Что такое лямбда зонд (датчик кислорода)

249 поделились 12,4k просмотров

Лямбда-зонд (он же кислородный датчик) — это специальный прибор, один из видов датчиков. Задача — контролировать объем кислорода в коллекторе энергоблока.

Устройство оценивает общее количество кислорода или несгоревшей топливной смеси в выхлопе автомобиля.

Лямбда-зонды часто устанавливают в дымоходах отопительных котлов и других системах, где требуется контроль кислорода.

Содержание

Назначение

Знание особенностей работы и назначения лямбда-зонда очень пригодится автолюбителю.

Во-первых, никто не может обмануть владельца транспортного средства, а во-вторых, в случае поломки вы можете провести «диагностику» самостоятельно».

Задача лямбда-зонда — создать условия для выполнения функций каталитического нейтрализатора, фильтрующего выхлоп автомобиля.

Работа катализатора.

Катализатор, по сути, снижает вредность выхлопа, а лямбда-зонд контролирует работу этого устройства.

Название зонда происходит от известной греческой буквы «лямбда», которая указывает количество кислорода в приготовленной топливной смеси.

Значение лямбда составляет 14,7 единиц на единицу топлива. Пропорциональность обеспечивается электронным впрыском топливной смеси и срабатыванием лямбда-зонда.

Назначение устройства также зависит от его положения в транспортном средстве.

Как правило, перед катализатором монтируется кислородный датчик, что позволяет точно измерить уровень кислорода в топливной смеси и в случае дисбаланса подать сигнал на блок управления впрыском.

Для повышения эффективности работы на новых моделях автомобилей устанавливают не один, а два датчика, закрепленных на одной и другой стороне катализатора.

Такая конструкция позволяет более точно анализировать состав слива.

Эволюция развития

Раньше кислородные датчики были резистивными, что снижало точность измерения и надежность самих устройств.

Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. В этом случае сигнал, полученный от датчика, позволяет точно зафиксировать уровень кислородного отношения к выхлопу и скорректировать его.

Оптимальное соотношение 14,7: 1 (фактический и требуемый объем воздуха). Если параметр? соответствует этой норме, значит смесь идеальная.

Если показатель превышен, смесь заканчивается. Если?, Наоборот, меньше, значит в выхлопе много смеси и объема кислорода не хватает для сгорания.

Лямбда-зонд был впервые произведен в 1960 году компанией Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.

В серийное производство устройство пошло только спустя 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые начали производство, были Saab и Volvo.

Основные типы устройств

Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут различаться по нескольким критериям:

по диапазону измерения параметра лямбда — широкая полоса (измерение производится в диапазоне от 0,7 до 1,6) или узкая полоса, которые контролируют уровень лямбда на уровне выше единицы.
для крепежа в сливной трубе — фланцевое или резьбовое;
по количеству прядей — от 1 до 6;
по организации сенсорного элемента (бывает двух видов: пластинчатый и пальчиковый);

У каждого типа устройства есть свои особенности.

Контактное устройство.

Оборудован сигнальным кабелем. Именно через него передается сигнал, генерируемый устройством.

2-контаткные датчики

Оборудован двумя проводами. Один сигнальный, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.

С помощью заземляющего провода можно точно определить параметры сигнального кабеля.

3-контактные

Есть сигнальный провод, провод заземления и третий провод к нагревателю.

Особенность таких датчиков — быстрое достижение нужной температуры, больший срок службы устройства и меньшие требования к выхлопной системе.

Установленное в системе сопротивление имеет мощность 12 или 18 Вт.

4-контактные

У них четыре потока:

четвертый провод — можно использовать для решения любой другой задачи (в зависимости от системы управления автомобилем).
третий провод на земле»;
сигнальный проводник,
провод, питающий нагревательный прибор;

Может быть такое расположение контактов.

Устройство современных датчиков кислорода

Датчик кислорода имеет два электрода: один внутренний и один внешний.

Первый изготовлен из циркония, а второй имеет платиновое покрытие, что делает его более чувствительным к кислороду.

Лямбда-зонд установлен таким образом, чтобы через него проходил весь объем выхлопных газов автомобиля.

Во время прохождения газов внешний электрод оценивает уровень кислорода в выхлопных газах, что приводит к изменению потенциала между электродами.

Чем больше объем кислорода, тем выше уровень напряжения. Рабочая температура циркония, которым покрывается электрод, составляет 300-1000 градусов Цельсия.

Именно поэтому кислородные датчики конструктивно интегрированы с нагревателями, необходимыми при запуске.

Есть два типа датчиков: точка-точка и широкополосный. Внешне они похожи, но отличаются конструкцией и принципом работы.

Таким образом, двухточечный датчик состоит из двух электродов. Его задача — зафиксировать коэффициент увеличения объема воздуха в топливной смеси.

Что касается широкополосного устройства, то это более современный дизайн. Его главная особенность — приложение тока впрыска.

При этом конструктивно широкополосный датчик состоит из двух керамических устройств: инжекторного и двухточечного.

Принцип действия

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы. Они собираются на платиновых электродах, и при достижении желаемой температуры датчика (приблизительно 400 градусов Цельсия) создается разность потенциалов (напряжение).

Если смесь слишком бедная, количество кислорода в газах будет высоким, и наоборот, если смесь богатая, кислорода будет мало.

В первом случае напряжение составляет 0,2-0,3 Вольта, а во втором — 0,7-0,9 Вольт.

Система управления двигателем поддерживает уровень напряжения примерно 0,4-0,6 вольт, т.е уровень лямбда равен 1,0.

В процессе движения происходит смена режимов работы мотора, что способствует регулировке параметра напряжения в обе стороны. В этом случае узкополосный датчик может обнаруживать только те параметры, которые больше нуля.

По такому же принципу работает лямбда-зонд, который устанавливается после катализатора.

После обработки газов катализатором уровень кислорода остается неизменным. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать оптимальную разность потенциалов в пределах 0,4-0,6 Вольт.

Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы

Широкополосный датчик кислорода — это лямбда-зонд, устанавливаемый в современных автомобилях.

Его особенность — выполнение функций катализатора на входе в устройство. Измерение требуемых параметров производится с использованием силы входного тока.

Основное отличие широкополосного датчика состоит в том, что он содержит два рабочих элемента: инжекторный и 2-точечный керамический нагреватель.

В процессе откачки кислород проходит через соответствующий элемент под действием тока.

Принцип работы широкополосного зонда основан на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.

К чему приводит неисправность зонда?

Первая проблема, вызванная выходом из строя щупа — это повышение «прожорливости» автомобиля и ухудшение общей динамики.

Основная причина — искажение показаний датчика, что приводит к отклонению соотношения кислород / топливо.

В случае отказа датчика автомобиль остается в движении (здесь многое зависит от самого транспортного средства).

Есть модели, у которых выход из строя механизма приводит к расходу топлива в больших объемах. В результате может потребоваться срочный ремонт.

В случае выхода из строя лямбда-зонда его следует заменять только аналогичным механизмом.

Если вы установите устройство другого типа, бортовой компьютер автомобиля может просто не улавливать сигналы от нового датчика.

Если два датчика выходят из строя одновременно, автомобиль полностью обездвиживается.

Подробнее здесь — симптомы неисправности лямбда-зонда.

Причины поломки

Следует отметить повышенную чувствительность кислородного датчика к поломке.

Неисправность может быть вызвана:

Плохое качество топлива. При использовании некачественного бензина некоторые части провода остаются на лямбда-зонде. Появление такой струи снижает чувствительность электрода к топливной смеси. Проходит время и датчик можно выбросить.
Механическая поломка. Сам кислородный датчик может не работать. В этом случае к основным поломкам можно отнести дефект корпуса, нарушение обмотки устройства и так далее.

Проблема решается установкой нового датчика. Что касается ремонта, то при таких поломках он бесполезен.

3. Избыточные объемы подаваемого в цилиндры двигателя топлива просто не успевают сгореть и в виде сажи влетят в выхлопную систему.

Через некоторое время черный налет накапливается на узлах выхлопной системы автомобиля, а также на кислородном датчике. В результате лямбда-зонд начинает некорректно работать.

В качестве «лечения» можно использовать специальные моющие средства и тряпки для удаления грязи. Если датчик регулярно засоряется, лучше его заменить.

Как выявить поломку?

Неисправность лямбда-зонда можно распознать по следующим симптомам:

если загорается индикатор Check Engine, это еще один признак того, что с системой что-то не так. Как показывает практика, зажигание этой лампочки связано с выходом из строя лямбда-зонда. Чтобы более точно определить ошибку и выявить неисправность, необходимо обратиться в сервис.
нарастание «прожорливости» автомобиля — проблема, которая заметна практически сразу. Единственное, что увеличение расхода не обязательно сигнализирует о неисправности датчика;
повышенная токсичность выхлопных паров. Конечно, «на глаз» определить этот показатель не получится. Здесь может помочь только специальный прибор. Если уровень СО значительно повысился, можно смело говорить о выходе из строя кислородного датчика;

также важно знать, как проверить работоспособность лямбда-зонда.

Можно ли отключать лямбда зонд?

Отключение кислородного датчика для специалиста — дело нескольких минут. Однако польза от такой работы весьма сомнительна.

С момента выключения лямбда-зонда ЭБУ переключается на средние параметры подачи топлива в двигатель, что влияет на надежность и расход топлива (как правило, в худшую сторону).

Кроме того, если датчик кислорода отключен, может потребоваться переписать тот же блок управления двигателем, что и в автомобиле, потому что всегда будет ошибка.

Поэтому при неисправности лямбда-зонда желательно его заменить.

Обманка лямбда зонда: что это?

При замене катализатора на пламегаситель или разборке устройства сигналы двух лямбда-зондов будут идентичными. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.

Проблема решается установкой трюка лямбда-зонда.

он бывает двух видов:

1. Механический.

По своей конструкции это бронзовая проставка с определенными размерами. Внутри агрегата есть специальная крошка с каталитическим покрытием, которое помогает сжигать вредные вещества.

2. Электронный.

Такая заминка представляет собой устройство на базе микропроцессора, которое анализирует весь процесс прохождения выхлопных газов и обрабатывает данные с первого датчика.

Задача — обеспечить исправное функционирование системы управления двигателем в условиях, когда катализатор сломан или удален.

Итог

Несмотря на свою компактность, лямбда-зонд является одной из важнейших частей автомобиля. Он не только снижает вредные выбросы, но и выполняет ряд других функций.

Отсутствие этого устройства может стать причиной увеличения расхода топлива, ухудшения динамики двигателя или полной невозможности использования транспортного средства.