Promremont34.ru

Авто мастеру
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние кислородного датчика на работу двигателя

Устройство и принцип работы кислородного датчика

Кислородный датчик – устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородником, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название – лямбда-зонд.

  1. Коэффициент избытка воздуха λ
  2. Назначение датчиков кислорода
  3. Конструкция и принцип работы кислородного датчика
  4. Ресурс кислородника и его неисправности
  5. Виды лямбда-зондов

Основные признаки неисправностей лямбда-зонда

Понять, исправен кислородный датчик или нет, можно по некоторым характерным признакам. Хотя, причина неполадки может быть и другая, для точного определения дефекта нужна профессиональная диагностика.

Неисправный кислородный датчик может быть, если:

  • — автомобиль по дороге передвигается с рывками,
  • — увеличился расход топлива,
  • — машина «тупит», плохо едет и набирает скорость,
  • — мотор работает неустойчиво на холостом ходу,
  • — сразу после остановки заметен характерный треск в районе нахождения «лямбды»,
  • — при внешнем осмотре датчика выясняется, что он нагрелся до раскаленного состояния (покраснел).

Если у датчика оборваны провода, то здесь нет сомнений — в таком состоянии он работать не будет. При наличии внешних повреждений можно сомневаться в работоспособности лямбда-зонд.

Еще контрольная лампа Chek Engine в салоне автомобиля сигнализирует о любых неполадках в электрике двигателя, но точно определить неисправность можно только с помощью компьютерной диагностики.

Замена кислородного датчика

Заменить лямбда-зонд на автомобиле очень просто, особенно, если датчик находится на выпускном коллекторе (к нему удобнее добраться). Лучше его менять на хорошо прогретом двигателе, так как холодный металл сжимается, и датчик нередко «прикипает» к коллектору.

Для замены нужно:

  • — заглушить двигатель и выключить зажигание,
  • — отсоединить провода у разъема,
  • — гаечным ключом (иногда требуется торцевой ключ) открутить неисправный датчик,
  • — вкрутить на место новый датчик до упора до упора, но без лишних усилий,
  • — соединить провода на разъеме.

Вот и все, довольно элементарно. Теперь с новым датчиком не будет никаких проблем.

Естественно, каждого водителя интересует, на что влияет неисправность лямбда-зонда. Чаще всего при выходе из строя данной детали, можно наблюдать такие последствия:

Автомобиль движется неестественно.

В разы увеличивается расход топлива.

Возникает неприятный резкий запах из выхлопной трубы.

В современных автомобилях с электронной начинкой при поломке лямбда-зонда сразу активируется аварийная блокировка. Это позволяет уберечь машину от серьёзных поломок, даже если водитель не заметил никаких признаков неисправности. К тому же ездить со сломанным лямбда-зондом просто небезопасно.

Автомобиль ведёт себя слишком непредсказуемо. Из-за этого может возникнуть аварийная ситуация на дороге, которая поставит под угрозу не только жизнь водителя, но и жизни других людей. Именно поэтому так важно вовремя заметить признаки неисправности и отправить авто в сервис. Мало того, для большей безопасности лучше вызвать эвакуатор.

При наихудшем развитии ситуации происходит разгерметизация датчика. В таком случае дальнейшее движение может привести к поломке двигателя. Для восстановления понадобится как минимум капитальный ремонт.

Читать еще:  Чем отличаются двигатели к4м и к7м

Когда происходит разгерметизация, отработанные газы попадают в заборный канал. При торможении лямбда-зонд начинает фиксировать огромное количество молекул кислорода. В результате система впрыска полностью выходит из строя.

Главный признак подобной неисправности — потеря мощности. Лучше всего это заметно на высоких скоростях. При этом постоянно слышится механическое постукивание под капотом. Неприятный запах и рывки также присутствуют.

Особенности диагностики

Иногда за необходимость отключения кислородного датчика принимают иные неисправности, с этим не связанные. Из этого следует, что перед тем, как убирать его, нужно провести тщательную диагностику с использованием сканера. Компьютер покажет, действительно ли проблема в зонде, или причиной неисправностей являются другие изъяны либо их комплекс.

Конечно, есть и самый простой диагностический метод, который заключается в простом отключении зонда и проверка качества работы авто без него. Ожидается, что при удалении датчика двигатель начнет работать хуже или вообще не заведется. Если же никаких изменений нет, значит, датчик кислорода уже давно неисправен и не реагирует на выхлопы должным образом.

Проверка датчика кислорода

Обычно диагностика лямбда зонда производится с помощью вольтметра и омметра или мультиметра, который заменяет сразу оба эти тестера. Чтобы проверить накальную спираль регулятора необходимо отсоединить от колодки контакты 3 и 4 разъема (обычно это коричневый и белый провода) и подключить к их зажимам концы тестера. Если сопротивление спирали составляет не меньше 5 Ом, то это хороший знак.

Также проверка лямбда зонда мультиметром позволяет узнать чувствительность наконечника датчика кислорода. Чтобы узнать термоэлектрические параметры элемента необходимо включить и прогреть двигатель до 70-80 градусов. После этого:

  • Доведите обороты двигателя до 3000 и удерживайте этот показатель на протяжении 3 минут, чтобы датчик разогрелся.
  • Соедините минусовой щуп тестера (сигнальный провод) с массой машины, а второй – с выходом лямбда зонда.
  • Проверьте показания тестера, данные должны варьироваться от 0,2 до 1 В и обновляться до 10 раз за секунду.
  • Резко нажмите на педаль акселератора и отпустите ее, если мультиметр покажет значение в 1 В, а потом резко упадет на ноль, то лямбда зонд в порядке. Если данные на тестере не скачут при нажатии и отпускании педали, а показатели составляют порядка 0,4 – 0,5 В – это свидетельствует о необходимости замены датчика.

Если напряжения вообще нет, то, скорее всего, причина неисправности кроется в проводке, поэтому «прозвоните» мультиметром все провода, которые идут от выключателя зажигания к реле. Полезно! Чтобы более точно уточнить характеристики чувствительности лямбда зонда потребуется профессиональное оборудование – осциллограф.

Если ваш автомобиль оснащен «умной» бортовой системой, то обратите внимание на сигнал «Check Engine», который может выдать следующие ошибки:

  • 0130 – свидетельствует о том, что датчик выдает неверный сигнал.
  • 0131 – очень слабый сигнал датчика.
  • 0133 – лямбда медленно откликается.
  • 0134 – нет вообще никакого отклика.
  • 0135 – неисправность нагревателя лямбды.
  • 0136 – заземление второго датчика замкнуло.
  • 0137 – второй датчик выдает очень низкий сигнал.
  • 0138 – через-чур высокий сигнал второй лямбды.
  • 0140 – обрыв зонда.
  • 1102 – невозможно считать показатели, так как сопротивление элемента слишком низкое или вовсе отсутствует.
Читать еще:  Nissan vanette двигатель не заводиться

Однако перед тем как проверить датчик кислорода лямбда зонд (видео этого процесса представлено ниже) с помощью специального тестера, обратите внимание на его внешний вид. Если на него налипли вещества, которые препятствуют его полноценной работе, то возможно удастся ограничиться ремонтом этого элемента.

Сколько времени работает лямбда-зонд

Первые варианты кислородных датчиков, с двумя проводами, при нормальном режиме эксплуатации работали в районе 50 тыс. км пробега. Новая конструкция зондов с тремя или четырьмя проводами проработает в районе 80 тыс. км. Лямбда-зонды, устанавливаемые в современные автомобили способны отработать до замены около 150 тыс. км.

Отдельный подвид этих датчиков – широкополосные лямбда-зонды, которые проходят не менее 150 тыс. км., обладая рядом преимуществ. Они оборудованы отдельной шкалой вывода, поэтому водитель может в реальном времени видеть, какая смесь подается в двигатель. Это устройство работает во всем диапазоне оборотов и обрабатывает информацию с гораздо большей скоростью. Особенно полезны такие датчики для автовладельцев, которые любят заниматься тюнингом своих моторов.

Видео: Лямбда! Датчик Кислорода и Повышенный расход топлива

В основу работы лямбда-зонда заложен потенциал Нернста, который возникает на контактах датчика, выполненных в виде пористых платиновых толстоплёночных электродов, покрытых слоем керамической шпинели [1] .

Лямбда-зонд порогового типа действует по принципу гальванического элемента/твердооксидного топливного элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины, одновременно являющейся катализатором окислительно-восстановительных реакций. Один из электродов омывается горячими выхлопными газами (внешняя сторона датчика), а второй — воздухом из атмосферы (внутренняя сторона датчика). Эффективное измерение состава отработавших газов лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры выше 300°C. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а гальваническая ячейка начинает работать. Для работы датчика атмосферный кислород нужен в очень небольшом количестве, поэтому, в целом герметичный для воды, датчик делается таким образом, чтобы немного кислорода попадало внутрь со стороны проводки.

Если при работе двигателя и датчика ионы свободного кислорода присутствуют лишь с внутренней стороны элемента, то есть имеется лишь атмосферный кислород, то разогретая ячейка самостоятельно начинает генерировать ЭДС, а значит, на блок управления с датчика начинает поступать электрический ток с определённым напряжением. Это означает для ЭБУ автомобиля, что смесь была «богатой». На практике этому соответствует примерно 0,8-0,9 вольт. Если свободный кислород появляется в составе выхлопа с внешней стороны датчика, то выработка ЭДС снижается, а если кислорода достаточно много, то полностью прекращается, то есть кислород из выхлопа блокирует работу ячейки. Это означает для ЭБУ, что смесь была «бедной». На практике этому соответствует примерно 0,1-0,2 вольт. Если ЭДС стремится к нулю, то это означает что смесь абсолютно бедная, например в двигатель не поступает топливо. Напряжение с датчика 0,45 вольт считается оптимальным, и свидетельствует, что сжигаемая смесь обладает стехиометрическим соотношением топлива и воздуха.

Читать еще:  Двигатель k7m расход топлива

Конструктивно датчики делятся по числу проводов и наличию подогревательного элемента. Датчики без нагревательного элемента используют 1 или 2 провода, с нагревательным элементом — 3 или 4 провода. Первое поколение датчиков разогревалось лишь от выхлопных газов, поэтому начинало давать сигнал сравнительно поздно после старта двигателя. Появившиеся позже датчики с нагревательным элементом стали выводить датчик в рабочее состояние очень быстро, что отвечало возросшим требованиям экологии, а также позволяло использовать датчик, когда температуры выхлопных газов оказывалось недостаточно.

В начале работы, после запуска мотора, лямбда-зонд не выдаёт показаний, и ЭБУ вынужден использовать только карты впрыска, прописанные в нём. Это режим работы без обратной связи, и коррекции топливной смеси по лямбда-зонду в этом режиме нет. Когда с датчика появляется сигнал, то ЭБУ автомобиля переходит в режим работы с обратной связью, при котором исходные топливные карты корректируются с учётом показаний с лямбда-зонда в режиме реального времени.

Сигнал используется системой управления для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14,7:1) соотношения воздушно-топливной смеси.

  • λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
  • λ>1 — бедная смесь;
  • λ Широкополосный лямбда-зонд [ править | править код ]

Разновидность кислородного датчика.

Основная разница зонда с широким диапазоном измерения по отношению к обычным узкополосным λ-зондам — это комбинация сенсорных ячеек и так называемых накачивающих ячеек. Состав его газового содержимого постоянно соответствует λ=1, что для сенсорной ячейки значит напряжение в 450 милливольт. Содержание газа в зазоре и вместе с ним напряжение сенсора поддерживаются посредством различных напряжений, прикладываемых к накачивающей ячейке. При бедной смеси и напряжении сенсора ниже 450 милливольт ячейка выкачивает кислород из диффузионной полости. Если смесь богатая и напряжение выше 450 милливольт, ток меняет своё направление, и накачивающие ячейки транспортируют кислород в диффузионные расщелины. При этом интегрированный нагревающий элемент устанавливает температуру области от 700 до 800 градусов. Датчик типа LSU при погружении в несгоревшую смесь, содержащую одновременно и топливо и кислород, будет указывать на «избыток воздуха», в отличие от порогового, сигнал которого надо интерпретировать как «избыток топлива».

Выходной сигнал широкодиапазонного датчика зависит от его контроллера управления, может быть токовым или потенциальным. Например, выходной ток контроллера широкополосного датчика Ipn и соответствующие значения λ [2] :

Ipn, мА−5.000−4.000−3.000−2.000−1.000−0.5000.0000.5001.0001.5002.0002.5003.0004.000
λ0.6730.7040.7530.8180.9000.9481.0001.1181.2661.4561.7092.0632.5925.211

Основным преимуществом широкополосного зонда по отношению к узкополосному является устранение циклического перехода дискретных показаний «бедная смесь — богатая смесь». Блок управления получает информацию о степени несоответствия смеси оптимальному значению, и это позволяет ему точнее и быстрее корректировать смесь для достижения её полного сгорания без свободного кислорода.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector