Bmw лямбда зонд параметры
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
Сегодня поговорим о лямбда зонде, о знаменитом датчике кислорода. Писать длинные поэмы я не буду коротко и по факту расскажу про этот датчик кислорода как его проверить мультиметром и для чего вообще нужен этот датчик кислорода.
Зачем нужен датчик кислорода?
По показанию датчика кислорода бортовой компьютер понимает на сколько хорошо получилось приготовить топливовоздушную смесь. Если провести аналогию с человеком то лямбда зонд это язык который по вкусу определяет как приготовлено кофе достаточно ли положили сахара или кофе. И делает определённые поправки если чего то не хватает.
Где найти датчик кислорода лямбда зонд ?
Из описания выше, зачем нужен этот лямбда зонд уже становиться ясно что датчик стоит в системе отвода выхлопных газов. Как правило датчик расположен или на выпускном коллекторе или сразу после него.
Как проверить датчик кислорода мультиметром? Лямбда зонд!
Начнём с небольшой теории что бы было понимание что значит богатая смесь а что бедная. Прикреплю небольшую картинку с данными по соотношению пропорций смеси.
К самому датчику кислорода может приходить 2,3 или 4 провода в зависимости от устройства датчика. Как правило если к датчику приходят 3 или 4 провода значит у него есть подогрев если 2 Схема значит датчик нагревается выхлопами двигателя. И бортовой компьютер не учитывает показания с лямбда зонда пока тот не прогреется. Показания по приготовленной смеси используются по умолчанию зашитыми в бортовой компьютер.
Берём в руки мультиметр и замеряем приходящее напряжение оно должно составлять 12 Вольт. Если не знаете какие провода нужно замерить, то можно сделать хитрее один щуп подключить к массе автомобиля (минус) другим щупом поочерёдно произвести замеры на всех проводах если напряжение так и не появилось значит на датчик оно не приходит. Нужно искать проблему по электрической цепи.
Рабочее показания датчика должны составлять в пределах 0.45 – 0.50 вольт. Если у вас на датчик приходит 3 провода значит массу нужно взять с кузова автомобиля.
Далее нужно замерить сопротивление нагревательного элемента, провода смотрим на фото выше сопротивление должно составлять от 10 до 40 Ом. Если мультиметр показывает 1 или нет прозвона, значит нагревательный элемент сломан нужна замена датчика.
Далее проверяем выдаваемые сигналы датчиком кислорода бортовому компьютеру. Для этого подключаемся одним щупом к сигнальному выводу или проводу с датчика. Другим на массу автомобиля или минусовую клемму. Двигатель должен быть прогрет!
- Если показания замерли на уровне 0,45-0,50 Вольт значит датчик не исправен.
- Если показания прыгают от 0,1 до 0,9 вольт значит датчик кислорода рабочий.
- Если показания датчика зависли у нижней или у верхней границы 0,1 или 0,9 Вольт соответственно, то возможно датчик ещё не прогрелся и не включился если же ситуация даже спустя время не меняется значит датчик неисправен, но тут есть один нюанс о котором я сейчас расскажу. Лучше в такой ситуации проверить датчик другим заведомо рабочим датчиком. Если и он показывает тоже самое то читаем следующий абзац.
Постоянные показания с датчика кислорода.
Если вы в процессе диагностики заметили что показания с датчика кислорода приходят не средние это 0,5 а завышенные 0,9 или заниженные 0,1. Это говорит о том что в двигателе на постоянной основе идёт или богатая смесь или же бедная.
Показания у нижней граница говорит о бедной смеси нужно искать почему в двигатель поступает или много воздуха или мало бензина.
Причина большого количества воздуха.
- Поступление воздуха из лопнувших патрубков.
- Порвана прокладка впускного коллектора.
- Не вставлен масляный щуп или не закрыта крышка маслозаливной горловины
Причина малого количества бензина.
- Забитые грязью форсунки
- Забитый грязью топливный фильтр
- Бензонасос выдаёт недостаточное давление
Показания у верхней границы говорит о богатой смеси нужно искать почему в двигатель поступает или мало воздуха или много бензина.
Причина малого количества воздуха.
- Забитый грязью воздушный фильтр
- Не работает датчик массового расхода воздуха
Причина большого количества бензина.
- Форсунки льют бензин
- Неправильная регулировка зажигания а также самой топливной системы.
ВНИМАНИЕ. Перед тем как приговаривать датчик следует выкрутить его и провести визуальный осмотр. Возможно на датчике имеются следы физического повреждения или просто нагара и различного рода отложения. Можно промыть его и вернуть на место и он снова будет нормально работать.
К чему приводит поломка датчика кислорода, лямбда зонда?
В прицепе я уже чуть выше всё рассказал сейчас просто под итожим вышесказанное. Если датчик кислорода на вашем авто вышел из строя то вы можете заметить следствие этого в работе автомобиля.
Я готов сделать смелое заявление — люди совершенно ничего не знают о лямбда-зонде. Половина клиентов сводят все свои неисправности двигателя к датчику кислорода. "Двигатель не держит холостой ход — я думаю глючит лямбда". "Мой двигатель постоянно трясётся — мне сказали это лямбда". "У меня пропала динамика — я грешу на лямбда-зонд" и.т.д. Клиентам позволено быть не образованными, они компенсируют это деньгами. Но проблема затронула и людей, оказывающих услуги компьютерной диагностики BMW. "Я делал диагностику в другом сервисе, мне сказали что лямбда-зонд не меняет показания — значит пора менять датчик". А на деле у двигателя просто сильный подсос воздуха.
В этой статье я попытаюсь научить диагностировать неисправность лямбда-зонда, а дальше диагностировать неисправности двигателя на основе показаний лямбда-зонда.
Первым делом нужно твёрдо для себя понять — лямбда-зонд никогда не оказывает негативного влияния на работу исправного двигателя. Из-за него не будет: стрелять в глушитель, плохо запускаться или работать двигатель, плавать обороты, глохнуть, пропадать динамика и.т.д. Лямбда-зонд — это очень точный датчик финальной корректировки работы двигателя. Если сказать проще, то полностью исправному двигателю он даже не требуется, но это в вакууме.
На деле у любого бензинового двигателя есть различные поломки, износы, процессы старения и.т.д. Всё это приводит к проблеме плохого смесеобразования и дальнейшего сгорания. По сути любая неисправность двигателя — это только неправильное смесеобразование. Ремонт неисправности — возврат смесеобразования к норме. Лямбда-зонд позволяет частично, по уровню кислорода, проанализировать сгоревшую смесь и скорректировать режим работы двигателя. По сути это газоанализатор, который постоянно адаптирует двигатель под меняющуюся окружающую среду и под неисправности самого двигателя. Если появился подсос воздуха — DME узнает об этом и скорректирует подату топлива. Если автомобиль поднялся высоко в горы, где воздух разряжен и содержит меньше кислорода — DME узнает об этом и адаптирует подату топлива. Лямбда-зонд никогда не будет причиной плохой работы двигателя, он наоборот помогает ему, а так же упрощает поиск неисправностей.
Если углубляться в тему, то лямбда-зонд нужен больше для правильной работы катализатора. Катализатор может нейтрализировать количество вредных веществ только в определённом составе выхлопных газах. Сильное отклонение от состава выхлопных газов снижает КПД катализатора или даже может сломать его. Но даже без наличия на автомобиле катализатора, возможность постоянной адаптации двигателя к окружающим условиям перевешивают высокую цену датчика кислорода.
Не прогретый или не рабочий лямбда-зонд
Первым делом нужно определить работоспособность датчика кислорода. В 90% случаях DME может самостоятельно распознать неисправность и сохранить соответствующую ошибку. При отсутствии ошибки требуется самостоятельно проверить работоспособность лямбда-зонда с помощью данных реального времени в DIS.
На системе управления двигаталем DME Bosch, напряжение ещё не прогретого или не рабочего лямбда-зонда всегда будет находиться в пределах 0,45 вольт. Напряжение может постоянно меняться, но не в большом диапазоне, около 0,4 — 0,5 вольт. При этом интегратор лямбда-зонда принимается за единицу, а DME будет ждёт прогрева и включения датчика кислорода.
На системе управления DME Siemens, напряжение ещё не прогретого или не рабочего датчика всегда будет находиться на отметке 0,09 В. Интегратор принимается за единицу, а DME будет ждать прогрева датчика кислорода.
Но если на системе управления двигателем DME Bosch напряжение не рабочего датчика находится между бедной и богатой смесью (в стехиометрическом значении), то на системе управления двигателем DME Siemens напряжение не рабочего датчика будет находиться в зоне максимально богатой смеси. По этому только по одному напряжению не получится точно определить наличие неисправность лямбда-зонда на системе управления двигателем DME Siemens, так как датчик кислорода может работать и сообщать об очень богатой смеси, которую DME просто не может скорректировать.
Нам на помощь приходит параметр реального времени Регулировка состава смеси с лямбда-зондом, который сообщает статус прогрева датчика и его участие в работе двигателя. Этот статус доступен для просмотра во всех системах управления двигателем DME Sienems, но не во всех системах управления двигателем DME Bosch.
Рабочий лямбда-зонд на полностью исправленном двигателе
На системе управления двигателем DME Bosch, напряжение лямбда-зонда постоянно будет меняться в диапазоне 0,1 — 0,9 вольт. По принципу Обеднение смеси — Обогащение смеси .
На системе управления двигателя DME Siemens, напряжение лямбда-зонда так же постоянно будет меняться, но уже в диапазоне 0,1 — 4,9 вольт. По принципу Обогащение смеси — Обеднение смеси .
Почему напряжение лямбда-зонда должно постоянно меняться?
ЭБУ двигателя самостоятельно постоянно изменяет, на небольшое значение, сигнал впрыска. Обычно не больше ± 0.1 мс, а лямбда-зонд фиксирует эти изменения в смесеобразовании. Катализатор имеет способность накапливать кислород. Если кратко — DME сначала делает смесь богатой кислородом (чтобы катализатор его накопил), а после бедной кислородом (чтобы катализатор использовал накопленный кислород для нейтрализации ОГ).
В ЭБУ двигателя есть 2 режима работы. С и Без лямбда-зонда, даже на прошивке подразумевающей использование датчки кислорода.
В первом случае DME будет ждать включения (прогревания) лямбда-зонда, и постоянно менять сигнал впрыска в пределах ± 0.1 мс. Ибо так устроена работа прошивки DME с регулировкой по лямбда-зонду. Лямбда-зонд может быть не рабочим, но если DME об этом не знает то всё равно будет изменять смесь, надеясь что вот-вот датчик прогреется и заработает. До включения датчика DME будет опираться на сохранённые в памяти значения множительной и суммирующей коррекций.
Во втором случае DME знает что лямбда-зонда нет (фишка датчика разъединена) или он неисправен, и уже не будет изменять сигнал впрыска. В этом случае либо будет сохранена ошибка по лямбда-зонду, либо придется сэмитировать её самостоятельно. Чтобы принудительно перевести DME на безлямбдовый режим работы.
По этому если лямбда-зонд не работает, а DME не может самостоятельно идентифицировать неисправность, то можно самостоятельно сэмитировать неисправность — разъединив фишку датчика. DME сразу перейдёт на безлямбдовый режим работы.
У двигателя слабая бедная смесь
Рассмотрим пример когда у двигателя с системой управления DME Bosch обеднённая смесь, например, из-за подсоса воздуха.
95% входящего воздуха проходит через ДМРВ, а 5% через дырку в гофре после расходомера воздуха. В данном случае в двигатель поступает нормальное количество воздуха, но расходомер воздуха сообщает информацию DME о меньшем количестве входящего воздуха. Сигнал впрыска рассчитывается по большей части на основе показаний расходомера. Конечно учитываются и другие факторы, например: температура воздуха и двигателя, но их влияние в разы меньше. Без лямбда-зонда мы получаем обеднённую смесь у двигателя.
Лямбда-зонд информирует DME о неправильной (обеднённой) смеси, и DME начинает добавлять количество топлива (увеличивать время впрыска). У режима работы по лямбда-зонду есть ограничение на максимальную возможную коррекцию, DME может добавить или убавить 0,5 мс сигнала впрыска. По мнению инженеров BMW — это максимальная возможная коррекция для изношенного двигателя, которая не требует ремонта.
Если у DME получилось скорректировать топливную смесь не выходя за это ограничение, то двигатель начинает работать хорошо, а лямбда-зонд начинает информировать DME о правильном смесеобразовании (напряжение датчика будет постоянно меняться между обеднением — обогащением ).
На анмиции видно, что сначала сигнал впрыска находится между 2.7 — 2.8 мс, а лямбда-зонд информирует о бедной смеси. После чего DME увеличивает сигнал впрыска (добавляет количество топлива) до тех пор, пока лямбда-зонд не начнёт сообщать о правильном смесеобразование. В примере правильная смесь находится между сигналом впрыска 3.2 — 3.3 мс. Интегратор лямбда-зонда, становится больше единицы, 1.17 .
У двигателя слабая богатая смесь
Рассмотрим пример когда у двигателя с системой управления DME Siemens обогащённая смесь, например, из-за неисправного датчика температуры охлаждающей жидкости.
Датчик постоянно сообщает DME о 5°С. Хоть все остальные датчики двигателя исправны, DME всё равно будет задавать повышенный сигнал впрыска, для стабильной работы двигателя в фазе прогрева. Хотя на самом деле этого не требуется.
Лямбда-зонд информирует DME о неправильной смеси, и DME начинает уменьшать количество топлива (уменьшать сигнал впрыска). У режима работы по лямбда-зонду есть ограничение на максимальную возможную коррекцию, DME может добавить или убавить 0,5 мс сигнала впрыска. По мнению инженеров BMW — это максимальная возможная коррекция для изношенного двигателя, которая не требует ремонта.
Если у DME получилось скорректировать топливную смесь не выходя за это ограничение, то двигатель начнёт хорошо работать, а лямбда-зонд начинает информировать DME о правильном смесеобразовании (напряжение датчика будет постоянно меняться между обогащением — обеднением ).
На анимации видно, что сначала сигнал впрыска находится между 3.5 — 3.6 мс, а лямбда-зонд информирует о богатой смеси. После чего DME уменьшает сигнал впрыска (уменьшает количество топлива) до тех пор, пока лямбда-зонд не начнёт сообщать о правильном смесеобразовании. В примере правильная смесь находится между сигналом впрыска 3.1 — 3.2 мс. Интегратор лямбда-зонда становится меньше единицы, 0.9 .
Слишком богатая или слишком бедная смесь
Рассмотрим пример когда у двигателя c системой управления DME Bosch слишком богатая смесь.
На анимации видно, что сначала сигнал впрыска находится между 3.1 — 3.2 мс, а лямбда-зонд информирует DME о богатой смеси. После чего DME начинает уменьшать сигнал впрыска (уменьшать количество топлива), в попытках настроить нормальное смесеобразование: 3.0 — 2.9 — 2.7 — 2.6 — 2.5 мс, но лямбда-зонд по прежнему информирует о богатой смеси. DME уже уменьшил сигнал впрыска на допустимые 0.5 мс (интегратор лямбда-зонда равен 0.8 ), по этому сохраняется ошибка.
Ошибка информирует о том, что DME достиг максимальный предел регулирования, а смесь всё равно осталась слишком бедной или слишком богатой. После чего DME переходит на безлямбдовый режим работы, а интегратор принимается за единицу.
Интегратор лямбда-зонда
Зная только напряжение лямбда-зонда невозможно узнать, корректирует ли DME смесь на основе его показаний (имеется ли в двигателе перелив или недолив топлива) или смесь идеальна, а датчик просто информирует о правильного смесеобразования в двигателе (отсутствие неисправностей).
Для этого в DIS отображается корректировочное значение Интегратора. По которому можно узнать, корректируется ли смесь на основе информации от лямбда-зонда, а если корректирует — то в какую сторону и на сколько.
Если описать проще — напряжение лямбда-зонда, даже с подсосом воздуха, будет находиться в правильном диапазоне. Просто благодаря информировании со стороны лямбда-зонда, DME смог скорректировать смесь до правильного значения. Благодаря знанию значения интегратора мы можем узнать о различных неисправностях в двигателе. Которые, по мнению инженеров BMW, не требуют экстрненного устранения. По этому не сохраняются ошибки, хотя небольшая неисправность имеется.
Как это работает?
- На основе входящей в DME, от различных датчиков, информации: расходомера воздуха, датчиков температуры, потенциометра дроссельной заслонки и пр., рассчитывается необходимая порция топлива. Так формируется сигнал впрыска.
- Происходит впрыск топлива и поджигание образованной смеси (работа двигателя).
- Лямбда-зонд анализирует выхлопные газы и информирует DME о количестве в них кислорода.
- DME рассчитывает значение интегратора для дальнейшей коррекции смесеобразования. Если проблем со смесью нет или лямбда-зонд не работает, то интегратор будет равен единицы. Если смесь бедная, то её нужно обогатить и значение интегратора будет больше единицы . Если смесь богатая, то её нужно обеднить и значение интегратора будет меньше единицы .
- DME умножает время впрыска на значение интегратора и получает скорректированный сигнал впрыска. Если интегратор равен 1, то время впрыска не изменяется. Если интегратор меньше 1, то время впрыска уменьшается. Если интегратор больше 1, то время впрыска увеличится.
- по числу проводов — от 1 до 6;
- по организации сенсорного элемента (есть два вида — пластинчатые и пальчиковые);
- по крепежу в выхлопной трубе — фланцевые или на резьбе;
- по диапазону измерений параметра лямбды — широкополосные (измерение производится в диапазоне от 0.7 до 1.6) или узкополосные, контролирующие уровень лямбда на уровне выше единицы.
- Низкое качество топлива. При плохом бензине на лямбда-зонде остаются определенные части свинца. Появление такого напыления ухудшает чувствительность электрода к топливной смеси. Проходит какое-то время и датчик можно выбрасывать.
- Механическая поломка. Сам датчик кислорода может выйти из строя. При этом к основным повреждениям можно отнести дефект корпуса, нарушение обмотки устройства и так далее.
Пример: сигнал впрыска 3.55 мс, лямбда-зонд сообщает о богатой смеси. DME рассчитывает на сколько надо обеднить смесь. Получается интегратор равный 0.8895 . DME умножает число 3.55 на 0.8895 и получает скорректированный сигнал впрыска, равный 3.15 мс. Происходит впрыск и поджигание смеси (работа двигателя). Этот процесс продолжается бесконечно и позволяет постоянно поддерживать состав смеси и адаптировать работу двигателя к окружающей среде.
Интегратор работает только в паре с лямбда-зондом. Если лямбда-зонд не работает, то DME не будет рассчитывать интегратор, а примет его за единицу. Умножение числа на единицу не изменяет число. Для коррекции смеси до прогревания лямбда-зонда, DME рассчитывает и сохраняет в память множительную и суммирующую коррекцию.
DME рассчитывает интегратор до миллионных значений, за счёт чего поддерживается очень точная коррекция смеси.
Множительная и суммирующая коррекция рабочей смеси
Для включения лямбда-зонда, датчику требуется прогреться до высокой температуры. Если нагревательный элемент в датчике исправен, то после запуска холодного двигателя лямбда-зонд прогреется минут за 5. В противном случае лямбда будет нагреваться только за счёт выхлопных газов и время увеличивается на 15 минут. Всё это время DME не знает на какой смеси работает двигатель, а не правильная смесь ускоряет деградацию катализатора.
По этому DME заранее рассчитывает (во время работы лямбда-зонда) коррекции и сохраняет их памяти. И на время прогрева лямбда-зонда DME использует сохранённые коррекции для временной регулировки смеси. А после прогревания лямбда-зонда, DME корректирует смесь уже в режиме реального времени, рассчитывая значение интегратора. Одновременно с этим DME постоянно обновляет в памяти множительную и суммирующую коррекцию. На основе этих данных можно так же судить о различных неисправностях двигателя.
Суммирующая — коррекция холостого хода
Количество входящего воздуха, на холостом ходу, оказывает наибольшее влияние на работу двигателя, нежели количество впрыскиваемого топлива. По этому на основе показаний лямбда-зонда, DME может узнать о наличии: подсосов, неисправности расходомера воздуха и.т.д. Коррекция рассчитывается в процентах, максимальное значение коррекции смеси ±20%.
Пример: на холостом ходу сигнал впрыска 4.4 мс. Лямбда зонд сообщает о бедной смеси. DME рассчитывает корректировочное значение равное +4%. Чтобы скорректировать бедную смесь, нужно увеличить время впрыска на 4%. Теперь скорректированное время впрыска составляет 4.57 мс.
Множительная — коррекция при частичной нагрузки
На повышенных оборотах в двигатель поступает настолько много воздуха, что подсосы уже не оказывают сильного влияния. Куда важнее — количество впрыскиваемого топлива. По этому на основе показаний лямбда-зонда, DME может узнать о исправности: форсунок, топливного насоса, топливного фильтра и.т.д. Коррекция рассчитывается в мс, максимальное значение коррекции ±0.5 мс.
Пример: у автомобиля не герметичны топливные трубки, из-за чего в топливной магистрали низкое давление. На 2000 оборотах DME открывает форсунки на 6.3 мс, но лямбда-зонд сообщает о бедной смеси. DME рассчитывает корректировочное значение, равное +0.15 мс. Чтобы скорректировать бедную смесь, нужно увеличить время впрыска на 0.15 мс. Теперь скорректированное время впрыска составляет 6.45 мс.
Не обязательно что суммирующая коррекция распознаёт только подсосы воздуха, а множительная только количество топлива. Неисправностей может быть огромное множество, но именно эти факторы преобладают.
©А. Пахомов 2007 (aka IS_18, Ижевск)
На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на нашем форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.
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, я 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.
Итак, датчик кислорода. Когда-то очень давно он представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся выхлопными 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:
а) сканером
б) мотортестером, подключив щупы и запустив самописец.
Второй вариант, вообще говоря, 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 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. Как именно это происходит, в подробностях описано здесь.
На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтоб быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.
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 топливо-воздушную смесь.
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.
5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.
Лямбда зонд (он же датчик кислорода) — специальное устройство, один из видов датчика. Задача — контроль объема кислорода в коллекторе силового узла.
С помощью устройства оценивается общий объем кислорода или несгоревшей топливной смеси в выхлопе транспортного средства.
Часто лямбда зонды устанавливаются в дымоходах отопительных котлов и прочих системах, где необходим кислородный контроль.
Назначение
Знание особенностей работы и назначения лямбда зонда весьма полезны для автолюбителя.
Задача лямбда-зонда — создать условия для выполнения функций каталитическим нейтрализатором, который осуществляет фильтрацию выхлопа автомобиля.
По сути, катализатор снижает вредность выхлопа, а лямбда-зонда осуществляет контроль работы данного устройства.
Величина лямбды составляет 14.7 единиц на одну единицу топлива. Пропорциональность обеспечивается, благодаря электронному впрыску топливной смеси и работе лямбда-зонда.
Назначение устройства зависит и от его позиции в транспортном средстве.
Как правило, датчик кислорода монтируется перед катализатором, что позволяет точно измерять уровень кислорода в горючей смеси, а в случае дисбаланса давать сигнал блоку управления впрыска.
Чтобы повысить эффективность работы, на новых моделях авто ставится не один, а два датчика, закрепляемые с одной и другой стороны катализатора.
Такая конструкция позволяет с большей точностью анализировать состав выхлопа.
Эволюция развития
Раньше датчики кислорода были резистивными, что снижало точность измерений и надежность самих устройств.
Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. При этом сигнал, полученный от датчика, позволяет точно фиксировать уровень отношения кислорода в выхлопе и корректировать его.
Оптимальное отношение — 14,7:1 (реального к необходимому объему воздуха). Если параметр ? соответствует данной норме, то смесь идеальная.
В случае превышения показателя смесь обеднена. Если же ?, наоборот, меньше, то в выхлопе много смеси и объема кислорода недостаточно для сгорания.
Впервые лямбда-зонд был изготовлен в 1960 году предприятием Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.
В серийное производство устройство поступило лишь через 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые занялись выпуском, стали компания Сааб и Вольво.
Основные типы устройств
Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут отличаться по нескольким критериям:
Каждый из типов устройств имеет свои особенности.
Одно контактные устройства.
Оборудованы одним сигнальным проводом. Именно по нему передается сигнал, генерируемый устройством.
2-контаткные датчики
Оборудуются двумя проводами. Один является сигнальным, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.
С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.
3-контактные
Особенность таких датчиков — быстрое достижение нужной температуры, повышенный период службы устройства, а также меньшие требования к выхлопной системе.
Нагревательный элемент, который монтируется в системе, имеет мощность 12 или 18 Вт.
4-контактные
В них предусмотрено четыре провода:
Может быть такое положение контактов.
К примеру, его можно использовать в качестве заземления или же для питания нагревательного элемента.
Особенность современных лямбда-зондов в том, что они взаимозаменяемы и имеют схожую конструкцию.
К примеру, можно менять датчики с подогревом на устройства без подогрева. При этом возможны проблемы с разъемами или невозможностью запитать устройство.
В случае нехватки проводов их можно проложить самостоятельно, а в качестве разъема использовать контакты автомобиля.
Маркировка может отличаться, но провод подачи сигнала всегда окрашивается в черный цвет.
Устройство современных датчиков кислорода
В составе датчика кислорода есть два электрода — внутренний и внешний.
Первый делается из циркония, а второй — из платинового напыления, что делает его более чувствительным к воздействию кислорода.
Лямбда-зонд смонтирован таким образом, чтобы он пропускал весь объем отработавших газов транспортного средства.
В процессе прохождения газов внешний электрод оценивает уровень кислорода в отработавших газах, что приводит к изменению потенциала между электродами.
Чем больше объем кислорода, тем выше уровень напряжения. Рабочая температура циркония, которым покрыт электрод — 300-1000 градусов Цельсия.
Вот почему датчики кислорода конструктивно дополняются подогревателями, необходимыми в момент пуска.
Датчики бывают двух типов — двухточечными и широкополосными. Внешне они похожи, но отличаются конструкцией и принципом действия.
Так, 2-точечный датчик состоит из двух электродов. Его задача — фиксация коэффициента повышенного объема воздуха в топливной смеси.
Что касается широкополосного устройства, то это более современная конструкция. Главная его особенность — применение силы тока закачивания.
При этом конструктивно широкополосный датчик состоит из двух керамических устройств — закачивающего и 2-точечного.
Принцип действия
В кислороде присутствуют отрицательно заряженные ионы. Они собираются на электродах из платины и при достижении нужной температуры датчика (где-то 400 градусов Цельсия) создается разность потенциалов (напряжение).
Если смесь слишком обеднена, то объем кислорода в газах будет высоким, и наоборот, если смесь обогащена, то кислорода будет мало.
В первом случае напряжение равно 0,2-0,3 Вольта, а во втором — 0,7-0,9 Вольта.
Система управления мотора поддерживает уровень напряжения около 0,4-0,6 Вольт, то есть уровень лямбда равен 1.0.
В процессе движения происходит изменение режимов работы мотора, что способствует корректировке параметра напряжения в обе стороны. При этом узкополосный датчик может улавливать лишь те параметры, которые выше нуля.
Лямбда-зонд, который установлен после катализатора, имеет такой же принцип действия.
После обработки газов катализатором, уровень кислорода остается неизменным. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать оптимальную разницу потенциалов в пределах 0.4-0.6 Вольта.
Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы
Широкополосный датчик для измерения уровня кислорода — лямбда-зонд, который монтируется в современных авто.
Его особенность — выполнение функций катализатора на входе в устройство. Измерение необходимых параметров происходит благодаря использованию силы входного тока.
Главное отличие широкополосного датчика заключается в том, что в его составе есть два рабочих элемента — закачивающий и 2-точечный керамический обогреватель.
В процессе закачивания кислород пропускается через соответствующий элемент под действием силы тока.
Принцип действия широкополосного зонда построен на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.
Сама разность потенциалов появляется между электродами двухточечного элемента. Достижение нужного напряжения гарантируется, благодаря изменению силы тока закачивания.
Если объем кислорода в выхлопе снижается, то напряжение между электродами растет, а ЭБУ получает соответствующую команду.
После этого формируется сигнал требуемой силы тока, что приводит к выравниванию напряжения.
Сила тока анализируется в ЭБУ, после чего блок управления воздействует на систему впрыска.
Нормальная работа датчика кислорода возможна при температуре в 300 градусов Цельсия, которая достигается с помощью нагревателя.
К чему приводит неисправность зонда?
Главная причина — искажение показаний датчика, что приводит к отклонению отношения кислорода и топлива.
В случае выхода из строя одного датчика машина остается на ходу (здесь многое зависит от самого транспортного средства).
Есть модели, в которых отказ механизма приводит к расходованию топлива в больших объемах. Как следствие, может понадобиться срочный ремонт.
В случае поломки лямбда-зонда его замена должна производиться только на аналогичный механизм.
Если же установить устройство другого типа, то бортовой компьютер транспортного средства может попросту не воспринимать сигналы нового датчика.
При поломке сразу двух датчиков авто и вовсе оказывается обездвиженным.
Причины поломки
Стоит отметить, что датчик кислорода имеет повышенную чувствительность к поломкам.
Причиной выхода из строя может стать:
Решается проблема посредством установки нового датчика. Что касается ремонта, то при таких поломках он бесполезен.
3. Чрезмерные объемы топлива, подаваемые в цилиндры мотора, попросту не успевают сгорать и вылетают в систему выхлопа в виде сажи.
Через время черный налет скапливается на узлах системы выхлопа машины и на датчике кислорода в том числе. Как следствие, лямбда зонд начинает работать неправильно.
Как выявить поломку?
Распознать неисправность лямбда зонда можно по следующим признакам:
Также важно знать как проверить лямбда зонд на исправность.
Можно ли отключать лямбда зонд?
Отключение датчика кислорода — дело нескольких минут для специалиста. Только вот польза такой работы вызывает большие сомнения.
С момента отключения лямбда зонда ЭБУ переходит на средние параметры подачи топлива в двигатель, что сказывается на надежности и расходе топлива (как правило, в худшую сторону).
Поэтому если лямбда зонд вышел из строя его желательно заменить.
Обманка лямбда зонда: что это?
При замене катализатора пламегасителем или демонтаже устройства сигналы двух лямбда зондов будут идентичны. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.
Проблема решается путем установки обманки лямбда зонда.
Она бывает двух видов:
По своей конструкции это проставка, выполненная из бронзы и имеющая определенные размеры. Внутри узла есть специальная крошка с каталитическим напылением, которая помогает вредным веществам догореть.
Такая обманка представляет собой прибор на основе микропроцессора, анализирующего весь процесс прохода выхлопных газов и осуществляющего обработку данных с первого датчика.
Задача — обеспечить корректную работу системы управления мотором в условиях, когда катализатор поломан или удален.
Несмотря на свою компактность, лямбда зонд является одним из наиболее важных узлов автомобиля. Он не только снижает вредность выброса, но и отвечает за ряд других функций.
Отсутствие данного устройства может стать причиной повышения расхода топлива, ухудшения динамики мотора или полной невозможности эксплуатации автомобиля.
Читайте также: