Датчик кислорода

Датчик концентрации кислорода или лямбда-зонд предназначен для определения в отработавших газах уровня кислорода. Эффективная (экологичная и экономичная) работа мотора обеспечивается за счет постоянного уровня соотношения в топливной смеси топлива и воздуха во всех рабочих режимах. Процесс контроля над содержанием в выхлопных газах кислорода называется лямбда-регулированием.

В случае недостатка в топливно-воздушной смеси воздуха, не происходит полного окисления угарного газа и углеводородов. При перенасыщении воздухом, с другой стороны, не происходит полного разложения на кислород и азот.

В выпускной системе устанавливается лямбда-зонд. Следует сказать, что на определенных моделях машин применяется не один датчик кислорода, а два. При этом один устанавливают за каталитическим нейтрализатором, а другой – после. Использование двух датчиков способствует усилению контроля над составом выхлопных газов и обеспечению наиболее эффективной работы нейтрализатора.

Кислородный датчик может быть двухточечным или широкополосным.

Первый устанавливают и после нейтрализатора, и перед ним. Двухточечный датчик кислорода осуществляет фиксацию коэффициента излишнего воздуха топливной воздушной смеси в соответствии с величиной концентрации в выхлопных газах кислорода.

Конструкция представлена в виде керамического элемента, который имеет двустороннее покрытие из диоксида циркония. Проверка датчика кислорода производится электрохимическим методом. С одной стороны электрод контактирует с отработавшими газами. С другой стороны – с атмосферой. При разном содержании кислорода на концах электрода создается напряжение. Чем выше уровень (топливная смесь считается обедненной), тем напряжение ниже. Соответственно, чем выше концентрация (смесь считается обогащенной), тем напряжение больше.

Датчик кислорода электрический сигнал отправляет в электронный контрольный блок в системе управления мотора. В соответствии с уровнем сигнала, осуществляется воздействие на исполнительные структуры тех систем в автомобиле, которые находятся под управлением этого контрольного блока.

Конструкция широкополосного датчика представлена в виде закачивающего и двухточечного элемента. Определение значения «лямбда» осуществляется с применением силы тока при закачивании. Используется это устройство как входной датчик кислорода каталитического нейтрализатора. Под закачиванием понимают процесс физического характера. В ходе закачивания из газов кислород проходит сквозь закачивающий элемент под влиянием силы тока. Принцип, по которому действует устройство, основывается на способности постоянно поддерживать напряжение в 450 мВ в двухточечном элементе между электродами за счет изменения при закачивании силы тока.

Понижение содержания кислорода в газах (при обогащенной топливной смеси) сопровождается увеличением напряжения между имеющимися в двухточечном керамическом элементе электродами. Сигнал подается от элемента в электронный контрольный блок. На основании сигнала на закачивающем элементе вырабатывается ток с определенной силой.

В свою очередь, ток способствует закачке в измерительный зазор. Напряжение, таким образом, достигает определенного значения. При этом показатель силы тока являет собой меру концентрации кислорода в газах. Анализ и преобразование в управляющие воздействия на устройства исполнения в системе впрыска осуществляется блоком управления.

При обедненной топливной смеси функционирование широкополосного устройства происходит аналогичным образом. Отличием является то, что из измерительного зазора под воздействием тока осуществляется выкачивание наружу кислорода.

Материалы: http://fb.ru/article/52546/datchik-kisloroda-opisanie-naznachenie

1- металлический корпус с резьбой.

2 - уплотнительное кольцо.c 3 - токосъемник электрического сигнала.

4 - керамический изолятор.

6 - манжета проводов уплотнительная.

7 - токопроводящий контакт цепи подогрева.

8 - наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха.

10 - наконечник из керамики.

11 - защитный экран с отверстием для отработавших газов

В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательными элементами - перед нейтрализатором.

Для корректировки оптимальной смеси горючего с воздухом

применение приводит к повышению экономичности автомобиля, влияет на мощность двигателя, динамику, а также на экологические показатели.

0.1-0.2В. При этом, важным параметром является скорость переключения датчика. В большинстве систем впрыска топлива О2-датчик имеет выходное напряжение от от 0.04..0.1 до 0.7. 1.0В. Длительность фронта должна быть не более 120мСек. Следует отметить, что многие неисправности лямбда-зонда контроллерами не фиксируются и судить о его исправной работе можно только после соответствующей проверки.

-принцип работы лямбда-зонда у всех производителей в общем одинаков. Совместимость чаще всего обусловлена на уровне посадочных размеров.

-различаются монтажными размерами и разъемом

-Можно купить оригинальный датчик б/у, что чревато пустыми тратами: на нем не написано, в каком он состоянии, а проверить вы его сумеете только на автомобиле

а) с подогревом и без подогрева

б) кол-вом проводов: 1-2-3-4 т.е. соответственно и комбинацией с/без подогрева.

в) из разных материалов: циркониево-платиновые и подороже на основе двуокиси титана (TiO2)

Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя – он всегда красный.

г) широкополосная для дизелей и двигателей работающих на обедненной смеси.

- плохой бензин, свинец, железо забивают платиновые электроды за несколько "удачных" заправок.

- масло в выхлопной трубе - Плохое состояние маслосъемных колец

-попадание на нее моющих жидкостей и растворителей

-"хлопки" в выпуске разрушающие хрупкую керамику

- перегрев его корпуса из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, сильно переобогащенной топливной смеси.

- Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей, моющих средств, антифриза

- обогащенная топливно-воздушная смесь,

- сбои в системе зажигания, хлопки в глушителе

- Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон

- Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны.

- Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика.

-потеря чувствительности - уменьшение быстродействия

Решение о замене датчика можно принять после его проверки на осцилографе.

Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут - ЭБУ не распознает "чужие" сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту "игнорирует".

Если лямбда работала на нашем бензине более 2-3-х лет то можно не тратиться на ее проверку.

Ее стоит менять уже хотя бы по возрасту. Быстродействие все равно уже далеко от оптимального.

Для этого потребуется осциллограф. Ну или специальный мотор-тестер, на дисплее которого можно наблюдать осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересными являются пороговые уровни сигналов высокого и низкого напряжения (со временем, при выходе датчика из строя, сигнал низкого уровня повышается (более 0,2В - криминал), а сигнал высокого уровня - снижается (менее 0,8В - криминал)), а также скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Есть повод задуматься о предстоящей замене датчика, если длительность этого фронта превышает 300 мсек.

Это усредненные данные.

- Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.

- Повышенный расход топлива.

- Ухудшение динамических характеристик автомобиля.

- Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя.

- Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния.

- На некоторых автомобилях загорание лампы "СНЕСК ЕNGINЕ" при установившемся режиме движения

Нужен подходящий ключ.

Для установки оптимально спец. высокая головка с прорезью для проводов и гранями снаружи.

Резьбовая часть как правило уже имеет спец смазку (высокотемпературную, токопроводящую). можно добавить и графитки.

Разъем надо поднять повыше оберегая от воды и грязи. Контакты смазать.

Если провода скручивались их тоже надо покрыть графиткой - окисляться не будут.

Насчет пайки надо хорошо подумать.

Дело в том что лямбда получает кислород по эл. проводам. Обратите внимание все разъемы лямбд непаянные а обжимные.

Полагаю лучше так и делать, обжимать-скручивать.

Просто пока трубопровод и датчик горячий.

После замены неплохо бы обнулить память путем снимания на 5-10 минут (-)клеммы с аккумулятора.

Во Владивостоке технология "оживления" лямбда-зонда уже отработана. Оказывается, достаточно продержать датчик десять минут в ортофосфорной кислоте при комнатной температуре, затем промыть водой - и он снова в строю. Правда, сигнал восстанавливается не сразу, а через час-полтора работы двигателя.

Для промывки датчик лучше вскрыть. На токарном стаже тонким резцом срезают у самого основания колпачок с отверстиями. Датчик (он представляет собой керамический стержень с напыленными платиновыми полосками) окунают в кислоту. Кислота разрушает нагар и свинцовую пленку на поверхности стержня. Важно не передержать датчик - могут разрушиться токопроводящие платиновые электроды. Зачищать его шкуркой или другим абразивом нельзя по той же причине. Очистив стержень от токопроводящей пленки, его промывают в воде и крепят колпачок каплей нержавеющей проволоки аргоновой сваркой.

Ученые из дальневосточного отделения РАН предлагают другой путь восстановления - более сложный и весьма надежный. Как известно из физики, плотность тока в газах определяется концентрацией ионов, их подвижностью и величиной заряда. В выхлопных газах ионы образуются от нагрева. Поскольку температура (стало быть, подвижность ионов) и напряженность поля (на электроды подается напряжение 1 В) известны, выходные его характеристики зависят лишь от концентрации ионов. Их замеряют осциллографом и частотомером (около 2 МГц). Далее на ультразвуковом диспергаторе в эмульсионном растворе проводится "мягкая зачистка" напыленных электродов. Возможен электролиз вязких металлов, осевших на их поверхности. При этом учитываются конструктивные особенности зонда и материал (металлокерамика или фарфор) с напылением малоинерционных металлов (платина, барий, цирконий и пр.). Восстановленный датчик испытывают приборами и устанавливают на автомобиль. Операцию можно проводить многократно.

Так российские инженеры и ученые доказали справедливость пословицы: "Голь на выдумки хитра", сумев разработать простую и остроумную технологию.

Материалы: http://mondeoclub.ru/remont/dvigatel/lyamba.php

Многие автолюбители сталкивались с проблемой повышенного расхода топлива. Это может быть связано со многими проблемами двигателя: неисправностью датчика и привода холостого хода, проблемами зажигания, уменьшением компрессии, неисправностью насоса высокого давления.

Но, если расход топлива увеличился значительно (до 50%), следует незамедлительно проверить датчики кислорода, в автолюбительской практике их часто именуют «лямбда-зонд».

Лямбда-зонд сообщает информацию блоку управления двигателя о количестве кислорода, не вступившем в реакцию воспламенения в рабочих цилиндрах двигателя. Для полного прогорания кислорода смесь должна формироваться в пропорции один к пятнадцати (точнее 1 : 14,7).

Блок управления двигателя контролирует формирование смеси (устраняет причины образования обогащенной либо бедной смеси) на основании показаний датчиков, в том числе и кислородного (лямбда-зонда).

Видео — неисправный датчик кислорода:

Наименование «лямбда-зонд» взяли от качественной характеристики коэффициента избытка воздуха в смеси воздух-топливо, обозначаемого в автомобилестроении буквой греческого алфавита «лямбда».

К основным признакам неисправности датчика кислорода относятся:

• значительно повышенный расход топлива;
• неровная работа двигателя, особенно в момент нажатия педали акселератора;
• увеличение выброса токсичных отходов двигателя;
• неисправности в работе катализатора.

Самая распространенная причина выхода из строя лямбда-зондов – износ. Типовая конструкция зонда изображена на рисунке:

Самыми «слабыми» местами конструкции являются керамический наконечник и электрический нагреватель. Перегорание электрического нагревателя не полностью выводит датчик из строя.

Лямбда-зонд установлен в выпускном коллекторе перед катализатором, и по мере нагревания коллектора выпускными газами двигателя разогревается до высокой температуры и сам кислородный датчик.

Электрический нагреватель в основном служит для корректности показаний кислородного датчика в первые несколько минут после запуска холодного двигателя.

Есть одно- и двухпроводные датчики, в которых электронагреватель вообще отсутствует.

Керамический наконечник выполнен из специальной пористой керамики, на который нанесен тонкий диоксида циркония, электроды выполнены из платины технологией вакуумного напыления (именно поэтому лямбда-зонды дорогие).

В процессе работы через микропоры датчика проходят выхлопные газы очень высокой температуры. Тонкий слой диоксида со временем выгорает, оксидирует, его электрические свойства изменяются.

В результате этого показания лямбда-зонда становятся недостоверными, по существу, он приходит в негодность. В этом случае всевозможные промывки, чистки, другие методы восстановления работоспособности бессмысленны.

Структурно принцип работы лямбда-зонда можно изобразить:

На схеме: 1 – диоксид циркония, 2,3 – электроды (иногда платиновые), 4 – минусовое заземление, 5 – выходной сигнальный контакт. Зонд на основе оксида циркония приобретает свойства твердого электролита при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия (именно поэтому датчик предварительно нагревают). Затем лямбда-зонд начинает регистрировать напряжение в соответствии с концентрацией кислорода.

Как видно из графика, зависимость имеет ярко выраженную скачкообразную характеристику, что очень выгодно при обработке сигналов цифровыми методами.

Ускорить преждевременный отказ работоспособности лямбда-зонда могут следующие факторы:

• попадание внутрь выхлопной системы посторонних примесей (тосол в случае нарушений прокладки ГБЦ, остатки эфира при использовании спреев «быстрый запуск» при запуске автомобиля, масла при пониженной компрессии двигателя и др.);
• высокая концентрация свинца в топливе;
• чистка выхлопной системы средствами, не предназначенными для этих целей;
• попадание в выпускной коллектор пыли, примесей, не удаленных фильтром очистки топлива.

Во многих автомобилях устанавливаются два лямбда-зонда, до и после катализатора. Это позволяет с большей точностью контролировать качество смеси, а также проверять эффективность катализатора.

Проверку работоспособности четырехвыводных лямбда-зондов, установленных на большинстве современных автомобилях, проще начать с контроля работоспособности нагревательного элемента.

Для этого необходимо мультиметр переключить в режим измерения сопротивления и «прозвонить» выводы электрического нагревателя. Обычно они выполнены из провода большего сечения. Сопротивление должно быть менее 10 Ом. Если сопротивление больше, это свидетельствует о неисправности электрического нагревателя.

Через 10000 км пробега автомобиля желательно производить визуальную проверку зонда. Для этого датчик необходимо снять с коллектора.

Многие при этом пользуются WD-спреями или, еще хуже, тормозной жидкостью. Попадание этих жидкостей в рабочую область лямбда-зонда может привести к его неисправности.

Даже если при откручивании закоксовавшегося резьбового соединения используются спецсредства, непосредственно перед съемом датчика их следует удалить.

В рабочей зоне датчика следует обратить внимание на его цвет и состояние. Наличие сажи (признак обогащенной смеси) приводит к загрязнению датчика, для его лучшей работы сажу следует удалить.

Белые либо серые налеты являются свидетельством наличия присадок в масле или топливе, они также могут привести к неисправности лямбда-зонда. Блестящий налет – признак превышения концентрации свинца в топливе. При интенсивном налете датчик подлежит замене.

Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых датчиков кислорода ( б, с – лямбда-зонд с подогревателем; а — без; * цвета выводов могут отличаться от указанных):

Для того, чтобы проверить лямбда-зонд при помощи мультиметра, необходимо подключить его щупы к сигнальным проводам, переключить на предел измерения 2 Вольта. Далее искусственным образом создать ситуации обогащенной смеси, например перегазовками, или сняв разъем регулятора давления. При этом показания мультиметра должны быть более 0,8 Вольт, тогда зонд исправен.

Затем создают ситуацию обедненной смеси (можно искусственно создать подсос воздуха, приоткрутив хомут воздуховода). Показания мультиметра должны быть менее или равны 0,2 Вольта.

Видео — как проверить лямбда зонд тестером:

Большинство компьютерных диагностик позволяют посмотреть параметры лямбда-зонда в реальном времени. Это также можно сделать обычным осциллографом. Временная зависимость напряжения на сигнальном выходе исправного лямбда-зонда будет иметь приблизительный вид:

Если нижний предел опускается до 0 Вольт, датчик изрядно «подустал», если кривая носит более сглаженный характер, датчик в обязательном порядке подлежит замене.

Механическая сложность замены лямбда зонда – откручивание закоксовавшегося резьбового соединения. Здесь возможно придется воспользоваться спецсредствами. После снятия неисправного датчика следует тщательно протереть место установки датчика от остатков жидкостей.

Видео — замена лямбда-зонда на Ауди А4 Б5:

Оригинальный лямбда-зонд стоит, как правило, дорого (до 6000 рублей, иногда более). Для некоторых моделей автомобилей оригинальный датчик не найти, покупать с разборки бессмысленно. В этом случае лучше установить универсальный лямбда-зонд.

Универсальный лямбда-зонд

Установочные размеры датчиков (резьба, глубина посадки), как правило, одинаковы, лучше, конечно проверить, чтобы не повредить резьбовое соединение или новый зонд.

Универсальные лямбда-зонды продаются без разъема, только с проводами (обычно четырехпроводные, два сигнальных и два на нагревательный элемент). Далее отрезают разъем с проводами от старого неисправного родного датчика и производят качественное соединение с универсальным датчиком в полном соответствии с электрической схемой подключения.

