25 августа 2017

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

Роль кислородного датчика в системе топливоподачи

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

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

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

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

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

Что дает измерение количества кислорода в выхлопных газах:

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

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

Устройство измерителя и принцип действия

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

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

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

В датчиках О 2 нового образца гальванический элемент изготовлен из диоксида циркония, чья проводимость зависит от температуры. Отсюда и необходимость в подогревателе. Старые датчики делались на основе двуокиси титана и действовали по другому принципу.

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

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

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

Где расположен λ-зонд?

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

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

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

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

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

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

Признаки и причины неисправности элемента

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

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

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

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

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

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

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

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

Причины некорректной работы λ-зонда могут быть следующие:

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

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

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

Для того чтобы топливо полностью сгорало в камере двигателя, нужна точная пропорция соотношения воздуха с бензином. Благодаря такой дозировке машина выделяет наименьшее количество вредных газов. Это полезно не только для окружающей среды, но и для самого мотора. А чтобы данное соотношение всегда было правильным, и в случае необходимости водитель осуществлял диагностику/ремонт авто, существует специальный датчик кислорода (лямбда зонд - его второе название). Сегодня мы о нём и поговорим.

Принцип работы

При помощи электронного блока управления двигателем (им укомплектовывается каждый автомобиль) система определяет нужную дозировку топлива в камеру сгорания. Лямбда-датчик, в свою очередь, является некой обратной связью, при помощи которой электронный блок выпускает определённое количество бензина, подготовленного для воспламенения в цилиндрах. От точности дозировки зависит количество потребляемого топлива. Если же этот показатель превышает допустимую норму, это значит, что бензин сгорает в камере не полностью, а некоторый процент топлива просто вылетает в трубу, нанося вред не только водителю (с экономической точки зрения), но и природе.

Также стоит отметить, что во всех современных марках машин есть специальные В них отработанные газы проходят несколько стадий фильтрации, после чего они попадают в автомобильный катализатор и выходят наружу через глушитель. Это позволяет машине наносить меньший вред природе, поэтому зарубежные производители в обязательном порядке укомплектовывают свои авто данным устройством.

(лямбда зонд) и его неисправности

Иногда водители сталкиваются с проблемой поломки данного устройства, но не каждый из них вовремя реагирует на ситуацию. Если же вы заметили завышенный расход топлива, и ваш автомобиль стал соответствовать лишь стандарту «Евро-1» по выхлопам, это означает, что вся проблема кроется в данной запчасти. также сам может сигнализировать о своей поломке. В таком случае на горит лампочка «check engine» (что дословно означает «проверьте двигатель»), которая предупреждает о возможных неисправностях в системе электронного блока управления. Но так случается не всегда - датчик может и соврать, особенно это касается автомобилей с газобаллонным оборудованием. Поэтому если ваш «железный друг» работает на пропане или метане, не стоит так резко реагировать на данный сигнал.

Что делать при поломке?

Если вы обнаружили неисправность или сомневаетесь в этом, обратитесь на станцию технического обслуживания и закажите услугу диагностики. Там мастера проверят, исправен ли датчик кислорода (лямбда зонд) или нет. Для диагностики используется специальное оборудование, которое при включенном моторе определяет характеристику выхлопов при разных оборотах двигателя. Другого выхода из ситуации нет, так что при поломке датчика устранить проблему самостоятельно просто нереально (разве что у вас есть то самое оборудование).

Датчик кислорода (он же лямбда зонд), нужен для определения концентрации кислорода в выхлопных газах автомобиля, их состав находится в зависимости от соотношения воздуха и горючего в рабочей консистенции, которая подается в цилиндр мотора. Та информация, которая выдается датчиками в виде напряжения, употребляется ЭБУ, для того чтоб корректировать впрыск горючего. В нашей публикации мы поведаем вам что такое лямбда зонд, механизм работы, устройство и главные его составляющие.

Для того чтоб полностью сгорел один литр горючего, нужно 14,7 литра воздуха. Это будет самый лучший состав топливовоздушной консистенции. При его использовании содержание вредных веществ в газах будет мало, дожигание будет происходить в каталитическом нейтрализаторе.

Общие сведения.

Кислородные датчики бывают 2-ух типов: резистивные и химические. Последний тип работает по принципу элемента, вырабатывающего ток. Механизм работы второго - это резистор, который средством конфигурации собственного сопротивления дает данные ЭБУ.

Самое огромное распространение получили химические кислородные датчики. Применяемый в их принцип, основан на свойствах диоксида циркония, создающий различное электронное напряжение при различном содержании кислорода в отработанных газах.

Когда работа системы подачи горючего обычная, изменение датчика может выполняться по нескольку раз с секунду. Это и позволяет поддерживать лучший состав консистенции в разливных режимах.

Основной частью датчика является глиняний наконечник, который изготовлен на базе диоксида циркония, на внешную и внутреннюю поверхности на него наносится платина. Корпус и наконечник соединяются вполне герметично. Наконечник находится в потоке газов, которые поступают через отвесите в защитном экране. Лямбда зонд принципно работает отлично, когда его температура не ниже 350 о С. Потому современные датчики снабжаются нагревательным элементом, для того чтоб резвее начать свою работу. Различают датчики, количеством применяемых проводов: провод «массы» сигнала, провод сигнала, провод «массы» обогрева, провод питания обогрева. Если в датчике нет нагревателя, они могут укомплектовываться одним либо 2-мя сигнальными проводами, если же нагреватель есть, то проводов будет три либо четыре. Чаше всего черные провода относятся к сигнальному проводу, а светлые к нагревателю. Провода датчика имеют теплостойкое изоляционное покрытие, а механизмы без усилий могут выдерживать температуру до 900 о С.

Где в большинстве случаев устанавливается лямбда зонд?

Потому что рабочая температура кислородного датчика примерно 350 о С, устанавливают (без нагревателя) его поближе к движку либо перед нейтрализатором (если нагревательный элемент присудствует).

В неких машинах в каталитическом нейтрализаторе располагают датчик температуры, который не в коем случае не нужно путать с кислородным датчиком. Кислородных датчика может быть в машине два: одни перед нейтрализатором, другой — после него.

Устройство датчика кислорода:

• защитный экран с отверстием для отработавших газов.
• наконечник из керамики.
• обогрев.
• внешний защитный экран с отверстием для входа атмосферного воздуха.
• токопроводящий контакт цепи обогрева.
• уплотнительное кольцо.
• манжета проводов уплотнительная.
• проводка.
• глиняний изолятор.
• токосъемник электронного сигнала.
• железный корпус с резьбой.

Предпосылки, почему лямбда зонд может выйти из строя:

Применение несоответствующей марки горючего либо этилированного бензина .

1. Внедрение при установке датчика герметиков, которые содержат в собственном составе силикон либо вулканизируются при комнатной температуре.
2. Датчики перенагреваются из-за того, что некорректно установлен угол опережения зажигания, перебоев в зажигании, переобогащения топливовоздушной консистенции и т.д.
3. Плохие неоднократные пробы пуска мотора через малые промежутки времени, что может привести к накапливанию в выпускном трубопроводе не спаленного горючего, которое может с легкостью возгореться, при всем этом появляется ударная волна.
4. Вы инспектировали работу цилиндров мотора с не подсоединенными свечками зажигания.
5. На глиняний наконечник датчика попала неважно какая эксплуатационная жидкость, растворитель либо моющее средство.
6. Нехороший контакт, обрыв либо замыкание выходной цепи датчика на «массу».
7. Отсутствие плотности в выпускной системе.

Почему могут быть неисправными датчики кислорода:

1. На малых оборотах движок работает нестабильно.
2. Повышен расход горючего.
3. Динамические свойства авто очень ухудшаются.
4. После остановки мотора наблюдается свойственное потрескивание в районе, где размещается каталитический нейтрализатор.
5. Увеличивается температура в районе каталитического нейтрализатора либо он греется до раскаленного состояния.
6. На неких автомобилях зажигается лампа «СНЕСК ENGINE» когда режим движения уже установлен.

Как верно снять и установить датчик, правила:

1.Во избежание повреждений, демонтаж датчика, делается лишь на прохладном движке, перед этим провода датчика нужно отсоединить (при выключенном зажигании).

2. Перед тем как подменять датчик нужно проверить его маркировку, она должна соответствовать обозначенной в аннотации по эксплуатации машины.

3. Произвести наружный осмотр, для того чтоб:

• убедиться что на устройстве нет механических повреждений;
• проверить есть ли уплотнительное кольцо;
• проверить есть ли специальной противопригарной смазки на резьбы.

4. Завернуть датчик кислорода до упора (рукою) потом дотянуть его усилием 4-5 кгм. Соединение при всем этом должно быть герметичным.

5. Проверить работоспособность по характеристикам, которые можно проконтролировать.

6. Соединить электронный разъем (если их несколько, то разъемы).

Некие датчики крепятся к выпускному трубопроводу с помощью специальной пластинки. Меж выпускным трубопроводом и пластинкой должна быть особая прокладки, которая будет обеспечивать плотность. Проверка датчиков кислорода должна осуществляться при достижении его рабочей температуры, примерно 350-400°С при использовании газоанализатора, цифрового вольтметра, осциллографа и омметра.

Контролируются такие характеристики как:

1. Когда Лямбда значение равно 0,8 (обогащенная горючая смесь) на сигнальном проводе напряжение должно быть более 0,75В;
2. Когда Лямбда значение равно 1,2 (обедненная горючая смесь) на сигнальном выводе напряжение должно быть менее 0,30В;
3. При обедненной горючей консистенции время срабатывания — менее 260 мс;
4. При обогащенной горючей консистенции время срабатывания — менее 430 мс;
5. Сопротивление при рабочей температуре 350 + 50 «С, должно быть менее 12кОм.

Выкладываю интересную информацию о лямбд-зонде. Очень много поучительного.

Итак, одной из основных причин перерасхода топлива у исправной в целом машины является плохой датчик кислорода, который называют также «лямбда-зонд» или «02 sensor».
У двигателя с впрыском бензина, как известно, расход топлива зависит от ширины импульсов на инжекторах. Чем шире импульс, тем больше топлива влетит во впускной коллектор. Ширину управляющих импульсов, поступающих на инжекторы, задает блок управления двигателем (блок EFI). При этом блок управления двигателем руководствуется показаниями различных датчиков (датчики, показывающие температуру воды, угол открытия дроссельной заслонки и т. д.), но он «не знает» точно, сколько бензина будет подано через инжекторы на самом деле. Вязкость бензина может быть разной, инжекторы слегка засорились, по какой-то причине чуть изменилось давление топлива и т. д. В то же время все современные автомобили в выпускном тракте имеют катализатор. Эти катализаторы (2– или 3-компонентные) до окисляют вредные вещества выхлопных газов до приемлемого значения. Но успешно выполнять свою задачу эти катализаторы могут только при стехиометрическом соотношении топливной смеси, т. е. смесь должна быть не бедной и не богатой, а нормальной. Для того чтобы топливная смесь была нормальной, чтобы компьютер понял, что он делает, т. е. для обеспечения обратной связи, и служит датчик кислорода. Когда с него на блок EFI приходит слабый сигнал, это значит, что в выхлопных газах завышено содержание кислорода, т. е. смесь в цилиндрах бедная. В ответ на это блок управления двигателем тут же чуть увеличивает ширину импульсов на инжекторы. Топливная смесь становится богаче, и содержание кислорода в выхлопных газах снижается. В ответ на это снижение тут же увеличивается уровень сигнала с датчика кислорода. Блок EFI реагирует на увеличение сигнала с датчика кислорода, т. е. на обогащение топливной смеси, уменьшением ширины управляющих импульсов, идущих на инжекторы. Смесь снова становится бедной, и сигнал с датчика кислорода вновь слабеет. Таким образом, в процессе работы двигателя происходит непрерывное (с частотой 1–5Гц) регулирование состава топливной смеси. Но только до тех пор, пока датчик исправен. Этилированный бензин, низкая компрессия, «текущие» колпачки (да и просто время) убивают датчик кислорода, и интенсивность сигнала, поступающего с него, снижается. По этому снижению сигнала блок управления двигателем решает, что топливная смесь слишком бедная. Что он должен сделать? Правильно, увеличить ширину импульсов на инжекторы, буквально заливая при этом двигатель бензином. А сигнал с датчика кислорода не увеличивается, ведь датчик-то «мертвый». Вот вам и вполне исправная машина с повышенным расходом топлива.
Что же первое приходит на ум пытливому автовладельцу в этом случае? Конечно же, убрать этот датчик к чертовой матери. А самый простой способ – это, как поется в известной песне, «фельдшер, вырви провода». Теперь сигнал от датчика кислорода отсутствует вообще. Исходя из этого факта, блок EFI «понимает», что датчик неисправен, тут же записывает это в свою оперативную память, по внутренним цепям отключает неисправный датчик, включает на щитке приборов сигнал неисправности (поскольку эта неисправность считается мелкой, «сhеск» загорается не у всех моделей) и... включает обходную программу. Так блок управления двигателем поступает со всеми датчиками, сигналы от которых ему не нравятся. Задача обходной программы прежде всего состоит в том, чтобы автомобиль, невзирая ни на что (в том числе и на расход топлива), хоть как-то, но смог доехать до дома. Так что простое отключение датчика кислорода, как правило, не позволит сэкономить на заправках. В свое время мы пытались имитировать сигнал от датчика кислорода. Но компьютер не обманешь. Он тут же вычислил, что сигнал от датчика кислорода присутствует, но не меняется в зависимости от изменения ширины импульсов на инжекторах и режима работы двигателя. Далее со стороны блока EFI последовали все те же действия, что и при простом отключении датчика кислорода.
Однако следует заметить, что датчик кислорода мгновенно не «умирает». Просто сигнал с него становится все слабее и слабее. Состав топливной смеси соответственно все богаче и богаче. Так же следует учитывать, что величина сигнала с датчика кислорода, при всех прочих равных условиях, будет тем больше, чем горячее сам датчик. Поэтому некоторые конструкции даже предусматривают электрический подогрев чувствительного элемента датчика кислорода.

Измерение давления топлива.
Подключить манометр можно в месте подвода топлива к топливной линейке (как показано на рисунке), а также в месте подвода топлива к инжектору холодного пуска (он есть не у всех машин) и на выходе топливного фильтра. При снятии трубки с редукционного клапана (при работающем двигателе) давление топлива увеличивается на 0,3–0,6 кг/см2.

Проверка датчика кислорода.
В ходе этой проверки вы можете определить, цела ли спираль подогрева датчика кислорода. Этот датчик в выпускном тракте всегда первый от коллектора. Если к нему подходит только один провод, то подогрева у этого датчика нет.

Итак, при снижении сигнала с датчика кислорода выход один – заменить этот датчик. Возможны три варианта замены. Во-первых, купить (или заказать) новый оригинальный датчик кислорода, стоить он будет 200–300$ (цирконий и платина нынче дороги). Второй вариант – купить новый, но не оригинальный датчик. Его стоимость составит около сотни долларов, но величина сигнала изначально будет ниже процентов на 30, чем у оригинального датчика. Это нами проверено. Третий вариант – бывший в употреблении датчик с «контрактного» двигателя, т. е. двигателя без пробега по СНГ. Вариант недорогой, всего 5–10$, но всегда есть вероятность «пролететь», так как на датчике не написано, в каком он состоянии, а реально проверить это можно только на автомобиле, используя специальные приборы. Ведь мощность сигнала от датчика кислорода настолько мала, что обычный тестер без труда «садит» этот сигнал и уверенно показывает 0. Хотя встречаются умельцы, которые к вывернутому датчику кислорода подключают тестер и, нагревая сам датчик зажигалкой, демонстрируют отклонение стрелки прибора. На самом деле такая проверка недостаточна для того, чтобы сделать вывод об исправности датчика.
Покупка датчика на обычной разборке – это даже не вариант. Там они, хлебнувшие наших условий эксплуатации, как правило, совсем уже «мертвые».
Закончить эту часть грустной истории о расходе топлива хотелось бы следующей историей. Один владелец автомобиля «Pontiac Grand AM», которому мы сообщили все изложенное ранее по поводу датчиков кислорода и расхода топлива на его машине, решил поэкспериментировать с этим датчиком. Его эксперименты мы затем продолжили и, уничтожив несколько более-менее исправных датчиков, выяснили следующее. Если, вывернув датчик кислорода, при комнатной температуре поместить его минут на десять в концентрированную ортофосфорную кислоту, а затем хорошо промыть водой, датчик немного «оживает». Сигнал с датчика, восстановленного таким образом, иногда увеличивается до 60 % от нормы. Если увеличить время «купания» датчика, результаты будут хуже. Можно проводить эту операцию, не вскрывая датчик, а можно его и вскрыть. Для этого на токарном станке резцом срезаем защитный колпачок с дырками и помещаем в кислоту элемент датчика, который представляет собой керамический стержень с напыленными на него токопроводящими полосками (электродами). Эти полоски можно легко разрушить, если использовать наждачную бумагу (или растворить в кислоте). Идея же восстановления заключается в том, чтобы с помощью кислоты разрушить нагар и свинцовую пленку на поверхности керамического стержня, не повредив при этом токопроводящие полоски. Защитный колпачок датчика затем крепится на место с помощью одной капли нержавеющей проволоки в дуге аргоновой сварки.
