Призначення лямбда-зонда та питання його експлуатації

Досвідчені водії знають, яке значення має кисень для згоряння палива, саме він визначає оптимальний склад горючої суміші, а отже, ефективність роботи двигуна та екологічність вихлопу. Контроль кисневого балансу здійснює непоказний вид прилад – лямбда-зонд, неодмінний елемент сучасного автомобіля. Знання пристрою та принципу дії датчика допоможе автолюбителю перевірити його працездатність, а значить, і запобігти, як мінімум, перевитраті палива та нестабільній роботі ДВЗ.

Класифікація та влаштування лямбда-зондів

Перш ніж перевірити функціональність датчика кисню, розглянемо, скільки видів даних приладів випускається на сьогоднішній день, їх всього два:

Різниця між ними полягає в тому, що пристрій другого типу має більшу інформативність і, відповідно, дозволяє досягти високоточного налаштування роботи двигуна. Елементи контролера виготовляються із матеріалів, здатних витримати роботу в умовах підвищених температур. Ось список основних деталей, з якого складається датчик:

• металевий корпус із різьбленням;
• ізолятор із кераміки;
• струмознімач електричного сигналу;
• керамічний наконечник;
• зовнішній захист з отворами для циркуляції повітря та виходу вихлопних газів;
• спіраль розжарювання;
• електропроводка;
• кільце ущільнювача.

кисневий датчик Важливим елементом конструкції є спіраль електропідігріву, яка дозволяє вийти контролеру на оптимальну робочу температуру 300 °C.

Перед тим, як перевірити працездатність датчика кисню, встановимо його місцезнаходження.Залежно від виробника, лямбда-зонд може бути встановлений перед каталізатором, так і після нього. У першому випадку для його обслуговування достатньо відкрити капот, а в другому доведеться шукати оглядову канаву. Але не варто забувати, що існують системи, робота яких ґрунтується на застосуванні двох контролерів.

Коротко про принцип дії лямбда-зонда

Як згадувалося, дані прилади бувають двох типів, але принцип роботи практично однаковий. Двоточковий агрегат проводить порівняльні вимірювання кисню у відпрацьованих газах та атмосфері, в результаті яких на електродах створюється певна напруга. Чим нижчий рівень кисню, тим вищий потенціал і навпаки.

Отриманий сигнал подається на блок управління ДВЗ і далі команда надходить на паливні форсунки, які відповідають за подачу палива. Грунтуючись на відповідних даних, процентний вміст пального в суміші може бути збільшено або зменшено.

Другий конструктивний тип – широкосмуговий лямбда-зонд заснований на системі, що складається з двох елементів – закачувального та двоточкового. Будь-хто, хто цікавиться, як перевірити цей вид датчика кисню, повинен знати, що робота приладу заснована на підтримці на електродах напруги завбільшки 450 мВ за рахунок коригування сили струму закачування.

Падіння рівня кисню у газах, що відпрацювали, призводить до зростання напруги на електродах. Блок управління, який одержав сигнал, формує певну силу струму на закачує за рахунок закачування або відкачування повітря для досягнення напруги нормативного рівня.Наприклад, коли паливо-повітряна суміш надто збагачена – блок управління дає команду закачати додаткову порцію кисню, у разі збідненої суміші виробляється додатковий вплив на компоненти системи упорскування.

Типові несправності лямбда-зонда та основні відмінності

датчики Поява неприємних факторів, які наведені нижче, можуть певною мірою свідчити про поломку контролера:

• підвищена витрата пального;
• збільшені показники токсичності вихлопу;
• нестійка робота ДВЗ;
• зменшення тяги через засмічення нейтралізатора.

З появою подібних обставин слід точно відрізняти поломку ЕСУД від несправності зонда. Для цього можна спробувати змоделювати певну ситуацію. Припустимо, є ознаки збагаченої суміші, і зонд це демонструє – є сенс створити «штучний» підсмоктування, знявши вакуумний шланг і перевіривши напругу на електродах агрегату, якщо воно знизилося, то причина не в лямбда-зонді.

Або ще одна порада від бувалих автолюбителів: «мертвий» датчик кисню або як перевірити його роботу способом побічного підсмоктування. Так само, як і описано вище, робимо підсмоктування, але при цьому перетискаємо шланг зворотного зливу палива. Відсутність реакції на вольтметрі (напруга стоїть на рівні 0,45) свідчить про абсолютно точну поломку зонда.

