Назначение и принцип работы
Лямбда зонд – это устройство, предназначенное для контроля состава выхлопных газов. С помощью него определяется объем кислорода, оставшийся после сгорания топлива, а полученные данные по сигнальным проводам передаются на ЭБУ автомобиля. Для чего это нужно?
Дело в том, что работа систем выпуска отработанных газов и топливной тесно взаимосвязаны.
Связующим звеном в этой цепи является электронный блок управления, который не только получает данные от датчика кислорода в виде электрических импульсов, но и передает на его сигнальный вывод опорное напряжение 0.45 вольт (это важно).
ЭБУ, получая данные от датчика кислорода, корректирует, в зависимости от режимов работы двигателя (на холодную, в прогретом состоянии, под нагрузкой и без нее, и т.д.), качество топливовоздушной смеси поступающей в цилиндры двигателя, которая может быть обогащённой, бедной, обедненной и т.д. Корректировка происходит за счет изменения времени открытия топливных форсунок.
Правильное соотношение топлива и воздуха для определенных условий работы двигателя, при которых горючая смесь сгорает полностью, называется стехиометрической топливовоздушной смесью.
Также существует такое понятие как коэффициент избытка воздуха или уровень лямбда.
В идеальных условиях, когда все пропорции топлива и воздуха соблюдены правильно (14,7 частей воздуха и 1 часть топлива) этот коэффициент равен 1.
Если смесь обедненная (15:1 и выше), то уровень лямбда будет больше 1, если обогащенная (ниже 14:1), меньше.
Читайте также:
Представим, что лямбда зонд неисправен и передает ошибочные данные на ЭБУ. В результате для разных режимов работы двигателя будет формироваться неправильная топливовоздушная смесь, а это минимум большой расход топлива и потеря мощности.
Дальше идет экологическая составляющая, без которой на современных автомобилях никуда, речь идет про каталитический нейтрализатор.
При сгорании топлива образуется ряд токсических компонентов, увеличенное количество которых в выхлопных газах негативно влияет на эффективность работы катализатора.
К основным токсическим веществам можно отнести:
- Несгоревшие углеводороды — CH;
- Угарный газ и окись кислорода — CO;
- Окись азота – Noх.
Ошибки в работе лямбда зонда, и как следствие, неправильное сгорание топлива, приводит к увеличению содержания вредных веществ в выхлопных газах, а с таким количеством катализатор уже не в состоянии справиться.
Существует такое понятие, как «медленный датчик», это когда время его срабатывания превышает 120 мСек и по этой причине ЭБУ не успевает подготовить правильную топливную смесь, отсюда и повышенная токсичность отработанных газов. Но об этом ниже.
Получается, что лямбда зонд является важным устройством, от работы которого зависит насколько правильно будет формироваться стехиометрический состав топливовоздушной смеси при тех или иных режимах работы силового агрегата.
Когда он исправен погрешность в формировании стехиометрического состава равна ±1% и это очень важно, а когда нет, эта цифра увеличивается.
Замена кислородного датчика
Заменяя лямбда зонд необходимо соблюдать некоторые правила:
-
Читайте также:
- выкручивать регулятор нужно на остывшем до 40-50°C моторе (в этот момент тепловая деформация не так велика, а детали не слишком раскалены);
- выполняя монтаж нужно смазать поверхность резьбы герметиком, который исключит прикипание;
- удостовериться в целостности уплотнительной прокладки;
- затягивать элементы следует производить с определенным производительным моментом – так будет обеспечена нужная герметичность;
- подключая разъём следует проверить электропроводку на повреждения;
- после окончания процесса установки следует провести тестирование при разных режимах работы силового агрегата.
Доказательством правильной работы лямбда зонда будет отсутствие указанных ранее признаков сбоев, а также ошибок на электронном блоке управления.
Типы датчиков и температурные режимы их работы
На рынке представлены два типа датчиков кислорода – титановые и циркониевые.
Сейчас
читают
Стук при повороте руля, причины и способы их устранения
40.6k
Датчики, отвечающие за обороты и стабильную работу двигателя
15.6k
Первые изготовлены на основе диоксида титана, а вторые – диоксида циркония.
Отличают их между собой только конструктивные особенности, принцип работы одинаковый.
Титановые датчики в последнее время практически не используются, ранее устанавливались на некоторые марки автомобили, встречаются сейчас очень редко. Циркониевые наоборот, получили широкое распространение.
Основа устройства – керамический элемент, выполненный из указанных выше диоксида циркония (ZrO2) или диоксида титана (Tio2), покрытый платиновой сеткой.
Одна часть элемента расположена в выхлопной трубе и контактирует с выхлопными газами, а другая снаружи, контактирует с атмосферным воздухом через места соединения проводов.
Температура, при которой лямбда зонд начинает функционировать, варьирует от 300 до 400 °С, опасный предел 900 – 1000 °С, за которым устройство может перегреться и выйти из строя. Рабочий температурный режим в движении – около 600 °С.
В современных лямбда зондах, но не во всех, конструктивно предусмотрен нагревательный элемент, который при запуске мотора на холодную прогреет устройство до рабочей температуры в 300 – 400 °С.
Отличительная особенность – наличие трех или четырех проводов, два из которых белого цвета (на японских авто могут быть черного) идут на подогреватель.
Такие устройства могут устанавливаться в выхлопной трубе на значительном расстоянии от двигателя, так как им не нужен интенсивный прогрев выхлопными газами.
В двух или одно проводных датчиках кислорода подогреватели отсутствуют, поэтому устанавливаются они как можно ближе к двигателю, как правило в выпускном коллекторе, но так, чтобы лямбда зонд не вышел из строя от перегрева.
У многих типов датчиков, особенно установленных на немецкие автомобили, но, кроме японских, черный провод является сигнальным, а серый (может быть не всегда) является сигнальной массой.
-
Читайте также:
На датчиках кислорода, установленных на японские автомобили, провода имеют индивидуальную цветовую гамму для каждой модели, поэтому этот момент нужно каждый раз уточнять.
Но один плюс все же есть, лямбда зонды, идущие на замену вышедшим из строя аналогам, касается только японских авто, имеют постоянную цветовую гамму проводов: сигнальный — синего, а не черного цвета, сигнальная масса белого, а не серого цвета, а на подогреватель идут два черных провода, а не белые, как обычно.
Почему именно 300 °С? Именно после превышения данного показателя керамический элемент устройства, который смело можно назвать твердым электролитом, начинает пропускать через себя ионы кислорода, которые собираются на электродной сетке из платины.
Представьте себе условно две 5-литровые емкости (канистры), наполненные водой, стоящие на одном уровне и соединенные друг с другом шлангом, посередине которого находится краник.
Если просто открыть краник, куда потечет вода? Правильно, никуда. А если поднять одну из канистр, то куда? Правильно, в ту канистру, которая находится ниже.
Схожий принцип работает и в случае с лямбда зондом. Открытие крана – это превышение температуры на керамическом элементе выше 300 °С.
А перетекание ионов кислорода по нему обеспечивается благодаря формированию на его концах разности потенциалов (поднятие одной или другой канистры), чем больше разность, тем сильнее напряжение (чем выше емкость, тем сильнее течет вода).
На той стороне датчика, которая контактирует с атмосферным воздухом (эталонным), содержание кислорода небольшое и, как правило, меняется только при изменении условий эксплуатации автомобиля (горы, карьеры и так далее), потенциал там маленький, но он присутствует постоянно.
А на той стороне устройства, которое вкручено во выхлопную трубу, объем кислорода может варьировать от малого до значительного.
Но нужно понимать, что в выхлопных газах небольшое количество O2 считается нормой, так как это обеспечивает полное догорание топлива в выхлопном коллекторе и защищает катализатор в случае сильного переобогащения топливной смеси (несгоревшее топливо выбрасывается в коллектор и догорает там).
Если в выхлопных газах количество O2 будет равно содержащемуся кислороду в атмосфере, то разность потенциалов будет отсутствовать (если это ассоциировать с канистрами, то они будут находиться на одном уровне), а опорное напряжение, поступающее от блока управления будет ровно 0,45 вольтам — уровень лямбда равен 1.
Допустим, объем кислорода в выхлопных газах значительно ниже атмосферного.
Благодаря разности потенциалов образуется электрический ток, который течет от внутренней стороны гальванического элемента, контактирующей с эталонным воздухом, к внешней (значение «+»). Его величина повышает опорное напряжение с 0,45 вольт от 0,5 до 0,8-0,9.
ЭБУ видит, что смесь обогащена (уровень лямбда меньше 1), и производит корректировку.
