Adaptsport.ru

В мире АВто
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое лямбда зонд и как работает

Что такое лямбда зонд и как работает

Что это такое

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы λ, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха.

При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива — лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ). Тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

Принцип работы

Схема лямбда зонда на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе.
1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость. Разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала).

Особенность циркониевого лямбда-зонда — при малых отклонениях состава смеси от идеального напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В.

Если не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности. Но машина при этом остается на ходу.

Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше поручить специалистам. Отметим, что попытки замены неисправного устройства имитатором или применение обманок ни к чему не приведут. ЭБУ не распознает «чужие» сигналы и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

Для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле

Дата публикации: 25 ноября 2016. Категория: Автотехника.

Количество выбросов вредоносных веществ в атмосферу регулируются жесткими экологическими нормами большинства стран мира, включая РФ. Чтобы снизить уровень пагубных испарений были созданы каталитические нейтрализаторы (или как их еще называют катализаторы). Эти устройства снижают объем вредных веществ, которые попадают в воздух вместе с выхлопными газами, образующимися в процессе работы ДВС.

Несомненно, катализаторы являются необходимыми узлами автомобиля, однако эффективность их работы обусловлена определенными условиями. В процессе работы нейтрализатора необходимо контролировать состав топливно-воздушной смеси, иначе полезный элемент перестанет выполнять свои функции. Чтобы устройство работало как можно дольше используются специальные датчики кислорода, также известные как кислородные датчики, датчики концентрации О2 или лямбда-зонды (ЛЗ).

Что такое лямбда-зонд

Если говорить о том, за что отвечает лямбда-зонд, то проще всего охарактеризовать его как прибор, определяющий уровень кислорода, который содержится в отработанных газах.

Дело в том, недостаточный объем воздуха в топливной системе (λ > 1 – бедная смесь) обычно приводит к тому, что углеводороды и образовывающийся угарный газ не будут полностью окисляться. Если же кислорода будет, наоборот слишком много в этой смеси (λ

Для чего нужен лямбда зонд?

Датчик используется для более эффективной подачи воздушно-топливной смеси. Его работа влияет на исправность катализатора, который нейтрализует в выхлопных газах вредные для окружающей среды вещества. Он замеряет концентрацию кислорода в выхлопе и корректирует работу топливной системы.

Для эффективности работы мотора воздушно-топливная смесь должна подаваться в цилиндры в правильной пропорции. Если кислорода будет недостаточно, то смесь будет переобогащенная. В результате свечи в бензиновом моторе может залить, а процесс горения не будет высвобождать достаточное количество энергии для вращения коленвала. Также недостаток кислорода приведет к частичному сгоранию топлива. В результате этого в выхлопе образуется не углекислый, а угарный газ.

С другой стороны, если воздуха в воздушно-топливной смеси будет больше, чем необходимо, то она будет обедненной. В результате чего – снижение мощности двигателя, превышение температурных норм для деталей цилиндропоршневого механизма. Из-за этого некоторые элементы быстрее изнашиваются. Если кислорода в выхлопе много, то в катализаторе не произойдет нейтрализация газа NOx. Это тоже ведет к загрязнению окружающей среды.

Так как образование ядовитых газов невозможно заметить визуально, требуется специальный датчик, который контролировал бы даже незначительные изменения в выхлопе двигателя.

Читать еще:  Что такое рхх на ваз 2110

Особенно полезным данная деталь оказывается в условиях увеличенного дымообразования (когда мотор испытывает серьезные нагрузки). Это помогает сохранить катализатор от загрязнения, а также немного сэкономить топливо.

Для чего нужен лямбда зонд?

В ситуации поломки автомобиля знание принципа работы механизма не помешает никому. Во-первых, так механику будет сложнее одурачить владельца авто, приписывая к смете ненужные услуги. Во-вторых, водитель обладая знаниями технических особенностей деталей своего авто может сам поставить «диагноз», а возможно и устранить неполадку.

Так для чего же предназначен лямбда зонд? Он создает условия для работы каталитического нейтрализатора, который в свою очередь предназначен для фильтрации выхлопных газов. К слову, катализаторы обязаны своим широким распространением экологам и ярым борцам за чистоту окружающей среды. Именно катализаторы позволяют сделать выхлоп наименее вредным, а лямбда зонд осуществляет контроль за эффективной работой этого механизма.

Лямбда зонд унаследовал свое название от соответствующей буквы греческого алфавита. Также лямбдой принято называть величину количества кислорода в топливно-воздушной смеси, которая составляет 14,7 долей воздуха на 1 долю топлива. Обеспечить такую пропорциональность способен механизм электронного впрыска топлива с обратной связью с лямбда зондом.

Также предназначение лямбда зонда определяет его месторасположение – перед катализатором в выпускном коллекторе. Установленный на этом участке, лямбда зонд вычисляет объем излишек кислорода в топливно-воздушной смеси. При появлении дисбаланса прибор дает сигнал в блок управления впрыска. Но, порой одного датчика становится недостаточно, поэтому в последних моделях автомобилей все чаще предусмотрено два датчика кислорода, между которыми располагается катализатор. При такой конструкции контроля точность анализа выхлопа топлива увеличивается в разы.

В основе лямбда зонда гальванические элементы с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Поверх покрытия нанесен слой оксида иттрия и напыление из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электроды на поверхности механизма действуют по принципу забора выхлопа и воздуха из атмосферы. Лямбда зонд начинает работать только после того, как прогрев достигнет 300 градусов по Цельсию. Высокая температура приводит в действие циркониевый электролит, который пропускает сигнал об уровне выходного напряжения. При заведении непрогретого двигателя, датчики кислорода не работают, а их нагрузку при низкой температуре выполняют другие датчики двигателя.

Существуют также датчики, которые используют вместо циркония двуокись титана. Их принцип работы заключается в том, что они изменяют объемное сопротивление по количеству содержания кислорода в выхлопе. Большим минусом этого механизма является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут генерировать ЭДС. Однако, именно они включены в конфигурацию многих самых продаваемых моделей автомобилей.

Еще одной разновидностью датчиков являются механизмы с дополнительным подогревом. Такой принцип позволяет им быстрее активизироваться, а значит, результат показателей параметров получается более точный.

Признаки неисправности лямбда зонда?

Лямбда зонд — уязвимый датчик автомобиля. Его срок службы зависит от условий эксплуатации двигателя автомобиля. Но в среднем ресурс лямбда зонда составляет от 40 тысяч до 80 тысяч километров.

Лямбда зонд признаки неисправности:

  1. увеличение расхода бензина;
  2. нехарактерный запах из выхлопной трубы;
  3. лампочка «check engine».

Датчик улавливает большое количество факторов, которые влияют на работу автомобиля, но особенно чувствителен датчик лямбда-зонд к качеству топлива. Так как основная функция его связана именно с выхлопными газами, а качество бензина является самой первой причиной неправильного соотношения углекислого газа и кислорода из топливо-воздушной смеси.

Самый главный момент в автомобиле — впрыск топлива. Именно поэтому неисправность этого датчика влияет на расход топлива. ЭБУ автомобиля не получает правильную информацию о составляющей выхлопных газов и из-за этого может лить больше топлива. Оно не успевает полностью сгорать и просто остается в выхлопной системе в виде черного нагара. Этот налет мешает датчику работать. Можно использовать жидкости для чистки и самостоятельно протирать датчик, но не проще ли просто проконсультироваться на ближайшей СТО?

Если же ЭБУ не получает никакой информации от лямбда зонда, то он начинает работать по аварийной карте. Аварийная карта — это шаблон, который загружен в «мозги» автомобиля для оперативного реагирования. При этом на приборной панели обязательно должен загореться значок «check engine», который даст сигнал автовладельцу, что нужно обязательно обратиться к автомеханику и выяснить причину поломки.

Есть еще несколько «сигналов», которые могут свидетельствовать о неисправности лямбда зонда. Один из самых заметных это нехарактерный запах из выхлопной трубы. Значит лямбда зонд не справляется со своей задачей и не посылает сигнал на ЭБУ. Но этот признак очень «обобщенный», так как запах может означать еще и выход из строя свечей, катушек, катализатора и т.д.

В случае поломки лямбда зонда также может пострадать и EGR система. В этом случае вакуумный клапан системы EGR будет неправильно функционировать.

Как почистить лямбда зонд

Почистить лямбда-зонд в домашних условиях можно с помощью ортофосфорной кислоты.

Чистку лямбда зонда вполне можно выполнить своими руками, без дополнительного оборудования. Желательно делать это после того как автомобиль будет заглушен несколько часов. Так полностью остынет коллектор, который сильно нагревается при работе двигателя. Посмотреть где находится лямбда зонд можно в инструкции к автомобилю, обычно его легко увидеть на коллекторе. Сначала необходимо отключить датчик от цепи и выкрутить его. Отключать проводку от датчика желательно при отключенном аккумуляторе. Сам датчик выкручивается обычным гаечным ключом. Если лямбда зонд прикипел и его никак не получается открутить обычным усилием, то резьбовое соединение можно залить нашатырным спиртом, керосином или уксусом. Через несколько часов ржавчина должна откиснуть, и датчик легко открутится. Нельзя стучать по нему. Во-первых, можно сломать сам датчик. Во-вторых, он застрянет там еще плотнее, повредится посадочная резьба, и придется полностью менять коллектор.
Почистить лямбда зонд в домашних условиях можно с помощью ортофосфорной кислоты. Нужно опустить датчик в кислоту на полчаса, а затем достать и несколько раз хорошо промыть теплой водой. Ортофосфорная кислота должна разъесть все отложения, которые накапливаются на датчике.

Читать еще:  Ваз 2110 регулятор печки

А если неисправен лямбда-зонд

Лямбда-зонд – один из элементов системы питания инжекторных автомобилей, который в наших условиях эксплуатации может создавать проблемы. Как их избежать?

Лямбда-зонд – один из элементов системы питания инжекторных автомобилей, который в наших условиях эксплуатации может создавать проблемы. Как их избежать?

Назначение

Греческая лямбда в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси. Отсюда и пошло название датчика, который измеряет этот коэффициент, а точнее – остаточный кислород (О2) в отработавших газах (другое название – датчик кислорода). Назначение датчика – предоставить ЭБУ двигателя информацию, позволяющую определить характер сгорания топлива. Это необходимо для создания нормальных условий работы каталитического нейтрализатора отработавших газов. Дело в том, что «окно» эффективной работы катализатора очень узкое, когда в цилиндрах сгорает 14,6–14,8 части воздуха и 1 часть топлива (при сгорании такой смеси лямбда = 1±0,01). Обеспечить такое точное регулирование состава топливо-воздушной смеси возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива. Лямбда-зонд в этих системах выполняет функцию контролера в выпускном тракте.

Лямбда-зонд: причины и симптомы поломок

Нарушения в работе или даже отказ лямбда-зонда может произойти из-за:

разрывов электроцепей подключения;
замыкания;
загрязнения продуктами сгорания бензина с повышенным содержанием октаноповышающих присадок;
термических перегрузок вследствие перебоев зажигания;
механических повреждений (например, при езде по бездорожью).

Сильно сокращают срок службы лямбда-зонда плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливо-воздушная смесь.

При неисправном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает с 0,1–0,3% до 3–7%. Уменьшить его значение в большинстве старых моторов без замены датчика сложно, т. к. запаса хода регулятора качества смеси потенциометра может не хватить. В автомобилях с двумя лямбда-зондами в случае отказа второго датчика добиться нормальной работы двигателя без серьезного вмешательства в электронику невозможно.

Признаки неисправности лямбда-зонда:

Интервалы замены датчиков:

Лямбда-зонд: лечение неисправности

Технологии ремонта неисправных лямбда-зондов не существует – в случае поломки они подлежат замене. Однако наши «дяди Васи» все-таки разработали методику восстановления этих датчиков, но эффективна она не во всех случаях. Чаще всего он перестает работать из-за отложений нагара на чувствительном элементе под защитным колпачком. Если налет удалить, работоспособность «лямбды» восстанавливается. Очистить чувствительный элемент датчика можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10–20 минут разъедает загрязнения, не уничтожая электроды с редкоземельными металлами. Эффективнее чистить лямбда-зонд после снятия защитного колпачка на токарном станке и мойки с использованием тонкой кисточки. Но делать это целесообразно, если есть возможность закрепить колпачок с помощью аргоновой сварки. После промывки датчик следует ополоснуть водой и просушить. Если мойка не помогает, значит, «лямбду» нужно менять. Стоимость мойки значительно меньше, чем стоимость нового лямбда-зонда (от 300 грн.). Можно заменить неподогреваемый датчик на подогреваемый (но не наоборот!). При несовместимости разъемов недостающую электроцепь подогрева проложите самостоятельно, а вместо разъема используйте универсальные автомобильные контакты.

Зачем вовремя менять лямбда-зонд:

Лямбда-зонд: диагностика

Специалисты Bosch рекомендуют проверять лямбда-зонд и систему регулирования топливной смеси каждые 30 тыс. км пробега.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после его разогрева до температуры 300–400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения. Поэтому сигнал лямбда-зонда проверяется при включенном и прогретом двигателе. Для измерения лучше подходит осциллограф, чем мультиметр, поскольку с его помощью наиболее точно оценивается форма и частота сигнала.

Затем измеряется сопротивление нагревателя датчика (при отсоединенном штекере), составляющее при комнатной температуре от 2 до 14 Ом (согласно требованиям производителя). Далее проверяется напряжение, подведенное к нагревателю: при включенном зажигании и подсоединенном разъеме зонда оно должно составлять не менее 10,5 В. Если это значение ниже, необходимо тщательно проверить напряжение батареи, кабели и соединения.

Читать еще:  Что такое дифференциал в автомобиле

Лямбда-зонд: тонкости монтажа

Датчики должны устанавливаться и демонтироваться только при помощи соответствующих инструментов.
Если лямбда-зонд используется повторно, резьбу необходимо обработать специальной монтажной пастой. При этом следует избегать попадания пасты на защитную трубку, так как это может привести к сбоям в работе датчика. Новые лямбда-зонды ведущих производителей заранее обработаны пастой.
Соблюдайте указанный производителем момент затяжки, обычно составляющий от 40 до 60 Нм.
Лямбда-зонды требуют осторожного обращения во избежание механических повреждений (например, из-за падения).
Поскольку датчики всасывают наружный (эталонный, для сравнения) воздух через соединительный разъем, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой. При промывке двигателя и днища разъем лямбда-зонда следует тщательно изолировать.

Вадим Долгий
Технический консультант компании «Роберт Бош Лтд.»

При выходе лямбда-зонда из строя возникает вопрос, где купить новый. Это не проблема, так как созданы универсальные лямбда-зонды для установки на любой автомобиль. Они отличаются от «обычных» только способом подключения. Для подключения универсального лямбда-зонда компания Bosch разработала специальный переходник, который подключается к штатной проводке штекера старого зонда. Переходник обеспечивает точный и устойчивый сигнал, водонепроницаем, не подвержен влиянию перепадов температур и вибрации, обеспечивает поступление чистого воздуха на измерительный элемент.

Юрий Дацык
Фото Bosch, GM

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Где расположен λ-зонд?

Поскольку датчик измеряет количество кислорода в отработанных газах, его устанавливают на одну из секций выхлопного тракта. В зависимости от марки и модели авто измеритель вкручивается в выпускной коллектор непосредственно возле двигателя либо в первую секцию дымоотводящей трубы.

В связи с переходом на новые экологические нормы (начиная от Euro 3), схема контроля над выбросами автомобиля усложнилась. Дело в том, что следом за датчиком О2 в выпускном тракте установлен каталитический нейтрализатор – металлический бочонок с керамическими сотами, чья задача – дожигать вредные продукты работы мотора – угарный газ и окись азота. Данный элемент тоже со временем выходит из строя, что никак не сказывается на работе двигателя, а вот количество вредных выбросов резко увеличивается.

Чтобы контролировать техническое состояние нейтрализатора, производители начали ставить второй лямбда-зонд. Он вмонтирован в трубу после бочонка и проверяет количество кислорода в газах перед выходом в атмосферу.

Если контроллер «увидит», что разницы в показаниях двух измерителей нет, он включит на панели приборов табло Check Engine, а при компьютерной диагностике укажет на ошибку катализатора.

Молекулы воздуха, попавшие в нейтрализатор, должны соединиться с вредными газами, например, СО превращается в СО2. При нормальной работе системы второй зонд на выходе должен фиксировать уменьшение кислорода.

В машинах с мощными моторами на 6–12 цилиндров число датчиков О2 может достигать 4 шт. и более. Это объясняется просто: в подобных авто реализована система распределенного выхлопа с двумя трактами. Соответственно, на каждом из них стоит каталитический нейтрализатор и 2 λ-зонда.

Полезные советы

Как видно, диагностика неполадок лямбды предполагает отдельное знание того, какие признаки указывают на сбои в работе кислородного датчика, а также как проверить лямбда-зонд вольтметром.

Кстати, проверять лямбда-зонд рекомендуется каждые 30-40 тыс. км. пробега, особенно если возникли проблемы со смесеобразованием. Для проверки нужно прогреть мотор, затем поднять обороты холостого хода до 2 тыс. об/мин. На вольтметре напряжение лямбдазонда должно быть в рамках от 0 до 1 В (с учетом температуры выхлопа 300–400 градусов по Цельсию).

Еще отметим, что если есть такая возможность, для проверки лучше использовать осциллограф, а не мультиметр. Именно первый вариант позволяет точнее оценить качество сигнала. Также нужно измерять и сопротивление нагревателя датчика. Замеры сначала выполняются при снятом штекере, норма при обычной температуре 2 -14 Ом.

Затем меряется напряжение на нагревателе (при включенном зажигании, а также подключенном разъеме датчика). В норме показатель должен быть не меньше 10.5 В. В случае, когда значение меньше, проверяется АКБ, проводка, контакты и т.д.

Также следует выделить, что в случае, когда лямбда-зонд ранее выкручивался и ставится обратно, резьбу рекомендуется обрабатывать особой монтажной пастой. При этом не следует допускать попадания такой пасты на защитную трубку, чтобы избежать загрязнения и возможных сбоев в работе датчика.

Если же устройство новое, крупные производители уже с завода поставляют датчики, обработанные пастой. Главное, при установке лямбда зонда соблюдать рекомендуемый момент затяжки (как правило, показатель составляет 40, 50 или 60 Нм).

С учетом того, что датчик берет наружный воздух для сравнения с выхлопом, при чем забор происходит через соединительный разъем, такой разъем нельзя заливать контактными спреями или смазывать.

Особую осторожность следует соблюдать и при мойке двигателя или днища автомобиля. Разъем лямбда-зонда нужно отдельно и качественно изолировать. Еще при езде по бездорожью можно механически повредить датчик или загрязнить его. Чтобы этого избежать, следует учитывать особенности и место его установки на машине. Как правило, защита двигателя позволяет частично защитить и лямбду.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector