— ключ к производительности и экономии топлива

Образование

используются уже более четверти века, начиная с 1980 года, когда появились первые компьютеризированные системы управления двигателем.

Знаете ли вы свои кислородные датчики? Кислородные датчики используются уже более четверти века, начиная с 1980 года, когда появились первые компьютеризированные системы управления двигателем. Датчик кислорода (O2) является частью системы управления подачей топлива. Он контролирует несгоревший кислород в выхлопе. Модуль управления трансмиссией (PCM) использует эту информацию, чтобы определить, является ли топливная смесь богатой (слишком много топлива) или обедненной (недостаточно топлива).

Чтобы обеспечить наилучшие рабочие характеристики, экономию топлива и выбросы, PCM должен постоянно корректировать топливную смесь во время работы двигателя. Он делает это, наблюдая за сигналом датчика (датчиков) O2, а затем увеличивая или уменьшая время включения (выдержку) топливных форсунок для управления подачей топлива.

ВНУТРЕННИЕ НАГРЕВАТЕЛИ
Кислородные датчики не выдают сигнал, пока они не нагреются, поэтому кислородные датчики в большинстве автомобилей последних моделей имеют внутренний нагреватель, который начинает нагревать датчик, как только запускается двигатель. В более старых датчиках O2 первого поколения эта функция отсутствовала, и им требовалось гораздо больше времени для достижения рабочей температуры, что увеличивало выбросы при холодном запуске.

Как только датчик нагреется, циркониевый датчик O2 будет генерировать сигнал напряжения, который может варьироваться от нескольких десятых долей вольта до почти полного вольта. Когда в выхлопе мало несгоревшего кислорода, датчик обычно выдает от 0,8 до 0,9 вольт. PCM считывает это как «богатый» сигнал, сокращает продолжительность импульсов топливной форсунки, чтобы уменьшить подачу топлива, и обедняет топливную смесь.

При наличии большого количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах — что может быть из-за бедной топливной смеси, или если в двигателе есть пропуски зажигания или утечка компрессии — датчик O2 выдает сигнал низкого напряжения (0,3 вольта или меньше) . PCM считывает это как «обедненный» сигнал, увеличивает продолжительность импульсов форсунки и добавляет топливо для обогащения топливной смеси.
Немного другой вариант — датчик O2 титанового типа. Используемый в некоторых старых автомобилях Nissan и Jeep, этот тип датчика изменяет сопротивление, а не выдает сигнал напряжения.

В последние годы конструкция датчиков O2 изменилась. Керамический элемент в форме наперстка в датчиках O2 циркониевого типа был заменен плоским полосовым керамическим сенсорным элементом «плоского» типа.

Основной принцип работы остается прежним (выходное напряжение изменяется по мере изменения уровня O2 в выхлопных газах), но новая конструкция меньше по размеру, намного надежнее и быстрее достигает рабочей температуры. Внешне разницы не видно, т. к. наконечник датчика закрыт вентилируемым металлическим кожухом, но многие датчики О2 от 1997 и выше используют плоскую конструкцию.

Еще одним изменением стало введение «широкополосных» датчиков O2, которые также называются датчиками «воздух/топливо» или датчики A/F. В датчике O2 этого типа также используется плоский керамический элемент внутри, но он имеет дополнительную внутреннюю схему, которая позволяет датчику измерять соотношение выхлопного воздуха и топлива с гораздо более высокой степенью точности. Он может сообщать PCM точное соотношение воздух/топливо, а не только грубую индикацию обогащения или обеднения, как это делают другие датчики O2.

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
В 1996 году автомобили также начали использовать кислородные датчики для контроля работы каталитического нейтрализатора. Датчик O2 «ниже по потоку» размещается либо внутри, либо сразу за нейтрализатором для контроля уровня кислорода после того, как выхлоп прореагировал с катализатором.

Если эффективность работы нейтрализатора падает ниже определенного порога, что может привести к увеличению выбросов, он устанавливает диагностический код неисправности (DTC) для нейтрализатора и включает индикатор Check Engine.

Датчики O2 первого поколения обычно имеют ограниченный срок службы и могут нуждаться в замене для профилактического обслуживания примерно через 50 000–80 000 миль пробега. Датчики O2 на 1996 и более новые автомобили обычно имеют гораздо более длительный срок службы, составляющий более 100 000 миль, и их не нужно заменять, если они не были загрязнены или повреждены.
Когда датчики O2 стареют, они могут становиться вялыми и медленно реагировать на изменения уровня кислорода в выхлопных газах. Типичные симптомы включают снижение расхода топлива и увеличение выбросов выхлопных газов.

Неисправный датчик O2 не должен влиять на запуск двигателя, вызывать пропуски зажигания (если только свечи зажигания не загрязняются углеродом) или вызывать проблемы с остановкой или колебаниями двигателя. Вялый или загрязненный датчик O2 обычно показывает низкий уровень (обедненность) и приводит к тому, что двигатель работает на обогащенной смеси.

Датчики O2 могут быть загрязнены силикатами, если двигатель имеет внутреннюю утечку охлаждающей жидкости, а система охлаждения содержит обычный антифриз с силикатными ингибиторами коррозии.

Датчик O2 также может быть загрязнен фосфором и цинком из моторного масла, если двигатель имеет проблемы с расходом масла (износ направляющих клапанов или поршневых колец).

Если цепь нагревателя внутри датчика O2 выходит из строя или датчик перестает выдавать сигнал из-за внутренней неисправности или неисправности проводки (ослабление или коррозия разъема проводки), обычно устанавливается код датчика O2 (от P0130 до P0147). .

Коды можно считать, подключив сканер к диагностическому разъему автомобиля. Но часто другие проблемы с двигателем будут устанавливать коды, которые могут указывать на неисправность датчика O2, но на самом деле это не так.

Код бедной смеси P0171 или P0174, например, означает, что датчик O2 все время показывает бедную смесь. Настоящая проблема может заключаться не в плохом датчике O2, а, возможно, в утечке вакуума двигателя, низком давлении топлива или грязных топливных форсунках, которые вызывают обедненную работу двигателя. Пропуски зажигания в двигателе, негерметичный выпускной клапан или утечка в прокладке выпускного коллектора, из-за которой воздух попадает в выхлоп, также могут вызвать установку этого типа кода.

Если датчик O2 вышел из строя и нуждается в замене, некоторые датчики для замены на вторичном рынке требуют сращивания проводов датчика для соответствия всем различным типам разъемов OEM. Этот тип датчика O2 обеспечивает больший охват при меньшем количестве деталей.

Другие поставляются с разъемом того же типа, что и оригинал, и их проще установить, но для того же охвата требуется гораздо больше номеров деталей.

Вы когда-нибудь задумывались, что вызывает отказ датчиков O2? По мере старения датчиков O2 они замедляются. Но это обычно не имеет значения, пока датчик не проедет более 75 000 миль. Поэтому, когда датчик O2 выходит из строя преждевременно, причиной часто является загрязнение.

Загрязнения могут поступать из нескольких источников. Если в двигателе имеется внутренняя утечка охлаждающей жидкости (трещина в камере сгорания или негерметичная прокладка головки блока цилиндров), а охлаждающая жидкость содержит силикатные ингибиторы коррозии (которые действуют на обычные охлаждающие жидкости зеленого цвета, но не на охлаждающие жидкости оранжевого цвета с длительным сроком службы, такие как Dex-Cool), силикаты могут попасть в выхлоп и загрязнить датчики O2.

Другим источником загрязнения являются противоизносные компоненты обычного моторного масла. В последние годы количество фосфора и цинка в моторном масле было снижено, чтобы снизить риск загрязнения кислородного датчика и каталитического нейтрализатора.

В каждом двигателе используется небольшое количество масла, и со временем загрязняющие вещества могут накапливаться. По мере того, как двигатель набирает километры, а направляющие клапанов, кольца и цилиндры начинают изнашиваться, расход масла увеличивается. Следовательно, в двигателе с большим пробегом, который использует масло, фосфор и цинк, загрязнение датчиков O2 и каталитического нейтрализатора может быть проблемой.
Если датчики O2 работают вяло или вышли из строя, их, очевидно, необходимо заменить.

Но замена датчиков О2 лишь временно восстановит систему контроля обратной связи по топливу. Если сжигание масла не будет устранено, новые датчики кислорода в конечном итоге постигнет та же участь. То же самое и с забитым каталитическим нейтрализатором.

В этой статье:Выбросы, технические темы

Кислородные датчики для систем управления подачей топлива являются ключевыми

Кислородный датчик (O2) является частью системы управления подачей топлива. Он контролирует несгоревший кислород в выхлопе. Модуль управления трансмиссией (PCM) использует эту информацию, чтобы определить, является ли топливная смесь богатой (слишком много топлива) или обедненной (недостаточно топлива).

Чтобы обеспечить наилучшие характеристики, экономию топлива и выбросы, PCM должен постоянно корректировать топливную смесь во время работы двигателя. Он делает это, наблюдая за сигналом датчика (датчиков) O2, а затем увеличивая или уменьшая время включения (выдержку) топливных форсунок для управления подачей топлива.

Внутренние нагреватели
Кислородные датчики не выдают сигнал, пока они не нагреются, поэтому кислородные датчики в большинстве автомобилей последних моделей имеют внутренний нагреватель, который начинает нагревать датчик при запуске двигателя. В более старых датчиках O2 первого поколения эта функция отсутствовала, и им требовалось гораздо больше времени для достижения рабочей температуры, что увеличивало выбросы при холодном запуске.

Как только датчик нагреется, циркониевый датчик O2 будет генерировать сигнал напряжения, который может варьироваться от нескольких десятых долей вольта до почти полного вольта. Когда в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода, датчик обычно генерирует от 0,8 до 0,9.вольт. PCM считывает это как «богатый» сигнал, сокращает продолжительность импульсов топливной форсунки, чтобы уменьшить подачу топлива, и обедняет топливную смесь.

При наличии большого количества несгоревшего кислорода в выхлопе — что может быть из-за бедной топливной смеси, или если в двигателе есть пропуски зажигания или утечка компрессии — датчик O2 выдает сигнал низкого напряжения (0,3 вольта или меньше) . PCM считывает это как «обедненный» сигнал, увеличивает продолжительность импульсов форсунки и добавляет топливо для обогащения топливной смеси.

Немного другой вариант — датчик O2 титанового типа. Используемый в некоторых старых автомобилях Nissan и Jeep, этот тип датчика изменяет сопротивление, а не выдает сигнал напряжения.

В последние годы конструкция датчиков O2 изменилась. Керамический элемент в форме наперстка в датчиках O2 циркониевого типа был заменен плоским полосовым керамическим сенсорным элементом «плоского» типа.

Основной принцип работы остается прежним (выходное напряжение изменяется по мере изменения уровня O2 в выхлопных газах), но новая конструкция меньше, намного надежнее и быстрее достигает рабочей температуры. Внешне разницы не видно, т. к. наконечник датчика закрыт вентилируемым металлическим кожухом, но многие датчики О2 от 1997 и выше используют плоскую конструкцию.

Еще одним изменением стало введение «широкополосных» датчиков O2, которые также называются датчиками «воздух/топливо» или датчики A/F. В датчике O2 этого типа также используется плоский керамический элемент внутри, но он имеет дополнительную внутреннюю схему, которая позволяет датчику измерять соотношение выхлопного воздуха и топлива с гораздо более высокой степенью точности. Он может сообщать PCM точное соотношение воздух/топливо, а не только грубую индикацию обогащения или обеднения, как это делают другие датчики O2.

Каталитический мониторинг
В 1996 году автомобили также начали использовать кислородные датчики для контроля работы каталитического нейтрализатора. Датчик O2 «ниже по потоку» размещается либо внутри, либо сразу за нейтрализатором для контроля уровня кислорода после того, как выхлопные газы вступят в реакцию с катализатором.
Если эффективность работы нейтрализатора падает ниже определенного порога, что может привести к увеличению выбросов, он устанавливает диагностический код неисправности (DTC) для нейтрализатора и включает индикатор Check Engine.

Датчики O2 первого поколения обычно имеют ограниченный срок службы и могут нуждаться в замене для профилактического обслуживания примерно через 50 000–80 000 миль пробега. Датчики O2 на 1996 и более новые автомобили обычно имеют гораздо более длительный срок службы, составляющий более 100 000 миль, и их не нужно заменять, если они не были загрязнены или повреждены.

Когда датчики O2 стареют, они могут стать вялыми и медленно реагировать на изменения уровня кислорода в выхлопных газах. Типичные симптомы включают снижение расхода топлива и увеличение выбросов выхлопных газов.

Неисправный датчик O2 не должен влиять на запуск двигателя, вызывать пропуски зажигания (если только свечи зажигания не загрязняются углеродом) или вызывать проблемы с остановкой или колебаниями двигателя. Вялый или загрязненный датчик O2 обычно показывает низкий уровень (обедненность) и приводит к тому, что двигатель работает на обогащенной смеси.

Датчики O2 могут быть загрязнены силикатами, если двигатель имеет внутреннюю утечку охлаждающей жидкости, а система охлаждения содержит обычный антифриз с силикатными ингибиторами коррозии.

Датчик O2 также может быть загрязнен фосфором и цинком из моторного масла, если двигатель имеет проблемы с расходом масла (износ направляющих клапанов или поршневых колец).

Если цепь нагревателя внутри датчика O2 выходит из строя или если датчик перестает выдавать сигнал из-за внутренней неисправности или неисправности проводки (ослабление или коррозия разъема проводки), обычно устанавливается код датчика O2 от P0130 до P0147.

Коды можно считать, подключив сканер к диагностическому разъему автомобиля. Но во многих случаях другие проблемы с двигателем будут устанавливать коды, которые могут указывать на неисправность датчика O2, но на самом деле это не так.

Код бедной смеси P0171 или P0174, например, означает, что датчик O2 все время показывает бедную смесь. Настоящая проблема может заключаться не в плохом датчике O2, а, возможно, в утечке вакуума двигателя, низком давлении топлива или грязных топливных форсунках, из-за которых двигатель работает на обедненной смеси. Пропуски зажигания в двигателе, негерметичный выпускной клапан или утечка в прокладке выпускного коллектора, из-за которой воздух попадает в выхлоп, также могут вызвать установку этого типа кода.

Если датчик O2 вышел из строя и нуждается в замене, некоторые датчики для замены на вторичном рынке требуют сращивания проводов датчика для соответствия всем различным типам разъемов OEM. Этот тип датчика O2 обеспечивает больший охват при меньшем количестве деталей.

Другие поставляются с разъемом того же типа, что и оригинал, и их проще установить, но для того же охвата требуется гораздо больше номеров деталей.

Вы когда-нибудь задумывались, что вызывает отказ датчиков O2? По мере старения датчиков O2 они замедляются. Но это обычно не имеет значения, пока датчик не проедет более 75 000 миль. Поэтому, когда датчик O2 выходит из строя преждевременно, причиной часто является загрязнение.

Загрязнения, которые могут вызвать отказ датчика O2, могут поступать из нескольких источников. Если в двигателе имеется внутренняя утечка охлаждающей жидкости (из-за трещины в камере сгорания или негерметичной прокладки головки блока цилиндров) и охлаждающая жидкость содержит силикатные ингибиторы коррозии (которые действуют на обычные охлаждающие жидкости зеленого цвета, но не на охлаждающие жидкости оранжевого цвета с длительным сроком службы, такие как Dex-Cool). ), силикаты могут попасть в выхлоп и загрязнить датчики O2.

Другим источником загрязнения являются противоизносные компоненты обычного моторного масла.