что это такое в машине, устройство, как работает, за что отвечает, фото

Лямбда-зонд в автомобиле – это датчик кислорода, который измеряет концентрацию этого газа в выхлопе. Это надо для того, чтобы топливная смесь была наиболее эффективной для работы двигателя, а вредные выбросы в окружающую среду – минимальные. Ведь в наше время машина должна быть не только мощной, но и экологичной.

Вообще эта деталь получила своё название по греческой букве λ, которая обозначает такой показатель, как избыток воздуха в топливно-воздушной смеси.

В устройстве любого авто находится немало различных датчиков, которые постоянно мониторят состояние элементов и узлов. Если сравнивать составляющие детали авто с организмом человека, то кислородный датчик – это дыхательная система. Сейчас чаще всего применяют электромеханический датчик кислорода (хотя существуют и другие виды), внутренний электрод которого сделан из циркония, который работает при температуре 1000°С. В кислородном датчике создаётся разное напряжение в зависимости от содержания кислорода в выхлопных газах и снаружи.

Попов Андрей Геннадьевич

Автослесарь, стаж работы 19 лет

Задать вопрос

Отмечу, что при запуске и прогреве мотора в холодное время года управление впрыском топлива происходит без датчика кислорода, а основываясь на температуре антифриза, количестве оборотов коленчатого вала и положении дроссельной заслонки.

Находится это устройство в выпускном коллекторе (большие трубы у мотора), сразу перед катализатором (деталь, которая уменьшает выброс вредных газов).

Если датчик будет неисправен, то расход бензина возрастёт, динамика упадёт, мотор начнёт работать нестабильно, а выбросы выхлопных газов станут токсичнее.

И на самом деле, если спросить любого грамотного специалиста, почему падает мощность мотора, то в первую очередь он вам скажет, что надо проверить лямбда-зонд – кислородный датчик. В крайних случаях его меняет целиком (это дорогое удовольствие!), но на практике это в большинстве случаев можно исправить. Но малок то знает, что именно за зверь такой – лямбда, как и что в этой вещице работает. Я вам всё объясню как можно понятнее.

В статье: что такое лямбда-зонд, устройство, принцип работы, виды, для чего служит, где находится, признаки и причины неисправностей, как проверить кислородный датчик, как устранить поломку, какой фирмы лучше брать и что такое обманка лямбда-зонда. Обещаю, будет интересно!

Что такое лямбда-зонд в автомобиле?

Что это такое в машине? Лямбда-зонд – это специальный датчик остаточного кислорода в выхлопной системе, который постоянно «мониторит» содержание кислорода в выпускном коллекторе. Датчик замеряет количество несгоревшего кислорода или топлива в выхлопном газе. Это необходимо для приготовления оптимальной топливной смеси и снижения выброса вредных веществ в атмосферу.

Многие спрашивают, к какой системе относится лямбда-зонд. Отвечаю. Лямбда-зонд относится к выхлопной системе автомобиля.

Запомните! Лямбда-зонд и кислородный датчик — это одно и тоже.

Как называется лямбда-зонд по-другому? Вот ещё правильные названия этого датчика: регулятор лямбда, λ-зонд, ЛЗ, O₂ датчик, Lambda probe, Oxygen sensor, датчик кислорода, датчик концентрации кислорода в отработавших газах, кислородник.

Почему так назвали этот интересный датчик? Это слово произошло от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении означает коэффициент избытка кислорода в топливно-воздушной смеси или соотношение воздуха и топлива. А термин зонд от французского слова sonder, которое переводится – исследовать.

Как и что измеряет лямбда-зонд? Замер кислорода происходит весьма интересным методом – определяется остаток этого газа в выхлопном газе. Причём здесь показания довольно точные. Вот поэтому лямбда-зонд и установлен в выхлопной системе.

Когда состав топливно-воздушной смеси идеален (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива), то коэффициент избытка воздуха будет равен 1. Это означает, что топливная смесь — стехиометрическая и её сгорание происходит полностью. А всего различают 3 типа топливно-воздушной смеси: стехиометрическая (λ=1), переобогащённая (λ<1) и обеднённая (λ>1). Отмечу, что мотор может работать на любом из этих типов топлива, всё зависит от множества факторов. К примеру, на «богатой» смеси мотор будет работать на полной мощности, но и потребление топлива здесь будет максимальным. А если топливная смесь оптимальная, то потребление горючего и выбросы токсичных газов будут минимальны. Но если отклонения от стехиометрической смеси будут высокие, то это приведёт к поломке ДВС и выпускной системы.

На практике мотор не всё время работает на оптимальной топливно-воздушной смеси, но он безостановочно стремится к этому. Постоянно обеспечивать идеальные пропорции смеси невозможно, слишком много факторов на это влияет. Регулирование состава смеси обеспечивает ЭБУ – электронный блок управления.

ЭБУ двигателя

Сколько лямбда-зондов в автомобиле? Один, два или четыре. Они требуются для обеспечения высокой точности анализа выхлопных газов, чтобы обеспечить приготовление оптимальной топливной смеси и контроль эффективности катализатора. Наличие двух датчиков увеличивает расходы на обслуживание, потому что стоят они недёшево, а менять их рекомендуют каждые 3 года эксплуатации автомобиля.

Если кислородный датчик зафиксировал повышенное содержание кислорода, то значит, что надо добавить больше топлива. А если наоборот – то надо уменьшить его подачу.

Рассмотрим подробнее, какое назначение датчика кислорода и где он расположен.

Для чего нужен лямбда-зонда на авто?

Для чего предназначен лямбда-зонд? Он применяется для передачи информации о наличии примесей в выхлопном газе в электронный блок управления двигателя. Это позволяет удерживать оптимальный состав топлива и воздуха в горючей смеси, которая поступает в мотор автомобиля.

Лямбда-зонд меряет количество остаточного кислорода в отработавших газах. Идеальный состав: 14,7 частей кислорода к 1 части топлива. А чтобы поддерживать такой баланс, в систему питания встроен электронный впрыск, кислородный датчик встроен в цепь обратной связи. Значение электронного блока управления впрыска горючего – это изменение состава рабочей смеси для подачи в цилиндры ДВС.

Какую функцию выполняет ещё лямбда-зонд? Он является контролёром в выпускном тракте в системе питания с электронным впрыском топлива.

За что ещё отвечает лямбда зонд до катализатора? Он создаёт благоприятные условия для катализатора, чтобы он смог эффективно отфильтровать вредные выбросы. Это вторая важная функция, которую выполняет кислородный датчик.

Многие спрашивают, для чего нужен второй лямбда-зонд? И вправду, зачем два лямбда-зонда, если с функцией может справиться и один? Первый лямбда-зонд отвечает за анализ оптимального состава смеси, а второй – за проверку корректной работы катализатора и повторной проверки горючей смеси. Если он не будет эффективно работать, то катализатор быстро сломается. Поэтому лямбда-зонд играет немаловажная роль в автомобиле, защищая катализатор от поломки.

Отмечу, что два датчика кислорода применяется во многих современных автомобилях (с наличием рядного мотора). Первый лямбда-зонд находится до каталитического нейтрализатора (верхний), а второй – после него (нижний). Причём они могут быть одинаковыми, но функции они выполняют разные. Также к двум кислородникам в автомобиль встраиваются дополнительные датчики (температуры и др.), что помогает улучшить работу катализатора и поддерживать оптимальный состав горючей смеси.

А где стоит лямбда-зонд? Ответ ниже.

Где находится?

Чтобы выяснить расположение и количество кислородных датчиков в автомобиле, можно заехать на станцию техобслуживания, где после диагностики вам выдадут снимок дна с отмеченными кислородниками. Если вам хочется сэкономить деньги, то ознакомьтесь ниже с полезной информацией о расположении лямбда-зондов.

Датчики кислорода устанавливают как под днище машины, так и под капотом.

Если ваш авто был выпущен более 15-20 лет назад, то вероятнее всего у него только 1 лямбда-зонд. Ну а если автомобиль относительно новый, то в нём 2 или 4 кислородных датчика.

Теперь перейдём к объёму мотора, от этого будет зависеть количество датчиков.

1. Если он менее 2 литров, то в машине 2 датчика. Один под капотом, а другой под днищем.
2. Если объём двигателя более 2 литров, то в автомобиле 4 лямбда-зонда. Первые 2 находятся под капотом, а два других – под днищем.

Чтобы вживую увидеть, где установлен лямбда-зонд, надо выполнить следующие действия:

1. Следует открыть капот автомобиля.
2. Определите, где находится двигатель. Как правило, он расположен примерно посередине, сверху он закрыт пластмассовой крышкой с названием марки авто.
3. Найдите, где находится выпускной коллектор. Это трубы большого размера, которые находятся у мотора.
4. На этом коллекторе вы должны найти маленькую цилиндрическую деталь длиной 6-7 см. Поздравляю, вы нашли лямбда-зонд. Если их 2, то один будет слева, а второй – справа.
5. Другой лямбда-зонд находится в выпускной системе, под днищем автомобиля. У каждой модели месторасположение различается. Если их там 2, то один стоит перед катализатором, а второй – после него.

Теперь рассмотрим, какие бывают лямбда-зонды.

Виды

Чтобы датчик получил электронный сигнал о составе выхлопного газа, внутри него встроен специальный твёрдый электролитический элемент. И в зависимости от того, из какого материала состоит эта деталь, лямбда-зонды бывают следующих видов.

Циркониевый

Это самый популярный тип кислородного датчика. Изготавливается на основе диоксида циркония (ZrO₂). Также в состав этого датчика входит керамическая составляющая, легирована оксидом иттрия. Сверху он покрыт платиновыми электродами, которые играют защитную роль, а также проводят электрические импульсы. Платиновые пористые электроды дополнительно являются катализатором окислительных восстановительных реакций.

Внешняя часть циркониевого датчика взаимодействует с нагретыми выхлопными газами, а внутренняя – с окружающим воздухом. Лямбда-зонд хорошо защищён от воды, но в него попадает немного воздуха (это необходимо для корректной работы).

Принцип работы циркониевого лямбда-зонда основан на работе гальванического (либо твёрдооксидного) топливного элемента с твёрдым электролитом. Такой датчик может выявить только относительное количество кислорода в топливе.

Обращу ваше внимание, что такой датчик начинает проводить импульсы только при его нагреве более 300-400°C. И таким образом, если указанная температура не будет достигнута, то циркониевый датчик будет выдавать ошибку, пока не прогреется. Керамический изолятор с нагревателем позволяет лямбда-зонду прогреться быстрее. Датчик из циркония устанавливается перед каталитическим нейтрализатором.

Стрелецкий Игорь Павлович

Диагност , стаж работы 15 лет

Задать вопрос

Внимание! Если датчик нагреется до температуры более 950°C, то он перегреется и выйдет из строя.

Лямбда-зонд сам по себе создаёт положительное или отрицательное напряжение. А опорное напряжение в нём – 0,45 В. Оно имеет меняющийся диапазон от 0,1 В до 0,9 В. Главное отличие циркониевого датчика от титанового — в способности самостоятельно создавать напряжение.

Важно знать, что к такому датчику нельзя присоединять какие-либо сторонние провода, потому что в изоляции находятся каналы, по которому проходит эталонный кислород. В ином случае кислородный датчик будет некорректно работать.

Титановый

Такой лямбда-зонд визуально похож на вышеуказанный, но начинка здесь сделана из диоксида титана. При изменении количества кислорода в смеси изменяется проводимость титанового наконечника. Сигнал об этом поступает в электронный блок управления.

Отмечу, что титановый датчик начинает работать при температуре от 700°C, поэтому здесь установлен нагреватель. Титановый лямбда-зонд работает без доступа кислорода из атмосферы.

Поскольку титановый кислородный датчик имеет сложный механизм, он стоит дорого, поэтому этот датчик среди автолюбителей не так популярен. Но, несмотря на это, их включают в конструкцию многих продаваемых машин.

Далее рассмотрим, чем отличаются лямбда-зонды по своей конструкции.

Узкополосный и широкополосный

Узкополосный не может выявить малые отклонения в содержании кислорода. По-другому он называется двухточечным. Он определяет количество кислорода в выхлопном газе. Он применяется только на входе и выходе, когда как широкополосный устанавливается только на входе.

Широкополосный датчик – это более современный тип кислородного датчика. Он может не только выявлять, богатая или бедная смесь подаётся в двигатель, а также величину отклонения от эталонных значений.

А широкополосный тип датчика дополнительно имеет 2 ячейки: измерительную и насосную. Конструкция датчика держит постоянное напряжение. В измерительном блоке имеется газ, коэффициент избытка кислорода (λ) в котором равен единице. Когда ДВС работает на обеднённой топливной смеси, то насосная камера выносит лишний кислород наружу, а если на обогащённой, то происходит пополнение смеси кислородом из внешней атмосферы. То есть, когда в смеси – избыток кислорода, то напряжение возрастает, а при недостатке O2 — уменьшается. Значение силы тока здесь является детектором коэффициент избытка кислорода в отработавших газах. Напряжение здесь всегда стремится к эталонному значению (450 мВ).

Воздух проходит здесь через диффузионный зазор. Для перемещения кислорода внутрь и наружу меняется направление тока, а его значение пропорционально объёму газа.

Широкополосный датчик работает только при температуре более 600°C, этому способствует установленный в него нагревательный элемент. Устройство выглядит в виде электрода с двумя концами, которые контактируют с отработавшими газами и атмосферой.

Широкополосный датчик определяет коэффициент избытка воздуха точнее и быстрее и точнее, чем узкополосный: от 0,7 до 1,6. Это обеспечивается сенсорными и накачивающими ячейками.

По конструкции

По конструкции датчики различаются по количеству проводов и наличию нагревателя. Если лямбда-зонд не имеет нагревателя, то используется один или два провода. Если с нагревателем, то количество проводов 3-4.

Более старые версии кислородных датчиков были без нагревательного элемента, они разогревались от выхлопных газов через длительное время после запуска мотора. Более новые модели датчиков имеют в наличии нагреватель, поэтому он начинает работать гораздо быстрее.

Рассмотрим подробнее, как устроен лямбда-зонд, из чего состоит.

Устройство лямбда-зонда

Что внутри лямбда-зонда? За основу взят циркониевый тип датчика. В состав кислородного датчика входят следующие детали:

• Корпус.
• Внутренний электрод. Взаимодействует с атмосферой.
• Наружный электрод. Контактирует с отработавшими газами.
• Твёрдый электролит из диоксида циркония. Находится между электродами.
• Нагревательный элемент (спираль накаливания). Быстро подогревает кислородный датчик до температуры 300°C , это нужно для его запуска.
• Защитный корпус. Защищает наконечник, имеет отверстия для проникновения отработавших газов.
• Стальной корпус с резьбой для надёжной фиксации.
• Контакт, проводящий электрический импульс.
• Уплотнительное кольцо.
• Изолятор из керамики.
• Проводка.
• Манжета проводов.
• Защитный экран. В нём есть отверстие для выхлопных газов.

Для производства лямбда-зонда применяются очень термостойкие материалы, потому что устройство может работать только при экстремальных температурах.

Лямбда-зонд – это электрическая деталь, сквозь которую проходят выхлопные газы. Самый важный элемент датчика – это наконечник, который сделан из циркония, керамики и платиновым напылением. Внутренний защитный щиток контактирует с выхлопным потоком, а наружный – изнутри. Поскольку снаружи и внутри количество кислорода различается, то создаётся различающаяся разность напряжения.

Видео: Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Копнём глубже и разберёмся, как работает кислородный датчик.

Принцип работы

Как я уже говорил ранее, лямбда-зонд измеряет только количество кислорода в отработавших газах. Через сколько минут начинает работать лямбда-зонд? Всё зависит, как он быстро прогреется до температуры 300-350°С. Если в нём есть нагревательный элемент, то кислородник начнёт работать значительно быстрее. Именно при повышенной температуре электролит датчика начинает проводить электричество.

Попов Андрей Геннадьевич

Автослесарь, стаж работы 19 лет

Задать вопрос

Что делает лямбда-зонд? Датчик производит измерение остаточного кислорода и сравнивает его объём с эталонным значением. При отклонении он начинает генерировать пониженное или повышенное выходное напряжение на электродах, что передаётся в электронный блок управления. На основе этих данных в горючее либо обедняется, либо обогащается.

А как же быть с тем, что после поворота ключа зажигания лямбда-зонд не работает, пока не прогреется? Коррекция состава топливно-воздушной смеси происходит на основе сигналов с таких датчиков, как обороты коленчатого вала ДВС, температура антифриза и положение дроссельной заслонки.

Расскажу более подробно о самом принципе работе устройства. Поскольку в кислороде находятся отрицательные ионы, они накапливаются на электродах с платиновым напылением. Когда температура лямбда-зонда достигает отметки 350°C, то разность потенциалов на электродах формирует напряжение.

Если кислорода в выхлопе много, то смесь считается бедная. Когда происходит сравнение с содержанием O2 с содержанием его в атмосфере, то формируется небольшая разность потенциалов. Образуется невысокое напряжение, которое равно 0,1-0,4 В.

Если кислорода в выхлопных газах мало, то смесь считается богатая. В этом случае формируется высокая разность потенциалов. Напряжение в этом случае достигает отметки 0,5-0,9 В.

Что происходит дальше? Первый (верхний, передний) лямбда-зонд в автомобиле передаёт указанное напряжение в ЭБУ двигателя. Причём первый лямбда-зонд считывает количество кислорода 3 раза в секунду. Система управления без остановки стремиться выставить среднее напряжение, которое составляет 0,4-0,6 в при значении остаточного кислорода равному единице. А поскольку работа мотора происходит в разных режимах, то напряжение изменяется как больше, так и меньше среднего значения. Узкополосный датчик может выявить лишь большие отклонения содержания кислорода в отработавших газах. При этом возникает скачок напряжения от 0,1 В до 0,9 В.

Второй (задний, нижний) лямбда-зонд работает по похожему принципу, как и первый. Поскольку он стоит сразу после катализатора, то содержание кислорода в выхлопе остаётся на одном и том же уровне. Это происходит благодаря постоянному напряжению, которое всегда удерживается в границах от 0,4 В до 0,6 В. Если этот датчик или катализатор выйдет из строя, то мотор начнёт работать нестабильно во всех случаях.

ЭБУ на основе данных об объёме воздуха, который попал во впускной коллектор и данных с датчика абсолютного давления, решает, какое количество топлива впрыснуть в цилиндры мотора через форсунки. А данные с лямбда-зонда помогают ЭБУ «понять», прибавить или убавить количество горючего, чтобы автомобиль работал как надо.

Вообще работа кислородного датчика по времени не линейна, значения меняются очень быстро, поэтому системе управления приходится постоянно оптимизировать топливную смесь. Мотор очень редко работает на 100% стехиометрической смеси, но система пытается всё время достичь эталона.

Кислородный датчик не выявляет информацию о том, какое количество кислорода в выхлопе, он лишь считывает данные о том, имеется ли свободный кислород в газах или нет. Наличие кислорода в топливной смеси говорит о том, что бензина в ней должно быть больше, потому что некоторая часть кислорода не вступила в окислительную реакцию. И наоборот, если свободного кислорода будет мало, а топлива больше, чем нужно, то выхлоп будет грязный, что приведёт к возникновению сажи. Если датчик будет работать правильно, то разница между стехиометрическим и реальным составом топливной смеси будет минимальна. Смесь, грубо говоря, постоянно пребывает в условно-обогащённом и условно-обеднённом состоянии.

Если взять график вольтажа с лямбда-зонда, то он будет иметь вид синусоиды с резким скачками вверх и вниз. Топливо в смесь то добавляется, то перестаёт поступать.

Если же лямбда-зонд работает некорректно, то электронный блок управления будет работать по средним значениям, которые записаны в устройстве – аварийной карте. Сразу после этого на приборной панели загорится лампочка Check Engine. Разумеется, состав топливной смеси будет далёк от идеального. Из-за этого бензин начнёт улетучиваться на глазах, холостой ход авто будет нестабильный, ухудшится разгон. А в некоторых моделях из выхлопной трубы может валить чёрный дым и мотор работает чересчур тормознуто, поэтому придётся добираться до техстанции техобслуживания на буксире.

Видео: Как работает кислородный датчик?

Лямбда-зонд тоже может выходить из строя и иметь ограниченный срок службы. Об это расскажу ниже в статье.

Признаки неисправности лямбда-зонда и последствия

Кислородный датчик работает в очень тяжёлых условиях, под воздействием экстремально горячих выхлопных газов. Расскажу, как провести поверхностную диагностику для выявления поломки кислородника.

На неисправность и выход из строя лямбда-зонда могут указывать следующие признаки:

1. Моментальный набор оборотов двигателя до максимального значения и его отключение.
2. На приборной панели постоянно загорается контрольная лампа Check Engine. Так же лампа может временно включаться при резком разгоне.
3. Заметно увеличивается расход топлива.
4. На холостом ходу или малых оборотах мотор работает нестабильно. А в самых сложных случаях автомобиль не сможет поддерживать холостые обороты и без подгазовки он будет глохнуть.
5. Заметное уменьшение мощности и тяги двигателя внутреннего сгорания. Особенно это заметно при повышении оборотов, когда при нажатии педали газа впрыск топлива происходит с задержкой.
6. Сильный бензиновый запах из выхлопной трубы, который к тому же является очень токсичным.
7. Автомобиль может двигаться рывками.
8. В подкапотном пространстве слышны посторонние звуки.
9. Слышно потрескивание в области каталитического нейтрализатора после выключения мотора.
10. Возможно появление сигналов о том, что смесь переобогащённая, хотя это не так.
11. После того, как мотор выключен, слышно потрескивание и чувствуется запах сероводорода.

Обращу ваше внимание, что указанные неисправности могут указывать на поломку других деталей автомобиля. Например, резкий бензиновый запах из трубы может указывать на выход катализатора из строя или поломки свечей зажигания.

В зависимости от модели автомобиля поломка кислородного датчика может как сильно ухудшить вождение автомобилем, так и нет.

К каким последствиям могут привести вышеуказанные проблемы?

1. Повышение расхода горючего. В большинстве случаев расход невысокий, то в некоторых моделях он может быть колоссальным.
2. Значительное ухудшение разгона.
3. Выхлоп становится токсичным. Он приобретает серый или синий оттенок, запах резкий.

Срок службы

Сколько служит лямбда-зонд? Скажу сразу – это один из часто изнашиваемых датчиков в автомобиле. Это происходит из-за того, что эта деталь постоянно контактирует с горячими выхлопными газами. Также его ресурс напрямую зависит от качества используемого топлива и состояния мотора.

Циркониевый лямбда-зонд может «ходить» от 60 до 130 тыс. км пробега. Всё зависит от условий, в которых будет эксплуатироваться автомобиль и состояния двигателя внутреннего сгорания.

На практике, в среднем, лямбда-зонд ходит от 40 до 80 тыс. км пробега. А начать проверять состояние датчика уже надо каждые 10 тыс. км пробега.

Причины неисправности датчика кислорода

Перечислю распространённые причины поломки лямбда-зонда:

1. Заправка некачественным или этилированным бензином. Особенно вредно для авто, если в топливе много свинца. Свинец уничтожает платиновые электроды устройства за несколько заправок.
2. Если при установке лямбда-зонда применялся нетермостойкий силиконосодержащий герметик. При высоких температурах он вулканизируется.
3. Перегрев устройства из-за проблем с зажиганием. Это приводит к уменьшению ресурса датчика.
4. Слишком часто пытались завести мотор. В конце концов это приведёт к попаданию горючего в выпускной коллектор.
5. Охлаждающая жидкость попала в выхлопную систему.
6. Проблемы с контактами кислородного датчика (обрыв сигнальных или питающих проводов, нарушение изоляции, окисление, замыкание на массу цепи датчика).
7. Плохая герметичность в выхлопной системе. К примеру, это может произойти из-за прогорания прокладки между каталитическим нейтрализатором и коллектором.
8. Поломка цепи подогрева. Датчик в этом случае сможет возобновить работу при его нагреве выхлопными газами до нужной температуры.
9. Замыкание лямбда-зонда. Датчик придётся заменить на новый.
10. Загрязнение кислородного датчика. Со временем лямбда-зонд будет загрязняться продуктами сгорания горючего. Это может привести к некорректной передаче данных с датчика. Поэтому датчик через определённое время меняют на новый, желательно оригинальный.
11. Механическое повреждение устройства. Как правило, оно появляются при поездках по бездорожью, авариях или некачественном ремонте автомобиля.
12. На наконечник лямбда-зонда попала жидкость или посторонний предмет.
13. Чистка корпуса датчика средствами, которые для этого не подходят.
14. Попадание масла в систему выхлопных газов из-за изношенных маслосъёмных колец (или колпачков).

Стрелецкий Игорь Павлович

Диагност , стаж работы 15 лет

Задать вопрос

Сильно уменьшает ресурс датчика состояние других деталей ДВС. Это «убитое» состояние маслосъёмных колец, слишком богатая смесь, попадание охлаждающей жидкости в цилиндры. Если при исправном устройстве количество углекислого газа не более 0,3%, то при выходе датчика этот показатель может достигать 7%.

Если выходят из строя оба датчика кислорода, то машина может выйти из строя – придётся вызывать автоэвакуатор.

Как проверить кислородный датчик?

Расскажу про методы, с помощью которых можно проверить состояние кислородного датчика. Отмечу, что при наличии любых поломок на приборной панели включиться лампочка – Check Engine (например, это происходит при появлении ошибок в электронном блоке управления p0130, p0136, p0135 или p0141).

Визуальная проверка

Для начала диагностики следует внимательно осмотреть все соединения проводов и клемм с лямбдой, а также сам датчик на наличие механических повреждений. Иногда могут присутствовать пережатия контактов в разъёмах, поэтому осмотр надо начать именно с них. Затем надо выкрутить кислородник из коллектора и изучить защитный кожух. Если на нём имеются отложения, то их надо удалить.

Визуальный осмотр кислородного датчика:

1. Наличие сажи означает, что нагреватель кислородника неисправен или применяется «богатая» горючая смесь. Сажа засоряет лямбда-зонд и ухудшает его реагирование на состав выхлопных газов.
2. Если при визуальной проверке датчика на защитной трубке имеются сажа серо-серебристого или белого цвета, то устройство надо менять целиком. Это указывает на то, что применялись присадки к горючему или маслу.
3. Если налёт блестящий, то значит в топливе много свинца, поэтому лучше сменить заправку, если вы не хотите быстро потерять автомобиль.

Проверка мультиметром (тестером)

Этот прибор поможет выявить напряжение в нагревательной цепи, состояние нагревательного элемента, проходит ли сигнал датчика, а также «опорное» напряжение. Мультиметр только показывает, исправен датчик или нет.

Что делать?

1. Завести мотор, при этом разъём с лямбда-зонда не снимаем.
2. Измерительные щупы вольтметра прикрепляем к нагревательной цепи.

На устройстве значения должно соответствовать напряжению АКБ, то есть 12 В.

Поскольку плюс «передаётся» от батареи к лямбде через предохранитель, то при отсутствии показаний на мультиметре, причину поломки надо искать в этой цепи.

Минус «передаётся» на лямбду от ЭБУ. При отсутствии показаний поломку надо искать в цепи от блока управления к датчику.

Проверка «опорного» напряжения.

1. Завести мотор.
2. Замерить напряжение между массой и сигнальным проводом.

Значения на мультиметре должны быть 0,45 В.

Диагностика нагревателя.

1. Мультиметр переключаем в режим омметра.
2. Отсоединяем разъём.
3. Измеряем сопротивление между контактами нагревательного элемента.

Цифры здесь могут быть различные, но нормальные значения должны варьироваться от 2 до 10 Ом.

Если сопротивления нет, то есть вероятность разрыва электрической цепи нагревателя.

Проверяем сигнал датчика.

1. Заводим движок.
2. Ждём, пока он прогреется.
3. Соединяем измерительные щупы с сигнальным проводом и на массу.
4. Повышаем обороты мотора до 2500—3000 и отпускаем педаль газа.
5. Следим за показателями напряжения.

Нормальные значения напряжение при измерении сигнала кислородного датчика – от 0,1 В до 0,9 В.

Видео: Кислородный датчик. Проверка, замена

Проверка осциллографом

Этот измерительный прибор имеет преимущество в возможности выявления времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Этот показатель должен быть не более 120 миллисекунд.

Как проверить датчик осциллографом?

1. Соединяем щуп измерительного устройства с сигнальным проводом.
2. Сигнал датчика всегда проверяется при работающем прогретом двигателе. Заводим и прогреваем мотор.
3. Повышаем число оборотов до 2500—2600.
4. При температуре +25 по Цельсию сопротивление будет составлять 2-14 Ом (как правило, об этих значениях указывает производитель устройства лямбда-зонда).
5. Затем надо проверить напряжение, которое подведено к нагревательному элементу: при работающем моторе и подключённом разъёме оно должно быть не меньше 10,5 В. Если этот показатель меньше, то следует проверить напряжение проводов и АКБ.

Отмечу, что осциллограф может показать наибольшее число поломок лямбда-зонда.

Применять профессиональный осциллограф вовсе не нужно, можно применить специальную программу на ноутбуке.

На этом рисунке изображён график правильной работы кислородного датчика. На сигнальный провод транслируется сигнал в виде ровной синусоиды в допустимых границах. Небольшие изменения указывают на то, что датчик постоянно проверяется.

График правильной работы кислородного датчик

На нижеуказанных рисунках изображены графики неисправного датчика.

График работы очень грязного датчика
График работы лямбда-зонда на обеднённой смеси
График работы лямбда-зонда на богатой смеси
График работы лямбда-зонда на очень бедной смеси

Как устранить неисправность датчика кислорода?

Идеальной технологии ремонта лямбда-зондов нет. Если произошла поломка, то деталь следует полностью заменять. Конечно, есть некоторые методики восстановления кислородника, но она не всегда срабатывает. Чаще всего датчик перестаёт работать из-за появления нагара на наконечнике. Если отложения удалить, то датчик начинает работать корректно.

Первый метод

Следует снять защитный колпачок при помощи надрезов напильником в основании устройства. Если не получится, то можно сделать несколько маленьких отверстий по 5 мм. Отмечу, что после очистки защитный колпачок надо закрепить обратно при помощи аргоновой сварки. При установке датчика резьбу надо смазать термопастой, избегая её попадания на чувствительный наконечник.

Процедура по очистке:

• Поместить в стеклянную тару 100 мл ортофосфорной кислоты.
• Аккуратно поместите наконечник в кислоту. Весь датчик помещать в ёмкость нельзя! Ждать примерно 20 минут, за это время ортофосфорная кислота сможет удалить нагар.
• Затем датчик надо промыть водой и просушить.

Бывает, что с первого раза не удастся убрать отложения, поэтому придётся выполнить много процедур. Если и это не помогло, то надо провести очистку при помощи ненужной зубной щёточки.

Второй метод

Нагар на кислородном датчике выпаливается. Кроме ортофосфорной кислоты понадобится газовая горелка (ну или обычная газовая плита).

1. Смочите наконечник датчика в ортофосфорной кислоте.
2. Аккуратно взять датчик с другой стороны плоскогубцами и поднести к газовой горелке.
3. Ортофосфорная кислота на наконечнике закипит, образуя зелёную соль. Вместе с солью будет удаляться и нагар.
4. Необходимо повторять эту процедуру столько раз, пока сажа полностью не уйдёт, а датчик станет блестящим.

Видео: Как промыть лямбда-зонд? Помогает ли чистка? (чистим, моем лямбда-зонд)

Зачем менять лямбда-зонд?

Во многих случаях потребуется полная замена датчика кислорода, о чём и утверждают автопроизводители. Но поскольку цены на датчик довольно завышенные, это отпугивает автомобилистов постоянно тратить деньги на устройство.

Хорошей заменой лямбда-зонда является установка вместо него универсального датчика, который дешевле оригинала и подходит многим маркам авто. Либо можно попробовать установить поддержанный кислородник на гарантии или выпускной коллектор с установленным в нём датчиком.

Стрелецкий Игорь Павлович

Диагност , стаж работы 15 лет

Задать вопрос

Оригинальные датчики и конструктивно похожие циркониевые лямбда-зонды взаимозаменяемы. Можно заменить неподогреваемые устройства на подогреваемые, но никак не наоборот! Но здесь могут не совпасть разъёмы, а также может отсутствовать провод питания для нагревателя. Что же делать в этом случае? Провода можно проложить самому, а вместо разъёма применить стандартные контакты для автомобиля.

Отмечу, что вероятность обрыва проводов намного выше, чем поломка самого кислородного датчика. Поэтому, при малейших подозрениях на поломку датчику надо первым делом отсоединить разъём и проверить его состояние, а также изучить провода на предмет деформации. Чаще всего провода переживаются в местах входа в разъём. Только после этого следует измерить напряжение датчика в разных режимах работы мотора.

Обманка лямбда-зонда

Если появился индикатор Check Engine на панели приборов из-за плохо работающего лямбда-зонда, то можно воспользоваться обманкой лямбда-зонда. Она бывает электронной и механической.

Но отмечу, что попытка замены оригинального устройства обманкой не приведёт ни к чему хорошему. Электронный блок не определит сторонние сигналы, и никак их не будет применять для коррекции топливной смеси.

Механическая обманка выглядит в форме стальной или бронзовой проставки, где высверливают отверстие, через которое выхлопные газы в него попадают. Отработавшие газы вступают в реакцию с керамической крошкой, которую предварительно надо покрыть каталитическим слоем. В итоге происходит окисление CH и CO кислородом, благодаря чему уменьшается концентрация вредных веществ выхлопных газов при его выходе наружу. А если на авто находится 2 датчика, то сигналы между ними будут различаться (в виде синусоиды). ЭБУ «поймёт», что датчики работают корректно. Это самый недорогой тип обманки.

Электронная обманка технологически сложнее, в него встроен микропроцессор. Она не только сможет «обмануть» ЭБУ, но и обеспечить его корректное функционирование.

Рассмотрим такой вопрос, как выбрать хороший кислородный датчик.

Лямбда-зонд какой фирмы лучше?

Если выяснилось, что следует заменить кислородный датчик, то не надо бежать в ближайший автомагазин и выбирать, какой подешевле. Хочу отметить, что многие автопроизводители утверждают, что их лямбда-зонды универсальные, и они совместимы с той или иной маркой авто. Но здесь обнаруживаются следующие подводные камни.

Несовместимость кислородного датчика с вашей маркой авто может проявиться через определённый промежуток времени. На самом деле датчики могут иметь разную резьбу и конструкцию, а подходящий только принцип работы. Поэтому рекомендовано приобретать только оригинальный датчик с точно такой же маркировкой, что и на сломанном.

Как подобрать лучший лямбда-зонд? Вот небольшой список проверенных фирм, которые выпускают хорошие устройства:

1. Bosch. Оригинальные запчасти имеют специальную наклейку с голограммой и защитным кодом. Последние цифры на коде должны совпадать с последними цифрами кислородного датчика.
2. Denso. При выборе детали обратите внимание на наличие особых наплавов из металла, качество резьбы и сварки. Все обозначения на оригинальных устройствах не смогут стереться даже при их попытке стереть твёрдым предметом.
3. NGK. Это европейский бренд, запчасти которого автопроизводителей применяют при заводской сборке многих автомобилей. Качество комплектующих высокое.

Чтобы выбрать наиболее подходящий лямбда-зонд, можно проконсультироваться со своим автомехаником, который точно скажет тип нужного устройства. Лучше всего на датчике не экономить, чтобы не пришлось через некоторое время покупать устройство снова.

Как продлить ресурс кислородного датчика?

1. Заправляйте автомобиль только на надёжных АЗС.
2. Между запусками мотора должна быть пауза не менее 30 секунд.
3. При проверке цилиндров не отключайте свечи зажигания.
4. Не перегревайте выхлопную систему авто.
5. Не рекомендуется обрабатывать наконечник датчика агрессивными химическими средствами.
6. Не применяйте герметики для фиксации датчика.
7. Периодически проверяйте герметичность в местах соединения трубы и лямбда-зонда.

Видео: Лямбда зонд может убить самый надежный двигатель. Симптомы, как диагностировать

Лямбда-зонд – это довольно важный датчик в автомобиле, который следит за наличием кислорода в выхлопных газах. А это необходимо для того, чтобы топливная смесь была наиболее подходящей для работы двигателя в разный момент времени. Также существенно уменьшается выхлоп вредных веществ в окружающий воздух, что хорошо для экологии в целом.

Принцип работы кислородного датчика – в постоянном измерении количества остаточного кислорода в выхлопных газах.

Датчик относит к так называемой «дыхательной» системе автомобиля, если сравнивать устройство автомобиля с живым организмом. Причём работает датчик при экстремально высокой температуре при постоянном напряжении, постоянно передавая данный в электронный блок управления. Применяют несколько разных видов кислородных датчиков (чаще всего циркониевый), а в некоторых марках авто их 2 или даже 4 штуки. Кислородный элемент устанавливают в выпускном коллекторе перед катализатором, а другой датчик устанавливают в подкапотное пространство.

Чтобы сохранить максимальный ресурс датчика рекомендуется заправляться только на проверенных автозаправочных станциях.

Проголосовало: 19

Сколько раз прочитали статью:
2 035

В чем отличие DENSO

Устанавливая лямбда-датчики DENSO, вы получаете оценку горючей смеси в режиме реального времени.

Особенности и преимущества

• Низкие выбросы

• Сниженное потребление топлива

• Оптимальные рабочие характеристики двигателя

• Оригинальное качество и высокая надежность

• Широкое покрытие и уникальные применения для европейского и азиатского автопарков

 

 

Варианты исполнения корпуса

Датчики кислорода DENSO выпускаются в двух вариантах исполнения корпуса оригинального качества, причем корпус готов к установке и не требует для монтажа дополнительных элементов, таких как фланцевые адаптеры!

• Резьбового типа

• Фланцевого типа — включая прокладку OE качества

Установка датчика

Компания DENSO предлагает два варианта датчиков, из которых вы можете выбрать нужный для конкретного случая:

• С уже имеющимся разъемом, готовый к установке

• Универсальный, т. е. без разъема, позволяющий использовать разъем старого датчика

Типы

Компания DENSO выпускает датчики кислорода для широкого спектра применения. Мы предлагаем все передовые технологии, которые потребуются для точной замены датчиков оригинального качества у Ваших клиентов:

• Циркониево-оксидные датчики: цилиндрического и плоского типа 
• Датчики соотношения воздух/топливо: цилиндрического и плоского типа
• Титановые датчики

С какой целью были разработаны датчики соотношения воздух/топливо?

Компания DENSO первой в мире разработала технологию датчиков соотношения воздух/топливо, предложив датчик с линейным сигналом, который помогает автомобилям соответствовать строгим стандартам уровня токсичности выбросов, начиная с EURO 3. В новой системе вместо обычного датчика кислорода используется датчик контроля соотношения топлива и воздуха в смеси.

функции, ресурс, неисправности, вопрос замены

DENSO	DOX0150	ЛЯМБДА-ЗОНД ALFA, VAG, BMW, FO, MB, OP, PSA	Honda Jazz; Hyundai Accent, Atos, Coupe, Elantra, Getz, Lavita, Matrix, Sonata, Trajet, Tucson, Verna, i10, i30, ix35; Kia Carens, Cerato, Morning, Picanto, Rio, Sportage, Ceed, Nissan, Almera Tino, Micra, Micra C+C, Note, Pathfinder, Primera; Renault Avantime, Clio, Espace, Kangoo, Laguna, Megane, Modus, Scenic, Trafic, Twingo, Vel Satis; Toyota Auris, Aygo, Corolla, Yaris
DENSO	DOX0119	ЛЯМБДА ЗОНД УНИВЕРСАЛЬНЫЙ	SEAT IBIZA V, FORD SIERRA, PEUGEOT 306, MAZDA MX-6, LANCIA DEDRA, FIAT BARCHETTA, MITSUBISHI SPACE GEAR, OPEL VECTRA, FIAT BRAVA, AUDI A4 Avant, SUZUKI BALENO, VOLVO V40, CITROEN SAXO, LANCIA DEDRA, FIAT BRAVA, COUPE, MAREA, OPEL VECTRA, FORD ESCORT, CITROEN, VOLVO V40, PEUGEOT 306, FIAT PALIO, CITROEN XSARA, VW LUPO, SUZUKI WAGON R+, DAEWOO LANOS, OPEL ZAFIRA, PEUGEOT 206, FORD COUGAR, FOCUS
DENSO	DOX0114	ЛЯМБДА-ЗОНД	AUDI A4, A6, A8; FIAT PUNTO; FORD COURIER, ESCORT, FIESTA, GRANADA, ORION, SCORPIO, TRANSIT, VERONA; HYUNDAI AVANTE, COUPE, ELANTRA, LANTRA, TIBURON;MERCEDES-BENZ C-CLASS, CLK, E-CLASS, M-CLASS;MITSUBISHI CARISMA, SPACE;NISSAN MARCH, MICRA;OPEL ASTRA, COMBO, CORSA, MERIVA, VECTRA, VITA, ZAFIRA;RENAULT ESPACE, LAGUNA, MEGANE, SAFRANE, SPORT, TWINGO;SEAT AROSA, CORDOBA, IBIZA, INCA, TOLEDO;TOYOTA AVENSIS, CARINA, COROLLA;VOLVO 85;VW CABRIO, CADDY, DERBY, FLIGHT, GOLF, JETTA, LUPO, PANEL
DENSO	DOX0121	ЛЯМБДА ЗОНД УНИВЕРСАЛЬНЫЙ	AUDI A4;  CITROEN BERLINGO, C2, C3, C5, CHANSON, SAXO, XSARA;DACIA DUSTER, LOGAN, SANDERO;FIAT ALBEA, BARCHETTA, BRAVA, BRAVO, MAREA, MULTIPLA, PALIO, PANDA;FORD COUGAR, FIESTA, FOCUS, IKON, KA, MONDEO, STREET;HONDA CIVIC, CR-V, EDIX, FR-V;KIA RIO;LANCIA LYBRA;MAZDA 121, 3, 323, 5, 6, ATENZA, AXELA, DEMIO
DENSO	DOX0263	ЛЯМБДА-ЗОНД (4-КОНТ)	LEXUS GS, IS; TOYOTA CROWN, FJ, LAND, MARK, REIZ
DENSO	DOX0261	ЛЯМБДА-ЗОНД TO AVENSIS, RAV4 2. 0	TOYOTA Avensis Verso, Camry, Previa II, Rav 4 II, Rav 4 III
DENSO	DOX0123	ЛЯМБДА-ЗОНД	CHEVROLET REZZO,TACUMA;  MITSUBISHI CHARIOT,COLT, DELICA, ECLIPSE, ETERNA, GALANT, L300, LANCER; DAEWOO KONDOR,LANOS, LEGANZA, MATIZ, NUBIRA, ORION, REZZO, TACUMA; RENAULT CLIO,EXPRESS, EXTRA, RAPID, TWINGO;
DENSO	DOX2004	ЛЯМБДА-ЗОНД FO C-MAX, FIESTA, FOCUS II, VO C30 04-	FORD C-MAX,FIESTA, FOCUS, GALAXY, GRAND, IKON, TRANSIT; VOLVO C30,S40, V50
DENSO	DOX0361	ЛЯМБДА-ЗОНД	SUBARU FORESTER,IMPREZA, LEGACY, LIBERTY
DENSO	DOX0117	ЛЯМБДА-ЗОНД	AUDI A3,A4, A6, A8, CABRIOLET;  BMW 3,5, 7, 8, X3, X5, Z3, Z4; HYUNDAI COUPE,TIBURON; KIA CARENS,RETONA, SHUMA, SPECTRA, SPORTAGE; LAND ROVER RANGE; MERCEDES-BENZ C-CLASS,CL-CLASS, CLK, E-CLASS, M-CLASS, S-CLASS, SL, V-CLASS; OPEL ASTRA,CORSA, VITA; PEUGEOT 307,GRAND, PARTNER, RANCH; SAAB 900,9000, 42803, 42864; SEAT ALHAMBRA,AROSA, CORDOBA, IBIZA, INCA, LEON, TOLEDO; SKODA FELICIA,OCTAVIA; VOLVO 850,C70, S70, V70, XC70; VW BORA,CADDY, DERBY, EUROVAN, FLIGHT, GOLF, JETTA, LUPO
DENSO	DOX0242	ЛЯМБДА-ЗОНД	TOYOTA Avensis Verso, Camry, Picnic, Previa II, Rav 4 II
DENSO	DOX1371	ЛЯМБДА-ЗОНД	FORD COUGAR,ESCORT, FIESTA, FOCUS, FUSION, IKON, KA, MONDEO;  MAZDA 2,DEMIO
DENSO	DOX0331	ЛЯМБДА-ЗОНД	MAZDA 3,AXELA
DENSO	DOX0269	КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК (ЛЯМБДА ЗОНД)	LEXUS GS,GX, LS, LX, SC, SOARER; TOYOTA AVENSIS,LAND, PRADO
DENSO	DOX1448	ЛЯМБДА-ЗОНД MA 5, SUB FORESTER, IMPREZA 12. 03-	SUBARU FORESTER,IMPREZA
DENSO	DOX1447	ЛЯМБДА-ЗОНД NI X-TRAIL, RE KOLEOS 06.07-	NISSAN X-TRAIL; RENAULT KOLEOS
DENSO	DOX1000	ЛЯМБДА-ЗОНД	DAEWOO ARANOS,CIELO, ESPERO, KONDOR, LEGANZA, NEXIA, NUBIRA, ORION; OPEL ASCONA,ASTRA, CAMPO, COMBO, CORSA, KADETT, MONZA, TIGRA; SUBARU JUSTY; SUZUKI CULTUS,SWIFT; VAUXHALL ASTRA,ASTRAMAX, ASTRAVAN, CAVALIER, COMBO, CORSA, CORSAVAN, NOVA
DENSO	DOX2041	ЛЯМБДА-ЗОНД 4 КОНТАКТА AUDI A1 05 10-	AUDI A1,A3, A4, A5, A6, A8, Q3, Q5;SEAT ALTEA,EXEO, IBIZA, LEON, TOLEDO; SKODA LAURA,OCTAVIA, SUPERB; VW BEETLE,CADDY, CC, EOS, EUROVAN, GOLF, JETTA, KOMBI
DENSO	DOX0106	ЛЯМБДА-ЗОНД	DAIHATSU BOON,SIRION; LEXUS GS;  TOYOTA ALTIS,AVENSIS, AXIO, COROLLA, CROWN, IPSUM, ECHO, LAND
DENSO	DOX0120	ЛЯМБДА-ЗОНД FI, ME, NI	ALFA ROMEO 145,146, 155, 156, 164, 168, GTV, SPIDER;BMW 3,5, 7;CITROEN AX,BERLINGO, BX, C15, CHANSON, DISPATCH, EVASION, JUMPER;  FIAT BRAVA,BRAVO, CINQUECENTO, COUPE, CROMA, DUCATO, FIORINO, MAREA;FORD ESCORT,GRANADA, ORION, SCORPIO, SIERRA;  MERCEDES-BENZ C-CLASS,COUPE, E-CLASS, KOMBI, SPRINTER, V-CLASS, VITO;  VOLVO 850; VW GOLF,PASSAT

За что отвечает второй кислородный датчик. Зачем в машине датчик кислорода и как работает лямбда-зонд? Другие способы проверки

2805 Просмотров

Лямбда зонд или датчик концентрации кислорода – это элемент системы выпуска выхлопных газов. Он выполняет функцию определения объема кислорода на выходе из выпускной системы и регулирует соотношение компонентов топливно-воздушной смеси для следующей подачи в камеру сгорания двигателя. Постоянная и равномерная подача кислорода и горючего способствует правильной (как в области расхода топлива, так и в области экологии) работе ДВС.

Расположение в системе

Как уже было сказано, датчик кислорода размещается в системе выхлопа. В некоторых машинах используют сразу 2 зонда:

• первый лямбда зонд находится во за катализатором;
• второй лямбда зонд находится в приемной трубе впереди каталитического нейтрализатора.

По типу оба датчика аналогичны. Отличаются они лишь тем, что в схеме первичного длиннее провода и большее количество отверстий для снятия проб.

Установка и применение 2-х зондов удваивает эффективность слежения за концентрацией отработки и улучшает функциональность катализатора. Каждый зонд имеет свой нагреватель, и при этом сопротивления обоих нагревателей не суммируются.

Основные виды

С целью максимально окислить углеводород и угарный газ или разложить оксиды азота на кислород и азот, инженерами автомобилестроения придумано 2 типа датчиков, отличающихся по конструкции.

Первый тип

2-хточечный датчик кислорода может быть установлен и до катализатора, и после него. Он анализирует число избыточного воздуха по показателям кислорода в отработке. Лямбда зонд данного типа является элементом из керамики с 2-хсторонним циркониевым покрытием. Процесс измерения происходит электрохимически, т.е. электроды одним краем имеют контакт с выхлопной массой газов, а другим – с атмосферной.

Функционирование 2-хточечника основано на замерах объема кислорода, как в выхлопе, так и в атмосфере. В случае если объем кислорода в выхлопе и в атмосфере отличается, на краях электрода возникает напряжение. Получается, что, когда значение объема кислорода больше – смесь топлива и воздуха обедняется, и, следовательно, снижается напряжение. И, наоборот, кислорода меньше, значит, смесь топлива и воздух

Расположение кислородного датчика, место установки

Одним из полезных и необходимых автомобильных датчиков, является лямбда-зонд. Несмотря на то, что этот элемент далеко не новый, многие автовладельцы так и не знают, где находится кислородный датчик, какие функции он выполняет, и что происходит в случае его выхода из строя.

Как появился лямбда-зонд?

Датчик концентрации кислорода в отработанных газах транспортных средств, считается одним из наиболее распространенных элементов, с которым часто приходится сталкиваться мастерам при проведении диагностики авто. Хотя эти элементы появились давно, их конструкция с момента выпуска не подвергалась существенной модернизации, и только после ужесточения Международных экологических требований кислородный датчик значительно изменился.

Если раньше в его конструкцию входил только чувствительный элемент, определяющий концентрацию кислорода, который разогревался температурой проходящих через него отработанных газов, то сегодня датчик дополнили электрическим подогревом. Благодаря этому значительно повысилась корректность его работы.

Принцип работы датчика концентрации кислорода

Для того, чтобы узнать, расположение кислородного датчика, и как он работает, необходимо понимать принцип его взаимодействия с остальными элементами выхлопной системы автомобиля. Поскольку элемент установлен в выхлопном тракте, даже опытные автовладельцы считают его бесполезным. Полностью опровергнем это мнение.

Главный рабочий элемент катализатора изготовлен из керамики, поверхности которого имеют напыление из платины. Это обусловлено тем, что драгоценные металлы менее устойчивы к накоплению токсичных веществ содержащихся в выхлопных газах транспортных средств. Именно благодаря взаимодействию двух рабочих элементов: датчика концентрации кислорода и каталитического нейтрализатора осуществляется коррекция смесеобразования в соответствии с заложенным алгоритмом в ЭБУ.

Рабочий принцип лямбды не отличается сложностью. Для обеспечения корректности передачи показаний необходим ее прогрев до температуры 350 градусов и более, однако, при пуске силового агрегата это невозможно. Поэтому процесс смесеобразования контролируется системой управления согласно показаниям других датчиков. По этой причине возникает вопрос: что будет, если полностью исключить контроллер концентрации кислорода в выхлопных газах авто? Мнения на этот счет разные, но однозначного и правильного ответа нет. Все зависит от типа двигателя, особенностей образования топливной смеси и конструкции выпускной системы.

Функционирует устройство так: одновременно с включением зажигания на клеммы нагревательного элемента подается напряжение, необходимое для его прогрева и обеспечения корректности работы. При пуске силового агрегата его отработанные газы проходят через чувствительный элемент датчика, который определяет концентрацию кислорода в них. Далее эта информация поступает на ЭБУ для регулирования образования топливной смеси.

В каком месте выхлопного тракта стоит кислородный датчик?

Лямбда-зонд в зависимости от типа и объема мотора, а так же конструкции выпускной системы может иметь различные расположения. Рассмотрим их:

• датчик может находиться на приемной трубке, напротив резонатора либо пред ним. Если в выхлопной системе автомобиля предусмотрен предварительный глушитель, тогда лямбда входит в его конструкцию;
• на многих транспортных средствах (особенно с объемом двигателя 1,6 л и более) предусмотрена конструкция системы выпуска отработанных газов, которая содержит два лямбда-зонда. Один из них располагается возле каталитического нейтрализатора, составляя с ним единую цепь, а второй – в привычном месте, то есть на приемной трубе резонатора.

Почему кислородный датчик перестает функционировать?

Несмотря на защищенность элемента от механических повреждений (не стоит их полностью исключать) причины его некорректной работы и выхода из строя могут быть различными. Например, нарушение герметичности его корпуса вследствие естественного старения материала. Также, зачастую элемент работает неправильно из-за нестабильности электропитания (плохой контакт, повреждение проводов и т.д.).

Помимо этого не стоит исключать нарушение образования топливной смеси, которое вызвано сопутствующими проблемами в других системах автомобиля (зажигание, топливоподача). Как бы это странно не звучало, но на работе датчика также может отражаться состояние элементов ходовой части транспортного средства. Само собой, что перебои в работе выпускной системе и неисправности ее элементов вызывают нестабильную работу датчика концентрации кислорода в отработанных газах авто.

Все перечисленные проблемы связаны с некорректной работой силового агрегата (а в некоторых, особенно тяжелых случаях невозможностью его запуска), появлением ошибки «Check Engine», которая затрудняет процесс проведения полной диагностики мотора, в случае ее необходимости.

Итог, которого никто не ожидал

Значимость кислородного датчика нельзя недооценить. Этот маленький элемент сложной системы выпуска силового агрегата транспортных средств, практически всегда остается незамеченным даже самыми опытными автомобилистами и механиками, пока его выход из строя не отразится возникновением серьезных проблем с мотором. Поскольку лямбда составляет конструктивную цепь с каталитическим нейтрализатором, в случае неисправности последнего и замены его на пламегаситель, рекомендовано полное удаление датчика из системы и установка вместо него специальной обманки.

Датчики кислорода

: как диагностировать и заменить

Компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования характеристик двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.

Датчик кислорода — один из ключевых датчиков в этой системе. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не в одиночку). Его также можно назвать датчиком h3O2 для подогреваемого кислородного датчика, потому что он имеет внутреннюю цепь нагревателя, которая доводит датчик до рабочей температуры после холодного запуска.

Первый датчик O2 был представлен в 1976 году на Volvo 240. Следующие за ним автомобили в Калифорнии получили в 1980 году, когда правила Калифорнии по выбросам требовали снижения выбросов. Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из них целых четыре!

Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя.Контроль уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, является ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или бедной (больше кислорода).

На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, атмосферное давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку на двигатель. Есть и другие датчики, которые отслеживают эти факторы, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью.Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Компьютер использует вход датчика кислорода для регулирования топливной смеси, что называется «контуром управления с обратной связью». Компьютер ориентируется на датчик O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования топливной смеси.Результатом является постоянное переключение от богатой к обедненной смеси, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом средний общий баланс топливной смеси для минимизации выбросов. Это сложная установка, но она работает.

Когда сигнал от датчика O2 не поступает, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или выходит из строя датчик 02), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что никакой входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси.

Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов. Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.

КАК РАБОТАЕТ КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК

Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается. Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба снаружи покрыта пористым слоем платины. Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.

Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попадать в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные соединители и не имеют вентиляционного отверстия.Трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). . Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск попадания грязи или воды, которые могут загрязнить датчик изнутри и вызвать его выход из строя.

Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу.Чем больше разница, тем выше значение напряжения.

Датчик кислорода обычно генерирует напряжение до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь обеднена, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,2 В или меньше. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия примерно 14,7: 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.

10 + Обзор лучших датчиков кислорода и руководство покупателя (обновление 2020 г.) — Автомобиль XYZ

Хотите купить датчик кислорода (также известный как датчик O2)? Вам повезло, потому что мы здесь, чтобы помочь вам.На рынке существует множество датчиков кислорода (производства различных компаний). Как владелец автомобиля или механик, вы обязаны выяснить, какой датчик является лучшим. Итак, мы собираемся помочь вам найти лучший датчик кислорода / лучший датчик кислорода . В этой статье мы поговорим о 13 лучших датчиках кислорода , которые вы должны купить в 2018-19 годах.

Если вы не хотите видеть подробности, просто проверьте интересующий вас продукт. Все продукты, которые мы упомянули, достаточно хороши, так как мы протестировали их все.Но некоторые продукты, как правило, немного лучше других. Bosch 15717 Датчик кислорода и — это тип продукта, который выделяется, и этот датчик является нашим любимым.

Расположение датчика кислорода

Где расположены датчики кислорода ? Это общий вопрос, и ответ не слишком сложный. Они расположены в выхлопном потоке.

Щелкните здесь, чтобы узнать о том, как работает датчик кислорода и почему его важно заменить в случае отказа

Лучшие марки датчиков кислорода:

Датчики кислорода — одна из важных частей автомобиля.Это электронное устройство, которое измеряет долю кислорода в анализируемом газе или жидкости, и устройство устанавливается в выпускном коллекторе транспортного средства для определения количества несгоревшего кислорода в выхлопе. На рынке существует множество брендов датчиков кислорода, и поэтому для получения максимальной выгоды пользователь должен знать, какой из них выбрать. Давайте взглянем на некоторые из лучших брендов кислородных датчиков:

Bosch: номер один в мире по производству автомобильных компонентов в Германии

В 1976 году Bosch начала производить кислородные датчики.К настоящему времени они произвели бесчисленное количество кислородных датчиков. Первоначально компания Bosch изобрела первый кислородный датчик и вывела его на рынок. Вот почему, когда речь идет о датчиках кислорода; их имя часто всплывает в памяти. Bosch предлагает широкий выбор универсальных кислородных датчиков для конкретных автомобилей. Если у кого-то нет специального проекта, такого как полностью настраиваемый движок, настоятельно рекомендуется использовать OEM-версию, потому что ее будет проще всего заменить, чтобы заменить старый датчик.Одним словом, Bosch, вероятно, наш любимый производитель датчиков O2, и он действительно надежен.

Denso: Самый популярный производитель автомобильных компонентов

Denso широко известна как одна из самых продаваемых свечей зажигания для таких автомобилей, как Toyota. Он также производит качественные кислородные датчики. В случае непоследовательных или неточных показаний кислородного датчика вам могут подойти кислородные датчики этих производителей. Это идеальный бренд. Благодаря этому пользователь может легко контролировать соотношение выхлопных газов и воздуховода в своем автомобиле.Таким образом, Denso — один из лучших брендов кислородных датчиков. Надеюсь, что никто не будет разочарован, если выберет этот путь.

Spectra: Восходящий талантливый производитель автомобильных компонентов

Spectra Premium — один из новейших брендов на рынке. Как и другие бренды, Spectra также популярна в производстве высококачественных датчиков O2 для различных автомобилей. Spectra создает свои датчики в соответствии с высокими стандартами, чтобы убедиться, что датчик функционирует должным образом в соответствии с ожиданиями и требованиями пользователя. Их датчики, вероятно, будут хорошо упакованы, и ожидается, что их датчики будут хорошо относиться к пользователю, если он решит приобрести один для своего автомобиля.

ACDelco: Надежность и безопасность

Нам определенно нужен первоклассный кислородный датчик, чтобы мы могли контролировать работу двигателя автомобиля. Если кто-то желает приобрести кислородный датчик, обеспечивающий хорошее обслуживание, ACDelco будет мудрым и идеальным выбором по ряду причин. Прежде всего, у них богатая история производства автомобильных запчастей.ACDelco, основанная в 1916 году, — это старая компания, которая за эти годы пережила взлеты и падения. И теперь каждый год запчасти ACDelco появляются в бесчисленном количестве автомобилей General Motors. Во-вторых, они имеют хороший опыт производства кислородных датчиков.

NGK: Поставщик свечей зажигания номер один также производит датчики качества.

NGK — это бренд премиум-класса с качественными запчастями для легковых автомобилей. Это один из пионеров в области кислородных датчиков. По сути, это идеальное решение для тех, кто борется с плохим пробегом.Он предоставляет пользователю различные преимущества, за которые его настоятельно рекомендуется использовать. Кислородные датчики этой марки могут в режиме реального времени проверять количество кислорода в выхлопных газах автомобиля.

Качество компонентов, из которых он изготовлен, хорошее и достаточно удовлетворительное. Они устойчивы к истиранию. Этот бренд предоставляет своим клиентам 12-месячную гарантию на детали и изготовление. Более того, он доступен по разумной цене. Самое главное, что это прочный продукт, что является его основным качеством. Таким образом, все его замечательные особенности сделали его одним из самых уважаемых кислородных датчиков во всем мире.

Марки, которые мы обсуждали в этой статье, на данный момент являются лучшими марками датчиков кислорода на рынке. Для достижения наилучшего результата необходимо приобрести обновленную модель или версию датчика кислорода любой из этих марок.

Лучшие датчики кислорода

01.Bosch 15717 Датчик кислорода

Если вы хотите купить датчик O2, датчик кислорода Bosch может быть хорошим выбором. Датчик кислорода Bosch 15717 — один из тех удобных датчиков, которые помогут вашему делу.

Место, где вы устанавливаете датчик O2 , не самое благоприятное место в мире. Так что, если датчик плохой, он может не прослужить долго. Вам не нужно беспокоиться об этом, когда вы купите датчик кислорода Bosch 15717. Его корпус из нержавеющей стали прочный и защитит его от загрязнения.

Установить датчик совсем не сложно. Резьба с покрытием упростит вам установку, в то время как установка некоторых других датчиков может оказаться немного сложной.

Проверить цену

Плюсы

• Простая установка.
• Погружная конструкция.
• Корпус из нержавеющей стали защитит от загрязнения.
• Превосходная долговечность

Минусы

2. Датчик кислорода ACDelco AFS21 GM оригинальное оборудование

Этот датчик кислорода оправдает ваши ожидания. Этот датчик изготовлен таким образом, что подходит для вашего автомобиля GM. Он обеспечивает производительность, на которую вы рассчитываете от General Motors.Есть причина, по которой этот датчик хорош. Он прослужит долго, а его конструкция упрощает установку. Он надежен и идеально подходит для вашего автомобиля.

Проверить цену

Плюсы:

• Надежный во всех смыслах.
• Долговечный датчик.
• Установка проста.

Минусы

• Провод слишком длинный.

3. Датчик кислорода Bosch 15703

Этот датчик является вторым продуктом Bosch в нашем списке лучших датчиков кислорода и ничем не уступает первому.Если вы недовольны тем, что ваш кислородный датчик не дает вам желаемой производительности, датчик кислорода Bosch 15703 придет вам на помощь. Он предлагает вам все, что вам нужно. Что в этом плохого? Защитная трубка повышает производительность; корпус из нержавеющей стали делает его прочным; установка датчика проста. Но самое главное, датчик будет работать без сбоев.

Проверить цену

Плюсы

• Высочайшая долговечность.
• Максимальный срок службы.
• Плавная работа

Минусы

4. Датчик кислорода Denso 234-9005

Эта марка заработала себе хорошую репутацию, продавая свечи зажигания для автомобилей Toyota. Он также хорош для изготовления качественных кислородных датчиков. Если вам не нравится ваш старый датчик O2, вы можете попробовать этот. Это продукт, который точно контролирует соотношение выхлопных газов и воздух-топливо в автомобиле.

Если качество сенсора невысокое, он может легко выйти из строя.Но кислородный датчик Denso другой. Это прочный продукт, так как материалы, которые сделали его дольше. Наконец, твердый электролит из диоксида циркония в этом датчике делает его сверхэффективным.

Для установки некоторых датчиков могут потребоваться специальные инструменты. Но этому сенсору от Denso ничего подобного не нужно. Все, что вам нужно сделать, это удалить старый датчик из автомобиля, а затем вам просто нужно защелкнуть этот датчик на месте.

Кроме того, цена не является необоснованной. Не нужно вкладывать в это деньги.

Проверить цену

Плюсы

• Предоставляет точные данные
• Доступная цена
• Долговечный
• Простая установка

Минусы

5. NGK 25013 Датчик кислорода

3 9492

премиум-класса , когда речь идет о датчиках для автомобилей. Если сканирование OBD2 позволяет узнать, что проблемы с датчиком кислорода , NGK 25013 могут дать решение.Как и другие датчики кислорода, этот датчик будет проверять количество кислорода в выхлопных газах вашего автомобиля. Если датчик обнаруживает какие-либо отклонения от нормы, он подает сигнал на компьютер автомобиля.

Некоторые кислородные датчики быстро ржавеют или подвержены коррозии. Некоторые датчики изготовлены из некачественных деталей, которые быстро разрушаются. Но вам не придется об этом беспокоиться, если вы купите NGK 25013. Эти датчики устойчивы к коррозии. Шанс их деградации невелик.

Как мы знаем, установка датчика временами может быть сложной задачей.Некоторых это может расстраивать. А вот с NGK 25013 проблем не будет. Металлическая головка датчика сконструирована таким образом, что она прикручивается болтами к выпускному коллектору.

Проверить цену

Плюсы

• Износостойкий датчик
• Эффективно.
• Построен из качественных материалов.

Минусы

• Стоимость товара многовато.

6.Denso 234-9009 Датчик кислорода

Если вы хотите купить универсальный и динамичный датчик кислорода, Denso 234-9009 может стать для вас лучшим выбором. Его долговечность потрясающая. Это факт. Он не сломается в ближайшее время, и вы можете на это рассчитывать.

Большинство датчиков кислорода Denso не имеют проблем с коррозией и загрязнением. То же самое можно сказать и о датчике кислорода Denso 234-9009. Его нержавеющая сталь помогает противостоять коррозии.

Его пористый фильтр из ПТФЭ пропускает атмосферный кислород в датчик, но не пропускает воду в корпус.

Датчик кислорода Denso 234-9009 также оснащен улавливающим слоем из оксида алюминия, который защищает керамику от отравления силиконом или свинцом.

Проверить цену

Плюсы

• Двойная защитная крышка защищает керамический элемент.
• Нет проблем с коррозией.
• Срок службы дольше по сравнению с другими продуктами

Минусы

7. Датчик кислорода Bosch 15664

Все мы знаем, насколько хорош Bosch, когда речь идет о производстве лучших датчиков кислорода. Датчик кислорода Bosch 15664 — один из лучших датчиков O2. Это один из датчиков, который вы можете купить, если думаете о замене старого датчика.

Датчик O2 всегда должен давать правильные данные. Это основная задача кислородного датчика. Здесь вы можете положиться на датчик кислорода Bosch 15664. Вы можете положиться на его производительность. Кроме того, он отличается передовой керамической технологией. Это гарантирует, что датчик обеспечит вам потрясающую производительность и прослужит долго. Кроме того, он также имеет Platinum Power-Grid.Для ЭБУ двигателя он выдает точный сигнал напряжения.

В общем, это еще один продукт, на который стоит обратить внимание.

Проверить цену

Плюсы

• Повышает экономию топлива.
• Передовая керамическая технология для повышения производительности.
• Меньше выбросов.

Датчик кислорода

Датчик кислорода или лямбда-датчик — это электронное устройство, которое измеряет долю кислорода (O ₂ ) в анализируемом газе или жидкости. Он был разработан компанией Robert Bosch GmbH в конце 1960-х годов под руководством доктора Гюнтера Баумана. Оригинальный чувствительный элемент изготовлен из циркониевой керамики в форме наперстка, покрытой тонким слоем платины как на выхлопной, так и на контрольной сторонах, и поставляется как в нагретой, так и в ненагреваемой форме. Датчик планарного типа появился на рынке в 1998 году (также впервые был разработан компанией Bosch) и значительно уменьшил массу керамического чувствительного элемента, а также включил нагреватель в керамическую структуру.Это привело к тому, что датчик сработал раньше и быстрее реагировал. Наиболее распространенное применение — измерение концентрации кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания автомобилей и других транспортных средств. Дайверы также используют подобное устройство для измерения парциального давления кислорода в дыхательном газе.

Ученые используют кислородные датчики для измерения дыхания или производства кислорода и используют другой подход. Датчики кислорода используются в анализаторах кислорода, которые находят широкое применение в медицине, таких как мониторы анестезии, респираторы и концентраторы кислорода.

Существует множество различных способов измерения кислорода, включая такие технологии, как диоксид циркония, электрохимические (также известные как гальванические), инфракрасные, ультразвуковые и совсем недавно лазерные методы. У каждого метода есть свои достоинства и недостатки.

Применение в автомобильной промышленности

Трехпроводной датчик кислорода, подходящий для использования в Volvo 240 или аналогичном автомобиле.

Автомобильные кислородные датчики, в просторечии известные как датчики O ₂ , делают возможными современные электронные системы впрыска топлива и контроля выбросов.Они помогают определить в реальном времени, является ли соотношение воздух-топливо в двигателе внутреннего сгорания богатым или бедным. Поскольку кислородные датчики расположены в потоке выхлопных газов, они не измеряют напрямую воздух или топливо, поступающее в двигатель. Но когда информация от кислородных датчиков сочетается с информацией из других источников, ее можно использовать для косвенного определения соотношения воздух-топливо. Впрыск топлива, управляемый с обратной связью, изменяет выходную мощность топливной форсунки в соответствии с данными датчика в реальном времени, а не работает с заранее определенной (разомкнутой) топливной картой.Помимо обеспечения эффективной работы электронного впрыска топлива, этот метод контроля выбросов может снизить количество как несгоревшего топлива, так и оксидов азота, попадающих в атмосферу. Несгоревшее топливо представляет собой загрязнение в виде переносимых по воздуху углеводородов, в то время как оксиды азота (NO _x газы) являются результатом температуры в камере сгорания, превышающей 1300 кельвинов, из-за избытка воздуха в топливной смеси и способствуют образованию смога и кислоты. дождь. Volvo была первым производителем автомобилей, который применил эту технологию в конце 1970-х годов вместе с трехкомпонентным катализатором, используемым в каталитическом нейтрализаторе.

Датчик фактически не измеряет концентрацию кислорода, а измеряет разницу между количеством кислорода в выхлопных газах и количеством кислорода в воздухе. Богатая смесь вызывает потребность в кислороде. Это требование вызывает рост напряжения из-за переноса ионов кислорода через сенсорный слой. Бедная смесь вызывает низкое напряжение, так как имеется избыток кислорода.

В современных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием используются кислородные датчики и каталитические нейтрализаторы для снижения выбросов выхлопных газов.Информация о концентрации кислорода отправляется в компьютер управления двигателем или ЭБУ, который регулирует количество топлива, впрыскиваемого в двигатель, чтобы компенсировать избыток воздуха или топлива. ЭБУ пытается поддерживать в среднем определенное соотношение воздух-топливо, интерпретируя информацию, которую он получает от датчика кислорода. Основная цель — компромисс между мощностью, экономией топлива и выбросами, и в большинстве случаев достигается за счет соотношения воздух-топливо, близкого к стехиометрическому. Для двигателей с искровым зажиганием (например, тех, которые используют бензин, а не дизель), современные системы имеют дело с тремя типами выбросов: углеводороды (которые выделяются, когда топливо сгорает не полностью, например, при пропуске зажигания или работе богатый), монооксид углерода (который является результатом работы с небольшим обогащением) и NO _x (которые преобладают, когда смесь бедная).Отказ этих датчиков в результате нормального старения, использования этилированного топлива или топлива, загрязненного, например, силиконом или силикатами, может привести к повреждению каталитического нейтрализатора автомобиля и дорогостоящему ремонту.

Вмешательство или изменение сигнала, который датчик кислорода отправляет на компьютер двигателя, может нанести ущерб контролю выбросов и даже повредить автомобиль. Когда двигатель работает в условиях низкой нагрузки (например, при очень плавном ускорении или поддержании постоянной скорости), он работает в «режиме с обратной связью». «Это относится к петле обратной связи между ЭБУ и кислородным датчиком (датчиками), в которой ЭБУ регулирует количество топлива и ожидает увидеть результирующее изменение в отклике датчика кислорода. Этот цикл заставляет двигатель немного работать обедненный и слегка богатый на последовательных контурах, поскольку он пытается поддерживать в среднем в основном стехиометрическое соотношение.Если модификации приводят к умеренно обедненной работе двигателя, будет небольшое увеличение экономии топлива, иногда за счет увеличения NO _x , гораздо более высокие температуры выхлопных газов, а иногда и небольшое увеличение мощности, которое может быстро перерасти в пропуски зажигания и резкую потерю мощности, а также возможное повреждение двигателя при сверхнизком соотношении воздух-топливо.Если в результате модификаций двигатель будет работать на обогащенной смеси, тогда произойдет небольшое увеличение мощности до определенного предела (после чего двигатель начнет заливаться из-за слишком большого количества несгоревшего топлива), но за счет снижения экономии топлива и увеличения количества несгоревших углеводородов. в выхлопе, что вызывает перегрев каталитического нейтрализатора. Продолжительная работа на богатых смесях может вызвать катастрофический отказ каталитического нейтрализатора (см. Обратный огонь). ЭБУ также управляет синхронизацией двигателя зажигания вместе с шириной импульса топливной форсунки, поэтому модификации, которые изменяют работу двигателя на слишком бедную или слишком богатую, могут привести к неэффективному расходу топлива, когда топливо воспламеняется слишком рано или слишком поздно в цикле сгорания.

Когда двигатель внутреннего сгорания находится под высокой нагрузкой (например, при полностью открытой дроссельной заслонке), выходной сигнал кислородного датчика игнорируется, и ЭБУ автоматически обогащает смесь для защиты двигателя, так как пропуски зажигания под нагрузкой с большей вероятностью могут привести к повреждению. Это называется двигателем, работающим в «режиме разомкнутого контура». В этом состоянии любые изменения на выходе датчика игнорируются. Во многих автомобилях (за исключением некоторых моделей с турбонаддувом) входные данные от расходомера воздуха также игнорируются, так как в противном случае они могут снизить производительность двигателя из-за слишком богатой или слишком бедной смеси и увеличить риск повреждения двигателя из-за детонация, если смесь слишком бедная.

Функция лямбда-зонда

Лямбда-зонды

используются для уменьшения выбросов транспортных средств, обеспечивая эффективное и чистое сжигание топлива двигателями. Роберт Бош ГмбХ представил первый автомобильный лямбда-зонд в 1976 году, ^[1] , и в том же году он впервые был использован Volvo и Saab. Датчики были введены в США примерно с 1980 г. и требовались на всех моделях автомобилей во многих странах Европы в 1993 г.

Измеряя долю кислорода в оставшемся выхлопном газе и зная, помимо прочего, объем и температуру воздуха, поступающего в цилиндры, ЭБУ может использовать справочные таблицы для определения количества топлива, необходимого для сжигания при стехиометрическом уровне. соотношение (14.7: 1 воздух: топливо по массе для бензина) для обеспечения полного сгорания.

Зонд

Чувствительный элемент представляет собой керамический цилиндр, покрытый внутри и снаружи пористыми платиновыми электродами; вся сборка защищена металлической сеткой. Он работает, измеряя разницу в кислороде между выхлопными газами и наружным воздухом, и генерирует напряжение или изменяет свое сопротивление в зависимости от разницы между ними.

Датчики работают эффективно только при нагревании до приблизительно 316 ° C (600 ° F), поэтому большинство новых лямбда-зондов имеют нагревательные элементы, заключенные в керамику, которые быстро нагревают керамический наконечник до температуры.Более старые датчики без нагревательных элементов в конечном итоге будут нагреваться выхлопными газами, но между запуском двигателя и достижением теплового равновесия между компонентами выхлопной системы проходит определенное время. Время, необходимое выхлопным газам для доведения датчика до температуры, зависит от температуры окружающего воздуха и геометрии выхлопной системы. Без утеплителя процесс может занять несколько минут. Есть проблемы загрязнения, которые приписываются этому медленному процессу запуска, в том числе аналогичная проблема с рабочей температурой каталитического нейтрализатора.

К зонду обычно прикрепляют четыре провода: два для лямбда-выхода и два для питания нагревателя, хотя некоторые автопроизводители используют общую землю для сенсорного элемента и нагревателей, в результате чего получается три провода. Ранее датчики без электрического обогрева имели один или два провода.

Работа датчика

Циркониевый датчик

Планарный циркониевый датчик (схематическое изображение)

Лямбда-зонд из диоксида циркония или диоксида циркония основан на твердотельном электрохимическом топливном элементе, который называется ячейкой Нернста.Его два электрода обеспечивают выходное напряжение, соответствующее количеству кислорода в выхлопных газах по сравнению с количеством кислорода в атмосфере. Выходное напряжение 0,2 В (200 мВ) постоянного тока представляет собой «бедную смесь» топлива и кислорода, где количество кислорода, поступающего в цилиндр, достаточно для полного окисления монооксида углерода (CO), образующегося при сжигании воздуха и топлива, в диоксид углерода (CO ₂ ). Выходное напряжение 0,8 В (800 мВ) постоянного тока представляет собой «богатую смесь», в которой много несгоревшего топлива и мало остаточного кислорода.Идеальная уставка составляет приблизительно 0,45 В (450 мВ) постоянного тока. Здесь количество воздуха и топлива находится в оптимальном соотношении, которое составляет ~ 0,5% обедненной смеси от стехиометрической точки, так что выхлопные газы содержат минимальное количество окиси углерода.

Напряжение, создаваемое датчиком, не зависит от концентрации кислорода. Датчик наиболее чувствителен вблизи стехиометрической точки и менее чувствителен при очень бедной или очень богатой смеси.

Блок управления двигателем (ЭБУ) — это система управления, которая использует обратную связь от датчика для регулирования топливно-воздушной смеси.Как и во всех системах управления, важна постоянная времени датчика; способность ЭБУ управлять соотношением топливо-воздух зависит от времени отклика датчика. У изношенного или загрязненного датчика обычно более медленное время отклика, что может снизить производительность системы. Чем короче период времени, тем выше так называемый «перекрестный счет» ^[2] и тем быстрее реагирует система.

Датчик из диоксида циркония относится к типу «узкополосного», что относится к узкому диапазону соотношений топливо / воздух, на который он реагирует.

Широкополосный циркониевый датчик

Планарный широкополосный циркониевый датчик (схематическое изображение)

Вариант датчика из диоксида циркония, названный «широкополосным» датчиком, был представлен Робертом Бошем в 1994 году и использовался на многих автомобилях ^[3] , чтобы удовлетворить постоянно растущие требования к лучшей экономии топлива , меньшие выбросы и одновременно улучшенные характеристики двигателя. Он основан на плоском элементе из диоксида циркония, но также включает электрохимический газовый насос. Электронная схема, содержащая контур обратной связи, управляет током газового насоса, чтобы поддерживать постоянную мощность электрохимической ячейки, так что ток насоса напрямую указывает на содержание кислорода в выхлопных газах. Этот датчик исключает цикличность обедненной смеси, присущую узкополосным датчикам, позволяя блоку управления гораздо быстрее регулировать подачу топлива и угол зажигания двигателя. В автомобильной промышленности этот датчик также называется датчиком UEGO (универсальный датчик кислорода в выхлопных газах). Датчики UEGO также широко используются при настройке динамометрических стендов на вторичном рынке и в высокопроизводительном оборудовании для отображения воздуха и топлива водителя. Широкополосный циркониевый датчик используется в системах стратифицированного впрыска топлива, а теперь может также использоваться в дизельных двигателях, чтобы соответствовать предстоящим ограничениям выбросов EURO и ULEV.

Широкополосные датчики состоят из трех элементов:

• Ионно-кислородный насос
• Узкополосный циркониевый датчик
• Нагревательный элемент

Схема подключения широкополосного датчика обычно состоит из шести проводов:

• резистивный нагревательный элемент (два провода)
• датчик
• насос
• калибровочный резистор
• обычный

Датчик титана

Менее распространенный тип узкополосных лямбда-зондов имеет керамический элемент из диоксида титана (диоксида титана). Этот тип не генерирует собственное напряжение, но изменяет свое электрическое сопротивление в зависимости от концентрации кислорода. Сопротивление диоксида титана зависит от парциального давления кислорода и температуры. Поэтому некоторые датчики используются с датчиком температуры газа для компенсации изменения сопротивления из-за температуры. Значение сопротивления при любой температуре составляет около 1/1000 изменения концентрации кислорода. К счастью, при лямбда = 1 происходит большое изменение кислорода, поэтому изменение сопротивления обычно в 1000 раз между богатым и обедненным, в зависимости от температуры.

Поскольку диоксид титана является полупроводником N-типа со структурой TiO _{2- x} , дефекты x в кристаллической решетке проводят заряд. Так, для выхлопных газов с высоким содержанием топлива сопротивление низкое, а для бедных выхлопных газов — высокое. Блок управления питает датчик небольшим электрическим током и измеряет результирующее напряжение на датчике, которое варьируется от примерно 0 вольт до примерно 5 вольт. Подобно датчику из диоксида циркония, этот тип является нелинейным, поэтому иногда его упрощенно называют двоичным индикатором, показывающим либо «богатый», либо «обедненный».Датчики из диоксида титана дороже, чем датчики из диоксида циркония, но они также быстрее реагируют.

В автомобильной промышленности датчик диоксида титана, в отличие от датчика диоксида циркония, не требует эталонной пробы атмосферного воздуха для правильной работы. Это упрощает проектирование узла датчика против загрязнения водой. Хотя большинство автомобильных датчиков являются погружными, датчики на основе диоксида циркония требуют очень небольшого поступления эталонного воздуха из атмосферы. Теоретически жгут проводов датчика и разъем заделаны.Предполагается, что воздух, который просачивается через жгут проводов к датчику, исходит из открытого места в жгуте — обычно ЭБУ, который расположен в замкнутом пространстве, таком как багажник или салон автомобиля.

Расположение датчика в системе

Зонд обычно ввинчивается в резьбовое отверстие в выхлопной системе, расположенное после ответвления коллектора выхлопной системы, но перед каталитическим нейтрализатором. Новые автомобили должны иметь датчик до и после катализатора выхлопных газов, чтобы соответствовать U.S. правила, требующие, чтобы все компоненты выбросов проверялись на предмет отказа. Сигналы до и после катализатора отслеживаются для определения эффективности катализатора. Кроме того, некоторые каталитические системы требуют коротких циклов обедненного (кислородсодержащего) газа для загрузки катализатора и содействия дополнительному окислительному восстановлению нежелательных компонентов выхлопных газов.

Датчик наблюдения

Соотношение воздух-топливо и, естественно, состояние датчика можно контролировать с помощью измерителя отношения воздух-топливо, который отображает считанное выходное напряжение датчика.

Неисправности датчика

Обычно срок службы ненагреваемого датчика составляет от 30 000 до 50 000 миль (от 50 000 до 80 000 км). Срок службы датчика с подогревом обычно составляет 100 000 миль (160 000 км). Отказ ненагреваемого датчика обычно вызван скоплением сажи на керамическом элементе, что увеличивает время его отклика и может привести к полной потере способности воспринимать кислород. У нагретых датчиков нормальные отложения выгорают во время работы и выходят из строя из-за истощения катализатора.Затем датчик имеет тенденцию сообщать о бедной смеси, ECU обогащает смесь, выхлоп обогащается монооксидом углерода и углеводородами, и экономия топлива ухудшается.

Этилированный бензин загрязняет кислородные датчики и каталитические нейтрализаторы. Большинство датчиков кислорода рассчитаны на некоторый срок службы в присутствии этилированного бензина, но срок службы датчика будет сокращен до 15 000 миль в зависимости от концентрации свинца. Концы сенсоров, поврежденных свинцом, обычно имеют обесцвеченный или ржавый цвет.

Другой частой причиной преждевременного выхода из строя лямбда-зондов является загрязнение топлива силиконами (которые используются в некоторых уплотнениях и смазках) или силикатами (используются в качестве ингибиторов коррозии в некоторых антифризах). В этом случае отложения на датчике имеют цвет от блестящего белого до зернистого светло-серого.

Утечка масла в двигатель может покрыть наконечник датчика маслянистым черным отложением, что приведет к потере чувствительности.

Чрезмерно богатая смесь вызывает накопление черного порошкообразного осадка на датчике.Это может быть вызвано отказом самого датчика или проблемой в системе нормирования топлива.

Подача внешнего напряжения на датчики из диоксида циркония, например Проверив их с помощью омметра некоторых типов, можно повредить их.

У некоторых датчиков есть воздухозаборник в проводе, поэтому загрязнения из провода, вызванные утечками воды или масла, могут попасть в датчик и вызвать неисправность. ^[4]

Признаки неисправности датчика кислорода включают:

• Датчик света на приборной панели указывает на проблему
• Повышенный выброс выхлопных газов
• Повышенный расход топлива
• Нерешительность при разгоне
• Стойка
• Грубый холостой ход

Приложения для дайвинга

Основная статья: электрогальванический топливный элемент Анализатор кислорода для дыхательного газа для дайвинга

Датчик кислорода для дайвинга, который иногда называют анализатором кислорода или ppO ₂ метр , используется при подводном плавании с аквалангом. Они используются для измерения концентрации кислорода в смесях газов для дыхания, таких как найтрокс и тримикс. ^[5] Они также используются в механизмах контроля кислорода ребризеров замкнутого цикла для поддержания парциального давления кислорода в безопасных пределах. ^[6] Датчик этого типа работает, измеряя электричество, вырабатываемое небольшим электрогальваническим топливным элементом.

Научные приложения

При исследованиях дыхания почвы датчики кислорода могут использоваться вместе с датчиками углекислого газа, чтобы помочь улучшить характеристики дыхания почвы.Обычно в датчиках почвенного кислорода используется гальванический элемент для создания потока тока, который пропорционален измеряемой концентрации кислорода. Эти датчики расположены на разной глубине, чтобы отслеживать истощение кислорода во времени, которое затем используется для прогнозирования скорости дыхания почвы. Как правило, эти почвенные датчики оснащены встроенным нагревателем для предотвращения образования конденсата на проницаемой мембране, поскольку относительная влажность в почве может достигать 100%. ^[7]

В морской биологии или лимнологии измерения кислорода обычно проводятся для измерения дыхания сообщества или организма, но также используются для измерения первичной продукции водорослей.Традиционный способ измерения концентрации кислорода в пробе воды заключался в использовании методов влажной химии, например метод титрования Винклера. Однако существуют коммерчески доступные датчики кислорода, которые с большой точностью измеряют концентрацию кислорода в жидкостях. Доступны два типа кислородных датчиков: электроды (электрохимические датчики) и оптоды (оптические датчики).

Электроды

Измеритель растворенного кислорода для лабораторного использования.

Электрод Кларка — наиболее часто используемый датчик кислорода для измерения растворенного в жидкости кислорода.Основной принцип заключается в том, что катод и анод погружены в электролит. Кислород поступает в датчик через проницаемую мембрану путем диффузии и восстанавливается на катоде, создавая измеримый электрический ток.

Между концентрацией кислорода и электрическим током существует линейная зависимость. С помощью калибровки по двум точкам (0% и 100% насыщение воздухом) можно измерить кислород в образце.

Одним из недостатков этого подхода является то, что кислород потребляется во время измерения со скоростью, равной диффузии в датчике.Это означает, что датчик необходимо перемешивать, чтобы получить правильные измерения и избежать застоя воды. С увеличением размера сенсора увеличивается потребление кислорода, а вместе с ним и чувствительность перемешивания. В больших датчиках также наблюдается дрейф сигнала во времени из-за расхода электролита. Однако датчики типа Кларка могут быть очень маленькими с размером наконечника 10 мкм. Потребление кислорода таким микросенсором настолько мало, что он практически нечувствителен к перемешиванию и может использоваться в застойных средах, таких как отложения или внутри тканей растений.

Оптоды

Оптод кислорода — это датчик, основанный на оптическом измерении концентрации кислорода. Химическая пленка приклеивается к концу оптического кабеля, и флуоресцентные свойства этой пленки зависят от концентрации кислорода. Флуоресценция максимальна при отсутствии кислорода. Когда молекула O ₂ проходит мимо, она сталкивается с пленкой и гасит фотолюминесценцию. При данной концентрации кислорода будет определенное количество молекул O ₂ , сталкивающихся с пленкой в ​​любой момент времени, и флуоресцентные свойства будут стабильными.

Отношение сигнала (флуоресценции) к кислороду нелинейно, и оптод наиболее чувствителен при низкой концентрации кислорода. То есть чувствительность уменьшается с увеличением концентрации кислорода в соответствии с соотношением Штерна – Фольмера. Однако оптодные датчики могут работать во всем диапазоне от 0% до 100% насыщения кислородом в воде, и калибровка выполняется так же, как и с датчиком типа Кларка. Кислород не потребляется, и, следовательно, датчик нечувствителен к перемешиванию, но сигнал стабилизируется быстрее, если датчик перемешать после помещения в образец.Этот тип электродных датчиков может использоваться для мониторинга производства кислорода в реакциях расщепления воды на месте и в реальном времени. Платинированные электроды позволяют осуществлять мониторинг производства водорода в устройстве для разделения воды в реальном времени. Кальзаферри и его сотрудники очень широко использовали этот тип электродов для исследований фотоэлектрохимического расщепления воды. ^{[ необходима ссылка ]}

См. Также

Список литературы

Внешние ссылки

.