Тепер розглянемо основні причини, що призводять до виходу з ладу кисневого датчика:

• збільшений вміст свинцю у паливі;
• застосування засобів, не призначених для чищення двигуна;
• вплив на пристрій рідини;
• перегрів приладу.

Деякі автомобілі мають свою систему самодіагностики, ну, а власникам інших машин доведеться самостійно діагностувати прилад.Перевірка бажана через кожних 5-10 тис. км пробігу.

Сам собі діагност: як самостійно перевірити роботу датчика кисню?

Для роботи знадобиться цифровий вольтметр та інструкція з експлуатації автомобіля. Далі діємо за схемою:

• від'єднати дроти зонда від колодки та підключити вольтметр;
• завести двигун і встановити обороти 2500об/хв і далі зменшити їх до 200об/хв;
• витягти вакуумну трубку з регулятора тиску палива та зафіксувати показання вольтметра;
• значення 0,9 В демонструє справне функціонування зонда, відсутність реакції або показання менше, ніж 0,8 В свідчать про несправність агрегату;
• під'єднати зонд до роз'єму та паралельно підключити вольтметр, встановивши обороти 1500 об/хв (перевірка в динаміці);
• справний зонд дає показання на рівні 0,5, відхилення від цього параметра свідчить про поломку агрегату.

Багато хто задається питанням, як перевірити ступінь зношеності датчика кисню за наявності невеликого досвіду ремонтних робіт. Даний фактор визначається шляхом порівняння крутості фронтів переходу з бідної суміші на багату та навпаки. Новий, працездатний контролер реагує на такі події миттєво, за мотортестером це практично вертикальні лінії переходу. Зношений лямбда-зонд на зміни реагує дуже повільно та фронти більш пологі.

Висновки

Для правильного визначення поломки слід вміти точно відрізняти несправності зонда від електронної системи управління. Мінімально перевірити працездатність агрегату можливо самотужки за наявності звичайного цифрового вольтметра.

Допомогти зробити висновок про дієздатність датчика може штучно змодельована ситуація зі збагачення або збіднення суміші з наступною фіксацією реакції приладу. Залишковий ресурс зонда визначається за крутістю переходів напруги із крайніх станів суміші.

Відновлюємо енергозабезпечення: перевірка та відновлення роботи альтернатора Volkswagen Sharan Мінівен Volkswagen Sharan займає гідне місце у ряді містких сімейних автомобілів. Простота конструкції разом із німецькою якістю забезпечують надійність цього автобуса. Однак недотримання циклів регламентних робіт з обслуговування обертаються прикрими поломками, які часто вимагають

29-01-2014, 15:58 0 Відновлюємо енергозабезпечення: перевірка та відновлення роботи альтернатора Volkswagen Sharan

Система рециркуляції відпрацьованих газів на сучасних автомобілях Практично на всіх сучасних автомобілях встановлено систему рециркуляції відпрацьованих газів (EGR). Вона варта зменшення токсичності вихлопних газів, при викиді в атмосферу.

Вихлоп на Chevrolet Lanos: особливості конструкції та ресурси для тюнінгу Daewoo Lanos, так раніше називалася популярна марка седана та хетчбека, згодом перейменована на Chevrolet Lanos. Народний автомобіль від українського виробника займає цінову нішу до 10 000$ і є лідером у цьому сегменті за співвідношенням ціна/якість.

Як правильно зняти акумулятор з автомобіля У нашій статті ми докладно розглянемо послідовність дій при знятті акумулятора з автомобіля, запобіжні заходи та безпеки при проведенні цієї роботи.

Режим холостого ходу карбюратора К-151 і мінімізація викиду CO і CH Все більш жорсткі вимоги до концентрації вуглеводнів у відпрацьованих газах змушують автовласників задуматися про способи, що дозволяють досягти оптимальних показників.

Методика прошивки та відкатки інжектора Лямбда-зонд є найважливішим елементом системи живлення інжекторних двигунів. Його робота полягає у вимірі рівня залишкового кисню та регулюванні складу паливо-повітряної суміші.

Пристрій та принцип роботи кисневого датчика

Кисневий датчик – пристрій, призначений для фіксування кількості кисню, що залишився, у відпрацьованих газах двигуна автомобіля. Він розташований у випускній системі поблизу каталізатора. На основі даних, отриманих киснем, електронний блок керування двигуном (ЕБУ) коригує розрахунок оптимальної пропорції паливоповітряної суміші. Коефіцієнт надлишку повітря у її складі позначається в автомобілебудуванні грецькою літерою лямбда (λ)завдяки чому датчик отримав другу назву – лямбда-зонд.

Коефіцієнт надлишку повітря λ

Перш ніж розбирати конструкцію датчика кисню та принцип його роботи, необхідно визначитися з таким важливим параметром, як коефіцієнт надлишку повітря паливно-повітряної суміші: що це таке, на що впливає і навіщо його вимірює датчик.

Теоретично роботи ДВС існує таке поняття як стехіометричне відношення – це ідеальна пропорція повітря та палива, коли відбувається повне згоряння палива в камері згоряння циліндра двигуна. Це дуже важливий параметр, на основі якого розраховується паливоподача та режими роботи двигуна. Воно дорівнює 14,7 кг повітря до 1 кг палива (14,7:1). Звичайно, така кількість паливоповітряної суміші не надходить в циліндр в один момент часу, це лише пропорція, яка перераховується під реальні умови.

Залежність потужності (P) та витрати палива (Q) від коефіцієнта надлишку повітря

Коефіцієнт надлишку повітря (λ) – це відношення дійсної кількості повітря, що надійшло у двигун, до теоретично необхідного (стехіометричного) для повного згоряння палива. Говорячи простою мовою, це "на скільки більше (менше) повітря надійшло в циліндр, ніж мало б".

Залежно від значення розрізняють три види паливоповітряної суміші:

• λ = 1 – стехіометрична суміш;
• λ < 1 – “багата” суміш (надлишок – паливо; нестача – повітря);
• λ > 1 – “бідна” суміш (надлишок – повітря; нестача – паливо).

Сучасні двигуни можуть працювати на всіх трьох типах суміші, залежно від поточних завдань (економія палива, інтенсивне прискорення, зниження концентрації шкідливих речовин у газах, що відпрацювали). З точки зору оптимальних значень потужності двигуна, коефіцієнт лямбда повинен мати значення близько 0,9 (“багата” суміш), мінімальна витрата палива буде відповідати стехіометричній суміші (λ = 1). Найкращі результати з очищення відпрацьованих газів також спостерігатимуться при λ = 1, оскільки ефективна робота каталітичного нейтралізатора відбувається при стехіометричному складі паливоповітряної суміші.

Призначення датчиків кисню

Стандартно в сучасних автомобілях використовують два датчики кисню (для рядного двигуна). Один перед каталізатором (верхній лямбда-зонд), а другий після нього (нижній лямбда-зонд). Відмінностей у конструкції верхнього та нижнього датчиків немає, вони можуть бути однаковими, але виконують різні функції.

Верхній або передній кисневий датчик визначає вміст кисню, що залишився, у відпрацьованих газах. За сигналом з даного датчика блок управління двигуном "розуміє", на якому типі паливоповітряної суміші працює двигун (стехіометричною, багатою або бідною). Залежно від показань кисню та необхідного режиму роботи, ЕБУ коригує кількість палива, що подається в циліндри. Як правило, паливоподача коригується у бік стехіометричної суміші. Слід зазначити, що при прогріванні двигуна сигнали з датчика ігноруються ЕБУ двигуна до досягнення робочої температури. Нижній або задній лямбда-зонд використовується для додаткового коригування складу суміші та контролю справності каталітичного нейтралізатора.

Конструкція та принцип роботи кисневого датчика

Існує кілька видів лямбда-зондів, які застосовуються на сучасних автомобілях. Розглянемо конструкцію та принцип роботи найбільш популярного з них – датчика кисню на основі діоксиду цирконію (ZrO2). Датчик складається з наступних основних елементів:

• Зовнішній електрод – здійснює контакт із вихлопними газами.
• Внутрішній електрод – контактує із атмосферою.
• Нагрівальний елемент – використовується для підігріву кисневого датчика та швидшого виведення його на робочу температуру (близько 300 °C).
• Твердий електроліт розташований між двома електродами (діоксид цирконію).
• Корпус.
• Захисний кожух наконечника – має спеціальні отвори (перфорацію) для проникнення газів, що відпрацювали.

Зовнішній та внутрішній електроди покриті платиновим напиленням. Принцип роботи такого лямбда зонда ґрунтується на виникненні різниці потенціалів між шарами платини (електроди), які чутливі до кисню. Вона виникає при нагріванні електроліту, коли через нього відбувається рух іонів кисню від атмосферного повітря та вихлопних газів. Напруга, що виникає на електродах датчика, залежить від концентрації кисню у газах, що відпрацювали. Чим вона вища, тим нижча напруга. Діапазон напруги сигналу кисневого датчика знаходиться в межах від 100 до 900 мВ. Сигнал має синусоїдальну форму, у якої виділяються три області: від 100 до 450 мВ – бідна суміш, від 450 до 900 мВ – багата суміш, значення 450 мВ відповідає стехіометричному складу паливоповітряної суміші.

Ресурс кисню та його несправності

Лямбда-зонд - один з датчиків, що найбільш швидко зношуються. Це пов'язано з тим, що він постійно контактує з газами, що відпрацювали, і його ресурс безпосередньо залежить від якості палива і справності двигуна. Наприклад, цирконієвий кисень має ресурс близько 70-130 тисяч кілометрів пробігу.

Оскільки робота обох кисневих датчиків (верхнього та нижнього) контролюється системою бортової діагностики OBD-II, при виході з ладу будь-якого з них буде зафіксовано відповідну помилку, а на панелі приладів загориться контрольна лампа несправності Check Engine. Діагностувати несправність у разі можна з допомогою спеціального діагностичного сканера.Із бюджетних варіантів варто звернути увагу на Scan Tool Pro Black Edition.

Сканер Scan Tool Pro Black Edition

Даний сканер корейського виробництва відрізняється від аналогів високою якістю складання та можливістю діагностики всіх вузлів та агрегатів автомобіля, а не тільки двигуна. Також він здатний відстежувати показання всіх датчиків (у тому числі кисневого) в режимі реального часу. Сканер сумісний з усіма популярними діагностичними програмами і, знаючи допустимі значення, можна судити про справність датчика.

Сигнал справного кисневого датчика

При справній роботі кисневого датчика характеристика сигналу є правильною синусоїдою, що демонструє частоту перемикань не менше 8 разів протягом 10 секунд. Якщо датчик вийшов з ладу, то форма сигналу відрізнятиметься від еталонної або його відгук на зміну складу суміші істотно сповільниться.

Основні несправності кисневого датчика:

• знос у процесі експлуатації (“старіння” датчика);
• обрив електричного ланцюга нагрівального елемента;
• забруднення.

Всі ці види проблем можуть бути спровоковані використанням неякісного палива, перегріванням, додаванням різних присадок, потраплянням в зону роботи датчика мастил та засобів для чищення.

Ознаки несправності кисню:

• Індикація сигнальної лампи несправності на панелі приладів.
• Втрата потужності.
• Слабкий відгук на педаль газу.
• Нерівна робота двигуна на неодружених оборотах.

Види лямбда-зондів

Крім цирконієвих використовуються також титанові та широкосмугові датчики кисню.

• Титанові. Цей вид кисневиків має чутливий елемент діоксиду титану. Робоча температура датчика починається від 700 °C.Титанові лямбда-зонди не вимагають наявності атмосферного повітря, оскільки принцип їхньої роботи заснований на зміні вихідної напруги, залежно від концентрації кисню у вихлопі.
• Широкосмуговий лямбда-зонд є вдосконаленою моделлю. Він складається з цикронієвого датчика та закачувального елемента. Перший вимірює концентрацію кисню у газах, що відпрацювали, фіксуючи напругу, викликану різницею потенціалів. Далі відбувається порівняння показання з еталонною величиною (450 мВ), і, у разі відхилення, подається струм, що провокує закачування іонів кисню з вихлопу. Це відбувається до того часу, поки напруга стане рівним заданому.

Лямбда-зонд є дуже важливим елементом системи керування двигуном, а його несправність може призвести до складнощів в керуванні автомобілем та стати причиною підвищеного зношування інших деталей двигуна. А оскільки він не підлягає ремонту, його необхідно одразу замінити на новий.