Электрическое соединение лучше проводить методом скрутка+пайка+изоляция термоусадкой. Так как типовая характеристика всех лямбда-зондов, выполненных по одинаковой технологии, практически идентична, универсальные зонды корректно работают на двигателях всех модификаций.

Видео — установка разъёма на универсальный лямбда-зонд:

При установке датчика следует обращать внимание на герметичность соединения с коллектором, сохранность резьбы.

Чистка лямбда-зонда – крайняя мера. Она производится только в случае, когда есть уверенность, что датчик точно показывает неправильные данные и последняя надежда перед отправкой в мусорный ящик – чистка.

Есть опыт проведения чистки зонда при помощи ортофосфорной кислоты либо преобразователя ржавчины. В любом случае, необходимо чистить только рабочую поверхность датчика. Для этого защитный кожух лямбда-зонда приходится демонтировать.

Чистку лучше производить обычной промывкой, предварительно погрузив в ортофосфорную кислоту рабочую зону датчика минут на 20. Можно производить очистку с помощью мягкой кисточки из натуральных волокон. Неплохой результат может быть получен применением гусиного пера в качестве кисточки.

Обычно срок эксплуатации лямбда-зондов невелик (от 10000 до 50000 километров пробега). Некоторые автолюбители не обращают внимания на увеличенное потребление топлива.

Если учесть, что датчик как минимум на 25% увеличивает расход топлива, при среднем расходе 7 литров на 100 км, пробеге 10000 км общий расход составит около 700 литров. При неисправном датчике перерасход будет под 200 литров. За стоимость этого топлива можно купить четыре датчика.

Своевременная замена лямбда-датчиков, соблюдение правил их эксплуатации имеет важное значение для экономии денежных средств, связанных с эксплуатацией автомобиля.

Разбираемся как определить реальный пробег автомобиля при покупке б/у экземпляра с непонятной историей.

А вы знаете на что влияет датчик температуры охлаждающей жидкости?

Видео — замена лямбда-зонда Renault Megane 2:

Как быстро избавиться от царапин на машине

Защитить автомобиль от грязи поможет жидкое стекло

Надоело чистить салон своего авто? Это поможет >>>

Как защитить себя от слепящего солнца и фар за рулем?

Я был уверен раньше, что причина плохой работы кислородного датчика — это только грязный бензин на второсортной заправке, либо не не той марки. Отец пренебрегал советами, в результате датчики меняли раз в год.

Плохой бензин убьет нейтрализатор, но не лямбда-зонд. А вот отравить датчик парами антифриза, силикона или еще какой-нибудь химией — это запросто.

Долго боролся с повышенным расходом, и датчик хх и фильтр воздушный и разного рода подсосы воздуха, заменено было все и ничего не помогло, пока до лямбды не добрался. Поставил бош универсальную, расход заметно снизился. Так что прежде чем лезть что-то делать проводите тщательную диагностику!

Если после движения кислородный датчик накалился докрасна, то это тоже говорит о его неисправности.

Мне с этим датчиком пришлось столкнуться только после компьютерной диагностики. До этого эксплуатировал лишь карбюраторных «старичков» где таких премудростей нет. А тут купил «новый» автомобиль, а он «проглотом» оказался. Разумеется прежний хозяин ничего об этом не говорил. Погнал на диагностику, там даже к компу подключать не стали, сразу к датчику полезли, показали в каком он состоянии. Уже на взгляд ужасть страшная. Поменяли, эффект меня просто поразил, на треть машина меньше потреблять стала. Так что следить за ним надо, дешевле выйдет.

Датчик пришлось менять на старом авто, на нашей любимой Ладе Калина, которая получилась весьма неудачным автомобилем, а за ним пришлось менять и воздушный фильтр, денег много ушло — неприятно было тратиться на то, что должно нормально работать с завода.

У меня была проблема с перерасходом топлива на инжекторе нового автомобиля. Обратился в диагностику и с помощью компьютерной техники там очень быстро установили неисправность кислородного датчика. После замены вопросов не возникало. За все отдал 1500р. и я думаю, что с последующей экономией бензина работа этого стоит.

Не соглашусь, что эти датчики можно чистить. Опыт показал, что лучше сразу менять на новый.

Устает спина за рулем? Полезный подарок водителю!

Материалы: http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/to-i-remont/datchik-kisloroda-priznaki-neispravnosti.html