Современные автомобили имеют множество датчиков, следящих за работоспособностью деталей и узлов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие водители знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, чтобы сэкономить время и деньги.
Что такое лямбда-зонд и где он находится
В целях обеспечения соблюдения экологических норм по снижению токсичности выхлопных газов автомобили стали оснащать каталитическим нейтрализатором (катализатором). Качество и продолжительность его работы напрямую зависят от состава топливно-воздушной смеси (ТВС). На основании сигналов, передаваемых лямбда-зондом, контролируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.
Лямбда-зонд – система, определяющая наличие остатков кислорода в выхлопных газах. Иначе его можно назвать кислородным датчиком.
Лямбда-зонд находится в жидкостном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором.
Качественная очистка от токсичных для катализатора выхлопов осуществляется только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности нейтрализатора и повышения точности изучения состояния паровых газов во многих моделях вместо катализатора устанавливают второй лямбда-зонд.
Для улучшения характеристик современных автомобилей вместо катализаторов установлен дополнительный лямбда-зонд.
Как работает датчик кислорода
Основная функция лямбда-зонда заключается в измерении количества кислорода, присутствующего в выхлопных газах, и сравнении его с эталоном.
Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системы. В зависимости от этих факторов ЭБУ управляет составом топливных сборок, подаваемых в цилиндры.
Планируется установить все больше и больше кислородных датчиков в автомобиле.
Результатом совместной исследовательской работы лямбды и ЭБУ является нахождение стехиометрической ТВС (идеальной, правильной), с 14,7 частями воздуха и 1 частью топлива, где λ=1. Для топливной смеси (больше бензина) λ<1, bakeng sa motsoako o fokolang (ho feta moea) – λ>1.
График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от значения (λ)
Различные типы лямбда-зондов
Современные автомобили имеют следующие датчики:
- цирконий;
- титан;
- Широкополосный.
Цирконий
Один из самых распространенных примеров. Изготовлен из циркония (ZrO2).
Циркониевый датчик кислорода работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде циркониевой керамики (ZrO2).
Керамический наконечник с диоксидом циркония покрыт с обеих сторон защитными материалами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электролитные вещества, способные поглощать ионы кислорода, появляются при нагреве ZrO2 выше 350°С. Лямбда-зонд не будет работать без нагрева до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется благодаря встроенному в корпус нагревательному элементу с керамическим изолятором.
Важный! Повышение температуры датчика до 950°С приводит к его нагреву.
Выхлопные газы попадают во внешнюю часть наконечника через специальные отверстия в защитном кожухе. Атмосферный воздух поступает в датчик через отверстие в корпусе или водонепроницаемую оболочку (манжету) кабелей.
Разность потенциалов создается за счет движения ионов кислорода в электролите между внешним и внутренним платиновыми электродами. Мощность, генерируемая на электродах, обратно пропорциональна количеству O2 в выхлопной системе.
Напряжение, генерируемое двумя электродами, пропорционально количеству кислорода.
По сигналу датчика устройство управления контролирует состав ТВС, стремясь приблизить его к стехиометрическому. Мощность от лямбда-зонда меняется несколько раз в секунду. Это дает возможность управлять составом топливной смеси независимо от режима работы ДВС.
По количеству проволок можно выделить несколько видов циркониевых материалов:
- На однопроводном датчике имеется только одна сигнальная линия. Заземление осуществляется через корпус.
- Двухпроводное устройство состоит из сигнальных проводов и проводов заземления.
- Трех- и четырехпроводные датчики имеют на себе провода системы обогрева, управления и заземления.
Циркониевые лямбда-зонды, с другой стороны, делятся на одно-, двух-, трех- и четырехпроводные датчики.
титан
По внешнему виду он похож на цирконий. Сердцевина датчика изготовлена из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах резко меняется сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до 20 кОм при бедной. Поэтому меняется проводимость элемента, что датчик показывает блоку управления. Рабочая температура титанового датчика 700°С, поэтому обязательно наличие нагревательного элемента. Духа ссылки нет.
Из-за сложной конструкции, высокой стоимости и постоянного изменения температуры датчик не получил широкого распространения.
Помимо циркониевых, существуют датчики кислорода на основе диоксида титана (TiO2).
Широкополосный доступ
Отличается по структуре от предыдущих 2-х комнат (клеток):
- Точка безубыточности;
- Накачка.
В измерительной камере с помощью электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газа, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работе двигателя на обедненной смеси удаляет избыточный кислород из проточной части в атмосферу; когда смеси много, она заполняет проточное отверстие ионами кислорода, отсутствующими во внешнем мире. Текущее направление транспорта кислорода в разные стороны меняется, и его величина пропорциональна количеству О2. Именно текущее значение выступает в роли детектора λ выхлопных газов.
Необходимая для работы температура (не менее 600°С) достигается за счет работы нагревательного элемента в датчике.
Широкополосные кислородные датчики определяют лямбда от 0,7 до 1,6
Симптомы дисфункции
Основными симптомами, указывающими на поломку кислородного датчика, являются:
- Повышенная токсичность паровых газов;
- Неустойчивое, прерывистое ускорение;
- Изменение кратковременности свечения «CHECK ENGINE» при сильном увеличении скорости;
- Неустроенный, постоянно меняющийся и неблагополучный;
- Повышенный расход топлива;
- Перегрев катализатора, сопровождающийся звуками, звенящими на своем месте при выключении двигателя;
- Постоянно горящий индикатор «CHECK ENGINE»;
- Неразборчивая индикация на бортовом компьютере перефорсированных топливных сборок.
Необходимо помнить, что все эти отличия могут быть признаками другого расстройства.
Срок службы лямбда-зонда около 60-130 километров. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства могут быть:
- Использование герметиков (силикона) при установке датчиков, не рассчитанных на высокие температуры;
- бензин низкого качества (высокое содержание этила, свинца, тяжелых металлов);
- Попадание масла в выхлопную систему из-за износа маслосъемных колец или колпачков;
- Перегрев датчика из-за неправильного освещения, перегрев ТВС;
- Слишком много попыток запуска двигателя, что приводит к попаданию горючих соединений в систему зажигания;
- Плохой контакт, короткое замыкание на массу, обрыв выходного провода;
- Нарушение целостности конструкции датчика.
Процедуры проверки кислородного датчика
Специалисты советуют проверять правильность работы лямбда-зонда каждые 10 000 км пробега, даже если в работе прибора нет проблем.
Диагностика начинается с проверки надежности соединения терминала и датчика и наличия механических повреждений. После этого снимите крышку лямбды с коллектора и проверьте защитную крышку. Мелкие отложения убираются.
Если при визуальном осмотре в защитной трубке кислородного датчика обнаружены отложения нагара, густого белого, серого или блестящего цвета, лямбда-зонд подлежит замене.
Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)
Проверка датчика на работоспособность производится по следующей информации:
- Напряжение в контуре отопления;
- «Опорное» напряжение;
- Состояние нагревателя;
- Знак слуха.
Схема подключения лямбда-зонда по его типу
Наличие электричества в цепи отопления определяют мультиметром или вольтметром в следующем порядке:
- Не снимая разъем с датчика, включить газ.
- Датчики подключаются к контуру отопления.
- Показания прибора должны соответствовать мощности аккумулятора – 12В.
“+” идет на датчик от аккумулятора через предохранитель. Если его нет, то вызывается эта цепочка.
«—» — из раздела управления. Если он не обнаружен, проверьте клеммы лямбда-зонда — цепь ЭБУ.
Измерения опорного напряжения производятся на том же оборудовании. Последовательность:
- Включите огонь.
- Измерьте напряжение между сигнальным проводом и массой.
- Прибор должен показывать 0,45 В.
Для проверки ТЭНа мультиметр устанавливается в режим омметра. Шаги теста:
- Снимите разъем с устройства.
- Измерьте сопротивление между соединениями нагревателя.
- Показания разных кислородных баллонов разные, но не должны превышать 2-10 Ом.
Важный! Отсутствие сопротивления свидетельствует об обрыве цепи нагревателя.
Для проверки сигнала датчика используется вольтметр или мультиметр. Для этого:
- Запустить двигатель.
- Нагрейте его до рабочей температуры.
- Входы устройства подключаются к сигнальному проводу и проводу заземления.
- Частота вращения двигателя увеличивается до 3000 об/мин.
- Проверьте электрические параметры. Скачок должен наблюдаться в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.
Если хотя бы при одном тесте симптомы отличаются от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.
Видео: проверка лямбда-зонда тестером
Тест осциллографа
Основное преимущество лямбда-теста перед тестированием с помощью вольтметра и мультиметра заключается в настройке времени между однотипными изменениями напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.
Последовательность действий:
- Щуп прибора подключается к сигнальному проводу.
- Двигатель прогрет до рабочей температуры.
- Частота вращения двигателя увеличивается до 2000-2600 об/мин.
- По осциллографу определяется работа кислородного датчика.
Осмотр осциллографом дает полное представление о работе лямбда-зонда
Превышение индикатора времени или пересечение нижнего предела напряжения 0,1 В и верхнего предела 0,9 В указывает на неисправность кислородного датчика.
Видео: проверка датчика кислорода осциллографом
Другие методы аутентификации
Если в автомобиле есть бортовая система, то для проверки положения лямбда-зонда можно использовать индикатор «CHECK ENGINE», который выдает определенную ошибку.
Список ошибок лямбда-зонда
Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Формальная и своевременная проверка кислородного датчика поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера может продлить срок службы не только самого датчика, но и жидкости.
