С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Как работает кислородный датчик в автомобиле

Как работает кислородный датчик в автомобиле


Лямбда-зонд: устройство и назначение

Датчик лямбда-зонда (или иначе, словами автолюбителей, лямбда-зонд) – это механизм, который отвечает за концентрацию и соотношение бензина и воздуха в топливно-воздушной смеси при ее приготовлении и подаче через топливные каналы в цилиндр двигателя. От правильности показаний данного устройства зависит суммарный расход топлива, мощность и динамика автомобиля. По сути, важность датчика сравнима с карбюратором и инжектором, поскольку и тот и другой принимают непосредственное участие в приготовлении горючей смеси. В сегодняшней статье мы узнаем, что такое лямбда-зонд, как он устроен и для чего предназначается.

Устройство

Основой (главным рабочим элементом) данного датчика является пористый керамический материал, который производится на двуокиси циркония. Сама же конструкция данного устройства предполагает наличие следующих деталей:

  • стального корпуса;
  • манжеты проводов;
  • керамического изолятора;
  • контакта цепи подогрева;
  • проводки;
  • уплотнительного кольца;
  • наконечника из циркониевой керамики;
  • стержня со спиралью накаливания;
  • внутреннего защитного экрана со специальным отверстием для отработанных газов;
  • наружного экрана с отверстием для атмосферного воздуха;
  • токосъемника электрического сигнала.

Зачастую лямбда-зонд (ВАЗ-2110 в том числе) располагается в выпускной системе, за пределами выпускного коллектора. Также следует знать, что на некоторых автомобилях может быть по два таких устройства. Один из них может размещаться до катализатора, а второй - после него. Работа двух лямбда-зондов существенно повышает эффективность и точность приготовления топливно-воздушной смеси для дальнейшей ее подачи в камеру сгорания ДВС.

Алгоритм работы данного устройства основан на свойствах оксида циркония. Поэтому задействуется он при температуре не менее 350 градусов Цельсия. В некоторых случаях, для того чтобы ускорить процесс нагрева, используют специальный электронагреватель. Весь принцип работы лямбда-зонда можно разделить на несколько этапов:

  1. Отработанные выхлопные газы проходят сквозь катализатор и выхлопную трубу. При этом они обтекают рабочую поверхность датчика лямбда-зонда, который расположен перед катализатором.
  2. Далее это устройство производит анализ уровня О2 в выхлопных газах и сравнивает данные с уровнем в атмосфере.
  3. В ходе работы датчика вырабатывается разность потенциалов, после чего механизм посылает короткий электрический сигнал на ЭБУ двигателя.
  4. После этого ЭБУ обрабатывает данные и подает сигнал на определенный ряд устройств, тем самым регулируя работу исполнительных элементов.

Следует отметить, что в случае нехватки кислорода в системе, а именно в топливно-воздушной смеси, продукты сгорания окисляются не до конца. В таком случае транспортное средство начинает терять динамику, и происходит увеличение расхода топлива (в камере образуется обедненная смесь). Если же воздуха в системе слишком много, это приводит к неполному разложению оксида азота, что также не лучшим образом отображается на работе двигателя.

Что такое кислородный датчик в автомобиле (лямбда зонд)

Главная » Советы по ремонту » Что такое кислородный датчик в автомобиле (лямбда зонд)

Размеры кислородного датчика не самые великие, устройство механизма также не отличается сложным исполнением, тем не менее, его функции в работе двигателя играют важную роль. В связи с этим, износ кислородного датчика, особенным образом отразится на работе всей моторной системы. Данная неполадка существует с того момента, как появились инжекторные двигатели, поэтому для владельцев подобных автомобилей это постоянная, непримиримая борьба. Ниже постараемся разобраться, что входит в основные задачи механизма, как провести диагностику поломки и заменить изношенный кислородный датчик.

Принцип действия кислородного датчика. Его основные функции

Кислородный датчик носит название, не соответствующее его реальным функциям. Он реагирует совсем не на то вещество, в честь которого был назван. Монтаж устройства осуществляется в области системы выхлопов, в непосредственной близости от катализатора. Оборудован электродом, местоположение которого определяется внутренней полостью системы выхлопа.

Газы, выделяемые в результате сгорания топлива, направляются в выхлопную систему, где кислородный датчик, захватывая частицы не израсходованного горючего вещества, заряжается электричеством, сигнализируя об этом контроллеру, по средствам передачи напряжения незначительного размера. Блок управления двигателем, в свою очередь, проанализировав полученную информацию, определяет решение, в соответствии с которым устанавливается соотношение и регулировка состава горючей смеси и выбранного режима работы двигателя, в настоящий момент.

В задачи кислородного датчика входят постоянный контроль данного соотношения, чтобы добиться идеального состава горючей жидкости. Таким образом, он, на постоянной основе, осуществляет мониторинг соотношения горючего и воздуха, в соответствующем режиме эксплуатации автомобиля.

При нарушении работоспособности кислородного датчика, прекращается поступление сигналов о происходящей ситуации, контроллер больше не снабжается сведениями касающиеся состояния выхлопов, за этим следует установление режима аварийной работы двигателя. Состав топливной смеси больше не поддается контролю, следовательно, его транспортировка осуществляется исключительно для поддержания работоспособности ДВС.

В результате, потребление горючей жидкости повышается (увеличивается расход топлива), при этом условия функционирования двигателя становятся не самыми благоприятными. Передвигаться в дальнейшем, в подобных условиях, чревато нарушением работы силовой системы. Этот режим позволяет доехать до станции техобслуживания, не больше.

Нарушение работоспособности кислородного датчика

Все детали автомобиля имеют свой срок годности или срок износостойкости. Кислородный датчик не исключение. На случай выхода его из строя, на приборной панели имеется специальный индикатор, сигнализирующий об этом Check—Engine. Он дает ясно понять, что двигатель находится в режиме аварийного функционирования.

Для конкретизации проблематики, осуществляются мероприятия по выявлению проблемы при помощи диагностики, по средствам бортового компьютера. Аппаратура должна определить наименование ошибки, получив которую, можно воспользоваться техническими документами, прилагаемыми с автомобилем, для понимания причины нарушения. Если это был кислородный датчик, проводится безотлагательная замена.

В чем причина износа?

Смесь газов, которая выделяется при обработке горючей жидкости, является достаточно сложной структурой, с богатым составом. Данный состав может содержать элементы, влияющие, на электроды датчика, негативным образом. Природа появления подобных примесей может быть различной, но основная причина — это покупка бензина, изначально не качественного, на станциях, не проверенных долгим использованием.

К сожалению, подобных заправок не так мало. В результате длительной эксплуатации, большое воздействие оказывают процессы окисления, что влечет к снижению работоспособности, выражаемое в передаче данных, не устраивающих нормальную работу двигателя. Осуществляется переход на аварийный режим эксплуатации.

Но это не единственная причина, по которой перестает функционировать кислородный датчик. Распространенным источником является изношенная прокладка головки блока цилиндров. В результате этого, в камере сгорания образуется антифриз, что не приемлемо. Неизвестное химическое соединение, впервые попавшее в систему выхлопа, снижает износостойкость, приводя к быстрой потере работоспособности датчика.

Установка нового кислородного датчика

В общем, установка нового кислородного датчика не представляется сложным мероприятием. В работе потребуется эстакада или смотровая яма, в зависимости от возможностей. Особое значение играет плотная фиксация транспортного средства, так как безопасность, при любой работе, является самым главным направлением. В противном случае, непредвиденное перемещение, может привести к серьезным травмам.

  • Далее проводится работа с аккумулятором. От нее отсоединяют «минусовой» провод. Такие мероприятия являются неотъемлемой частью работы с электроникой. Если этого не сделать, то возможно образование короткого замыкания. Провод контакта датчика с основным компьютером требуется отсоединить. Проведя данные мероприятия, можно говорить о готовности к замене.
  • Крепеж датчика ослабляется соответствующим ключом. Чтобы избежать получения ожогов, все мероприятия проводятся на двигателе в холостом режиме. В случае отсутствия продвижения в демонтаже, прикладывать излишние усилия не следует, иначе можно повредить катализатор, что только повысит расходы на ремонт системы выхлопа.

Здесь велика вероятность появления прикипевших соединений, удаление которых целесообразнее проводить с помощью тормозной жидкости или керосина. Как правило, такие процессы сопровождаются образованием ржавчины, которая под воздействием данных веществ, частично растворяется, что позволяет выкрутить кислородный датчик. Как правило, подобный подход решает проблему.

Открутив датчик, он извлекается вместе со штекером из-под капота. Далее, устанавливается новое устройство, с последующим подключением. Закручивание элемента должно быть максимально плотным, иначе возможна низкая герметизация, которая станет причиной образования отверстия, являющееся источником постороннего звука, при работе двигателя.

Видео

В общем, это все что нужно знать о кислородном датчике и его замене.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья? (Проголосовало 1, оценка: 5,00 из 5) Загрузка...

Как работает кислородный датчик?

Современные экологические нормы весьма строги, а нормы состава выхлопных газов четко определены. Именно поэтому в современном автомобилестроении используются специальные устройства. Это каталитические нейтрализаторы, под влиянием которых уровень токсических веществ в выхлопах значительно снижается. К сожалению, подобные приборы хорошо работают лишь при определенных условиях. Именно для этого и необходим кислородный датчик. Эта небольшая деталь исполняет весьма важные функции.

Что такое кислородный датчик?

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси — это когда на 1 часть топлива приходится примерно 14,7 частей воздуха. В таком случае коэффициент избытка воздуха (L) равен 1. Эффективная работа каталитического нейтрализатора возможна лишь тогда, когда L равно 1 с погрешностью в 0,01. Основная функция датчика — это контроль за составом топливно-воздушной смеси.

Кислородный датчик представляет собой небольшое устройство, изготовленное из пористого материала. Основным его компонентом является двуокись циркония. Сверху же деталь покрыта платиновым напылением. Подобное устройство реагирует на разницу между содержанием кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Кроме того, на выходе оно вырабатывает соответствующую разность потенциалов.

Принцип работы этого зонда достаточно прост. При снижении уровня кислорода в выхлопах запускаются реакции восстановления двуокиси циркония. Кстати, катализатором подобного превращения является платина. А поскольку на поверхности датчика реакции восстановления чередуются с окислительными процессами, то целостность и работоспособность зонда поддерживается автоматически.

На сегодняшний день существует несколько основных моделей подобных приборов. Самым популярным считается кислородный датчик Bosch. Это устройство характеризируется высокой чувствительностью и работоспособностью.

Двухточечный датчик кислорода

Это одна из основных моделей подобного устройства. Зонд крепится как перед нейтрализатором, так и за ним, что дает возможность четче фиксировать коэффициент избытка воздуха. Электрод с одной стороны прибора контактирует с атмосферным воздухом, а с другой — с выхлопными газами, реагируя на разницу генерацией потенциала. Чем выше содержание кислорода в выхлопах, тем ниже генерируемое напряжение.

В тех случаях, когда уровень кислорода в топливно-воздушной смеси падает, а напряжение становится высоким, то образуется электрический сигнал, который передается в систему управления двигателем.

Широкополосный кислородный датчик

Этот прибор немного отличается от предыдущего как по строению, так и по принципам работы. Он состоит из двух керамических частей: это обычный двухточечный зонд и закачивающая часть. Между двумя электродами в двухточечной части зонда постоянно генерируется напряжение в 450 мВ. В то же время кислород из отработанных газов проходит сквозь закачивающую часть датчика. Чем ниже уровень кислорода, тем выше напряжение между двумя электродами. В таких случаях сигнал передается в электронный блок управления. Кстати, именно по такой схеме работает кислородный датчик ВАЗ.

Разбираем устройство и принцип работы датчика кислорода.

Датчик кислорода является одним из важнейших компонентов выхлопной системы транспортного средства, от которого в немалой степени зависит продуктивность двигателя. Рассмотрим составляющие датчика и принцип его функционирования, для проведения самостоятельной диагностики выхлопной системы.

Лямбда-зонд

Датчик кислорода, расположен в системе выпуска отработанных газов.В зависимости от особенностей двигательной системы и совокупности выпуска газов, количество датчиков кислорода может различаться. Как правило, в составе выхлопной системы современного транспортного средства устанавливаются от одного до пары анализаторов. Первый лямбда-зонд, как правило, монтируется сразу после коллектора выпуска газов. Таким образом, выходящие из выхлопной системы газы попадают на действующую поверхность устройства. В случае если транспортное средство оснащено вторым датчиком кислорода, как правило, он останавливается за катализатором. Каждый современный автомобиль в обязательном порядке оснащается датчиком кислорода – лямбда-зонд. Датчик получил широкое распространение в автомобилестроении, благодаря введенным нормам экологии. Как известно, выхлопные газы содержат определённое количество вредных веществ, попадающих в атмосферу. Сегодня, во всём мире предусмотрен предельно допустимый порог вредных веществ, содержащийся в выхлопных газах. В некоторых странах Европы, разрешается эксплуатация автомобиля, только при оснащении высоко экологичным двигателем. В нашей стране, нормы экологии менее суровы, но всё же основные меры по снижению примесей в отработанных газах предусмотрены на каждом авто.

Помимо анализатора — Лямбда зонд, выхлопная система современного транспортного средства имеет в своем составе катализатор, который также служит для уменьшения уровня токсичности выходящих газов. Как известно для продуктивной работы катализатора требуются определенные условия. Катализатор позволяет эффективно снизить показатели токсичности выхлопной смеси, при соответствующем контроле за совокупностью топлива и воздуха. В другом случае катализатор стремительно снижает свою продуктивность и в этот момент совокупность выпуска газов использует анализатор кислорода. L – лямбда, которая входит в состав названия кислородного датчика обозначает показатель превышения потока воздуха в рабочей смеси. Определение лишней части потока воздуха в рабочем составе происходит следующим образом. Лямбда зонд, анализирует остаток воздуха при выходе отработанных газов. При правильном составе рабочей смеси, полученный показатель составляет: четырнадцать и семь воздушного потока на одну часть топлива, соответственно лямбда при этом равна единице.

Идеальное состояние анализатора кислорода

Промежуток продуктивной функции катализатора достаточно узкий. В данном случае лямбда равна единица. Для поддержания правильности работы, необходима правильная и продуктивная работы системы обеспечения с электронным впуском смеси. При этом обратный цикл предусматривает анализатор воздуха. Именно для того, чтобы обеспечить продуктивную работу выхлопной совокупности, Лямбда зонд монтируется перед началом катализатора.

Анализатор воздуха – лямбда-зонд, вырабатывает специальный сигнал, который в дальнейшем передается ЭБУ системы формирования смеси. После того как электронный блок управления совокупности формирования смеси принимают электронный сигнал от анализатора воздуха, он регулирует топливо-воздушную смесь путём изменения подаваемого в цилиндры состава. Как известно, некоторые модели машин оснащаются вторым анализатором кислорода, установленным на выходе катализатора. Такое устройство выхлопной системы позволяет эффективно увеличить правильность создания топливовоздушной смеси. Также дополнительный анализатор позволяет контролировать функцию катализатора, для того чтобы он смог эффективно выполнять свою роль и сокращать объем вредных примесей в отработанных газах.

Большинство современных производителей, изготавливают анализатор кислорода из сплава циркония. Также в составе элемента предусмотрена керамическая часть, которая является источником тока, изменяющим заряд в зависимости от показателей температуры и кислорода. Поверхность датчика кислорода, взаимодействует с воздухом и газами внутри системы. Исходя из показателей насыщенности выходящей смеси кислородом, анализатор формирует определенный сигнал. Контрольное устройство принимает сигнал анализатора и сопоставляет его с допустимым показателем, заложенным в прошивке. В случае если полученный параметр отличается от необходимого, электронный блок контроля за топливной смесью изменяет насыщенность состава в необходимую сторону. Благодаря данному принципу, возникает обратная связь между блоком управления и анализатором. Точная настройка топливовоздушной смеси, способствуют правильной функции двигателя, снижению токсинов в отработанных газах и правильному потреблению топлива.

В ходе эксплуатации транспортного средства, лямбда-зонд функционирует в сложных условиях. В связи с этим, как и любое устройство автомобиля он подвержен постоянному износу и нередко приходит в неисправность. Нарушение функции анализатора кислорода в значительной мере влияет на продуктивность двигательной системы и способствует увеличению расхода бензина. В связи с этим выхлопная система требует своевременной диагностики и регулярного обслуживания.

Расположение первого и второго лямбда-датчиков

Рассмотрим возможные причины поломки анализатора кислорода.

Как правило, к нарушению функции датчика кислорода переводит ряд совокупностей, среди которых наиболее распространены:

  • Использование топливной смеси низкого качества. Бензин плохого качества содержит в своем составе ряд примесей, которые способствуют преждевременному износу компонентов выходной системы. В частности, железо и свинец нарушают структуру платиновых электродов, уже при нескольких заправках мало-качественной смесью.
  • Неправильная настройка системы зажигания. При нарушении угла опережения системы зажигания, может произойти перегрев корпуса анализатора.
  • Избыточное обогащение смеси, также приводит к перегреву корпуса лямбда-датчика.
  • Образование масла в выхлопной системе, полученное в результате изношенности масло-съемных элементов.
  • Различные нарушения в работе системы зажигания, посторонние звуки в глушителе, все это приводит к разрушению уязвимой керамической структуры.
  • Механические повреждения датчика полученные в ходе эксплуатации транспортного средства.
  • Множественные попытки завести автомобиль через короткий промежуток времени способствует скоплению не отработанной смеси в проводниках выпуска. При образовании ударной волной состав воспламеняется, что неизбежно приводит к нарушению структуры датчика лямбда.
  • Попадание на рабочую поверхность анализатора посторонних жидкостей (масло, ОЖ или обычное моющие средство), в таком случае лямбда-зонд также утрачивает свою продуктивность.
  • Если при монтаже анализатора использовались герметичные составы, которые имеют в основе силикон, то такая смесь может нарушить свою структуру в ходе эксплуатации транспортного средства и поспособствовать преждевременному износу датчика.
  • Обрыв проводников датчика, нарушение их герметичности или замыкание цепи, также способствуют нарушению функции лямбда-анализатора.
Крепление датчика

Обратить внимание на состояние лямбда-зонд, нужно при возникновении следующих неисправностей:

  • Некорректная работа движка при небольших оборотах.
  • Ухудшение динамики разгона транспортного средства.
  • Значительно увеличенный расход бензина.
  • Перегрев нейтрализатора или значительное повышение его рабочей температуры.
  • Возникновение постороннего звукового сопровождения после остановки транспортного средства.
  • Увеличение показателей токсичности выхлопных газов.

Диагностика лямбда-зонд.

Для проведения диагностики, нам потребуется: оригинальная инструкция завода изготовителя, цифровой вольтметр, осциллограф. Перед проведением диагностики анализатора кислорода, двигатель автомобиля необходимо прогреть. Рассмотрим основные этапы проверки устройства.

1. Первым шагом, необходимо ознакомиться с оригинальной инструкцией завода-изготовителя. Производитель укажет месторасположение контрольного устройства, а также его основные параметры.

2. Далее, необходимо проверить все показатели, которые могут повлиять на неправильную работу анализатора: напряжение в сети транспортного средства, угол опережения зажигания, функция системы топливной подачи. Помимо этого, необходимо обратить свое внимание на герметичность проводников и провести визуальную диагностику внешних механизмов.

3. Теперь находим анализатор кислорода, согласно инструкции производителя. После этого, необходимо провести визуальную диагностику измерительного прибора.В случае если керамическая часть анализатора имеет нагар, то датчик подлежит обязательной замене. К образованию налёта на керамической части анализатора, чаще всего приводит использование топливной смеси низкого качества. Если визуальная диагностика показала приемлемое состояние анализатора, необходимо продолжить проверку.

Пример поврежденного датчика

4. Следующим этапом, отключаем анализатор и подключаем его проводники к электроизмерительному прибору. Далее, запускаем автомобиль и нажимаем на педаль газа до достижения оборотов: две с половиной тысячи в минуту. Теперь, при помощи устройства для насыщения состава снижаем показатели оборотов до двухсот в минуту.

5. В случае если транспортное средство оснащено электронным контролем топливной системы, удаляем в окно трубку регулятора давления и обращаем внимание на показатели измерительного прибора. Если показатели вольтметра приближены к отметке 0, 9 Вт, то анализатор кислорода исправен. На неисправность лямбда-датчика, укажет отсутствие реакции измерительного прибора или показатель ниже 0,8 Вт.

6. Следующим этапом необходимо проверить насыщенность топливовоздушной смеси. Используя вакуумную трубку, необходимо обеспечить подсос воздуха. В случае если анализатор работает правильно, показания измерительного прибора не будут превышать отметки 0, 2 Вт.

7. Завершающим этапом, необходимо проверить работу анализатора на практике. Для этого подключаем устройство к разъему подачи топлива и параллельно устанавливаем электроизмерительные приборы. При этом необходимо увеличить оборот задержки до 1500 минуту. Об исправности контрольного устройства, сообщат показатели прибора — 0, 5 Вт. При иных показателях, лямбда-зонд подлежит обязательной смене.

Выхлопная система играет важную роль в работе транспортного средства. Для поддержания должной продуктивности двигателя, а также для увеличения срока эксплуатации ДВС, необходимо своевременно диагностировать и обслуживать совокупность выпуска отработанных газов. Лямбда анализатор, сравнительно простое и небольшое устройство, при этом выполняющее ответственную функцию в формировании рабочей смеси. Поддержание работоспособности датчика, позволит сохранить функцию ДВС и сохранить оптимальный расход бензина. Проверить и заменить анализатор достаточно просто своими руками, при этом данная процедура позволит сэкономить на ремонте важнейшей системы авто.

Удачной диагностики!

Похожие статьи

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости