, по которому можно судить о работоспособности всей высоковольтной системы автомобиля. Любой дефектный элемент: катушка, провод, свеча проявится на этой осциллограмме.

Типичные неисправности системы зажигания Межвитковое замыкание в первичной цепи катушкиПробой высоковольтного проводаСвеча в сажеСлишком большое время накопления катушки. Дефект в электронном блоке управления двигателем.

Проверка индивидуальных катушек зажигания

Для диагностики индивидуальных катушек зажигания очень удобно использовать осциллограф АВТОАС-ЭКСПРЕСС М. Удобство заключается в его компактности и легкости подключения. Достаточно загрузить программу и приложить индуктивный или емкостной датчик прибора к самой катушке. Получаем осциллограмму как показано выше.

Диагностика топливной форсунки осциллографом

Форсунка бензинового двигателя состоит из запорного клапана, электромагнитный катушки. Соответственно движение этого клапана возможно проверить осциллографом.

Исправная форсункаНеисправная форсунка

Диагностика форсунок с помощью осциллографа требуется в случае тщательного поиска неисправности. В большинстве случаев достаточно сделать тест Андрея Шульгина на эффективность работы цилиндров.

Проверка датчика кислорода с применением осциллографа

Лямбда зонд служит для точного дозирования топливо – воздушной смеси и снижения уровня токсичности отработавших газов. Работает по принципу гальванического элемента. Вырабатывает напряжение в зависимости от присутствия свободного кислорода во внутренней и внешней ячейке датчика. Напряжение варьируется от 0,1 – 0,9 вольт, что соответствует бедной и богатой смеси.

Проверить работу датчика можно

• Сканером
• Осциллографом

Первый вариант быстрый и достаточный для оценки общей работы. Второй же вариант диагностики датчика кислорода более точный и позволяет оценить скорость сработки лямбда зонда в режиме обратной связи.

Неисправный датчик кислорода. Скорость реакции медленнаяДатчик кислорода полностью неисправен

Скрипт CSS Андрея Шульгина

Вот мы и добрались до самой сути диагностики автомобильных двигателей. Для диагностов любой марки это самый информативный скрипт. Он показывает работу форсунок, искры и компрессии за одну проверку. Для проведения этого теста достаточно снять сигнал с датчика положения коленвала и синхронизацию с искры первого цилиндра. Сложность может заключаться в подключении к ДПКВ некоторых марок, но это сглаживается информацией, которую дает скрипт.

Порядок записи сигнала применительно к осциллографу USB Autoscope:

1. Подключиться параллельно сигнальным щупом осциллографа к выходу ДПКВ
2. Если установлена система зажигания DIS поставить щуп синхронизации на первый цилиндр, индивидуальная катушка — воспользоваться индуктивным датчиком.
3. Запустить двигатель и дать работать на холостом ходу.
4. Активировать скрипт CSS
5. Через 5-10 секунд плавно поднять обороты до 3000 и опустить.
6. Спустя 5-10 секунд резко поднять обороты и выключить искру оставив педаль газа полностью нажатой.
7. Остановить скрипт.

Анализ теста Андрея Шульгина

1. Нажать кнопку «Выполнить скрипт»
2. Задать входную информацию для анализа: количество и порядок работы цилиндров, угол опережения зажигания с погрешностью ±10°.
3. Анализируем полученную картинку.

График скрипта CSS

• Холостой ход — снижена эффективность 3 цилиндра.8.
• Низкая компрессия в 3 цилиндре.

Таким образом, за 5 минут можно найти причину «троящего» двигателя, не откручивая свечи и не замеряя компрессию.

Порядок проведения теста эффективности на осциллографе Мотодок 3

Порядок снятия скрипта аналогичный USB Autoscope:

Анализ осциллограммы давления в цилиндре

Для снятия характеристики газодинамических процессов в цилиндре в комплекте с Мотортестером прилагается датчик давления на 16 атм. Двигатель должен быть прогрет до температуры 80-90 °C

Порядок проведения теста:

1. Датчик давления вкрутить вместо свечи. Высоковольтный провод проверяемого цилиндра соединить с разрядником и подключить к нему датчик синхронизации первого цилиндра.
2. Выключить форсунку в проверяемом цилиндре.
3. Запустить прибор.
4. Завезти двигатель и дать работать на холостых оборотах.
5. Получить осциллограмму давления синхронизированную по ВМТ 0°C, как показано ниже.

Выпускной клапан открывается на 160° — метка смещена

Важно проанализировать две точки на осциллограмме:

1. Момент открытия выпускного клапана. На моторах без фазовращателей значение 140-145°, с фазовращателями порядка 160°.
2. Момент перекрытия, когда выпускной и впускной клапана открыты одновременно. Должен быть 360-360°.

При отклонениях от этих значений, можно говорить о смещении фаз газораспределения.

Все вышеприведенные методы работы с мотор тестером можно делать в различной последовательности. Все зависит от конкретного случая. Где-то достаточно провести тест Шульгина или снять характеристику давления в цилиндре. Главное найти неисправность меньшими потерями для владельца автомобиля.

 

 

 

 

 

 

 

 

diagnozbibike.ru

Кислородные датчики: подробное руководство — Denso

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.

Тестирование широкополосного датчика кислорода Bosch LSU 4.2

Все значения, указанные в образце сигналов , являются типичными и применимы не ко всем типам двигателей.
Канал A показывает значение напряжения измерительной ячейки кислородного датчика.
Канал B показывает напряжение ячейки насоса кислородного датчика.
Канал C указывает управление с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) цепи нагревателя кислородного датчика. Канал D показывает ток через цепь нагревателя, управляемую ШИМ на канале C.
Math Channel показывает ток в ячейке насоса, вычисленный по формуле Канал B / 38,7 Ом.

Диагностика формы сигнала

Конкретные условия и результаты испытаний см. В технических данных автомобиля

Типичные значения (двигатель при правильной рабочей температуре):

		Двигатель на холостом ходу: Датчик кислорода Измерительная ячейка Напряжение должно оставаться почти стабильным на уровне 450 мВ независимо от состояния заправки двигателя.
		Двигатель на холостом ходу: Датчик кислорода Насосный элемент Напряжение будет повышаться и падать в зависимости от уровня содержания кислорода в выхлопной системе. В нормальных условиях работы напряжение будет оставаться фиксированным на уровне 0 В, что указывает на правильное стехиометрическое соотношение воздух-топливо 14,7: 1 (лямбда 1,0) Значения напряжения и тока насосного элемента имеют следующие характеристики: Лямбда> 1.0 (Lean) уменьшение напряжения ячейки накачки, увеличение тока (+) Лямбда <1.0 (Rich) увеличение напряжения ячейки накачки, уменьшение тока (-)
		Мгновенный тест WOT: Указывает на небольшое повышение напряжения Pump cell в точке WOT (+ 30 мВ), поскольку содержание кислорода в выхлопной системе падает из-за ускоренного обогащения (кислород закачивается в измерительную камеру ) ).
		Прекращение подачи топлива из-за перебега : Указывает на падение напряжения насосного элемента (-158 мВ) во время прекращения подачи топлива из-за перебега двигателя. Следовательно, содержание кислорода в выхлопной системе увеличится. (Кислород откачивается из измерительной камеры . ) Переключение напряжения насосной ячейки во время WOT и перебега подтверждает правильность работы кислородного датчика. Реакция на ускорение и замедление двигателя должна быть практически мгновенной, подтверждая, что время отклика датчика кислорода является эффективным.Активность ячейки насоса обычно измеряется с помощью миллиамперных клещей, а не регистрируется напряжение. Учитывая, что значение сопротивления цепи Pump cell известно из теста, проведенного в , шаге 2 выше, мы можем преобразовать записанное напряжение Pump cell в текущее значение, используя закон Ома (ток = вольт / сопротивление) устранение необходимости в зажиме миллиампер. См. Пункт 7 ниже и Пример формы сигнала 2 , где математический канал используется для выполнения этого вычисления и отображения тока насосной ячейки в качестве дополнительной формы сигнала.
		Двигатель работает: Подтверждает максимальный ток цепи нагревателя (1,6 А). Форма волны тока нагревателя должна отражать сигнал ШИМ, наблюдаемый в точке 6.
		Двигатель работает: Подтверждает хороший ШИМ-контроль (> 2 Гц) нагревательного элемента кислородного датчика при переключении напряжения с 0 В на 13,5 В прибл. Чувствительный элемент в кислородном датчике требует минимальной рабочей температуры 300 ° C, и его необходимо будет контролировать на протяжении всей работы двигателя, чтобы обеспечить эффективное функционирование при сохранении надежности нагревательного элемента. Примечание: Могут быть случаи, когда ШИМ-управление кислородным датчиком останавливается PCM (во время начального WOT). Это зависит от производителя и в конечном итоге способствует снижению расхода топлива и выбросов за счет снижения электрической нагрузки на автомобиль. PCM может также изменять ШИМ-управление во время процесса разогрева, чтобы обеспечить достаточное рассеивание воды / конденсата в различных условиях окружающей среды.
		Захват осциллограммы остановлен: Приведенные выше примеры осциллограмм не измеряют напрямую ток, протекающий через насосный элемент , но измеряют напряжение, которое также будет изменяться пропорционально протеканию тока (канал B). Учитывая значение сопротивления цепи насоса , было измерено и подтверждено, что оно составляет примерно 38,7 Ом. мы можем включить это значение в 5-й черный математический канал , чтобы преобразовать напряжение Pump cell , измеренное с помощью канала B, в значение тока, используя закон Ома: Ток = напряжение / сопротивление. I = V / R Пока осциллограф собирает данные из Channel B , вы заметите, что 5-й черный математический канал будет появляться в конце каждого снимка экрана.При остановке захвата (нажмите пробел или кнопку остановки) на экране появится математический канал . Используя буфер осциллограмм, вы можете просматривать снимки и измерять ток Pump cell из математического канала, который прямо пропорционален напряжению Pump cell .

Измерение активности широкополосного датчика кислорода с использованием метода падения напряжения, сопровождаемого законом Ома, устраняет необходимость в дорогостоящих миллиамперных клещах для измерения крошечных значений тока в диапазоне от 0.От 5 мА до 3,5 мА.

Дополнительная информация

Bosch Lambda Sensor Universal (LSU) 4.2 широкополосный датчик кислорода

Современные нормы выбросов требуют более жесткого контроля систем управления двигателем во всех диапазонах оборотов двигателя и нагрузок. Традиционный датчик кислорода может точно определять стехиометрическое соотношение воздух-топливо при 14,7: 1 (лямбда 1,0) с выходной мощностью примерно 450 мВ. Однако за пределами стехиометрической точки традиционный кислородный датчик будет выдавать либо сигнал богатой смеси (900 мВ), либо сигнал бедной смеси (100 мВ) без указания того, насколько богатая или насколько бедная .Таким образом, управление двигателем будет компенсировать это путем регулировки подачи топлива (управление с обратной связью) вперед и назад (богатая / бедная) в попытке поддерживать правильное стехиометрическое соотношение воздух-топливо. Поэтому традиционный кислородный датчик мог работать точно только в очень узком диапазоне соотношений воздух-топливо (14,7: 1), отсюда и название Narrowband sensor.

Потребность в повышенной точности, более быстром времени отклика и надежности привела к переработке узкополосного датчика кислорода в стандартный датчик кислорода, используемый сегодня всеми производителями, — датчик кислорода Wideband .

Широкополосный датчик кислорода часто называют широкополосным датчиком или датчиком воздушно-топливного отношения (датчик AFR) и может быть установлен как на бензиновых, так и на дизельных двигателях.

Название широкополосное происходит от способности датчика точно определять соотношение воздух-топливо в широком диапазоне от 10: 1 до 20: 1 (20: 1 — окружающий воздух), в отличие от способности узкополосного датчика определять только стехиометрическое соотношение 14,7 : 1.

Однако широкополосный датчик кислорода включает часть рабочих характеристик узкополосного датчика в виде измерительной ячейки .Измерительная ячейка подвергается воздействию атмосферного воздуха с одной стороны (эталонный воздух) и кислорода выхлопных газов в измерительной камере с другой. Предполагая, что содержание кислорода в измерительной камере поддерживается на заданном уровне, 450 мВ выводится из измерительной ячейки широкополосного датчика кислорода на PCM (канал A).

Поддержание правильного уровня кислорода в измерительной камере имеет первостепенное значение для обеспечения того, чтобы выходное напряжение измерительной ячейки оставалось как можно ближе к 450 мВ во всех условиях заправки.Это достигается насосной ячейкой .

Характеристики насосной ячейки таковы, что в зависимости от величины и направления тока, протекающего через насосную ячейку (с управлением PCM), кислород может закачиваться в измерительную камеру или из нее, , таким образом, поддерживается 450 мВ. выход Измерительная ячейка .

Таким образом, ток, протекающий через насосный элемент , используется для прямого и точного определения соотношения воздух-топливо в широком спектре в результате содержания кислорода в выхлопных газах.

Управление нагревательным элементом широкополосного датчика кислорода имеет решающее значение для правильной работы датчика. Кислородные датчики, которые остаются ненагретыми, со временем «забиваются» и требуют замены, в то время как электрохимические реакции внутри датчика, которые обеспечивают транспортировку кислорода и генерацию напряжения, просто не могут происходить, если температура кислородного датчика не поддерживается.

Рисунок 6

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: датчики кислорода

Датчики кислорода Базовое описание Датчик кислорода — это электронное устройство, используемое для измерения содержания кислорода. в выхлопных газах.В автомобильной промышленности он также известен как лямбда-зонд, и используется для регулирования топливовоздушной смеси и выбросов выхлопных газов в двигатель внутреннего сгорания. Лямбда-зонд используется, чтобы указать, топливная смесь богатая или бедная. В уровень кислорода определяется путем воздействия на один электрод наружного воздуха и другой к выхлопным газам. Разница в содержании кислорода вызывает поток электронов через керамический элемент, который создает потенциал напряжения между два пограничных слоя.Создаваемое напряжение напрямую зависит от уровня содержание кислорода в выхлопных газах. Лямбда-зонд очень чувствителен к температура. Температура керамического элемента будет определять его способность проводить ионы кислорода и существенно влиять на время отклика датчик. Большинство датчиков производятся со встроенным электрическим нагревательный элемент для поддержания минимального времени отклика температуры выхлопных газов. Эта функция гарантирует, что выбросы автомобиля контролируются в более широком диапазоне рабочих температур двигателя, особенно при холодном пуске. Есть два разных типа кислородных датчиков, которые различаются по выходному сигналу. Узкополосный датчик работает в узком диапазоне топливовоздушного отношения (AFR) и производит значительный «скачок» напряжения сигнала, когда AFR становится выше, чем лямбда, в то время как широкополосный датчик обеспечивает сигнал в более широком диапазоне для лямбда. Узкополосный датчик (также известный как датчик изменения шага) Узкополосные датчики часто называют просто датчиками кислорода , потому что в течение многих лет это был единственный доступный тип датчика кислорода.Он называется узкополосным датчиком, потому что он может обнаруживать только очень узкий диапазон AFR. Функция этого датчика основана на электрохимической ячейке, называемой ячейкой Нернста (рис. 1). Он состоит из диоксида циркония, оксида циркония, и важным свойством диоксида циркония является то, что он может проводить ионы кислорода при температуре выше примерно 350 ° C. Когда датчик установлен, внешняя часть элемента из диоксида циркония подвергается воздействию выхлопных газов, а внутренняя часть контактирует с эталонным воздухом. Обе стороны элемента покрыты тонкими слоями платины, которые действуют как электроды и переносят напряжение датчика от элемента из диоксида циркония к выводным проводам.При рабочей температуре ионы кислорода могут проходить через элемент и накапливать заряд на платиновых электродах, создавая таким образом напряжение. Узкополосный датчик — это, по сути, переключатель включения / выключения, поскольку он может определять, бедная смесь или богатая, но не сообщает ЭБУ, насколько бедной или богатой является смесь. Он связывается с ЭБУ через создаваемое напряжение. Если AFR богат, на электродах генерируется ВЫСОКОЕ напряжение сигнала из-за разницы в концентрации кислорода, присутствующей на двух сторонах элемента.И наоборот, если AFR обеднен, на электродах генерируется НИЗКОЕ напряжение из-за небольшой разницы в содержании кислорода между выхлопными газами и эталонным воздухом внутри датчика. Широкополосный датчик Широкополосные датчики, также известные как датчики широкого диапазона, представляют собой новую технологию. Широкополосный датчик не только сообщает блоку управления двигателем, является ли смесь богатой или бедной, но и насколько она богатая или бедная. Таким образом, ЭБУ легче настроить микширование без большого количества перерегулирований и догадок.По этой причине широкополосный датчик является превосходной технологией, и вполне вероятно, что широкополосные датчики в конечном итоге заменят узкополосные датчики во всех легковых и грузовых автомобилях. Широкополосные датчики имеют дополнительную керамическую ячейку (рис. 2). Выхлопной газ частично диффундирует через диффузионный барьер. AFR выхлопных газов в камере измеряется ячейкой Нернста. В зависимости от того, является ли AFR в камере богатым или бедным, схема управления подает напряжение на электроды насосной ячейки.Ионы кислорода переносятся от внутреннего электрода к внешнему, так что AFR в камере становится лямбда = 1. Генерируемый электрический ток Ip является сигналом. Существует определенный диапазон тока, соответствующий лямбде, от 0,7 до бесконечности. Сигнал равен нулю, когда AFR выхлопного газа составляет лямбда = 1. Выходная кривая обеспечивает устойчивое управление с заранее определенным номинальным значением лямбда. Свойства современных кислородных датчиков Нагревательные элементы кислородных датчиков обычно управляются в разомкнутом контуре с помощью широтно-импульсного модулированного напряжения, хотя современные датчики часто имеют нагревательные элементы, которые управляются в замкнутом контуре.Измеренное сопротивление керамики указывает температуру, поэтому можно легко рассчитать энергию, необходимую для поддержания постоянной температуры. Управление с обратной связью обеспечивает более надежный сигнал в различных условиях окружающей среды. Кроме того, многим современным датчикам кислорода не нужен внешний воздух в качестве эталона. Напротив, на ячейку Нернста подается эталонный ток накачки, который имитирует влияние воздуха. В этих датчиках зазор в элементе для эталонного воздуха не требуется.Следовательно, чувствительный элемент требует меньшего объема, а его нагрев требует меньше времени и энергии. Кроме того, работа без эталонного воздуха снижает чувствительность датчика к загрязнению. Производителей ACDelco, Beru, Bosch, Delphi, Denso, McLaren Electronics, Motorcraft, NGK, Standard Для получения дополнительной информации [1] Как работает датчик кислорода в автомобиле ?, HowStuffWorks.com, 1 апреля 2000 г. [2] Датчик кислорода, Википедия. [3] Датчики кислорода — важный ключ к снижению выбросов, веб-сайт Autohaus. [4] Все о лямбда-датчиках, веб-сайт Pico Technology. [5] O2 Sensor Basics, YouTube, 24 июля 2009 г. [6] Как работает лямбда-зонд, веб-сайт NGK, обновлено 14 января 2013 г. [7] Демонстрация кислородного датчика, YouTube, 20 апреля 2015 г.

Помните о сообщениях об ошибках датчика кислорода — особенно с широкополосными датчиками.

Слишком часто не датчик кислорода, который отвечает за сообщения об ошибках, обычно указывает в этом направлении.Это особенно актуально в случае, когда вместо обычных датчиков O2 используются широкополосные датчики. Вот почему очень важно уделять особое внимание процессу устранения неполадок с этим типом датчика. Узнайте больше о конструкции системы и источнике ошибок в этой статье.

Франк Донслунд, владелец и директор Elektro Partner, предоставляющий горячую линию и технические решения для автомастерских в Дании, Норвегии и Швеции (Autodata, TEXA, Delphi и Nextech), заявляет: «На нашей горячей линии мы ежедневно отвечаем на вопросы, связанные с датчиками кислорода. .Многие кислородные датчики заменяются исключительно на основании кодов ошибок и без причины. Особенно это касается очень деликатного широкополосного типа, который часто вызывает проблемы в мастерских ».

Назначение, функции и отличие
Назначение кислородного датчика — гарантировать, что блок управления двигателем (ECU) обеспечивает правильную смесь топлива и кислорода в любой конкретной ситуации. Это достигается путем непрерывного измерения состава выхлопных газов. Обычный датчик O2 может измерять только количество кислорода (O2) в выхлопных газах и переключаться между двумя сигналами — одним для богатой и другим для бедной смеси.С другой стороны, широкополосный датчик может обеспечить более подробное и разнообразное изображение состава кислорода и топлива в более широком диапазоне.

Оба типа датчиков-измерений основаны на измерении изменений напряжения. Однако для механика важно знать, что разница между широкополосными датчиками и обычными датчиками O2 заключается в том, что напряжение повышается (не понижается), когда топливная смесь становится бедной. Еще одно отличие состоит в том, что сигнал напряжения поступает от ЭБУ автомобиля, а не от самого датчика.Следовательно, вы не можете считывать выходное напряжение широкополосного датчика напрямую с помощью цифрового осциллографа (DSO), как вы это делаете с обычными датчиками O2.

Еще одна вещь, о которой механик также должен знать, это то, что значение, считываемое для широкополосного датчика на тестере, может вводить в заблуждение. Многие тестеры с «универсальным» программным обеспечением OBD II автоматически преобразуют выходное напряжение широкополосного датчика управления двигателем в шкалу от 0 до 1 вольт, как и обычный датчик O2. Это приводит к тому, что напряжение меняется не так сильно, как вы ожидаете, когда вы работаете на обедненной или богатой смеси, и вы можете ошибочно заключить, что широкополосный датчик неисправен.Самый точный способ проверить широкополосный датчик — это использовать заводской тестер, который показывает фактическое значение напряжения блока управления двигателем, или тестер вторичного рынка, который может это сделать.

Если вы хотите узнать больше об источниках ошибок и устранении неисправностей, вы можете прочитать больше здесь …

Загрязнение

Загрязненный датчик не может передать точные показания топливно-воздушной смеси. В этом смысле широкополосные датчики и датчики O2 одинаково чувствительны.Источников заражения много:

• Охлаждающая вода от протечек в системе охлаждения (негерметичная прокладка ГБЦ или трещины в ГБЦ)
• Фосфор из моторного масла, попавший в камеры сгорания (изношенные направляющие и уплотнения клапанов, изношенные поршневые кольца или цилиндры)
• Герметики RTV с высоким содержанием силикона
• Некоторые присадки к бензину

Слабозагрязненный кислородный датчик медленно реагирует на резкие изменения в топливно-воздушной смеси.Если датчик кислорода сильно загрязнен, он вообще не реагирует.

Утечки и неисправности
Помимо загрязнения, утечки компрессии или неисправности могут сбивать с толку датчик кислорода, что приводит к неполному сгоранию, вызывая высокий уровень кислорода в выхлопной системе. То же самое и с негерметичным выпускным коллектором.

Схема нагревателя широкополосного датчика
Другим источником кодов ошибок датчика кислорода может быть нагреватель широкополосного датчика.Для широкополосного датчика требуется более высокая рабочая температура (650 ° C), чем для обычного датчика O2 (350–400 ° C). Если нагреватель или электрическая схема не работают оптимально, датчик не может достичь правильной рабочей температуры.

Слишком низкая температура обычно — но не всегда — вызывает код ошибки. В любом случае ВСЕГДА проверяйте электрическую схему на наличие неисправностей, включая напряжение питания и заземление, прежде чем решить, неисправен ли сам датчик.

В двигателях V6 и V8, где используются два широкополосных датчика (по одному для каждого ряда цилиндров), нагреватели обычно управляются реле.Потребляемая мощность цепи нагревателя контролируется ЭБУ. В случае холодного двигателя потребляемая мощность высока, чтобы обеспечить максимально быстрое достижение рабочей температуры широкополосными датчиками. ЭБУ контролирует работу нагревателей и устанавливает код ошибки в случае возникновения ошибки. В то же время питание нагревателей отключается.

Какие еще есть возможные источники ошибок?
Двигатель, работающий на богатой или бедной смеси, часто вызывает ошибку P0172 или P0175 при богатой смеси и P0171 или P0174 при обедненной смеси.Но с чего начать устранение неполадок? Вы можете предположить, что имеется неисправный широкополосный датчик, но есть много других возможных источников ошибок. Коды обедненной смеси срабатывают, когда измеренная LTFT — долгосрочная корректировка топливоподачи (смесь, измеряемая в течение длительного времени) слишком бедная. Подключите тестер и проверьте, есть ли в двигателе обедненная смесь, посмотрев на значение LTFT. Нормальный диапазон обычно составляет от +5 до -5. Если показание составляет от 8 до 10 или выше, блоку управления двигателем необходимо добавить дополнительное топливо, чтобы компенсировать показания, указывающие на бедную смесь.То же самое и с богатой смесью, но здесь показатель LTFT стоит в минусе.

Утечка вакуума или клапан рециркуляции ОГ
Это может быть из-за утечки вакуума во впускном коллекторе, ослабленного вакуумного шланга или клапана рециркуляции ОГ, который не закрывается.

Топливный насос, топливный фильтр, регулятор давления или форсунки
Если ни один из вышеупомянутых источников ошибки не может быть идентифицирован, следует проверить подачу топлива. Слишком низкое давление топлива — например, из-за изношенного топливного насоса, засорения топливного фильтра или негерметичного регулятора давления топлива — также может быть причиной обедненной смеси.Загрязнение форсунок — еще один возможный источник ошибок.

Расходомер воздуха
Если топливная система не показывает никаких признаков ошибки, рассчитанное значение нагрузки следует проверить с помощью тестера. Следите за изменениями указанного воздушного потока при увеличении скорости двигателя. Если датчик в расходомере воздуха загрязнен, это может привести к слишком низкому значению потока воздуха, передаваемому в ЭБУ (что приводит к обедненной смеси).

Датчик температуры охлаждающей воды
Если счетчик воздушного потока работает нормально, проверьте работу датчика температуры охлаждения на предмет правильности показаний.На холодном двигателе показания температуры охлаждающей воды сравниваются с показаниями температуры всасываемого воздуха вашего тестера. Оба измерения должны быть идентичными. Разница более чем на несколько градусов указывает на проблему.

Загрязненный или неисправный широкополосный датчик
Если все в порядке, проблема может быть в загрязненном или неисправном широкополосном датчике (-ах), который не производит точных измерений. На Toyotas заводской тестер может выполнить «Активный тест A / F Controls».Эта функция находится в меню «Диагностика», «Enhanced OBD II», «Активный тест», «Контроль A / F». В ходе теста смесь изменяется — пока двигатель работает на холостом ходу — для проверки отклика широкополосного датчика.

Типичные коды ошибок OBD II для широкополосных датчиков
Общие коды OBD II, которые указывают на ошибку в нагревателе широкополосных датчиков, включают: P0036, P0037, P0038, P0042, P0043, P0044, P0050, P0051, P0052, P0056, P0057 , P0058, P0062, P0063 и P0064. Коды, указывающие на возможную ошибку в реальном широкополосном датчике, — это коды от P0130 до P0167.Могут быть дополнительные OEM-коды P1, которые зависят от марки, года выпуска и модели автомобиля. Например, очень часто на автомобилях Honda коды широкополосных датчиков включают P1166 и P1167. Имейте в виду, что ошибка может быть обнаружена как в датчике, так и в проводах датчика.

Идентификация широкополосных датчиков
Коды широкополосных датчиков также определяют местоположение датчика, например датчик 1 или 2, ряд цилиндров 1 или 2. Датчик 1 представляет собой первичный / регулирующий широкополосный датчик в выпускном коллекторе.Датчик 2 — это вторичный / регулирующий датчик за каталитическим нейтрализатором. Датчик 2 — это обычные датчики O2, а не широкополосные датчики. Ряд цилиндров 1 — это группа, которая содержит цилиндр номер один в порядке зажигания двигателя.

Как работает широкополосный датчик O2

(СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: http://www.megamanual.com/PWC/LSU4.htm)

Прежде чем можно будет понять аппаратную схему PWC и управляющее программное обеспечение, необходимо понять, как работает широкополосный датчик кислорода [WBO2] (эти датчики также известны как универсальные датчики кислорода в выхлопных газах [UEGO]).

Прецизионный широкополосный контроллер разработан для использования новейших «широкополосных» кислородных датчиков. Эти датчики, управляемые электроникой прецизионного широкополосного контроллера, могут напрямую измерять соотношение воздух / топливо. Вместо переключения назад и вперед с богатой на обедненную смесь, как в случае с традиционными датчиками кислорода в выхлопных газах с «узкой полосой», широкополосный датчик выдает сигнал, который прямо пропорционален соотношению воздух / топливо, создаваемому контроллером впрыска топлива. Широкополосный кислородный датчик реагирует на изменения в топливно-воздушной смеси менее чем за 100 миллисекунд.

Схема прецизионного широкополосного контроллера предназначена для прямого управления топливной смесью, поэтому она должна быть точной и воспроизводимой. При настройке двигателя на дороге или на динамометре желательно иметь средства контроля воздушно-топливного отношения двигателя (AFR), которое также может быть выражено через лямбда (λ). Во время этих сеансов настройки параметры двигателя / транспортного средства / окружающей среды остаются постоянными, за исключением настраиваемой переменной. Широкополосные измерители используют пользовательский интерфейс для получения текущего AFR / лямбда, чтобы тюнер двигателя мог регулировать и оптимизировать подачу топлива.

Прецизионный широкополосный контроллер — это устройство обратной связи по смеси. Устройство обратной связи по смеси используется для определения мгновенной смеси в работающем двигателе, где эти параметры вводятся обратно в уравнение заправки в ЭБУ для коррекции ширины импульса форсунки в реальном времени. Основное требование к устройству обратной связи по смеси состоит в том, что оно должно быть воспроизводимым для абсолютно всех условий окружающей среды и иметь одинаковые показания для экстремально жарких или морозных условий.Этот ответ вводится обратно в уравнение заправки в ЭБУ для коррекции ширины импульса форсунки в реальном времени . Основное требование к устройству обратной связи по смеси состоит в том, что оно должно быть воспроизводимым для абсолютно всех условий окружающей среды — одинаковые показания для экстремально жарких или морозных условий.

Кроме того, функция отклика широкополосных датчиков UEGO зависит от таких параметров, как тип углеводорода, рабочая температура, температура выхлопных газов, противодавление выхлопных газов и т. Д.Если какой-либо из этих параметров изменяется, контроллер должен знать об этом и уметь исправлять / компенсировать.

Брюс и Эл приобрели расходомер Horiba на 5 газов непосредственно у компании Horiba, так что это, наряду с использованием первичных эталонов газа для контрольных газов, позволяет им точно знать, что видит датчик.

Существует разница между широкополосным измерителем EGO и широкополосным устройством, которое непосредственно контролирует топливную смесь — устройство смешивания должно быть всегда точным или, по крайней мере, иметь возможность уведомлять контроль смеси о том, что сигнал WB не в пределах допуска.Управление подогревателем очень импортное. Устойчивый режим работы легко контролировать.

Проблемы возникают из-за таких событий, как восстановление после ускорения, когда температура датчика будет изменяться из-за изменений в потоке выхлопных газов. Если температура датчика изменяется, то требуемый ток насоса для поддержания равновесия также изменяется (все остальное остается неизменным) — вы должны либо поддерживать регулируемую температуру датчика. или имеют поправочные коэффициенты, либо оба (см. Раздел 5.1 данных LSU). лист для графика температуры с различными условиями работы двигателя и влияние температуры выхлопных газов).

Добавьте переходный отклик для контура насоса, точность самой схемы измерения насоса и т. Д., И все может пойти не так — и в неподходящее время. Справиться со всеми этими эффектами (и их величиной) важно для всего, что поддерживает смесь AFR. И единственный способ понять это — это сравнить с известной откалиброванной системой и провести множество испытаний.

Широкополосный датчик соотношения воздух / топливо сочетает в себе чувствительную к кислороду ячейку «Нернста» из узкополосного датчика с «кислородным насосом» для создания устройства, которое дает широкий диапазон отклика на различные соотношения воздух / топливо.Ячейка Нернста определяет кислород в выхлопных газах так же, как традиционный узкополосный датчик O ₂ . Если есть разница в уровнях кислорода на чувствительном элементе ZrO ₂ , ток течет от одной стороны к другой и создает напряжение.

Широкополосный датчик кислорода в выхлопных газах имеет множество конструктивных форм, но в основном они похожи. Они состоят из двух частей: эталонной ячейки Нернста и ячейки кислородного насоса, сосуществующих в пакете, который содержит эталонную камеру и нагревательный элемент (используемый для регулирования температуры Нернста / насоса).

Широкополосный датчик работает только в сочетании со специализированными широкополосными цепями управления, которые регулируют как ток ячейки накачки, так и нагреватель. В электронику прецизионного широкополосного контроллера встроен необходимый блок управления для широкополосного кислородного датчика.

Прежде чем углубляться в работу ячеек Нернста и насосных ячеек, важно понять, что на самом деле датчик пытается измерить. Для начала давайте разберемся с химическими реакциями, происходящими при горении.

Во-первых, осознайте, что для возникновения горения необходимо топлива (например, углеводород) и источник оксигенатов (т.е.е. кислород и / или молекулы или частичные молекулы, которые содержат кислород). Кроме того, имеется разбавителя , которые присутствуют в смеси, но не способствуют фактическому сгоранию (например, азот [N ₂ ]). Это справедливо для любого события возгорания, будь то внутри двигателя внутреннего сгорания или у небольшого костра.

Во-вторых, каждый атом сохраняется в процессе сгорания, поэтому можно использовать составляющие выхлопного газа для восстановления количества топлива и оксигенатов перед сгоранием.В противном случае широкополосные кислородные датчики не смогли бы определять соотношение воздух / топливо перед сгоранием.

Можно выразить событие горения как баланс входных реагентов: топлива, оксигенатов и разбавителей (например, бензин, смешанный с воздухом) и образующихся продуктов сгорания (т.е. состав выхлопных газов). Обратите внимание, что это химический баланс , что означает, что каждый элемент должен быть учтен в его молекулярном балансе до и после горения.Другими словами, если мы знаем пропорции топлива, оксигенатов и разбавителей, поступающих в двигатель, можно определить видовой состав выхлопных газов. И мы можем работать в обратном направлении. Если мы знаем состав выхлопных газов, мы можем определить соотношение воздуха и топлива (как в молярном количестве, так и в молекулярной массе).

Представим химический состав всасываемого топлива как углерод, водород, кислород и азот в пропорции:

^C α ^H β ^O γ ^N δ, где α, β, γ и δ представляют количество каждого из присутствующих элементов (т.е.е. молей каждого элемента). Например, октан имеет молекулярный состав C ₈ H ₁₈ , поэтому имеется 8 атомов углерода и 18 атомов водорода, поэтому мы имеем α = 8, β = 18, γ = 0 и δ = 0. . Очевидно, что другие молекулы топлива имеют другой состав.

Обычно химики работают с величиной, называемой «моль» , которая представляет собой очень большое количество атомов или молекул любого данного вида [типа]. Соединение одного моля атома A с двумя молями атома B аналогично объединению одного атома A с двумя атомами B, много-много раз.

Мы можем объединить топливо с воздухом и записать простое уравнение баланса для сгорания и баланс молярных количеств до и после сгорания:

Элементы в левой части стрелки представляют собой топливо / оксигенаты / разбавители, поступающие в двигатель, а элементы справа — молярные количества после сгорания. Мы хотим найти неизвестное ε, которое является молярным отношением топлива к воздуху (отношение эквивалентности), и коэффициенты ν ₁ , ν ₂ и ν ₃ , которые описывают состав продукта.Переменная x _o представляет собой относительный молярный процент кислорода во всасываемом воздухе (0,21 — обычно используемое значение), а x _n представляет собой относительный молярный процент азота (часто используется 0,79. ).

Обратите внимание, что у нас больше неизвестных, чем уравнений, поэтому нам придется использовать некоторые известные ограничения, чтобы помочь нам найти неизвестные. Во-первых, атомы сохраняются (т.е. то, что входит, должно выходить наружу), поэтому мы можем немедленно записать следующие соотношения (известные как уравнения баланса элементов):

Решение для уравнений баланса (перечисленных выше) следующее: Отсюда стехиометрическое соотношение топливовоздушных масс можно записать как: Обратите внимание, что стехиометрическое массовое воздушно-топливное соотношение является обратной величиной приведенного выше уравнения.Кроме того, эквивалентное соотношение топливо-воздух определяется как фактическое соотношение топливо-воздух, деленное на стехиометрическое соотношение топливо-воздух (обратите внимание, что обратная величина определяется как лямбда): Теперь, поскольку мы имеем дело с выхлопными газами (то есть с низкой температурой по сравнению с фактическим сгоранием) и отношением углерода к кислороду меньше единицы, можно ввести CO и h3 в баланс: Это довольно сложно решить, но мы знаем, что некоторые вещи могут облегчить нашу жизнь. Во-первых, если смесь бедная (т.е. φ ₅ и ν ₆ равны нулю. Для богатых смесей ν ₄ = 0. А для богатого случая мы можем ввести константу равновесия водный газ для реакции: что дает константу K _p : где t — температура в Кельвинах.

При этом ν ₅ можно оценить как решение квадратичной:

где: Используя этот результат, можно составить таблицу с описанием решения для каждого вида газа для бедных или богатых ситуаций: Во всем этом нужно отметить несколько моментов.Во-первых, углеводород / топливо, указанные как: ^C α ^H β ^O γ ^N δ может быть комбинацией двух или более углеводородов. Например, когда топливо смешивается со спиртом, полученная смесь может быть выражена как один углеводород со сбалансированными индексами. То же самое верно для закачки воды или закиси азота. Это очень важное преимущество при использовании математического подхода к определению лямбда — при изменении компонента топлива можно соответствующим образом адаптировать отклик широкополосного сигнала без какой-либо повторной калибровки.Это не относится к системам, которые полагаются на фиксированную «кривую» отклика широкополосного датчика. И, если широкополосный контроллер подключен к ЭБУ (через шину CAN), и ЭБУ контролирует подачу воды или азота, можно мгновенно настроить кривую лямбда-отклика для любых ратиометрических комбинаций углеводородов. Это важное требование к контроллеру смеси.

Затем можно разделить выражение углеводород / топливо на константу, что сделает индекс углерода равным единице.Это создает соотношение H / C, соотношение O / C и соотношение N / C — они часто встречаются в литературе. Например, топливо C ₈ H ₁₈ (октан) может быть нормализовано до C ₁ H _2,25 = CH _2,25 , где отношение H / C равно 2,25, отношение O / C равно 0 (поскольку нет кислородного компонента) и N / C = 0 (нет компонента), и, конечно, индекс C равен 1. Другим примером является топливо CH ₃ NO ₂ , которое уже имеет C нижний индекс 1, поэтому отношение H / C равно 3, отношение N / C равно 1, а отношение O / C равно 2.Просто обратите внимание, что обе формы выражения топлива идентичны.

Примечание: Для тех, кто хочет поэкспериментировать с приведенными выше уравнениями, мы разработали программу COMBAL, приложение для ПК, работающее под Windows. Один в основном вводит отношения H / C и O / C, равновесие выхлопных газов и целевую лямбду, и он генерирует процентное содержание молей каждого из видов газа. Также выполняется сравнительная проверка с использованием уравнения Бретчнайдера. Приложение можно скачать с:

www.bgsoflex.com/pwb/combal.zip Наконец, есть два других газовых компонента, CO и H ₂ , которые также присутствуют в выхлопных газах. Они взяты из баланса, известного как равновесие вода-газ — подробнее об этом позже в этом документе, но достаточно сказать, что это действительно важно при работе широкополосного датчика.

Вы еще не запутались? Если да, не беспокойтесь. Все, что мы здесь подчеркиваем, это то, что с известным входящим топливом, разбавителями и оксигенатами можно предсказать концентрации газов в выхлопных газах.И мы можем пойти в обратном направлении — с помощью измеренных компонентов газа можно определить входящую смесь в терминах лямбда или соотношения воздух / топливо. Вернитесь и перечитайте раздел несколько раз, важно понимать этот аспект.

К анализу, который здесь не показан, гораздо больше — см. Статью Bowling & Grippo по аналитическому методу для точного широкополосного контроллера в целом.

Ячейка Нернста и ячейка кислородного насоса соединены вместе таким образом, что требуется определенное количество тока для поддержания сбалансированного уровня кислорода в диффузионном зазоре.Измерение этого тока позволяет прецизионному широкополосному контроллеру определять точное соотношение воздух / топливо, при котором работает двигатель.

Насосная ячейка может потреблять кислород или углеводородное топливо в полости насосной ячейки, в зависимости от направления потока тока в насосной ячейке ( I _насос ).

При нормальной работе датчика выхлопные газы проходят через диффузионный зазор в насосную ячейку. Этот выхлопной газ часто бывает богатым или бедным стехиометрическим.Любое условие определяется эталонной ячейкой, которая создает напряжение (Vs) выше или ниже сигнала Vref, как и узкополосный датчик).

Однако горение редко бывает идеальным. Даже при правильном соотношении воздух / топливо (AFR) сгорание может быть неполным, и могут образовываться CO, H ₂ , NO _x и углеводороды (HC). Это может быть вызвано гашением (фронта пламени относительно «холодных» поверхностей камеры сгорания), объемами щелей (над кольцами между поршнем и цилиндром) и многими другими факторами.

Однако относительные количества этих «побочных продуктов» меняются в зависимости от соотношения воздух / топливо. Когда топливно-воздушная смесь обогащена, эталонный элемент выдает высокое напряжение В _с (выше 0,450 В). Прецизионный широкополосный контроллер реагирует на создание тока насоса ( I _насос ) в одном направлении для потребления свободного топлива. Насосный элемент требует «отрицательного» тока, который изменяется от нуля до примерно 2,0 миллиампер, когда соотношение воздух / топливо составляет около 11: 1.

Когда топливно-воздушная смесь обеднена, эталонная ячейка выдает низкое значение V _s (ниже 0.450 вольт). Прецизионный широкополосный контроллер направляет ток насоса в противоположном направлении для потребления свободного кислорода. Насосной ячейке требуется «положительный» ток от нуля до 1,5 миллиампер, когда смесь становится «свободным воздухом».

Когда смесь воздух / топливо составляет 14,7: 1 (стехиометрическое соотношение для бензина), насосный элемент не требует выходного тока. Поскольку свободный кислород или свободное топливо нейтрализованы током насоса, сигнал обратной связи V _s переходит примерно в 0.450 вольт (то же, что и значение Vref).

Чтобы определить широкий диапазон соотношений воздух / топливо, кислородный насос использует нагретый катод и анод, чтобы втягивать немного кислорода из выхлопных газов в «диффузионный» зазор между двумя компонентами. Насос приводится в действие двумя портами PWM или процессора с противоположной полярностью (с использованием H-моста или прямого привода порта процессора), а прецизионный широкополосный контроллер измеряет время, когда эталонная ячейка проходит через 0,45 вольт. Затем он может настроить синхронизацию ШИМ, чтобы ограничить этот 0.45 вольт стехиометрическая точка переворота.

Как и обычный узкополосный датчик, схема прецизионного широкополосного контроллера выдает сигнал низкого напряжения, когда соотношение воздух / топливо становится бедным, и сигнал высокого напряжения, когда смесь богатая. Но вместо того, чтобы резко переключаться на стехиометрическом уровне, он производит пропорциональное изменение напряжения. Оно увеличивается или уменьшается пропорционально относительному богатству или бедности соотношения воздух / топливо. При стехиометрическом соотношении воздух / топливо 14,7: 1 широкополосный датчик O2 будет давать устойчивый 0.450 вольт. Если смесь станет немного богаче или беднее, выходное напряжение датчика изменится лишь на небольшую величину, а не резко повысится или снизится.

Результатом является сенсорный элемент, который может точно измерять соотношение воздух / топливо (AFR) от очень богатой (10: 1) до очень бедной (свободный воздух). Это позволяет прецизионному широкополосному контроллеру напрямую управлять соотношением воздух / топливо. Вместо того, чтобы переключать соотношение воздух / топливо туда и обратно с богатого на бедное для создания средней сбалансированной смеси, PWC может просто добавлять или вычитать топливо по мере необходимости, чтобы поддерживать стехиометрическое соотношение 14.7: 1 или любое другое соотношение.

Еще одно различие между узкополосным датчиком, используемым в большинстве автомобилей, и широкополосным датчиком кислорода заключается в цепи нагревателя. Мощность нагревателя регулируется по замкнутому контуру во время измерения, так что достигается номинальное внутреннее сопротивление датчика R _i = 80 Ом (измеренное с частотой от 1 до 4 кГц), что соответствует температуре керамики датчика прибл. 750 ° C, когда датчик новый. Схема нагревателя прецизионного широкополосного контроллера (PWC) модулируется для поддержания постоянной рабочей температуры от 1300 ° F до 1500 ° F (от 700 ° C до 800 ° C).Датчику требуется около 20 секунд для достижения рабочей температуры после холодного запуска.

Датчик включает нагреватель мощностью 10 Вт (3,2 Ом при 20 ° C, 2,1 Ом при -40 ° C), который обеспечивает поддержание датчиков при номинальной рабочей температуре 750 ° C (~ 1400 ° F). Ток, подаваемый на нагреватель, ограничивается схемой прецизионного широкополосного контроллера, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев во время прогрева. Нагреватель датчика никогда не должен подключаться напрямую к напряжению батареи, он всегда должен управляться прецизионным широкополосным контроллером.Запускать подогрев датчика до запуска двигателя не рекомендуется, это повредит датчик.

Максимальная рабочая температура выхлопных газов для датчика составляет до 850 ° C (1560 ° F). При превышении максимальной температуры выхлопных газов необходимо отключить питание нагревателя, и точность сигнала датчика снизится. Горячий выхлопной газ с температурой выше рабочей температуры керамики также дает отклонение температуры керамики и выходного сигнала датчика. Холодный выхлопной газ, в дополнение к высокой скорости газа, может привести к снижению температуры керамики датчика, если система управления нагревателем не может поддерживать постоянную температуру керамики.Это приводит к отклонению выходного сигнала датчика. Как правило, изменение температуры керамики датчика дает отклонение выходного сигнала датчика на:

(ΔI _насос ) / I _насос прибл. 6% .. 7% / 100 тыс. Давайте двигаться дальше. Теперь давайте попытаемся понять работу секции ячейки Nernst в UEGO. Ячейка Нернста — это электрохимическая ячейка, состоящая из твердого электролита, проводящего только ионы кислорода. К этому электролиту прикреплены два платиновых электрода.Один электрод находится в атмосфере, а другой — в камере сравнения (подробнее об этом позже).

На электродах происходят следующие реакции:

При возникновении этой реакции может генерироваться ток. Используя уравнение Нернста, можно рассчитать ЭДС, возникающую при отсутствии нагрузки: Где E — это ЭДС Нерстиана ,
R — универсальная газовая постоянная = 8,31 Дж * К ^-1 * моль ^-1 ,
T — температура ячейки в Кельвинах,
F — постоянная Фарадея = 96500 Смоль ^-1 ,
Z — электроны, переносимые на O ₂ = 4.

Поскольку имеется нагреватель, поддерживающий повышенную температуру ячейки Нернста, существует температурный градиент, который генерирует напряжение смещения. Мы можем добавить этот член к указанному выше члену, и в процессе мы также можем упростить расчет, преобразовав логарифмы с основанием e в логарифмы с основанием 10:

Теперь, когда мы знаем работу ячейки Нернста, уместно немного рассказать о ее физической конструкции. Датчик UEGO имеет «плоскую структуру» — это означает, что он имеет прямоугольную форму, в отличие от наперстка или другой симметричной формы — представьте себе плоский сэндвич из компонентов.В сэндвиче есть электролит Нернста, который обычно изготавливается из стабилизированного оксидом иттрия оксида циркония (YSZ), хотя существуют и другие формы. Что такое диоксид циркония, стабилизированный иттрием? Это диоксид циркония (ZrO ₂ ), примерно три процента молей которого замещены иттрием (Y ₂ O ₃ ). Поскольку каждые два иона циркония заменяются иттрием, существует кислородная вакансия — это позволяет соседним ионам кислорода «прыгать» в эти места, а при повышенных температурах эта активность является основой для производства ЭДС.

Продолжая обсуждение плоской структуры, существует внутренняя «диффузионная полость» — в этой полости «задерживается» проба выхлопного газа, а также там, где обращены секции Нернста и насоса. Как туда попадает газ? В результате процесса диффузии отбираемый отработавший газ попадает в полость. Чтобы не слишком «увлекаться» процессом диффузии, достаточно сказать, что существует два механизма диффузии:

• один известен как молекулярная диффузия, а
• вторая известна как диффузия Кнудсена или диффузия «мелких пор».

Очень важно отметить: диффузия Кнудсена зависит от температуры — это означает, что пористость испытательной камеры (то есть, сколько газа может входить / выходить) зависит от температуры головки датчика — вот почему ток накачки (описан далее) отличается для разных температур, как и зависимость противодавления выхлопных газов.

Вышеупомянутый кислородный насос — это то, что делает обычный кислородный датчик настоящим широкополосным устройством — на самом деле просто еще одна ячейка типа Нернста, к которой подключен внешний ток.

Выше мы говорили о «полости», где находится проба выхлопных газов, а с одной стороны — измерительная ячейка Нернста. С другой стороны находится насосная ячейка — эта ячейка используется для транспортировки кислорода в измерительную полость и из нее. Проще говоря, если выхлопной газ в измерительной ячейке бедный, то имеется избыток кислорода (бедные смеси означают избыток кислорода). Мы можем «включить насос», чтобы удалить кислород из эталонной полости — и при надлежащем мониторинге с обратной связью измерительной ячейки Нернста мы можем откачать ровно столько кислорода, чтобы достичь стехиометрического баланса (примерно, когда измерительная ячейка Нернста показывает 0.45 вольт или около того).

Лучшее из всего: если мы отслеживаем ток накачки, мы можем использовать это для определения лямбда (λ) и AFR. Ток насоса связан с количеством откачанного кислорода как функция времени как:

где n — моли O ₂ закачанного газа, t для времени и тока i . Чтобы сделать это уравнение полезным, его следует преобразовать в изменение парциального давления в эталонной полости.Также обратите внимание, что диффузия (объясненная выше) со временем приведет к увеличению количества выхлопных газов — поэтому мы делаем равновесие с обратной связью от измерительной ячейки Нернста, определяющей, сколько кислорода нужно откачать, в то время как больше выхлопных газов диффундирует. дюйм. Обратите внимание, что давление измеряемого выхлопного газа также влияет на степень диффузии в измерительную полость и из нее — это знаменитый эффект противодавления.

Мы объяснили случай избытка кислорода, когда топливно-воздушная смесь обеднена.Как он работает на обедненной кислородом стороне или на стороне с повышенным соотношением воздух / топливо? В этом случае кислород «закачивается» в измерительную полость просто путем обратного приложения тока к насосному элементу. Обратная связь по измерительной ячейке Нернста указывает на достижение стехиометрического равновесия.

Что-то должно беспокоить ваш кишечник прямо сейчас…

Насосный элемент работает на переносе ионов кислорода, но мы находимся в ситуации, когда в топливовоздушной смеси нет кислорода (т.е.е. мы богаты). Если мы станем намного богаче, у нас все равно не будет кислорода. Очень богатый, но без кислорода. Как в этом случае может возникнуть ситуация обратной связи?

Оказывается, внутри диффузионной измерительной полости протекают следующие химические реакции:

Таким образом, насосная часть кислорода вводит кислород в диффузионную камеру путем электролизного разложения диоксида углерода (CO ₂ ) и воды (H ₂ O) в измеряемом газе.Подумайте об этом так: у нас есть выхлопные газы, захваченные в диффузионной полости, которая содержит H ₂ и CO, а кислородный насос вырабатывает O ₂ — они объединяются, чтобы произвести CO ₂ и воду. Если у нас больше H ₂ и CO в выхлопных газах, то больше O2 из насоса преобразуется — и, чтобы увеличить производство O ₂ , мы увеличиваем ток насоса.

И оказывается, что H ₂ и CO присутствуют в значительных количествах для богатого AFR и могут быть связаны с лямбда уравнением элементного баланса для топлива / оксигенатов / разбавителей, которые мы вывели выше.

Это не совсем верно, поскольку мы имеем дело с газовым балансом, а насос на самом деле является электрохимическим элементом (щелкните ссылки, чтобы получить справочную информацию о Принципе Ле Шателье для правил равновесного баланса, а также о Законе идеального газа), поэтому нам нужен кислород в H ₂ O и CO ₂ в качестве доноров для реакции — отсюда насос получает кислород. Это баланс, и, изменяя количество тока, подаваемого в насос, мы можем изменить баланс.Баланс также зависит от реакции воды и газа, о которой будет сказано ниже.

Наконец, лямбда (λ), которую мы все хотим знать, связана со всеми компонентами выхлопных газов в упрощенном соотношении, известном как уравнение Бретчнайдера :

Все это говорит о том, что существуют известные комбинации количества выхлопных газов (в молях или парциальном давлении), которые напрямую связаны с лямбда. К ним относятся H ₂ и CO.

Итак, вооружившись всеми этими знаниями, мы можем написать уравнение, связывающее ток насоса с компонентом выхлопных газов, а затем вставить его в уравнение Бретчнайдера (или более сложную форму — см. Статью Bowling & Grippo).Для стороны бедной смеси, где имеется избыток кислорода, уравнение тока насоса:

Таким образом, требуемый ток насоса I _p — это просто парциальное давление O ₂ в диффузионной камере, умноженное на калибровочный коэффициент K _o2 . Помните, что это парциальное давление кислорода, а не молярное количество, поэтому необходимо учитывать элементарную массу.

Для стороны богатой смеси, где нет кислорода, датчик измеряет количество CO и H ₂ в выхлопных газах (парциальное давление):

Обратите внимание на знаки минус.Применяемый ток накачки имеет обратную полярность, поэтому кислородный насос является генератором кислорода, а не кислородным «присосом».

Также обратите внимание, что датчик UEGO реагирует на несгоревшие углеводороды. Однако при нормальном сгорании количество несгоревших углеводородов находится в диапазоне миллионных долей, тогда как моли CO и H ₂ значительно выше (например, в диапазоне 10-20%).

Измерение сопротивления ячеек Нернста

Точный контроль температуры широкополосного зонда UEGO является абсолютным требованием во время работы.Изменения температуры зонда UEGO приведут к изменению требуемого тока накачки (из-за разницы в диффузии в измерительной полости и из нее), поэтому мониторинг температуры позволяет вносить поправки в измерения. Широкополосный датчик не имеет какой-либо формы прямого измерения температуры (например, термистора, термопары и т. Д.).

Однако мониторинг сопротивления эталонной ячейки дает точное представление о температуре зонда — сопротивление эталонной ячейки зависит от температуры.Эталонная ячейка Нернста имеет высокое сопротивление при низких температурах (т.е. температурах окружающей среды) и сопротивление примерно 80-100 Ом при нормальной рабочей температуре. Таким образом, отслеживая внутреннее сопротивление эталонной ячейки, можно определить точную температуру зонда UEGO без необходимости во внешнем датчике температуры.

Существует несколько методов измерения сопротивления эталонной ячейки, в том числе отключение цепи накачки и применение известного постоянного тока через эталонную ячейку и измерение результирующего напряжения, наконец, повторное включение цепи накачки.Этот метод требует нескольких аналоговых переключателей для подачи тока и восстановления цепи сервопривода насоса, когда это будет сделано. Кроме того, если к ячейке Нернста приложено смещение, то необходимо применить ток противоположной полярности с той же длительностью, чтобы «сбросить» поляризацию ячейки. Единственная проблема этого метода заключается в том, что он «мешает» цепи обратной связи Nernst / pump.

Другой метод — подать высокочастотный сигнал в цепь накачки и измерить результирующее отклонение ЭДС.Сопротивление эталонной ячейки определяется связыванием по переменному току прямоугольной волны известной амплитуды и частоты через последовательное сопротивление и измерением амплитуды результирующей формы волны переменного тока. Эта форма волны присутствует всегда, и, поскольку она имеет высокую частоту по отношению к отклику контура обратной связи Нернста / насоса, она по существу усредняет. Это метод, используемый в PWB.

Схема работы очень проста. Известный источник прямоугольных сигналов с напряжением 5 В от пика к пику и частотой от 1 до 3 кГц (генерируемый DSP) емкостным образом связан с положительным выводом опорной ячейки.Общий ток ограничен последовательным сопротивлением (плюс внутреннее сопротивление R _и ) до 500 мкА от пика до пика или ± 250 мкА вокруг точки смещения V (смещение V _{установлено на 2,5 В, чтобы учесть двойное напряжение). полярный насос) — это значение соответствует техническим характеристикам, указанным в техническом паспорте Bosch LSU 4.2. Сигнал переменного тока генерирует соответствующее переменное напряжение со значением, основанным на внутреннем сопротивлении R i . Например, если R i = 100 Ом, то 500 микроампер (P-P), умноженные на 100 Ом, дают 50 милливольт p-p, или ± 25 мВ вокруг точки смещения V .Фактически, сопротивление ограничения последовательного тока и R и образуют схему резисторного делителя, управляемую потенциалом напряжения.}

Для измерения напряжения используется конденсатор, который блокирует смещение постоянного тока (т. Е. Напряжение опорной ячейки) и пропускает переменный сигнал. Вводится каскад усиления, и напряжение подается на аналого-цифровой порт процессора. Обратите внимание, что этот сигнал является сигналом переменного тока, поэтому выборка АЦП должна коррелировать с полярностью приложенного прямоугольного сигнала — это известно как синхронное выпрямление.Альтернативным методом могло бы быть использование схемы мостового выпрямителя для восстановления положительных / отрицательных колебаний, а затем фильтрация перед подачей на канал АЦП.

Этилированное топливо

Широкополосные датчики кислорода

рассчитаны на срок службы 100 000 миль (160 000 км / сек) при нормальных условиях эксплуатации. Замена требуется только в том случае, если датчик вышел из строя из-за необычных условий эксплуатации, физического повреждения или загрязнения. Например, выдувная прокладка головки может позволить кремнию попасть в выхлопную трубу и загрязнить датчик.Масло, сгоревшее в камере сгорания из-за негерметичных направляющих или колец клапана, может привести к попаданию фосфора в выхлопную трубу и загрязнению датчика.

В зависимости от содержания свинца в отработанном топливе ожидаемый срок службы составляет:

• для 0,6 г Pb / л: 20 000 км (12 000 миль)
• для 0,4 г Pb / л: 30 000 км (18 000 миль)
• для 0,15 г Pb / л: 60 000 км (36 000 миль)

Как правило, при использовании этилированного топлива датчик необходимо заменять при возникновении функциональных проблем, например.грамм. нестабильные холостые обороты, проблемы с управляемостью. Для грубой проверки работы датчика можно выполнить следующие тесты:

• Обоснованность проверки сигнала при обогащенном ОГ: сигнал датчика должен указывать на обогащение
• Обоснованность проверки сигнала на «открытом воздухе»: сигнал датчика должен указывать на очень бедную температуру воздуха
• Холодное сопротивление нагревателя при комнатной температуре, с мультиметром между серым и белым кабелем (H +, H-) и датчиком, не подключенным к прецизионному широкополосному контроллеру, должно быть равно 2.От 5 до менее 10 Ом

---

* Мы посвящаем прецизионный широкополосный контроллер памяти Garfield Willis . Гарфилд сыграл важную роль в ранних исследованиях и разработке широкополосного контроллера EGOR.

---

Последнее обновление: 05.04.2020 09:45:16

---

Контроллеры MegaSquirt ^® и MicroSquirt ^® являются экспериментальными устройствами, предназначенными для образовательных целей.Контроллеры
MegaSquirt ^® и MicroSquirt ^® не предназначены для продажи или использования на транспортных средствах с контролируемым загрязнением. Ознакомьтесь с действующими в вашем регионе законами, чтобы определить, является ли использование контроллера MegaSquirt ^® или MicroSquirt ^® законным для вашего приложения.

---

© 2004, 2007 Брюс Боулинг, Эл Гриппо и Лэнс Гардинер. Все права защищены. MegaSquirt ^® и MicroSquirt ^® являются зарегистрированными товарными знаками.Этот документ предназначен исключительно для поддержки плат MegaSquirt ^® от Bowling и Grippo.

как это работает, проблемы, тестирование

15 мая 2017 г.

Системы впрыска топлива в транспортных средствах с 80-х годов основывались на обычных датчиках кислорода. В начале 00-х кислородные датчики начали уступать место более точным датчикам соотношения воздух-топливо.

Датчик соотношения воздух-топливо (A / F)

Датчик соотношения воздух-топливо (A / F) измеряет содержание кислорода в выхлопных газах в более широком диапазоне.Подобно обычному датчику кислорода, датчик A / F имеет больше проводов. Он также известен как «широкополосный лямбда-зонд» или «лямбда-зонд».

Датчик состава топливовоздушной смеси устанавливается в выпускном коллекторе или в передней выхлопной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Работа датчика соотношения воздух-топливо заключается в измерении содержания кислорода в выхлопе и обеспечении обратной связи с компьютером двигателя (PCM). На основе сигнала датчика соотношения воздух-топливо компьютер регулирует соотношение воздух-топливо, чтобы поддерживать его на оптимальном уровне, который составляет около 14.7: 1.

Проблемы с датчиком состава топливовоздушной смеси

Проблемы с датчиками состава топливовоздушной смеси — обычное дело. Часто датчик загрязняется или просто выходит из строя. В некоторых автомобилях нагревательный элемент внутри датчика выходит из строя, что приводит к неисправности. Например, во многих автомобилях Toyota и Honda код P0135 может быть вызван неисправным нагревательным элементом внутри датчика. Посмотрите, как проверяется ТЭН датчика A / F, в этой статье: код P0135.

Реклама — Продолжить чтение ниже

В некоторых автомобилях проводка датчика может закоротиться из-за трения о металлические детали.Например, в старой Mazda 3 провод датчика может тереться о кронштейн и закорачиваться, вызывая код P0131. Когда компьютер двигателя определяет, что сигнал датчика соотношения воздух-топливо выходит за пределы ожидаемого диапазона, он включает контрольную лампу двигателя.

Наиболее распространенные коды неисправностей OBDII, связанные с датчиком соотношения воздух-топливо, — это P0131, P0134, P0135, P0133, P0031 и P1135. Есть ли какие-либо симптомы рядом с индикатором Check Engine? В некоторых автомобилях вы можете заметить снижение расхода топлива или некоторые незначительные проблемы с управляемостью.

Диагностика датчика состава топливовоздушной смеси

Проверка датчика состава топливовоздушной смеси с помощью диагностического прибора.

Датчик состава топливовоздушной смеси диагностируется в соответствии с процедурой поиска неисправностей для установленного кода неисправности. Первым делом проверьте наличие соответствующих бюллетеней технического обслуживания. Необходимо проверить проводку и разъем цепи нагревателя датчика. Затем, в зависимости от кода неисправности, сигнал датчика необходимо проверить с помощью диагностического прибора.

См. Эту диаграмму сигнала датчика воздушно-топливного отношения на диагностическом приборе: при увеличении частоты вращения двигателя сигнал переходит на «богатый», затем, когда частота вращения падает и подача топлива прекращается, датчик показывает «обедненную смесь» . После этого сигнал вернется в норму. Этот топливный датчик воздуха работает правильно.

Часто датчик может работать правильно во время проверки. В этом случае ваш механик может порекомендовать заменить датчик состава топливовоздушной смеси, чтобы исключить возможность периодической неисправности.

Банк 1 или Банк 2

В автомобиле датчик соотношения воздух-топливо обозначается как Датчик 1 (перед каталитическим нейтрализатором), Банк 1 или Банк 2.Задний датчик (датчик после каталитического нейтрализатора) всегда является датчиком 2. Термин , ряд , относится к ряду цилиндров. В большинстве рядных 4-цилиндровых двигателей есть только один ряд цилиндров, банк 1.

В некоторых рядных 4-цилиндровых двигателях с двумя каталитическими преобразователями, V6, рядный 6, V8 или оппозитные двигатели, есть два ряда цилиндров; и каждый Банк имеет собственный датчик соотношения воздух-топливо (Датчик 1) и задний кислородный датчик (Датчик 2). Банк 1 обычно содержит цилиндр номер 1.

Например, Toyota в TSB T-SB-0398-09 указывает, что в двигателях 2GR-FE, 1MZ-FE, 3MZ-FE V6, установленных поперечно, Банк 1 находится ближе к брандмауэру, а Банк 2 — это тот, который обращен к передней части автомобиля. Разные производители по-разному обозначают банки. Чтобы узнать наверняка, обратитесь к руководству по обслуживанию конкретной модели.

Замена датчика состава топливовоздушной смеси

При замене топливного датчика воздуха часто бывает выбор: установить запасную часть или запчасть OEM.Датчики послепродажного обслуживания большую часть времени работают нормально. Однако мы столкнулись с несколькими случаями, когда датчик вторичного рынка вызывал проблему, которая была устранена после установки датчика OEM. Если цена разумная, первым выбором всегда будет использование OEM-датчика. Еще одна причина использовать OEM-датчик заключается в том, что производители часто обновляют конструкцию детали, чтобы устранить проблемы, обнаруженные после производства.

Для автомобилей, сертифицированных для Калифорнии, номер детали датчика соотношения воздух-топливо может быть другим.Лучше всего заказывать нужную деталь, используя свой VIN-номер.

Замена датчика состава топливовоздушной смеси стоит 65–320 долларов за деталь плюс 50–150 долларов за оплату труда. Для замены датчика состава топливовоздушной смеси своими руками может потребоваться специальная розетка для датчика кислорода. Часто датчик может сначала отсоединиться, а затем застрять в нити. В этом случае его нужно медленно перемещать вперед и назад, используя проникающий спрей.

---

5-проводной лямбда-зонд

С момента введения стандартов выбросов Евро 4 * 5-проводной лямбда-зонд стал важным компонентом в современных двигателях, работающих на обедненной смеси и с прямым впрыском.Обычно сигнал, отправляемый от лямбда-зонда в ЭБУ, был двоичным сигналом, указывающим на то, что топливно-воздушная смесь была либо богатой, либо бедной. Двоичный датчик (или узкополосный датчик) работает только в этих двух крайних пределах; он не может сказать блоку управления двигателем, в какой степени смесь богатая или бедная.

Помимо основ

5-проводной датчик отправляет более сложное сообщение в ЭБУ. Сигнал больше не просто богатый или скудный; это постоянное и переменное напряжение от 0 до 5 вольт (где 0 означает очень бедную смесь, а 5 вольт — очень богатую смесь).Это помогает двигателю поддерживать стехиометрическую ** топливно-воздушную смесь, поскольку ЭБУ может регулировать впрыск топлива в соответствии с этими измерениями, предоставляемыми лямбда-датчиком.

Почему провода имеют значение?

• 1 st провод = сигнальное напряжение

• 2 nd провод = изолирует землю сигнала для уменьшения шума сигнала

• 3 rd и 4 th проводов = нагревательный элемент, поэтому датчик начинает работать быстрее и надежнее ***

• 5 th провод = определяет, насколько соотношение воздух-топливо слишком богатое или бедное

Наличие

5-проводные (или широкополосные) датчики соотношения воздух-топливо (также известные как AFR или датчики сжигания обедненной смеси) теперь доступны в диапазоне Cambiare, который указан в MAM Autocat, Epicor Mastercat и собственном онлайн-каталоге Cambiare, доступ к которому можно получить бесплатно. заряд на www.cambiare-ve.com

5-проводные ламда-датчики Cambiare подходят для популярных приложений, в том числе:

• Audi A3 (08>)
— цена: + 0 руб.
• Ford Fiesta (08>)
— цена: + 0 руб.
• Mercedes C-Class (07>), Смарт (07>)
• Vauxhall Astra (05>), Corsa (07>)
• Volkswagen Golf (10>), Passat (05>)

* Евро 4 применяется к новым типам моделей, утвержденным 1 января 2005 г. или после этой даты, и применяется ко всем моделям с 1 января 2007 г.

** стехиометрический = точка, в которой соотношение воздух-топливо обеспечивает полное сгорание (14.7 частей воздуха на 1 часть топлива)

Узкополосные датчики *** имеют рабочую температуру в районе 316 ° C. 5-проводной датчик работает в диапазоне от 632 ° C до 815 ° C

Датчики воздух-топливо / широкополосные датчики O2

Датчики воздух-топливо измеряют содержание кислорода в выхлопных газах, чтобы определить, является ли сгорание бедным / богатым. ЭБУ использует сигнал датчика воздуха / топлива для регулирования топлива, чтобы обеспечить оптимальное сгорание и минимизировать выбросы.

Датчик A / F

Датчики воздуха / топлива (также называемые датчиками A / F или широкополосным датчиком O2) устанавливаются внутри выхлопной трубы около точки, где выпускной коллектор соединяется от каждого цилиндра с основной трубой.

Всего на автомобиле может быть один или несколько установленных датчиков A / F (по одному на каждую группу). Информация от датчика A / F отправляется в автомобильный компьютер (ECU — Engine Control Unit), который использует эту информацию для регулирования подачи топлива для сгорания.Некоторые производители используют датчики O2 для реализации той же функции, что и датчик A / F, однако датчик O2 считается узкополосным датчиком O2, поскольку его диапазон регистрации уже, чем у датчика A / F.

Сигнал, генерируемый датчиком A / F, имеет постоянное напряжение, но переменный ток. К сожалению, напряжение не стандартизировано (как в случае с датчиками O2), но может иметь любое значение в зависимости от производителя / модели автомобиля. Напряжение X также представляет меньший интерес, поскольку важен ток.Ток измеряется в мА (миллиампер) и отображается через изменение полярности.

При 0 мА (отсутствие тока) соотношение воздух-топливо считается стехиометрическим (оптимальное соотношение воздух-топливо, составляющее 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива). Если сгорание становится бедным, сигнал мА переходит в положительную полярность, увеличивая положительную мА по мере того, как сгорание становится беднее. Если горение становится богатым, сигнал мА переходит в отрицательную полярность, увеличивая отрицательную мА по мере того, как горение становится более насыщенным.

Повышение сигнала датчика A / F от 0 до положительного сообщает ЭБУ, что сгорание содержит больше кислорода и, следовательно, считается бедным, и для решения этой проблемы необходимо добавить больше топлива. Если полярность сигнала меняется с 0 на отрицательную, блоку управления двигателем сообщается, что присутствует меньше кислорода и, следовательно, он считается богатым, и для решения этой проблемы необходимо добавить меньше топлива.

Датчик O2 при сравнении сообщает между 0,1 и 0,9 В, однако этот сигнал воспринимается ЭБУ больше как состояние LEAN или состояние RICH, а не как степени LEAN и RICH, поэтому он получил название «узкополосный датчик O2».Датчик A / F сообщает в градусах состояния LEAN или RICH, поэтому его также называют «широкополосным датчиком O2». Поскольку датчик A / F более компетентен, чем датчик O2, со временем мы увидим более широкое использование датчиков A / F вместо датчиков O2 для управления соотношением воздух-топливо.

Датчик A / F и датчик O2 очень похожи по форме. Чтобы различить их, необходимо использовать диагностический прибор. Если диагностический прибор сообщает о напряжении верхнего датчика (-ов), скорее всего, это датчик (-ы) O2.Если диагностический прибор сообщает сигнал в токе (мА), что датчик является датчиком A / F. Некоторые сканирующие приборы (для упрощения) преобразуют сигнал тока в сигнал напряжения, как его видит ЭБУ. Если ваш диагностический прибор показывает напряжение, вам необходимо знать, какое напряжение считается стехиометрическим, чтобы идентифицировать бедное / богатое состояние, поскольку напряжение отличается от базового.

Некоторые сканирующие приборы также показывают эквивалентное соотношение, что является отличной диагностической мерой для проверки работоспособности датчика A / F.Эквивалентное отношение устанавливает стехиометрический на 1 независимо от напряжения, используемого производителем / моделью. Если ваш диагностический прибор показывает напряжение вместо мА, то для считывания сигнала можно использовать эквивалентное соотношение. Если соотношение больше 1, то сгорание считается обедненным, а соотношение меньше 1 считается богатым.

Для работы датчика A / F требуется, чтобы датчик имел рабочую температуру, которая составляет около 705 ° C / 1300 F. Нагрев датчика A / F происходит при запуске двигателя или при зажигании.Холодный датчик A / F не подает сигнал, и поэтому ECU имеет режим, в котором он не будет использовать сигнал A / F. Этот режим называется «разомкнутым контуром». Когда используется сигнал A / F, он называется «замкнутым контуром». ЭБУ может использовать другие параметры для перехода от замкнутого контура к разомкнутому, такие как полностью открытый дроссель или при подъеме газа.

Датчики A / F имеют 4-проводную конфигурацию. Один провод используется для сигнала, один — для земли. Два других провода используются для нагревателя, так что датчик A / F может нагреваться электронным способом.

Есть 3 основных теста датчика A / F. Все тесты следует проводить с датчиком A / F, установленным в выхлопе.

Отсоедините разъем датчика A / F и убедитесь, что нагревательный элемент работает, проверив целостность и сопротивление нагревательных проводов (обычно это два провода одного цвета). Сопротивление должно быть в пределах 10-20 Ом.

Убедитесь, что сигнальный провод (с помощью осциллографа) резко переходит в отрицательную полярность и увеличивает мА, когда вы сразу же открываете дроссель.

Когда вы отпускаете дроссельную заслонку, сигнал должен быстро переходить в положительную полярность и увеличивать мА, чтобы показать обедненное состояние, а затем медленно стабилизироваться до 0 (стехиометрическое соотношение).

Если какой-либо из тестов завершился неудачно, датчик A / F следует заменить.

No related posts.