Поскольку при нашей работе нам приходится диагностировать много машин, то у нас уже есть какая-то статистика. Из нее следует, что выход из строя датчика кислорода (лямбда-зонда) не всегда ведет к пере обогащению топливной смеси. Параметры японских систем управления двигателем, как правило, подобраны очень точно, в отличие, например, от американских, и выход из строя датчика кислорода иногда вызывает даже снижение расхода топлива. Это происходит потому, что из-за различных причин у двигателя постоянно низкий расход топлива (может, фильтры инжекторов засорены, может, давление топлива чуть меньше нормы, может, еще что-нибудь), но в этом случае у двигателя слегка снижена мощность, ведь он все время работает на обедненной смеси. Пока датчик кислорода был целым, компьютер, руководствуясь его показаниями, делал топливную смесь оптимальной. Когда этот датчик «умер», компьютер включил обходную программу и перестал оперативно регулировать состав топливной смеси. А все параметры различных устройств, различных датчиков и т. д. в этом случае как раз обеспечивают работу двигателя на обедненных смесях. Конечно, в ущерб мощности, но ее, этой мощности, у японских двигателей всегда с избытком, и особых неудобств водителям это обычно не доставляет. У американских машин этого, как следует из нашей практики, нет. Когда у «японки» кончается датчик кислорода, расход топлива подпрыгивает примерно до 20 л (у 2-литрового двигателя) на 100 км.
У американской машины в этом случае из выхлопной трубы идет черный дым и расход более 25 л на 100 км. Но таких счастливчиков, у которых выход из строя датчика кислорода в двигателе вызывает лишь экономию топлива, немного.
Заканчивая рассказ о кислородном датчике, хочется отметить, что существуют машины с впрыском топлива, но без кислородного датчика. Это, как правило, старые машины, и там компьютер не «знает», сколько на самом деле бензина он льет в двигатель.
А для поддержания расхода топлива в приемлемых пределах у этих машин есть так называемый СО-потенциометр. С помощью этого устройства можно изменять ширину импульсов на инжекторах, ориентируясь на данные газоанализатора, подключенного к выхлопной трубе. Для этого, естественно, надо периодически посещать авто мастерские, где имеются эти газоанализаторы. И в заключение хотелось бы упомянуть, что уже существуют фирмы, которые восстанавливают датчики кислорода. Они с помощью электрофореза в течение нескольких часов очищают керамику (диоксид циркония) датчика от нагара и свинца, после чего сигнал датчика становится не хуже, чем у нового не оригинального датчика.

Грамотных автолюбителей такими терминами как ABS, ESP, катализатор, инжектор, лямбда-зонд не удивишь. В данной статье разберемся что такое лямбда зонд, для чего нужен и принцип его работы.

Жесткие экологические нормы узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси обеспечить катализаторам «долголетие» невозможно – тут приходит на помощь датчик кислорода, он же лямбда зонд.

Что такое лямбда зонд?

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы лямбда, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, лямбда зонд - это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха.

При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива - лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О 2). Поэтому лямбда зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

На некоторых моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.

Принцип работы лямбда-зонда

Схема лямбда зонда на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе.
1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала).

Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 - 0,9 В.


Зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при температуре датчика 500-800°С
Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля.

Если лямбда зонд не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам , записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива , неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности, но машина при этом остается на ходу.

Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут – ЭБУ не распознает «чужие» сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

Лямбда зонд – наиболее уязвимый датчик автомобиля. Его ресурс составляет 40 – 80 000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Особенно чувствителен к качеству топлива – после нескольких плохих заправок лямбда зон "умирает" и больше не работает.