Если показатели уровня кислорода в выхлопных газах высокие (больше атмосферных), то изменится разность потенциалов, электрический ток будет течь в другую сторону (значение «-») снизив опорное напряжение до 0,1 – 0,3 вольт. ЭБУ будет видеть, что топливная смесь поступает в цилиндры обедненной — уровень лямбда больше 1.
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.
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.
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.
Типы устройств
Циркониевые датчики кислорода (титановые мы упускаем) бывают двух типов — пороговые и широкополосные.
Последние типы устройств обычными методами проверить непросто, так как они сложные в устройстве, устанавливаются на последние модели автомобилей. Схема подключения показана ниже.
Более подробно что такое лямбда зонд, эволюция его развития, какие типы бывают читайте здесь , в данном материале останавливаться на этом мы не будем.
Что такое обманка и для чего она нужна
Одна из поломок может затронуть катализатор выхлопной системы, после чего выброс отработанных газов увеличивается. Его можно удалить или заменить пламегасителем. Но двигатель начинает работать в аварийном режиме из-за неверного сигнала лямбда-зонда.
Уберечь от этого может обманка. Деталь дополняет приспособление, корректирует поступающий от него сигнал. Обманки бывают двух видов:
- Механические. Газ проходит сквозь такую деталь и окисляется. В результате объем кислорода снижается, ЭБУ получает более корректное значение показателя. Системе дается информация в том виде, в каком она бывает при исправно работающем катализаторе.
- Электронные. Это более сложное устройство на базе микропроцессора. Вот как работает обманка лямбда-зонда электронного типа: поддерживает работу системы регулировки силового агрегата авто, анализирует реальный состав выхлопа, на основе чего корректирует подаваемый ЭБУ сигнал. В результате двигатель работает в штатном режиме, несмотря на неисправный катализатор или его отсутствие.
Ещё на AutoLex.Net:
Особенности пассивной безопасности автомобиля: важные составляющие внутренней и внешней безопасности, общие требования
Схема подключения электронной обманки
Различия и взаимозаменяемость титановой и циркониевой лямбды
Это касается различий титановой и циркониевой лямбды. Работа их основана на разных принципах. Циркониевая генерирует ЭДС при обнаружении остаточного кислорода в выхлопных газах.
Титановая лямбда изменяет свое сопротивление при обнаружении остаточного кислорода в выхлопных газах. В соответствии с этим включение их в бортовую сеть различное.
Подключение циркония через разъем, в котором два пина — подогрев, один пин — сигнал (напряжение в вольтах от 0,1 в до 0,9В в зависимости от количества кислорода в выхлопных газах) и один пин — масса лямбды.
Подключение титана через разъем, в котором два пина — подогрев, один пин — сигнал лямбды (напряжение в вольтах от 0,1 в до 0,9В, которое меняется в зависимости от изменения сопротивления лямды от количества кислорода в выхлопных газах) и один пин это опорное напряжение +1В, которое подается на лямбду от ЭБУ. Выходной сигнал лямбды, что циркониевой, что титановой — всегда напряжение, которое сравнивается в ЭБУ с опорным напряжением, на компараторе, равным 0,45В.
ВЫВОД: Замен титановой лямбды на циркониевую возможен без применения всяких дополнительных электронных устройств. В этом случае надо использовать трех проводную циркониевую лямбду.
Возможно использовать четырех проводную лямбду, но при этом надо проверить прозванивается ли массовый провод на массу лямбды, если прозванивается, его можно обрезать, если не звониться, то подключаем его на массу автомобиля.
Виды кислородных датчиков
Кроме лямбда-зондов из циркония, которые наиболее популярны, применяются также изделия других типов.
Датчик из титана
Этот тип кислородных устройств обладает чувствительным элементом, выполненным из прочнейшего материала — диоксид титана. Рабочий температурный режим данного устройства измеряется от 700°C. Этим устройствам не требуется атмосферный воздух, поскольку в основе принципа их действия лежит преобразование напряжения на выходе, в соответствии с концентрацией кислорода в выхлопных газах.
Виды кислородных датчиков
Широкополосный кислородный элемент
Это усовершенствованная модификация. В ее состав входит циркониевый датчик, схема которого дополнена закачивающим элементом. Контроллер из циркония обеспечивает измерение концентрации кислорода в отработанных газах, осуществляя фиксацию напряжения, которое вызвано разностью потенциалов. Затем выполняется сравнение показаний с эталонным значением (450мВ), и, при обнаружении отклонений, начинает подаваться ток, способствующий закачиванию ионов кислорода из выхлопных газов. Это производится до того момента, пока значение напряжение не сравняется с эталоном.
Признаки неисправности
Признаки неисправности лямбда зонда могут быть следующие:
- Повышается расход топлива;
- «Плавают» обороты мотора на холостых;
- Сбои в работе катализатора, сильное нехарактерное нагревание устройства, потрескивание после остановки, повышенный уровень токсичности в выхлопных газах (резкий неприятный запах);
- Появление «СНЕСК ЕNGINЕ» на панели приборов.
Если не работает лямбда зонд как ведет себя машина?
- Неустойчиво работает двигатель;
- Пропала динамика набора скорости, ощущаются рывки автомобиля.
К сожалению, данные признаки могут указывать и на другие проблемы. Но проверку рекомендуют начинать именно с датчика кислорода хотя бы с его внешнего осмотра.
Развернутую информацию по этой теме можно получить здесь .
Диагностика лямбда зонда
Выше мы рассказали, как работает лямбда зонд, а теперь поговорим о диагностике и прочистке датчика.
Итак, начиная диагностику, нужно погреть элемент. Для этого следует запустить силовой агрегат и дать ему работать примерно 10мин. Это должно обеспечить идеальную проводимость в электролите и создание конечного напряжения на регуляторе кислорода. Диагностика производится без отключения лямбда зонда, при работающем и прогретом моторе. Сама диагностика выполняется при помощи осциллографа — данное оборудование дает самый правильный результат.
Если нормативное значение напряжения будет отличаться от полученного при диагностике, то датчик нужно заменить. Параметр напряжения должен составлять не меньше 10,5В. Обнаружив пониженное значение напряжения следует проверить качество подключения регулятора кислорода и соответствующих разъемов, помимо этого, необходимо убедиться в заряженности аккумулятора.
Ещё нужно протестировать сопротивление датчика. Для чего требуется отключить разъем. В идеальном варианте показатель сопротивления должен находиться в интервале 2-14Ом, но это значение зависит от модели датчика кислорода.
Причины выхода из строя
Причины поломки лямбда зонда могут быть следующие:
- Обрыв проводов, идущих к датчику, плохой контакт;
- Механическое повреждение, приведшее к деформации устройства и, как следствие, разрушение гальванического элемента;
- Перегрев датчика в результате нарушений в работе систем топливной, зажигания или неправильного тюнинга двигателя;
- Закоксованность верхнего слоя с платиновым покрытием, в результате чего ионы кислорода не улавливаются датчиком. Происходит по причине износа деталей цилиндропоршневой группы и выброса в коллектор большого количества масла или другие причины (смотрите ниже);
- Закоксованность сопла форсунки в результате чего игла полностью не садится на свое место и не перекрывает отверстие. По этой причине в цилиндры постоянно приникает топливо вне зависимости от такта, происходит переизбыток бензина, который в результате сгорания выделяет большой объем угарного газа, который, в свою очередь, и оседает в виде сажи на рабочей поверхности датчика кислорода;
- Использование плохого топлива приводит к образованию на платиновой поверхности свинцовых блестящих вкраплений, которые перекрывают доступ ионам кислорода к гальваническому элементу. Предвестник проблемы – отклонение цвета дыма из выхлопной трубы от нормы;
- Проникновение отработанных горячих газов вовнутрь лямбда зонда в результате разгерметизации его корпуса;
- Попадание охлаждающей жидкости в цилиндры двигателя, признак — белый дым из выхлопной трубы, в результате чего на керамическом элементе также возникают отложения, мешающие взаимодействию ионов кислорода с платиновым покрытием;
- Естественный износ – менять лямбда зонд нужно своевременно. После 50 000 – 70 000 км пробега – неподогреваемые устройства, через, 100 000 км – подогреваемые. Планарные можно менять через 150 000.
Работает ли лямбда зонд без катализатора
Выход из строя катализатора выхлопной системы (очистителя отработанных газов) – одна из частых проблем, вызывающая сложности с функционированием двигателя. Так бывает, если контролирующих датчиков два: один установлен перед приспособлением, а другой после него.
В этом случае содержание кислорода в выхлопах, прошедших через катализатор, изменится. Это обнаружит стоящий после него датчик. Он и передаст ложный сигнал на ЭБУ о необходимости коррекции состава топливной смеси. И в данном случае ответ на вопрос, работает ли лямбда зонд без катализатора, отрицательный. Ведь он подает сигнал, основанный на искаженных сведениях. Здесь нужно ставить обманку.
Другой вариант – сделать перепрошивку «мозгов» авто, поменять катализатор на пламегаситель и удалить датчик. Иначе начнутся проблемы с впрыском, что может привести к высокому расходованию бензина, повышению нагрузки на двигатель, поломке.
Кислородный датчик в некоторых авто располагается и только перед катализатором. Тогда лямбда-зонд анализирует выхлопные газы, еще не прошедшие через очиститель. То есть данные не искажаются, работает катализатор или нет. С поломкой очистителя увеличивается лишь количество ядовитых газов из выхлопной трубы.
Ещё на AutoLex.Net:
Основные вопросы об электрооборудовании авто: базовое электрооборудование, схема работы, установка дополнительных систем
Проверка лямбда зонда на исправность
Способов проверки существует несколько, сделать все можно и своими руками, не обращаясь в автосервис.
Лямбда зонд можно проверить:
- Простым внешним осмотром;
- С помощью аналогового или цифрового вольтметра;
- Используя тестер, он же мультиметр, лучше взять аналоговый, он информативнее;
- Применив осциллограф или мотор-тестер.
ВАЖНО: входное сопротивление указанных выше приборов не должно быть менее 1 мегаом.
Визуальный осмотр
Найти датчик кислорода несложно, он находится на выхлопной трубе ближе к коллектору. Их может быть два, один перед катализатором, второй после и подключается через контроллер.
Сначала осмотрите целостность проводов, подходящих к устройству, насколько плотно сидят контакты.
Выкрутите лямбда зонд из выхлопной трубы и осмотрите его. Наличие отложений в виде сажи, белых, серых, в виде блестящих бляшек должно навести на мысль, что перед проверкой лямбда зонда его нужно почистить.
Если устройство деформировано, то сразу же подлежит замене, читайте по теме – как заменить лямбда зонд.
Дальше проверку можно осуществлять с помощью приборов, но нужно понимать, что, к примеру, у вольтметра функционал ограничен и им невозможно замерить сопротивление и силу тока, поэтому лучше сразу обзавестись мультиметром или другим аналогичным тестером с расширенными возможностями.
Проверяем с помощью вольтметра и мультиметра
Распространенный случай, это когда лямбда зонд с четырьмя проводами. Два сигнальных, а два идут на подогреватель.
Распиновка двух, трех и четырех проводных лямбда зондов показана ниже.
Сначала необходимо проверить опорное напряжение, так как сделать это можно на неработающем двигателе.
Включаем зажигание, берем вольтметр, ставим переключатель на 2 или 20В. Находим два сигнальных провода (как это сделать расписано ниже) и подключаем к ним вольтметр, показания должны быть в пределах 0.45 – 0.50 вольт. Эти замеры можно сделать и с помощью мультиметра.
ВНИМАНИЕ: у трех проводных датчиков кислорода провод сигнальной массы отсутствует, поэтому минусовой провод вольтметра (мультиметра) подсоединяем к корпусу автомобиля.
Далее заводим машину и пока прогревается датчик кислорода (его проверка осуществляется только после прогрева более 300 °С), проверяем подогреватель (напряжение и сопротивление).
ВАЖНО: проверку нужно начинать именно с подогревателя, а потом уже всего устройства. Дело в том, что при отсутствии питания на разъеме подогревателя датчик может либо вообще не работать, либо работать очень плохо, неадекватно и с опозданиями.
Нам нужно проверить подается ли на него напряжение в 12В это можно сделать, найдя нужные провода по цвету (смотрите распиновку выше). На большинстве датчиков они белого цвета.
Берем вольтметр и проверяем напряжение, все просто. Это можно сделать еще проще, включить зажигание не заводя машины, но полученный результат замера нужно сравнить с напряжением на клеммах АКБ.
Но бывают ситуации, когда проводка настолько износилась и поцвела, что определить ее цвет невозможно.
Поэтому берем вольтметр или мультиметр, минусовой провод подсоединяем к корпусу авто, а плюсовым поочередно дотрагиваемся до каждого провода до тех пор, пока на вольтметре не появиться 12 или близкая к ней цифра.
Так можно найти плюсовой провод подогревателя. Для поиска минусового не отсоединяя контакт вольтметра от найденного плюсового провода, поочерёдно втором концом подключаемся к оставшимся трем до тех пор, пока на вольтметре не появиться цифра близкая к 12 как в первом случае.
Запоминаем положение сигнальных проводов и идущих на подогреватель.
Если на плюсовом проводе напряжение обнаружено не было, проверяем его состояние. Как правило, он подключен напрямую к блоку предохранителей.
Если нерабочий минусовой провод, то тут сложнее, он идет до ЭБУ, если обрыва нет, и он прозванивается, то проблема может быть в блоке управления.
Также нужно будет замерить сопротивление нагревателя, для этого понадобится мультиметр. Замеры можно проводить и на снятом O2 датчике без машины.
Нормативный показатель от 2 до 10 Ом, но для каждой марки автомобиля, он может сильно отличаться, часто встречаются нормы 4.5 – 6 Ом.
- Берем мультиметр и переключаем его в режим измерения сопротивления;
- Подключаем прибор к проводам нагревателя;
- Делаем замеры.
Если сопротивление не соответствует норме или на приборе стоит цифра 1 и ничего не происходит, значит в цепи обрыв, меняйте 02 датчик.
Проверяем работу лямбда зонда через сигнальные провода
Проверять будем лямбда зонд с 4 проводами. Для этого лучше использовать мультиметр. Двигатель уже прогрет, если нет, то заведите машину и дайте ей поработать на холостых 5-10 минут.
Нам нужно чтобы прогрелся керамический элемент и включились режимы обратной связи ЭБУ с датчиком кислорода и управления подачей топлива, а происходи это после прогрева двигателя до 60-700С.
Отключать датчик кислорода от колодки нельзя, для подключения к проводам нужно использовать острые иголки на концах проводов мультиметра.
Подключите тестер к сигнальным проводам параллельным способом — плюс к «+», минус к «-», двигатель должен работать.
Обратите внимание на показатель напряжения, если он равен опорному 0.45В и цифра постоянна, то лямбда зонд неисправен.
Если напряжение циклически скачет в пределах от 0,1 до 0,9 вольт с частотой 1,5 – 2 раза в секунду, то лямбда зонд исправный, в ином случае он подлежит замене.
Если показания зависли или внизу (0,1 – 0,3В) или вверху (0,8-0,9В), то может быть еще не включился режим обратной связи, которой активируется после прогрева двигателя до 60 – 70 градусов по Цельсию. Т.е. сам датчик уже прогрелся, а режим еще не активировался.
Подключить мультиметр к датчику кислорода можно и другим способом. Минусовой провод прижмите к корпусу (масса), а плюсовой с помощью иглы через резинку к черному проводу (плюсовой). Снимите показания.
Какие показания еще может выдать мультиметр и что они означают?
Не меняющееся значение 0,8 – 0,9 вольт указывает на то, что топливная смесь постоянно обогащенная (высококалорийная), кислорода мало.
На это будет указывать и ряд других признаков (хлопки в глушитель, изменился цвет дыма из выхлопной трубы и так далее.
Причины проблемы сразу нужно искать в:
- загрязнении воздушного фильтра;
- регулировок зажигания и топливной системы;
- неправильной работе форсунок (льет топливо);
- выходе из строя датчика расхода воздуха;
- неправильной работе экономайзера;
- другие причины.
Если показания мультиметра остаются неизменными в пределах 0,1- 0,2 вольта, то смесь постоянно обедненная (кислорода много, 15-17 кг на 1 кг бензина). Или, наоборот, кислорода норма, а бензина поступает мало, при том же соотношении 17 к 1.
Причин избытка воздуха в цилиндрах много, в первую очередь, нужно смотреть прокладки выпускного коллектора, не порвана ли диафрагма усилителя тормозов, правильно ли работает система вентиляции картера (проверьте хорошо ли закручена пробка маслозаливной горловины, плотно ли вставлен масляной щуп – воздух не должен попадать в картер извне).
Если есть подозрения, что топлива поступает мало, то вспомните, когда последний раз чистились форсунки, менялся топливный фильтр. Обратите внимание на бензонасос, скорее всего, срок его службы подходит к концу, и он работает на пределе.
Возможны и другие неисправности диагностика которых требует профессионального подхода.
Проверить можно и другим способом.
Проводим тесты на богатую и обедненную топливную смесь
Для проведения теста на богатую топливную смесь сделайте следующее:
- Тест лучше делать на уже прогретом двигателе и с напарником;
- Отключите от датчика все провода, при этом он должно находиться на штатном месте;
- Подключите к лямбда зонду мультиметр (в режимах 2 или 20 вольт);
- Запустите мотор и доведите частоту оборотов коленвала до 2600 в минуту;
- Резко сбросьте обороты и сразу же отсоедините патрубок от вакуумного регулятора давления, т.е., происходит искусственное обогащение топлива;
- Зафиксируйте показания мультиметра, они должны быть в пределах 0,7 — 0,9 вольт. Если динамики изменений не происходит или цифры далеки от указанных выше, значит, лямбда зонд неисправен.
Проверка на обедненную смесь:
- На заведенном автомобиле возьмите конец уже снятой трубки вакуумного регулятора давления и создайте в ней любым удобным методом подсос воздуха (искусственно обедняем смесь);
- Одновременно замерьте показания мультиметра, они должны быть в пределах 0,1 – 0,2 вольта. При этом показания должны измениться менее чем за 1 секунду.
Как провести тест на динамические режимы работы показано ниже.
Проверяем с помощью осциллографа или мотор-тестера
Основное преимущество проверки О2-датчика осциллографом, это фиксация промежутка времени, за которое изменяется выходной напряжение.
Вольтметром и мультиметром такие показания вы не снимите.
Даже система контроля автомобиля не в состоянии выявить замедленную реакцию лямбда зонда на изменения объема кислорода в выхлопных газах, поэтому при такой неисправности вероятность появления «CHECK ENGINE» на панели приборов минимальна.
Хотя в автомобилях, выпускаемых в последнее время, уже устанавливаются ЭБУ, которые справляются с этой задачей.
Нормативный показатель изменения напряжение 120 мСек и не более. Если время реакции превышает нормативное (датчик медленный), то на графике это выглядит так.
В таком случает нужно проверить лямбда зонд на закоксованность, если это не помогло, значит, произошло старение керамического элемента.
На графике ниже видно, как медленно он реагирует при резком нажатии на педаль газа.
Правильная работа лямбда зонда показана на графике ниже.
Здесь видно, что верхний предел напряжения не превышает 0,8 вольт, а нижний не заходит за отметку 0,1В. Также временные показатели в норме.
Если посмотреть другой график, то здесь проглядывается другая ситуация.
Здесь нижний придел ушел за отметку 0,1В, а это недопустимо, значит, лямбда зонд неисправен. На панели приборов появится «CHECK ENGINE».
Как работает датчик кислорода
Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.
Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.
Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле
Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ<1, у обеднённой (избыток воздуха) — λ>1.
График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)
Как осуществляется проверка?
Подключите осциллограф к сигнальному проводу, как его найти вы уже знаете.
Заведите автомобиль и прогрейте его до 60 – 700С. За это время прогреется О2-датчик и включился режим обратной связи.
Уже по мере прогрева на приборе будет видно, как лямбда зонд генерирует небольшой ток в пределах 1 вольта.
По мере прогрева лямбды уровень напряжение будет расти (тоже в пределах до 1В), и по мере выхода на рабочую температуру до 300 – 400 0С она начинает свои осцилляции.
На прогретом двигателе выйдите на режим 2500 – 3000 оборотов в минуту, если лямбда исправна на приборе появится такая диаграмма.
При резком опускании газа смесь должна какое-то время обогащаться, на диаграмме это выглядит так.
На холостых оборотах смесь сначала переходит в режим бедной.
А затем переходи в режим неуверенных осцилляций.
Итак, проверяется:
- Время прогрева — через сколько лямбда выходит на рабочий режим;
- На оборотах двигателя 2000 – 3000, проверяется вот такая картина.
Если на графике видно, что лямбда зависла в нижнем или верхнем положении, т.е. дает постоянно низкий или высокий уровень сигнала, то это значит, что датчик кислорода нужно менять. Но при условии, что двигатель прогрет, а внешний осмотр дал положительный результат.
Если вы наблюдаете такую картину, как показано ниже, то, скорее всего, лямбда зонд вышел из строя в результате перегрева.
