Проверка титанового лямбда зонда

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 19.09.2024

ОТЧЕТ: замена титанового лямбда-зонда на циркониевый. Примера P10

Эта штука работает!
В режиме контроля датчика кислорода обнаружил, что ECU его видит и анализирует.
По машине заметил следующее, первое что бросилось в глаза:
- на холостых перестал трястись двигатель;
- значительно уменьшился расход бензина.

Прочитал, посмотрел. Обалдеть. Лично мне такое не под силу. Респект. А в старом форуме кто-то писал про Бошевский датчик как замену родному:
Машина Nissan Liberty, ноябрь 1998 г., 4WD, двиг SR20DE, пробег 119 тыс. км. Недавно поменял свечи, воздушный и топливный фильтры, почистил и промыл MAF-сенсор. Расход около 10л по трассе и 12,5 - 13 (иногда до 14) по городу. Двигатель работал ровно, хотя и наблюдалась небольшая детонация на холостом ходе. Но не очень устраивала динамика разгона. По пробегу настала уже пора менять лямбду (хотя диагностика ошибок по нему не выдавала), что вчера успешно и сделал за 5 минут, поставив Bosch-евский аналог 0258003622. После сброса ECU и последущей эксплуатации могу сказать следущее: пропала детонация, двигатель стал работать чуть тише а вот с динамикой произошли просто чудеса - машина стала гораздо резвее ускоряться. В течение недели попробую замерить расход топлива. (с) не знаю, чей.

Кто-нить ставил такое чудо себе в авто? На экзисте этот бош идет, как замена лямбде на SR20DE.

Этот мотор комплектовался как титановыми, так и циркониевыми ЛЗ. Мне не повезло, у меня стоит штатный титановый датчик. Очень захотелось переделать.

P.S. Бош не выпускает титановые ЛЗ.

Вах, тогда как понять, какой датчик стоит у меня на выпускном коллекторе? По маркировке или партнамберу можно? У меня стоит такой: 22690-2J200 и как вариант такой может быть: 22690-2J201. Это титановые или циркониевые?

Легко отличить титановый и циркониевый датчики можно по резьбе.
У титанового М12х1,25
циркониевый М18х1,5

Какие бывают лямбда зонды, как устроены, как диагностировать неисправность кислородного датчика и методы проверки осциллографом. Давайте рассмотрим подробно в этой практической статье.

Существуют три типа кислородных датчиков, которые применяются в автомобилях. Циркониевый датчик. Титановый датчик. Широкополосный.

Лямбд-зонд устанавливается в выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором и непосредственно за катализатором. Кислородные датчики называются в обиходе первая и вторая лямбда в зависимости от места установки.

В V-образном двигателе могут быть установлены один или несколько датчиков.

Циркониевый датчик

Конфигурации проводов циркониевого лямбда-зонда:

Однопроводной кислородный датчик;
Двухпроводной кислородный датчик;
Трехпроводной кислородный датчик;
Четырехпроводной кислородный датчик.

Титановый датчик

Конфигурации проводов титанового лямбда-зонда:

Трехпроводной кислородный датчик;
Четырехпроводной кислородный датчик.

Циркониевый датчик

Циркониевый датчик производит сравнение содержания кислорода в системе выпуска отработавших газов с эталонным атмосферным газом, который содержится во внутренней камере. Отработавшие газы проходят над непроницаемой керамической наружной поверхностью датчика из диоксида циркония.

Эталонный атмосферный газ содержится во внутренней камере датчика. С обеих сторон керамической секции имеются электроды. Блок управления использует сгенерированное напряжение для определения топливовоздушного отношения. Бедная смесь (λ > 1). Богатая смесь (λ < 1 ).

Почему используется именно диоксид циркония? Диоксид циркония ZrO₂ — это бесцветные кристаллы, с высокой температурой плавления, что является значительным преимуществом при использовании под воздействием высоких температур выхлопных газов.

Внимание! Температура плавления оксида циркония: 2715°C

Название ИЮПАК: Zirconium(IV) oxide, Zirconium dioxide.

Этот оксид металла применяется также в стоматологии для изготовления зубных протезов. Но в большей степени повлияло на использование оксида циркония в кислородном датчике это ещё одно его полезное свойство. Диоксид циркония при нагревании проявляет свойства твёрдого электролита и проводит ионы кислорода. Это свойство используется в выхлопных системах автомобилей, а также в промышленности в анализаторах кислорода и в топливных элементах.

Чтобы ответить на вопрос какой лямбда зонд выбрать, выясним какие бывают типы лямбда зондов, как работают и как диагностируются.

Строение циркониевого лямбда-зонда

Выпускная труба;
Корпус датчика/электрический контакт;
Керамический элемент;
Контакты;
Опорное значение воздуха (эталонный воздух);
Электроды;
Пористое защитное покрытие.

Блок управления (ЭБУ) постоянно регулирует топливо-воздушное соотношение. Правильное значение лямбда зонда: (λ =1 ).

Оптимальная работа кислородного датчика зависит от температуры керамики, в свою очередь оптимальная температура керамики должна быть выше 350 0 С

Для ускорения достижения рабочей температуры кислородные датчики оснащены нагревательным элементом.

Титановый датчик

Конструкции титанового и циркониевого датчиков схожи. Циркониевые датчики меняют напряжение, измеряя содержание кислорода в отработавших газах. Титановые датчики изменяют сопротивление посредством измерения содержания кислорода в выхлопных газах.

Чертеж с вырезом кислородного датчика со встроенным нагревательным элементом.

Соединительные провода
Внутренние контакты
Керамическая опора
Корпус датчика
Нагревательный элемент
Трубка с прорезью ( Slotted tube)
Опорное значение воздуха
Керамический датчик
Шайба

Используются два кислородных датчика:

Широкополосный кислородный датчик расположен перед каталитическим нейтрализатором.

Двухточечный кислородный датчик расположен за каталитическим нейтрализатором.

Блок управления использует сигнал широкополосного датчика, чтобы задать приблизительный состав топливовоздушной смеси.

Блок управления использует сигнал двухточечного датчика для коррекции смеси.

Блок управления может также осуществлять мониторинг действия каталитического нейтрализатора.

Характеристическая форма сигнала напряжения для широкополосного кислородного датчика.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Характеристическая форма сигнала напряжения для циркониевого кислородного датчика.

Обратите внимание по вертикальной шкале отображается напряжение. Циркониевый датчик.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Характеристическое напряжение для титанового кислородного датчика.

По вертикальной шкале изменение сопротивления. Титановый датчик.

Смесь стала богаче (A)

Эта смесь становится беднее (B)

Проверка циркониевого датчика осциллографом

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода. Выходное напряжение датчика подается на аналогово-цифровой преобразователь (A). Блок управления производит сравнение цифрового выхода с данными внутренней справочной таблицы.

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода циркониевым датчиком

Для поддержания правильного соотношения топливовоздушной смеси блок управления регулирует сигнал на инжектор, для этого использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика (B).

Для производства измерений используется осциллоскоп.

Напряжение измеряется между точками X и Y отмеченными на электрической схеме.

Характеристическая форма сигнала напряжения для циркониевого кислородного датчика

Проверка титанового датчика осциллографом

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода

Упрощенная электрическая схема системы измерения кислорода титановым датчиком

Система измерения кислорода титановым датчиком:

Цепь делителя напряжения. Внутренний резистор.

Напряжение датчика изменяется по мере изменения содержания кислорода в отработавших газах.

Сопротивление датчика также изменяется по мере изменения содержания кислорода в отработавших газах.

Напряжение подается на аналого-цифровой преобразователь (B).

Блок управления автомобиля производит сравнение цифрового выхода с данными внутренней справочной таблицы.

Для поддержания правильного соотношения топливовоздушной смеси блок управления регулирует сигнал на инжекторы. Напряжение, подаваемое в цепь делителя напряжения, должно быть исключительно стабильным, так как блок управления воспринимает любое изменение как изменение содержания кислорода в отработавших газах.

Схема поддержания стабильного напряжения датчика:

Изменяющееся напряжение аккумуляторной батареи проходит через цепь регулятора (A), при этом цепь регулятора поддерживает напряжение постоянным.

Блок управления использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика (C).

Для производства измерений осциллоскопом измеряется напряжение между точками X и Y указанными на принципиальной схеме.

Характеристическая форма сигнала напряжения для титанового кислородного датчика.

Блок управления использует ШИМ-сигнал для управления температурой датчика.

Характеристическая форма сигнала напряжения для титанового кислородного датчика

Иногда требуется вы]вить исправность нагревательного элемента кислородного датчика. Компьютерная диагностика при этом не всегда сможет определить этот параметр. Кроме выявления неисправности нагревателя лямбда-зонда эта диагностика даёт информацию о скорости нагрева датчика. Это необходимо чтобы понимать в какой момент датчик выходит на рабочую температуру.

С помощью осциллографа исследуем характеристическую форму сигнала напряжения для датчика при быстром нагреве.

форма сигнала напряжения при быстром нагреве датчика кислорода

Характеристическая форма сигнала напряжения для датчика при медленном нагреве

форма сигнала напряжения при медленном нагреве датчика кислорода

Срок службы циркониевого датчика

Ожидаемый срок службы: (48000 – 80000 км (30000 — 50000 миль)). По мере износа датчика возрастает время реакции.

Диагностика циркониевого датчика

Осторожно! Ни в коем случае не используйте омметр на циркониевом датчике — это может привести к его повреждению.

Проверьте время реакции и параметры изменения напряжения осциллографом.

Для контроля напряжения пользуйтесь вольтметром. Проверьте на отсутствие угольных отложений на контактах.

Проверьте работу цепи обогрева.
Проверьте состояние соединений заземления.
Проверьте неразрывность электрического соединения.

Срок службы титанового датчика

Ожидаемый срок службы: (48,000 – 80,000 km (30,000 — 50,000 miles)). По мере износа датчика возрастает время реакции.

Диагностика титанового датчика

Проверьте время реакции и параметры изменения напряжения. Для контроля сопротивления пользуйтесь омметром.
Проверьте на наличие отсутствие отложений, мешающих качественной диагностике.
Проверьте работу цепи обогрева.
Проверьте питание датчика. Правильное значение: (5V).
Проверьте состояние соединений заземления.
Проверьте неразрывность электрического соединения.

На этом, пожалуй, прервусь. Если остались вопросы, то задавайте в комментариях, так как всё в одну статью не поместить. Кроме того, история полна частных случаев, и у каждого свои неповторимые симптомы не похожие на то, что было у других ранее. Благодарю за интерес проявленный к материалу.

Добрый день ! Подскажите авто нисан террано 1994 год двигатель VG30 стоит ДК трёх проводной (провода : красный ,белый ,чёрный . Красный , белый подогрев . Это что значит датчик титановый ? Подскажите как его проверить ? Осциллограмма должна быть как у циркониевого или нет?

серикпай

Автомобиль старый, не должен там быть титановый ДК. Циркониевый, узкополосный (zirconia, narrow band), там должен быть.

серикпай

Как раз таки красный цвет говорит о том , что датчик титановый. Красный(+), белый(-), черный (сигнальный). Они не взаимозаменяемы с циркониевым, т.к. титановый изменяет сопротивление, а циркониевый генерирует напряжение.

U_Z_Y

Не подскажите где найти осциллограмму титанового датчика? Какой должен быть сигнал при подключенной лямбде , не могу найти .

серикпай

Вложения:

ДатчКислород‹.rar

U_Z_Y

У титанового датчика опорное напряжение сигнала 5 В, у циркониевого 0,45 В. Отключите разъём от датчика и замерьте напряжение сигнала, так узнаете тип датчика.

стоит ДК трёх проводной (провода : красный ,белый ,чёрный . Красный , белый подогрев . Это что значит датчик титановый ?

Как раз таки красный цвет говорит о том , что датчик титановый. Красный(+), белый(-), черный (сигнальный).

Цветовая маркировка выводов лямбда- зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно – черный). "Массовый" провод может быть белым, серым или желтым. Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету "накального" вывода подогревателя – он всегда красный.

тихорчанин

U_Z_Y

В некоторых системах впрыска нашли применение датчики, в которых используется чувствительный
элемент на основе окислов титана (TiO2). Титановые датчики используются в некоторых моделях
Nissan: Stanza 4WD (1986 г.в. и позже), Maxima, Stanza 4WD, 300 ZX и Sentra выпуска 1987 и ранее,
Mitsubishi (GT 3000), Toyota (4A-GE на Corolla GTS, 3VZ-E в 2WD грузовиках), Chrysler (Jeep Cherokee,
Wrangler).

Титановые ДК включаются двумя способами: или одним концом на землю, или одним концом на опорное напряжение, поэтому высокое напряжение от титанового ДК может соответствовать как бедной, так и богатой смеси в зависимости от схемы включения.
На изменение состава выхлопных газов такой зонд реагирует изменением своего электрического сопротивления. Сопротивление датчика высокое при высоком содержании кислорода в отработавших газах (бедная смесь) и резко снижается при обогащении топливовоздушной смеси. За счёт этого датчик шунтирует поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением опорное напряжение 5V. Таким образом, в отличие от датчиков на основе оксида циркония, выходное напряжение лямбда-зонда на основе оксида титана низкое при работе двигателя на обогащённой смеси и высокое при работе на обеднённой смеси.
Напряжение выходного сигнала лямбда-зонда на основе оксида титана(Tiо2) колеблется в диапазоне от 10-100mV до 4-5V.

©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: что такое и где находится

Лямбда зонд (ƛ зонд) – датчик, который замеряет объём кислорода в выхлопных газах и сравнивает со стандартом. Иными словами, это кислородный датчик. Если показатели его не устраивают, он подаёт сигнал в блок управления.

Место нахождения зависит от числа датчиков в машине. Так, в ТС, выпущенных до 2000 года, чаще всего стоит один. В более поздних моделях — от 2 датчиков. Первый всегда находится под капотом, второй (если он есть) – под днищем машины.

Как работает датчик

Выхлопные газы проходят сквозь датчик, а внутрь него поступает чистый воздух из атмосферы. Из-за разной окислительной способности чистого воздуха и отработавших газов появляется разность потенциалов. Эти показания и отправляются в ЭБУ.

Внутри датчика спрятаны токопроводящий элемент, электроды, сигнальный контакт и заземление. Вся эта система начинает работать только после прогрева до 300–400 o C. Только при такой температуре твёрдый электролит способен проводить электричество.

Виды кислородных датчиков

Современные ТС оснащаются тремя видами датчиков.

Циркониевый. Одна из самых популярных моделей, основной элемент в составе — диоксид циркония. Наконечник керамический, начинает работать только при нагреве до 350 o C. Быстро разогревается за счёт вмонтированной нагревательной детали с керамическим изолятором.

Такие датчики делятся на 1, 2, 3 и 4 проводные.

Титановый. Наконечник устройства изготовлен из диоксида титана. Внешне датчик мало отличается от циркониевого, но работать начинает только при температуре от 700 o C. Из-за сложной конструкции, высокой стоимости и излишней чувствительности к температурным перепадам такие датчики редко используются.

Широкополосный. В отличие от предыдущих моделей, у этого датчика имеются две ячейки:

Измерительная. Благодаря электронной схеме модуляции, в составе газов внутри ячейки сохраняется показатель ƛ =1.
Насосная. Если смесь богатая, дополняет состав ионами кислорода из атмосферы, если обеднённая — выводит лишние молекулы кислорода из диффузионного отверстия во внешнюю среду.

Признаки и причины неисправности ƛ-зонда

Лямбда-зонд в процессе эксплуатации авто может выйти из строя. Чаще всего датчик ломается из-за некачественного топлива, попадания топлива или масла внутрь, или неполадок в системе подачи горючего.

О неисправности лямбда-зонда могут говорить следующие признаки:

обороты растут до максимума, после чего резко выключается мотор;
обороты на холостом ходу становятся нестабильными;
мощность существенно падает при повышении оборотов;
электронный блок выдаёт ошибку из-за поздней подачи сигнала с ƛ-датчика;
машина едет рывками.

Чтобы вернуть датчику работоспособность, его необходимо вынуть и правильно очистить. Для этого снимают керамическую головку и убирают загрязнения тряпкой с химическим средством. Если и это не помогает, датчик придётся менять.

Как проверить лямбда-зонд на работоспособность

Существует несколько способов проверить лямбда-зонд на исправность. Самый простой и поверхностный — тщательный осмотр устройства, самый сложный — диагностика при помощи специального оборудования.

Внешний осмотр датчика

Итак, внешнее изучение кислородного датчика будет состоять из нескольких шагов:

Проверить внешнюю часть, которая находится вне катализатора. Не должно быть оплавленных участков, обрывов или замкнутых контактов.
Выкрутить датчик из катализатора и изучить нижнюю часть, обычно спрятанную в катализаторе. Пятна сажи на ней говорят о том, что топливо слишком концентрировано, двигатель и клапаны близки к износу или в выхлопной системе произошла утечка. Отложения серого цвета сигнализируют о высоком содержании свинца в топливе.

Проверка лямбда-зонда мультиметром (тестером)

Потребуется вольтметр, омметр или мультиметр, в котором объединяются оба эти устройства. Если используется последний, его нужно перевести в режим замера сопротивления. Чтобы испытать нагреватель датчика, необходимо:

Вывести из колодки датчика контакты 3 и 4 разъёма (стандартно это белый и коричневый провода).
Подсоединить контакты к выходам тестера и измерить сопротивление.

Показатели могут быть разными, обычно они варьируются в пределах 2–10 Ом. Цифра более 5 Ом говорит об отличной работоспособности датчика. Если сопротивление вообще не выводится на дисплей, это говорит о том, что в нагревателе лямбда-зонда порвался провод и требуется немедленная замена.

Прогрев зонда

Кроме того, мультиметром можно проверить восприимчивость наконечника кислородного датчика. Для этого нужно завести машину и прогреть мотор до 70–80 o C. Последующий алгоритм будет таким:

Довести мотор до 3000 оборотов в минуту и зафиксировать этот показатель на 2–3 минуты, пока датчик не прогреется.
Минусовой щуп мультиметра подсоединить к массе машины, другой состыковать с выходом датчика.
Изучить данные на тестере: они должны варьироваться от 0,2 до 1 В и меняться 10 раз в секунду.
Надавить педаль газа в пол и резко отпустить её. Исправный датчик выдаст значение в 1 В, после чего резко упадёт до ноля. Если цифры на дисплее не меняются при действиях с педалью и показывают 0,4–0,5 В, датчик требует замены.

Проверка осциллографом

Диагностика осциллографом будет более продуктивной, поскольку в этом случае можно зафиксировать промежуток времени, за которое меняется выходное напряжение. Нормальными считаются показатели ниже 120 мСек.

Итак, алгоритм проверки будет таким:

В процессе проверки важно засечь, через какое время датчик переходит в рабочий режим, то есть когда на диаграмме появляется динамика. Также анализируется реакция на работу двигателя на 2000–3000 оборотов в минуту. Если после прогрева сигнал стабильно находится только в нижнем или только в верхнем положении, датчик придётся менять. Если сигнал напоминает плавную извилистую линию, как на картинке ниже, датчик сгорел или вышел из строя.

Проверка бортовой системой

К кислородному датчику будут относиться ошибки:

P0130: датчик отправляет неверные данные;
P0131: сигнал слишком слабый;
P0132: сигнал слишком сильный;
P0133: КД медленно реагирует;
P0134: датчик вообще не даёт сигнала;
P0135: нагреватель первого датчика не функционирует;
P0136: произошло замыкание второго датчика;
P0137: КД2 медленно реагирует;
P0138: КД2 слишком быстро реагирует;
P0140: разрыв в цепи КД2;
P0141: нагреватель второго датчика неисправен;
P1102: слабое сопротивление нагревателя КД;
P1115: цепь повреждена, считать данные невозможно.

Видео: как проверить работоспособность лямбда-зонда

Проверять исправность лямбда-зонда нужно регулярно, особенно если пробег машины перевалил за 50 000 км. Очень часто признаки выхода датчика из строя схожи с более серьёзными поломками. Вместо того, чтобы выискивать проблему в двигателе или электронике, порой достаточно поверхностно осмотреть лямбда-датчик.

Читайте также: