Что такое лямбда зонда auto wikihow
Перейти к содержимому

Что такое лямбда зонда auto wikihow

  • автор:

Лямбда-Зонд

Катализатор5.jpg

Лямбда—зонд (Дат­чик ки­с­ло­ро­да) вы­да­ет элек­т­ри­че­ский им­пульс на сво­их вы­ход­ных кон­та­к­тах в за­ви­си­мо­сти от на­ли­чия или отсут­ст­вия ки­с­ло­ро­да в от­ра­бо­тав­ших га­зах. Ес­ли ки­с­ло­род по­я­вил­ся, смесь со­дер­жит из­бы­ток воз­ду­ха (обед­не­на), ес­ли ки­с­ло­род исчез, смесь со­дер­жит из­бы­ток то­п­ли­ва (обо­га­ще­на). По сиг­на­лу дат­чи­ка элек­трон­ная си­с­те­ма уп­ра­в­ле­ния дви­га­те­лем по­сто­ян­но поддер­жи­ва­ет смесь сте­хио­мет­ри­че­ско­го со­ста­ва.

1 — металлический корпус с резьбой и шестигранником “под ключ”;
2 — уплотнительное кольцо;
3 — токосъемник электрического сигнала;
4 — керамический изолятор;
5 — провода;
6 — манжета проводов уплотнительная;
7 — токоподводящий контакт провода питания нагревателя;
8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха;
9 — электрический нагреватель;
10 — керамический наконечник;
11 — защитный экран с отверстием для отработавших газов.

Этот датчик определяет количество кислорода в отработавших газах, а его электрический сигнал использует ЭБУ, который соответственно изменяет количество впрыскиваемого топлива. Принцип действия датчика заключается в способности пропускать через себя ионы кислорода. Если содержание кислорода на активных поверхностях датчика (одна из которой контактирует с атмосферой, а другая с отработавшими газами) значительно отличается, происходит резкое изменение напряжения на выводах датчика. Иногда устанавливают два датчика концентрации кислорода: один — до нейтрализатора, а другой — после.
Для того чтобы катализатор и датчик концентрации кислорода могли эффективно работать, они должны быть прогреты до определенной температуры. Минимальная температура, при которой задерживается 90 % вредных веществ, составляет порядка 300 °С. Необходимо также избегать перегрева нейтрализатора, поскольку это может привести к повреждению наполнителя и частично блокировать проход для газов. Если двигатель начинает работать с перебоями, то несгоревшее топливо догорает в катализаторе, резко увеличивая его температуру. Иногда может быть достаточно нескольких минут работы двигателя с перебоями, чтобы полностью повредить нейтрализатор. Вот почему электронные системы современных двигателей должны выявлять пропуски в работе и предотвращать их, а также предупреждать водителя о серьезности этой проблемы. Иногда для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора после пуска холодного двигателя применяют электрические нагреватели. Датчики концентрации кислорода, применяющиеся в настоящее время, практически все имеют нагревательные элементы.
В современных двигателях, с целью ограничения выбросов вредных веществ в атмосферу во время прогрева двигателя, предварительные каталитические найтрализаторы устанавливают максимально близко к выпускному коллектору, чтобы обеспечить быстрый прогрев нейтрализатора до рабочей температуры. Кислородные датчики установлены до и после нейтрализатора.
Для улучшения экологических показателей работы двигателя необходимо не только совершенствовать нейтрализаторы отработавших газов, но и улучшать процессы, протекающие в двигателе. Содержание углеводородов стало возможным снизить за счет уменьшения «щелевых объемов», таких как зазор между поршнем и стенкой цилиндра над верхним компрессионным кольцом и полостей вокруг седел клапанов.

Распределенный впрыск 76.jpg

Зависимость эффективности действия нейтрализатора от коэффициента избытка воздуха

Тщательное исследование потоков горючей смеси внутри цилиндра с помощью компьютерной техники дало возможность обеспечить более полное сгорание и низкий уровень СО. Уровень NOx был уменьшен с помощью системы рециркуляции отработавших газов путем забора части газа из выпускной системы и подачи его в поток воздуха на впуске. Эти меры и быстрый, точный контроль за работой двигателя на переходных режимах могут свести вредные выбросы к минимуму еще до катализатора. Для ускорения прогрева каталитического нейтрализатора и выхода его на рабочий режим используется также способ вторичной подачи воздуха в выпускной коллектор с помощью специального электроприводного насоса.
Другим эффективным и распространенным способом нейтрализации вредных продуктов в отработавших газах является пламенное дожигание, которое основано на способности горючих составляющих отработавших газов (СО, СН, альдегиды) окисляться при высоких температурах. Отработавшие газы поступают в камеру дожигателя, имеющую эжектор, через который поступает нагретый воздух из теплообменника. Горение происходит в камере, а для воспламенения служит запальная свеча.

датчик кислорода (лямбда зонд) проверяем подручными средствами лада калина1 и лада гранта FL

Диагностический датчик концентрации кислорода (ДДК) или ДК2
Так-же можно проверить И Управляющий датчик концентрации кислорода (УДК) ДК1

применяется в системе управления двигателем, выполненной под нормы токсичности Euro-З. ДДК установлен в катколлекторе после каталитического нейтрализатора отработавших газов. Принцип работы ДДК такой же, как и УДК. Сигнал, генерируемый ДДК, указывает на наличие кислорода в отработавших газах после нейтрализатора. Если нейтрализатор работает нормально, показания ДДК будут значительно отличаться от показаний УДК. Напряжение выходного сигнала прогретого ДДК при работе в режиме замкнутого контура и исправном нейтрализаторе должно находиться в диапазоне от 590 до 750 мВ.
Поскольку этот датчик анализирует состав отработавших газов, прошедших через каталитический нейтрализатор, то это позволяет ему реагировать на значительно меньшие изменение содержания кислорода и более точно корректировать состав смеси и, соответственно, существенно влиять на общий расход топлива.
Загорелся «Check Engine»
что делать?!
первое, едем к диагносту,
если есть возможность, делам диагностику самостоятельно
и так,
компьютер нам показывает
ДК после нейтрализатора, обрыв цепи сигнала
ДК после нейтрализатора неисправен
или что в этом роде; ДК нейтрализатора, неисправность нагревателя
дальше то что?
бежать в магазин и покупать дорогую деталь?!
я думаю что не стоит паниковать, вполне можно проверить, работоспособность, или исправность цепи питания ДК, самостоятельно,
из подручных инструментов нам понадобится, лампочка на 12 вольт, в моём случаи, светодиод
вольтметр «мультиметр» в режиме измерения, постоянного напряжения, поставить на 20 вольт
кусок провода
дальше
Отсоединяем колодку жгута проводов от колодки датчика концентрации кислорода

в моём случаи,
достаточно было почистить контакты «разъёмы»
ошибка сброшена с помощью программы,
больше, не беспокоит!
Опорное напряжение на контактах А и С — гаранта кросс Е-газ

Что такое лямбда-зонд и зачем он нужен в автомобиле

Лямбда-зонд, или кислородный датчик, — важный компонент выхлопной системы автомобиля. Его основная цель — измерить состав отработавших газов и передать эту информацию на главный компьютер для эффективной работы двигателя

Фото: Максим Стулов / ТАСС

Фото: Максим Стулов / ТАСС

  • Что это
  • Где находится
  • Виды
  • Неисправности

Эксперт в этой статье: Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan

Что такое лямбда-зонд

Лямбда-зонд — это электронный датчик для измерения состава продуктов сгорания, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания. Свое название он получил по букве греческого алфавита λ (лямбда), которую в автомобилестроении используют для обозначения коэффициента избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (ТВС).

Работа двигателей внутреннего сгорания строится на принципе воспламенения воздуха и топлива. Для стабильной работы мотора важно приготовить смесь в нужных пропорциях. Эталонное, или стехиометрическое, весовое соотношение этих двух компонентов составляет 14,7:1 (воздух/топливо). В этом случае лямбда равна единице. При отклонении этого значения говорят об обедненной или обогащенной смеси.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

Оба состояния одинаково вредны для мотора. Например, слишком бедная смесь, та, в которой больше кислорода, будет проявляться провалами, рывками и существенным снижением мощности. Если ситуация противоположная, то вырастет расход топлива, возможны пропуски зажигания. Фиксируя количество кислорода на выходе ,датчик передает информацию главному компьютеру, который принимает решение, как скорректировать подачу топлива в камеру сгорания.

В автомобилестроении кислородные датчики применяют с конца 1970-х годов. Изобретение принадлежит компании Bosch, а первыми серийными моделями, на которые ставились лямбды, стали Volvo серии 240/260 для рынка США. Сегодня в конструкции авто может быть от одного до четырех таких датчиков. Их основные задачи:

  • контроль уровня кислорода в выхлопных газах;
  • передача информации электронному блоку управления (ЭБУ) о том, насколько полно сгорает ТВС;
  • обратная связь от каталитического нейтрализатора;
  • снижение уровня вредных выбросов;
  • повышение производительности мотора.

Каждый лямбда-зонд соответствует определенной марке и модели авто, поскольку его работа напрямую связана с «мозгами» машины. Подбирают элемент по VIN- номеру или по году, объему мотора и мощности.

Где находится лямбда-зонд

Лямбда-зонд обычно расположен в выхлопной системе автомобиля. В современных авто используют сразу несколько датчиков, которые можно найти как под капотом, так и на выхлопной трубе.

Первый располагается рядом с двигателем. Его хорошо видно, и он легко заменяем — это небольшой цилиндрический элемент, вкрученный в выпускной коллектор (иногда их сразу два). Основная задача такого лямбда-зонда — считывать информацию об уровне кислорода и вредных примесей в отработанных газах до их очистки каталитическим нейтрализатором. Второй зонд крепится под днищем автомобиля к выхлопной трубе до глушителя. Он фиксирует показатели после катализатора и также отправляет информацию ЭБУ. Электроника сравнивает два потока данных на предмет разницы.

Фото: Shutterstock

Фото: Shutterstock

В более старых автомобилях, как правило, только один нижний датчик. В конструкции современных моделей с двигателем объемом 1,6 л и более предусмотрена система из двух лямбда-зондов. Автомобили с двойным выхлопом оснащаются тремя-четырьмя элементами. Два перед катализатором, ближе к двигателю, и по одному на каждую трубу выпускного коллектора.

В некоторых случаях в конструкцию датчика вводят дополнительный элемент — обманку. Это может быть некая металлическая проставка или электронный эмулятор. Чаще ее ставят на вторую лямбду. Таким образом удается обмануть ЭБУ об уровне кислорода и чистоте выхлопов. Подобная манипуляция может потребоваться в случае удаления катализатора или его неисправности. В противном случае компьютер автомобиля будет постоянно сигнализировать о проблеме (горящий Check на панели), что может негативно сказаться на продуктивности мотора.

Виды лямбда-зондов

Наиболее распространенные виды кислородных датчиков — из диоксида циркония и широкополосные. Реже встречают титановые. По количеству контактов бывают датчики с одним проводом (сигнальным) или сразу четырьмя, включая заземление и подогрев. Тип крепления элемента также варьируется. Наиболее распространен винтовой, когда датчик просто вкручивается в выхлопной коллектор, но может быть крепление и на фланец. Вот нюансы работы наиболее распространенных сегодня кислородных датчиков:

Циркониевый лямбда-зонд

Особенность этого датчика в том, что он сам генерирует напряжение. Электрический разряд возникает из-за разницы уровня кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Рабочая температура циркониевой лямбды от 300 градусов Цельсия, ниже этого значения он просто не заработает. Первые модели таких датчиков нагревались исключительно от тепла выхлопов. Таким образом, элементу требовалось время, и двигатель работал определенный промежуток вслепую. Благодаря системе подогрева, которая сегодня монтируется внутри кожуха, рабочая температура достигается почти сразу, что особенно актуально в зимнее время. Соответственно, слепой промежуток в современных моделях сведен к минимуму. Главные рабочие элементы циркониевого лямбда-зонда это:

  • твердый электролит из диоксида циркония;
  • внутренний и внешний электроды;
  • защитный колпак с перфорацией;
  • нагревательный элемент.

Конструктивно внутренняя часть керамики сообщается с воздухом, а ее внешняя поверхность с отработанными газами. Разница в концентрации молекул кислорода снаружи и внутри формирует сигнальное напряжение в 0,45 В (в этом случае лямбда равна единице). В случае отклонения значений ЭБУ дает команду исполнительным механизмам увеличить или уменьшить подачу топлива в зависимости от показаний.

Титановый датчик кислорода

Такой датчик не сообщается с атмосферой и не генерирует электрический ток. В отличие от циркониевого, титановый снижает свое сопротивление, когда двигатель богат топливом, и увеличивает его, когда топливо обеднено. Рабочая температура титанового лямбда-зонда начинается от 700 градусов Цельсия. Сегодня такие элементы применяют в ограниченном количестве моделей авто, главным образом из-за дороговизны.

Широкополосный лямбда-зонд

Конструктивно такой элемент сложнее двух предыдущих, но зато он точнее. Главное отличие от циркониевого в том, что широкополосный элемент показывает величину обеднения или обогащения смеси, а не просто сам факт отклонения от нужных значений.

Датчик коленвала: что это и как его проверить

Фото: Shutterstock

Такой лямбда-зонд состоит из двух камер: измерительной и насосной. В первой за счет разного напряжения поддерживается эталонный состав. Отработанные выхлопные газы из коллектора проникают в специальную диффузионную щель, где происходит их дожигание. Далее датчик кислорода измеряет эталонные значения в измерительной камере и показатели из диффузионной щели. Полученные результаты отправляются ЭБУ. Рабочая температура широкополосного датчика не менее 600 градусов Цельсия. Для этого в его конструкции также используется система подогрева.

Признаки неисправности лямбда-зонда

В отличие от масляных и воздушных фильтров датчики кислорода не требуют регулярной замены, но в случае поломки покупка нового элемента неизбежна. В целом это уязвимая деталь. Лямбда все время находится в крайне агрессивной среде: ее поверхность раскалена до высоких температур, на датчик воздействует сильное давление, вибрации, не меньшую роль играет качество топлива и, в частности, присадки в нем. В случае неисправности лямбда-зонда на приборной панели загорается лампочка Check Engine. Чтобы точно диагностировать проблему, специалисты в сервисе считают ошибку, но иногда может помочь простой визуальный осмотр.

Например, сажевые отложения на защитном кожухе характерны для мотора, работающего продолжительное время на переобогащенной смеси. Серый или белый налет указывает на чрезмерное количество присадок в моторном масле и топливе. Блестящие отложения говорят об избытке свинца, который образуется при использовании некачественного топлива.

В среднем производители автомобилей рекомендуют проводить замену кислородных датчиков с интервалом 50–100 тыс. км в зависимости от типа рабочего элемента. Как правило, верхний (установленный до катализатора), выходит из строя быстрее.

Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan:

«Глобально проблем с лямбда-зондом может быть всего две: это нарушение проводки или внутренняя неисправность самого датчика, поскольку он не разборный.

Определить наличие неисправности легко — помимо сигнала Check, будет наблюдаться повышенный расход топлива, пропадание мощности при ускорении, сильный запах из выхлопной трубы и перепады оборотов ДВС.

Неисправный датчик начнет отправлять неправильные показания в блок управления ДВС. Головной компьютер корректирует неустойчивую работу ДВС, поднимает обороты и дополнительно обогащает смесь. В результате увеличивается расход топлива. В дальнейшем это может привести к выходу из строя свечей зажигания».

Эмулятор Лямбда-Зонда

Эмулятор.jpg

Из описания работы Лямбда-зонда ясно, что он, реагируя на количество кислорода в выхлопных газах, выдает напряжение 0,1 – 0,2В (бедная смесь) или 0,8-0,9В (богатая смесь). Электронный Блок Управления (ЭБУ) двигателя постоянно меняет количество впрыскиваемого топлива – бедную смесь обогащает, богатую обедняет. Таким образом поддерживается оптимум, а сигнал на Лямбда-зонде при этом выглядит (можно посмотреть осциллографом) как серия импульсов равной длительности, почти прямоугольной (важно!) формы, размахом от 0,1 – 0,2В до 0,8-0,9В.
Так все и работает, пока замкнута цепь авторегулирования, включающая в себя двигатель с «обвеской», ЭБУ и Лямбда-Зонд. Цепочка начинает плохо работать, если озаботиться экономией и экологией и поставить газобаллонное оборудование (ГБО).
Для двигателя с моновпрыском, вполне достаточно простой эжекторной системы. Только вот желтая лампочка Check Engine начинает гореть постоянно, а при езде на бензине появляется солидный перерасход.

Бытует мнение, что это виноват газ. Якобы Лямбда-Зонд «приучен» к бензину, а «на газу он сходит с ума».
На самом деле всё гораздо проще. Лямбда-Зонду не важно, какое топливо сгорает. Он продолжает так же исправно реагировать на количество кислорода в выхлопе. Вот только его реакция никак не сказывается на работе двигателя – ведь цепь авторегулирования разорвана. Если раньше, в ответ на сигнал о богатой смеси, ЭБУ сокращало подачу бензина (на меньшее время включая форсунку) , а на сигнал о бедной – обогащало, поддерживая стехиометрическую смесь, то при работе с газом ЭБУ никак не может повлиять на эжекторную систему ГБО.
Видя, что реакции нет ЭБУ зажигает лампочку Check Engine и переходит на режим «аварийной» работы. При езде на газе это никак не влияет на его расход, поскольку он определяется настройкой ГБО. Но при переключении на бензин расход резко возрастет потому, что «аварийный режим» остается в памяти ЭБУ.
Для нормальной работы двигателя на газе как раз и нужен Эмулятор Лямбда-Зонда. Его задача — обмануть ЭБУ, при работе на газе показать, что всё в порядке. Делает это он очень просто: выдает сигнал, похожий на реакцию реального Лямбда-зонда при нормальной работе.
Эмулятор выдаст 0,1В, ЭБУ начнёт обогащать смесь, эмулятор выдаст 0,9В. ЭБУ начнет обеднять смесь, как это и бывает, при работе на бензине. Таким образом, лампочка Check Engine не загорается, а ЭБУ в аварийный режим не переходит.
Можно купить готовый эмулятор, можно изготовить самому по простой схеме, главное – правильно подключить.

Простая схема Эмулятора Лямбда-Зонда

ЭмуляторСхема.jpg

Эмулятор лямбда-зонда собран на самой популярной микросхеме. Резистор R1 устанавливает частоту импульсов (1-2 в секунду), светодиод индицирует работу устройства. При нормальной работе напряжение на нем не превышает 1,8В. На резисторе R6 будет ровно половина, т.е 0,9В или 0В.

Схема получает питание от выключателя ГБО, реле срабатывает и соединяет выход устройства (К2) со входом ЭБУ(К3).
При выключении ГБО реле отпускает и вход ЭБУ соединяется с лямбда зондом (К1), т.е устройство включается в разрыв провода от Лямбда-зонда на ЭБУ.
В продаже имеется множество вариантов. Некоторое производители внедряют дополнительно два-три светодиода, сигнализирующие о качестве смеси.
Сделать это не сложно, ведь Лямбда-зонд продолжает выполнять свои функции в части выдачи сигнала. Значит если подключить к Лямбда-зонду два пороговых устройства — одно на 0,1В, другое на 0,9В то они будут в соответствующие моменты зажигать соответствующие светодиоды.
Таким образом можно в первом приближении определить качество смеси при работе на газе.
Итак, если вы решили поставить эжекторное ГБО на двигатель с «моновпрыском» без Эмулятора Лямбда-Зонда вам не обойтись.
Во всех остальных случаях (замена неисправного Л-З или что-то подобное) он абсолютно бесполезен.

Материал подготовлен при участии Бориса Салостей

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *