Лямбда зонд. Его назначение в системе питания автомобиля

Не стоит путать передний датчик и задний, который находится после каталитического нейтрализатора и служит в основном для его диагностики.

Когда лямбда – датчик выходит из строя

Неисправный кислородный датчик Далеко не всегда этот датчик выходит из строя резко – как правило, «умирает» он медленно. Как проверить кислородный датчик toyota, чтобы узнать, в норме ли он находится или нет? На деле это совсем не сложно. Чтобы получить всю необходимую информацию, достаточно понаблюдать за ним и сравнить его нынешнюю работу с прежней. Деградация устройства происходит из-за того, что поры керамического элемента засоряются из-за продуктов горения, которые всегда содержатся в выхлопе.

Когда лямбда – датчик выходит из строя

Если же датчик выйдет из строя, системы автомобиля обычно начинают работать в обход его, создавая смесь по актуальной топливной карте. Это далеко не всегда экономично и экологично, поскольку динамичная реакция на любые изменения среды пропадает, машина работает буквально «вслепую», а между тем, обстоятельства могут меняться неоднократно и очень быстро. Следует знать: чистый выброс и экономия топлива в автомобиле возможны только при наличии обратной связи, которую обеспечивает лямбда – зонд.

Принцип работы лямбда-зонда

Большинство автомобилей, выпущенных с 1998 года оснащаются минимум двумя (некоторые, особенно с V-образным двигателем — четырьмя) кислородными датчиками. Это означает, что автомобиль соответствует экологическому классу ЕВРО-3, 4, 5 или 6. Верхний лямбда-зонд отслеживает остаток кислорода в выхлопных газах и корректируют подачу топливовоздушной смеси — он не участвует в работе катализатора. Второй датчик находится после катализатора и считывает показания выхлопных газов, прошедших через него. Электронный блок управления сравнивает егопоказания с первым датчиком и, если катализатор забился или его нет совсем, выдает соответствующую ошибку.

Сам же датчик представляет собой гальванический элемент с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Один из электродов омывается горячими выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Важно заметить, что элементы датчика начинают измерение состава отработавших газов после разогрева до 300—400 °C. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а гальваническая ячейка начинает работать. Именно поэтому внутри датчика установлен подогреватель, который на холостых оборотах помогает ему быстрее разогреться до нужно температуры и включиться в работу.

Диагностика самого лямбда зонда

Чтобы продиагностировать лямбда зонд обычно достаточно прочитать коды неисправностей.

Если есть ошибка по датчику, то коррекция смеси отключается. Также, очень часто при отсутствии ошибок коррекция «упирается» в +25%, хотя смесь не бедная. В таком случае расход топлива повышается на те самые 25%, могут быть пропуски зажигания, взрывы в выпускном коллекторе.

Читайте также:  Операции при опухоли поджелудочной железы

Если вы решили заменить лямбда зонд, то не нарвитесь на китайскую подделку, коих очень много. Иногда лучше поставить датчик от LADA и перепаять разъем, нежели купить в 3 раза дороже и не решить проблему.

Возможно вам будут интересны следующие разделы, в которых кроме того описана работа систем:

  • Чип-тюнинг
  • Сажевый фильтр
  • Диагностика двигателя
  • Катализатор
  • ЕГР
  • AdBlue (впрыск мочевины SCR)
  • Вихревые заслонки впускного коллектора
  • Система подачи вторичного воздуха
  • Дроссель
  • ЕГТ (датчики температуры ОГ)
  • EVAP (система вентиляции топливного бака)
  • Ограничение скорости

Устройство и принцип работы лямбда зонда

Принцип работы лямбда зонда

Принцип вроде и прост, но реализация его — не такая уж и легкая. Этот датчик должен с чем-то сравнивать полученные результаты, чтобы «понять», что произошло изменение процента кислорода. Поэтому он делает замеры в двух местах – атмосферный воздух и тот, что остался после сгорания смеси. Это позволяет ему «почувствовать» разницу при изменении соотношения топливовоздушной смеси.

Устройство и принцип работы лямбда зонда

1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба

При этом на электронный блок должен подаваться электрический сигнал. Для этого лямбда-зонду необходимо преобразовать результаты замеров в импульс, который будет подаваться на ЭБУ. Для проведения замеров концентрации кислорода в атмосфере и в выхлопных газах, используется два электрода, вступающих в реакцию с ним. То есть, в работе этого датчика задействован принцип гальванического элемента, при котором смена параметров химической реакции влечет за собой изменение напряжения между электродами датчика. Так, при обогащенной смеси, когда процент кислорода – меньше, напряжение возрастает, а при обеднении – снижается.

Полученный в результате химической реакции электрический импульс подается на ЭБУ, параметры которого он сравнивает с прописанными в своей памяти и в результате этого производит корректировку работы системы питания.

Устройство и принцип работы лямбда зонда

Используя для работы химические реакции, лямбда-зонд не является сложным по конструкции. Основным его элементом выступает керамический наконечник, изготовленный из диоксида циркония (реже – диоксида титана) с платиновым покрытием, которое и выступает в роли электродов, вступающих в реакцию. Одной своей стороной наконечник контактирует с атмосферой, а другой – с выхлопными газами.

Разновидности лямбда зондов

По материалу изготовления керамической чести различают циркониевые и титановые датчики.

  1. Циркониевые – классические датчики, в оценивается изменение силы тока, зависящей от разницы в концентрации кислорода;
  2. В титановых датчиках оценивается сопротивление на керамическом элементе, входящем в выпускной коллектор. Чем выше концентрация кислорода в выхлопе, тем выше сопротивление. Доступ внешнего воздуха им для анализа не нужен.

Вторая классификация лямбда зондов – двухточечные (обычные) и широкополосные.

  1. Двухточечные датчики работают именно по той схеме, которая уже описана, измеряется сила тока между двумя электродами;
  2. Широкополосный работает по другому принципу. Кислород из выпускного коллектора под действием силы тока закачивается в камеру, в которой поддерживается стехиометрический состав газа. Если в выхлопе больше кислорода, чем необходимо, лишний удаляется в атмосферу, если кислорода не хватает, он закачивается в камеру. В зависимости от состава газов в выхлопе, датчик измеряет направление и силу тока, поддерживающего нужную концентрацию в измерительной камере, и эти данные поступают на ЭБУ.
Читайте также:  Хроническая обструктивная болезнь легких(ХОБЛ)

И третья классификация, по которой различают кислородные датчики – количество проводов для подключения.

  1. На самых простых датчиках без подогрева монтируются 1-2 провода. Один на блок управления, второй (если есть) на «массу»;
  2. На датчиках с подогревом ставятся 3-4 провода: первые два те же «сигнал» и «масса» (если есть) плюс еще два контакта на нагревательный элемент;
  3. На широкополосных датчиках установлены 5 проводов: первый и второй – нагрев (+ и -), третий – сигнал от измерительной ячейки, четвертый – сигнал от тока накачки, пятый – заземление. Распиновка у каждого производителя своя, но чаще всего черный провод всегда идет на сигнал.

Как выбрать лямбда-зонд

Неисправность лямбда-зонда приводит к неправильной работе двигателя. При наличии подозрений, что анализатор кислорода вышел из строя, необходимо проверить датчик и при обнаружении дефекта – срочно заменить деталь. Универсальных сенсоров мало, и они обеспечивают стабильную работу только в первые 2-3 месяца. Необходимо использовать комплектующие, предназначенные для установки на определенную марку автомобиля. При выборе необходимо уделить внимание типу кислородного датчика, особенностям резьбы, количеству проводов и специфики разъемов.

Признаки неисправности

Принцип работы простой: сенсор представляет собой батарейку, в которой при снижении уровня кислорода меняется ЭДС. Показания считываются ЭБУ, который меняет режим работы инжекторов. При использовании топлива низкого качества, горючего с высоким содержанием свинца или при попадании тосола зонд выходит из строя. При этом наблюдаются резкое повышение расхода топлива, снижается мощность двигателя.

Неправильная работа системы приводит к увеличению количества кислорода в топливной смеси. Горючее начинает сгорать при повышенных температурах. Это вызывает износ поршней, свечей и клапанов. В выхлопных газах увеличивается процент сильно ядовитых веществ. Выявить неисправность можно в процессе диагностики. Неисправную деталь следует срочно заменить.

Сенсоры являются расходным материалов. Срок службы датчиков без подогрева не превышает 50-80 тысяч км. Модели, оснащенные системой подогрева, служат 100 тысяч км. Широкополосные зонды работают в 1,5 раза дольше. Это нужно учитывать при прохождении планового ТО. Мастер легко сможет определить, что срок службы сенсора подходит к концу и нужна замена.

Тип кислородного датчика

Выпускают сенсоры с подогревом и без подогрева. Модели без подогрева нагреваются выхлопными газами. Работает анализатор при температуре 350-400 градусов. Чтобы нагреть до этих значений, требуется время, на протяжении которого двигатель работает с перерасходом топлива. Сенсоры с подогревом имеют электрический нагреватель, который быстро поднимает температуру до рабочих значений. Это позволяет оптимизировать работу мотора.

Читайте также:  Без желчного пузыря можно жить

Производители предлагают двухточечные и широкополосные модели. Двухточечные сенсоры анализируют разницу в концентрации кислорода в выхлопном газе и окружающем воздухе. Широкополосные зонды накачивают кислород из выпускной системы в специальную камеру. Концентрация определяется при измерении сила тока, которая требуется для закачки. Эта конструкция более эффективная.

Оригинал или подделка

Оригинальные комплектующие поставляются в прочных коробках, которые защищают зонд от повреждений во время пересылки или перевозки. Упаковка отличается высоким качеством полиграфии. Некоторые производители используют несколько степеней защиты: специальные коды на этикетке и детали, которые должны совпадать, наклейки с голограммами. Оригинал отличается стабильной работой, простым монтажом, долговечностью и эффективностью. Сенсор может экономить от 0,7 до 2 литров топлива на 100 км, полностью оправдывая свою цену.

Рабочий ресурс кислородного устройства

Кислородный элемент является одним из датчиков, который имеет достаточно быстрый износ. Это обусловлено тем, что он подвергается постоянному контакту с отработанными газами и его рабочий ресурс прямо зависит от качества топливной смеси и отсутствия неисправностей в двигателе. К примеру, датчик из циркония рассчитан на 70-130 тыс. км пробега.

Рабочий ресурс кислородного устройства

Работа нижнего и верхнего датчика находится под постоянным контролем бортовой диагностической системы. И при сбое одного из них фиксируется соответственная ошибка, при этом на приборной панели загорается лампочка («Check Engine»). Определить поломку в этом случае можно при помощи специального сканера диагностики.

Рабочий ресурс кислородного устройства

При исправном функционировании лямбда зонда, параметры сигнала представлены правильной синусоидой, которая демонстрирует частоту переключения не меньше 8 раз за 10с.

Рабочий ресурс кислородного устройства

Схема работы кислородного датчика

Рабочий ресурс кислородного устройства

Лямбда зонд с подогревом

Особенность работы такого керамического наконечника заключается в том, что произведение эффективных замеров остаточного процента кислорода выполняется только при определенном температурном режиме. Чтобы наконечник обрел необходимую проводимость, необходима температура в 300-400 град. С.

Чтобы обеспечить необходимый температурный режим изначально этот датчик устанавливали ближе к выпускному коллектору, что обеспечивало достижение необходимой температуры по мере прогрева силовой установки. То есть, в работу он вступал не сразу. До того, как лямбда-зонд начнет передавать импульсы, электронный блок основывался на показания других датчиков, включенных в систему питания, но при этом оптимальное смесеобразование не соблюдалось.

Видео: Как подключить лямбда зонд с подогревом

Лямбда зонд с подогревом

Ещё кое-что полезное для Вас:

Некоторые модели лямбда-зондов в своей конструкции имеют специальные электрические подогреватели, что обеспечивает более быстрый выход на необходимый температурный режим. Запитка подогревателя осуществляется от бортовой сети авто.

Датчик, выполняющий свою работу за счет химической реакции, получил название двухточечного, за счет того, что замеры производятся в двух местах. Но выпускаются еще и другой тип лямбда-зонда – широкополосный, который является более современной версией датчика. В его конструкции тоже используется двухточечный элемент, а также еще один керамический элемент – закачивающий. При этом суть сводится все к той же подаче электрического сигнала на ЭБУ.