Как работает кислородный датчик в автомобиле: Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Содержание

Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

Сомнительная заправка, плохой бензин, «чек» на панели — стандартный и быстрый путь к замене кислородного датчика. Про лямбда-зонд слышали многие автомобилисты, но мало кто разбирался, за что именно он отвечает и почему так легко выходит из строя. Рассказываем про датчик кислорода — «обоняние» двигателя.

Лямбда и стехиометрия двигателя

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. Для полного сгорания смеси соотношение воздуха с топливом должно быть 14,7:1 (λ=1). Такой состав топливно-воздушной смеси называют стехиометрическим — идеальным с точки зрения химической реакции: топливо и кислород в воздухе будут полностью израсходованы в процессе горения. При этом двигатель произведёт минимум токсичных выбросов, а соотношение мощности и расхода топлива будет оптимальным.

Если лямбда будет <1 (недостаток воздуха), смесь станет обогащённой; при лямбде >1 (избыток воздуха) смесь называют обеднённой. Чересчур богатая смесь — это повышенный расход топлива и более токсичный выхлоп, а слишком бедная смесь грозит потерей мощности и нестабильной работой двигателя.

Зависимость мощности и расхода топлива от состава смеси

Из графика видно, что при λ=1 мощность двигателя не пиковая, а расход топлива не минимален — это лишь оптимальный баланс между ними. Наибольшую мощность мотор развивает на слегка обогащённой смеси, но расход топлива при этом возрастает. А максимальная топливная эффективность достигается на слегка обеднённой смеси, но ценой падения мощности. Поэтому задача ЭБУ (электронного блока управления) двигателя — корректировать топливно-воздушную смесь исходя из ситуации: обогащать её при холодном пуске или резком ускорении, и обеднять при равномерном движении, добиваясь оптимальной работы мотора во всех режимах. Для этого блок управления ориентируется на показания датчика кислорода.

Зачем нужен кислородный датчик

Датчиков в современном двигателе великое множество. С помощью различных сенсоров ЭБУ замеряет температуру забортного воздуха и его поток, «видит» положение дроссельной заслонки, отслеживает детонацию и положение коленвала — словом, внимательно следит за воздухом «на входе» и показателями работы мотора, регулируя подачу топлива для создания оптимальной смеси в цилиндрах.

Схема лямбда-коррекции двигателя

Лямбда-зонд показывает, что же получилось «на выходе», замеряя количество кислорода в выхлопных газах. Другими словами, кислородный датчик определяет, оптимально ли работает мотор, соответствуют ли расчёты ЭБУ реальной картине и нужно ли вносить в них поправки. Основываясь на данных с лямбда-зонда, ЭБУ вносит соответствующие коррекции в работу двигателя и подготовку топливно-воздушной смеси.

Где находится кислородный датчик

Датчик кислорода установлен в выпускном коллекторе или приёмной трубе глушителя двигателя, замеряя, сколько несгоревшего кислорода находится в выхлопных газах. На многих автомобилях есть ещё один лямбда-зонд, расположенный после каталитического нейтрализатора выхлопа — для контроля его работы.

Если у двигателя две головки блока (V-образники, «оппозитники»), то удваивается количество выпускных коллекторов и катализаторов, а значит и лямбда-зондов — у современной машины может быть и 4 кислородных датчика.

Устройство кислородного датчика

Классический лямбда-зонд порогового типа — узкополосный — работает по принципу гальванического элемента. Внутри него находится твёрдый электролит — керамика из диоксида циркония, поэтому такие датчики часто называют циркониевыми. Поверх керамики напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Будучи погружённым в выхлопные газы, датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в них и в атмосферном воздухе, вырабатывая на выходе напряжение, которое считывает ЭБУ.

Циркониевый элемент лямбда-зонда приобретает проводимость и начинает работать только после прогрева до температуры 300 °C. До этого ЭБУ двигателя действует «вслепую» согласно топливной карте, без обратной связи от кислородного датчика, что повышает расход топлива при прогреве двигателя и количество вредных выбросов. Чтобы быстрее задействовать лямбда-зонд, ему добавляют принудительный электрический подогрев. Кислородные датчики с подогревом внешне отличаются увеличенным количеством проводов: у них 3–4 жилы против 1–2 у обычных датчиков.

В названии узкополосного датчика кроется его недостаток — он способен замерять количество кислорода в выхлопе в достаточно узком диапазоне. ЭБУ может корректировать смесь по его показаниям только в некоторых режимах работы мотора (холостой ход, движение с постоянной скоростью), что не отвечает современным требованиям по экономичности и экологичности двигателей. Для более точных замеров в широком диапазоне используют широкополосный лямбда-зонд (A/F-сенсор), который также называют датчиком соотношения «воздух-топливо» (Air/Fuel Sensor). Обычно к нему подходят 5–6 проводов, хотя бывают и исключения.

Внешне «широкополосник» похож на обычный датчик кислорода, но внутри есть отличия. Благодаря специальным накачивающим ячейкам эталонный лямбда-коэффициент газового содержимого датчика всегда равен 1, и генерируемое им напряжение постоянно. А вот ток меняется в зависимости от количества кислорода в выхлопных газах, и ЭБУ двигателя считывает его в реальном времени. Это позволяет электронике быстрее и точнее корректировать смесь, добиваясь её полного сгорания в цилиндрах.

Почему до сих пор производят узкополосные датчики? Во-первых, для старых автомобилей, где A/F-сенсоры не применялись. Во-вторых, из-за особенностей «широкополосника» его нельзя устанавливать после катализатора, где он быстро выходит из строя. А контролировать работу катализатора как-то надо. Поэтому в современных двигателях ставят два лямбда-зонда разного типа: широкополосный (управляющий) — в районе выпускного коллектора, а узкополосный (диагностический) — после катализатора.

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Основная причина поломок кислородных датчиков — некачественный бензин: свинец и ферроценовые присадки оседают на чувствительном элементе датчика, выводя его из строя. На состояние лямбда-зонда влияет и нестабильная работа двигателя: при пропусках зажигания от старых свечей или пробитых катушек несгоревшая смесь попадает в выхлопную систему, где догорает, выжигая и катализатор, и датчики кислорода. Приговорить датчик также может попадание в цилиндры антифриза или масла.

Самый очевидный признак неисправности лямбда-зонда — индикатор Check Engine на приборной панели. Считав код ошибки с помощью сканера или самодиагностики, можно проверить, какой именно датчик вышел из строя, если их несколько. Иногда всё дело в повреждённой проводке датчика — с проверки цепи и стоит начать поиск поломки.

Но далеко не всегда проблемный лямбда-зонд зажигает «Чек»: иногда он не ломается полностью, а медленно умирает, давая при этом ложные показания, из-за чего ЭБУ двигателя неверно корректирует состав смеси. В этом случае нужно ориентироваться на косвенные признаки — ухудшение работы двигателя.

Проблемы с датчиком кислорода нарушают всю систему обратной связи и лямбда-коррекции, вызывая целый букет неисправностей. Прежде всего, это увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа, снижение мощности и нестабильный холостой ход. Если вовремя не заменить лямбда-зонд, следом выйдет из строя каталитический нейтрализатор, осыпавшись из-за перегрева от обогащённой смеси.

Универсальные кислородные датчики

Цена на оригинальные датчики кислорода вряд ли обрадует автомобилистов, но все лямбда-зонды работают по единому принципу, что позволяет без труда подобрать замену. Главное, чтобы соответствовал типа датчика (широкополосный/узкополосный), количество проводов и резьбовая часть. В продаже есть универсальные кислородные датчики без разъёма, которые можно использовать на десятках моделей автомобилей — подобрать и купить лямбда-зонд не составляет проблемы.

Чтобы избежать проблем с кислородными датчиками, следите за состоянием двигателя, заправляйтесь качественным топливом и регулярно выполняйте компьютерную диагностику, которая позволит выявить неисправности на ранней стадии.

Кислородные датчики: подробное руководство — Denso

Вы наверняка знаете, что в вашем автомобиле установлен кислородный датчик (или даже два!)… Но зачем он нужен и как он работает? На часто задаваемые вопросы отвечает Стефан Верхоеф (Stefan Verhoef), менеджер DENSO по продукту (кислородные датчики).

B: Какую работу выполняет датчик кислорода в автомобиле?
O: Датчики кислорода (также называемые лямбда-зондами) помогают контролировать расход топлива вашего автомобиля, что способствует снижению объема вредных выбросов. Датчик непрерывно измеряет объем несгоревшего кислорода в выхлопных газах и передает эти данные в электронный блок управления (ЭБУ). На основании этих данных ЭБУ регулирует соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель, что помогает каталитическому нейтрализатору (катализатору) работать более эффективно и уменьшать количество вредных частиц в выхлопных газах.

B: Где находится датчик кислорода?
O: Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 г., оснащены датчиком кислорода. Обычно датчик установлен в выхлопной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Точное местоположение датчика кислорода зависит от типа двигателя (V-образное или рядное расположение цилиндров), а также от марки и модели автомобиля. Для того чтобы определить, где расположен датчик кислорода в вашем автомобиле, обратитесь к руководству по эксплуатации.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?

O: Соотношение «воздух — топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух — топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь). ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух — топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.

В: Какие бывают датчики?
О: Существует три основных типа лямбда-сенсоров: циркониевые датчики, датчики соотношения «воздух — топливо» и титановые датчики. Все они выполняют одни и те же функции, но используют при этом различные способы определения соотношения «воздух — топливо» и разные исходящие сигналы для передачи результатов измерений.

Наибольшее распространение получила технология на основе использования циркониево-оксидных датчиков (как цилиндрического, так и плоского типов). Эти датчики могут определять только относительное значение коэффициента: выше или ниже соотношение «топливо — воздух» коэффициента лямбда 1.00 (идеальное стехиометрическое соотношение). В ответ ЭБУ двигателя постепенно изменяет количество впрыскиваемого топлива до тех пор, пока датчик не начнет показывать, что соотношение изменилось на противоположное. С этого момента ЭБУ опять начинает корректировать подачу топлива в другом направлении. Этот способ обеспечивает медленное и непрекращающееся «плавание» вокруг коэффициента лямбда 1.00, не позволяя при этом поддерживать точный коэффициент 1.00. В итоге в изменяющихся условиях, таких как резкое ускорение или торможение, в системах с циркониево-оксидным датчиком подается недостаточное или избыточное количество топлива, что приводит к снижению эффективности каталитического нейтрализатора.

Датчик соотношения «воздух — топливо» показывает точное соотношение топлива и воздуха в смеси. Это означает, что ЭБУ двигателя точно знает, насколько это соотношение отличается от коэффициента лямбда 1.00 и, соответственно, насколько требуется корректировать подачу топлива, что позволяет ЭБУ изменять количество впрыскиваемого топлива и получать коэффициент лямбда 1.00 практически мгновенно.

Датчики соотношения «воздух — топливо» (цилиндрические и плоские) впервые были разработаны DENSO для того, чтобы обеспечить соответствие автомобилей строгим стандартам токсичности выбросов. Эти датчики более чувствительны и эффективны по сравнению с циркониево-оксидными датчиками. Датчики соотношения «воздух — топливо» передают линейный электронный сигнал о точном соотношении воздуха и топлива в смеси. На основании значения полученного сигнала ЭБУ анализирует отклонение соотношения «воздух — топливо» от стехиометрического (то есть Лямбда 1) и корректирует впрыск топлива. Это позволяет ЭБУ предельно точно корректировать количество впрыскиваемого топлива, моментально достигая стехиометрического соотношения воздуха и топлива в смеси и поддерживая его. Системы, использующие датчики соотношения «воздух — топливо», минимизируют возможность подачи недостаточного или избыточного количества топлива, что ведет к уменьшению количества вредных выбросов в атмосферу, снижению расхода топлива, лучшей управляемости автомобиля.

Титановые датчики во многом похожи на циркониево-оксидные датчики, но титановым датчикам для работы не требуется атмосферный воздух. Таким образом, титановые датчики являются оптимальным решением для автомобилей, которым необходимо пересекать глубокий брод, например полноприводных внедорожников, так как титановые датчики способны работать при погружении в воду. Еще одним отличием титановых датчиков от других является передаваемый ими сигнал, который зависит от электрического сопротивления титанового элемента, а не от напряжения или силы тока. С учетом данных особенностей титановые датчики могут быть заменены только аналогичными и другие типы лямбда-зондов не могут быть использованы.

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.

B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

• 412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
• Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух — топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
• Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).
• Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации. При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

Дополнительная информация

Более подробную информацию об ассортименте кислородных датчиков DENSO можно найти в разделе Кислородные датчики, в системе TecDoc или у представителя DENSO.

Как работают датчики: датчик кислорода

Датчик кислорода, также называемый датчиком O2, выполняет функцию, указанную в его названии, а именно измеряет количество кислорода в отработавших газах. И хотя это может показаться несложной задачей, датчик O2 является одним из наиболее важных датчиков транспортного средства, который отвечает за соблюдение баланса между топливом и воздухом и сведение к минимуму объема вредных выбросов. Поэтому вам полезно будет узнать, для чего он предназначен, почему он выходит из строя, и, что важно, как его заменить в случае поломки.

Как работает датчик O2?

В большинстве автомобилей установлено по крайней мере два кислородных датчика, расположенных в выхлопной системе. Один из них обязательно устанавливается перед каталитическим нейтрализатором, а один или несколько — после каталитического нейтрализатора. Кислородный датчик, установленный перед каталитическим нейтрализатором, регулирует подачу топлива, а датчик, расположенный после него, измеряет эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Датчики O2 обычно можно отнести к категории узкодиапазонных или широкодиапазонных. Чувствительный элемент находится внутри датчика, заключенного в стальной корпус. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные прорези или отверстия в стальной оболочке датчика, чтобы достичь чувствительного элемента, или ячейки Нернста. С другой стороны ячейки Нернста кислород из воздуха вне выхлопной системы перемещается вниз по датчику O2 и контактирует с ним. Разница в количестве кислорода между наружным воздухом выхлопными газми вызывает поток ионов кислорода и создает напряжение.

Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопе слишком мало кислорода, в электронный блок управления (ЭБУ) двигателя подается сигнал на уменьшение количества топлива, поступающего в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедна, то посылается сигнал на увеличение количества топлива, подающегося в двигатель. Если топлива слишком много, в выхлопных газах присутствуют углеводороды и угарный газ. Если топлива слишком мало — загрязняющие атмосферу оксиды азота. Сигнал датчика помогает поддерживать оптимальный состав смеси. Широкодиапазонные датчики O2 имеют дополнительную насосную ячейку O2 для регулирования количества кислорода, подающегося к чувствительному элементу. Это позволяет производить измерения в гораздо более широком диапазоне соотношения компонентов топливной смеси.

Почему возникают неисправности датчиков кислорода?

Поскольку датчик кислорода находится в потоке выхлопных газов, он может загрязниться. Обычно причиной загрязнения является чрезмерно богатая топливная смесь или выброс масла в более старых двигателях, а также просачивание в камеру сгорания охлаждающей жидкости через прокладки. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, может со временем изнашиваться. Все это может повлиять на характеристики отклика кислородного датчика, что способно привести к увеличению времени отклика или изменению кривой напряжения датчика, а в долгосрочной перспективе — к снижению эффективности датчика.

Каковы признаки неисправности датчика кислорода?

При поломке датчика кислорода компьютер больше не может определять соотношение топливно-воздушной смеси, поэтому он вынужден «гадать». В связи с этим существует несколько контрольных признаков, на которые стоит обратить внимание:

Индикатор проверки двигателя: хотя он может загореться по многим причинам, обычно это связано с выхлопными газами.
Большой расход топлива: неисправный кислородный датчик нарушит правильное смешивание воздуха и топлива, что приведет к увеличению расхода топлива.
Неровная работа двигателя на холостом ходу или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал датчика кислорода помогает контролировать синхронизацию двигателя, интервалы сгорания и топливно-воздушную смесь, неисправность датчика может стать причиной неровной работы двигателя.
Вялый разгон.

Устранение неисправностей датчика O2

Чтобы определить причину неправильной работы датчика O2, выполните следующие действия:

Считайте коды неисправностей с помощью диагностического прибора. Обратите внимание, что при обнаружении проблем с датчиками O2 прибор часто выдает несколько кодов неисправностей.
Лямбда-зонды имеют внутренний нагреватель, поэтому следует проверить сопротивление нагревателя — оно обычно бывает довольно низким.
Проверьте подачу питания на нагреватель — зачастую это провода одного цвета.
Проверьте электрический разъем на наличие повреждений или грязи.
Проверьте выпускной коллектор и топливные форсунки на наличие утечек, а также состояние элементов системы — это может повлиять на правильность работы датчика.
Проверьте правильность показаний датчика O2, выполнив замер концентрации кислорода с помощью четырех- или пятикомпонентного газоанализатора.
Используйте осциллограф для проверки сигнала на холостом ходу и при 2500 об/мин.
Если доступ к проводке датчика затруднен, используйте данные в реальном времени, чтобы проверить наличие сигнала.
Проверьте состояние защитной трубки чувствительного элемента датчика на наличие признаков повреждения и загрязнения.

Коды распространенных неисправностей

Ниже приведены коды самых распространенных неисправностей и причины их возникновения:

P0135: датчик кислорода перед каталитическим нейтрализатором 1, отопительный контур / разомкнут
P0175: богатая топливная смесь (ряд 2)
P0713: неправильно сбалансирован состав смеси (ряд 2)
P0171: бедная топливная смесь (ряд 1)
P0162: неисправность цепи датчика O2 (ряд 2, датчик 3)

Как произвести замену датчика кислорода

Советы по замене кислородных датчиков

Прежде чем заменить датчик, вам необходимо выявить причину неисправности. Подключите диагностический прибор, например Delphi DS, выберите нужный автомобиль и считайте код(-ы) неисправности(-ей). Подтвердите код неисправности, выбрав действительные данные и сравнив значение с датчика, в котором вы предполагаете неисправность, со значением заведомо рабочего датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя автомобиля, чтобы найти правильное значение для сравнения.Чтобы убедиться в том, что проблема обусловлена неисправным датчиком, а не проводкой, могут потребоваться другие инструменты или оборудование.
Поскольку во многих автомобилях новых моделей имеется несколько датчиков кислорода, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить исправный. Производители транспортных средств несколько по-разному обозначают положение датчиков «ряд 1» и «ряд 2», «перед/зад» и «до/после», поэтому следует убедиться в том, что вы нашли нужный (неисправный) датчик. Лучший способ сделать это — с помощью диагностического инструмента посмотреть данные в реальном времени.
После этого отсоедините провод от датчика.
С помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа для датчиков кислорода выкрутите датчик из его посадочного места. Затем утилизируйте старый датчик и замените его новым.
В большинстве случаев резьбовое соединение датчика имеет специальное токопроводящее покрытие от прикипания, поэтому достаточно просто установить новый датчик на место старого.
Чтобы предотвратить схватывание датчика в резьбе, все датчики Delphi поставляются с высокотемпературным противозадирным составом, который либо наносится на заводе-изготовителе, либо прилагается в комплекте. При необходимости нанесите состав на новый датчик перед установкой. Не наносите чрезмерное количество противозадирного средства на резьбу, так как это может привести к загрязнению чувствительного элемента.
Затяните датчик рекомендованным моментом.
После установки датчика подключите электронный разъем.
Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все сопутствующие коды неисправностей.
Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, а затем проведите ходовые испытания.

Кислородный датчик -принцип работы, диагностика неисправностей и замена

Несмотря на не слишком внушительные размеры и простоту устройства, кислородный датчик и, более известный как датчик лямбда-зонда играет не самую последнюю роль в работе двигателя автомобиля. Именно поэтому, его поломка может привести к довольно серьезным неприятностям, с которыми уже давно «воюют» владельцы инжекторных автомобилей. В этой статье речь пойдет о том, для чего предназначено данное устройство, как обнаружить поломку кислородного датчика и произвести соответствующую замену.

Зачем нужен кислородный датчик и как он работает?

Название «кислородный» для этого датчика является ошибочным, так как он реагирует совсем не на кислород. Датчик устанавливается в выхлопной системе автомобиля, возле катализатора и имеет один электрод, помещенный внутрь выхлопа. При прохождении выхлопных газов внутри системы, датчик «улавливает» не сгоревшие остатки топлива и электризуется, посылая небольшое напряжение на контроллер. Тот, на основе полученных данных, принимает наиболее рациональное решение о том, какое соотношение смеси должно быть выбрано для режима работы мотора, выбранного в данный промежуток времени. Контроллер всегда будет стараться выбрать идеальное соотношение, то есть количество бензина и подаваемого из атмосферы воздуха будет выбираться наиболее оптимальным, исходя из режима работы.

При отказе этого устройства, контроллер больше не получает важный сигнал и мгновенно переводит двигатель в аварийный режим работы. Соотношение бензина и воздуха больше не регулируется, и он подается в количествах, лишь необходимых для бесперебойной работы двигателя. Таким образом, расход увеличивается, а мотор работает в не самых приятных условиях. Данный режим предназначен для того, чтобы добраться до места ремонта.

Видео — Кислородные датички — какими они бывают

Неисправности кислородного датчика

Как и любой другой элемент автомобиля, кислородный датчик тоже имеет свойство выходить из строя. Чаще всего, об этом свидетельствует соответствующий сигнал на приборной панели автомобиля — «Check Engine». Это говорит о том, что двигатель перешел в аварийный режим работы. Чтобы убедиться в том, что проблема точно коснулась лямбда-зонд, необходимо провести электронную диагностику с помощью бортового компьютера. Код ошибки для вашего типа двигателя можно узнать из технической литературы к автомобилю. Если проблема действительно заключается в датчике кислорода, то необходимо произвести его срочную замену.

Почему датчик выходит из строя? Дело в том, что в выхлопных газах могут содержаться специальные примеси, которые отрицательно воздействуют на электроды устройства. Данные примеси попадают в выхлоп вместе с некачественным бензином, которым заправляют большинство российских автомобилей. Датчик быстро окисляется и перестает выдавать необходимые для контроллера показания. В конечном итоге, двигатель начинает переходить в аварийный режим.

Кроме некачественного бензина, датчик может сломаться из-за других неисправностей двигателя. Например, поврежденная прокладка ГБЦ, допускает попадание антифриза в камеру сгорания. Новое химическое вещество в выхлопной среде очень быстро выводит датчик из строя.

Замена кислородного датчика

В замене лямбда зонд, на самом деле, нет ничего конструктивно сложного. Автомобиль устанавливается на смотровую яму или эстакаду и полностью обездвиживается. Делается это для того, чтобы обезопасить его и мастеров от случайного перемещения автомобиля и травматизма.

С аккумулятора скиньте «минусовую» клемму, чтобы исключить возможность возникновения короткого замыкания при работе с электронными приборами. Контактный штекер датчика тоже отсоединяется, таким образом, датчик, с электрической точки зрения, полностью готов к замене.

Открутите датчик из катализатора с помощью соответствующего ключа. Выполнять данную работу нужно только на холодном двигателе, иначе есть риск получить серьезную термическую травму. Если устройство выкручивается с трудом или вообще не поддается, не нужно брать его «силой», так как есть риск очень хорошо испортить катализатор, и тогда неисправности выхлопной системы выйдут гораздо дороже. Если датчик «прикипел», обработайте его с помощью керосина или тормозной жидкости, в лучшем случае — WD-40. После этого, дайте ржавчине раскиснуть и тогда снова попробуйте открутить датчик. Обычно, после такой обработки, снять его становится не такой уж и большой проблемой.

Как только датчик будет выкручен, достаньте его штекер и вытащите из подкапотного пространства. Затем, закрутите новый датчик и подключите его. Старайтесь закручивать датчик как можно герметичнее, иначе есть риск получить «дыру» в выхлопе, а следовательно, неприятный звук работы двигателя.

На этом замена кислородного датчика завершена.

Датчик кислорода для автомобиля (что это такое)

Датчик кислорода нужен, чтобы регулировать смесь топлива и воздуха, поступающую в двигатель. Он обеспечивает максимальную мощность и меньший расход топлива. Поговорим для чего нужен датчика кислорода в машине и принцип его работы.

Для чего нужен

В отработавших газах бензинового двигателя можно найти немало разнообразных токсичных компонентов, но верховодит традиционная триада:

СО – окись углерода, угарный газ;
СН – несгоревшие углеводороды;
NOх – окислы азота.

Инженеры противопоставили этой опасной троице очень важное устройство, входящее в систему выпуска, – каталитический нейтрализатор отработавших газов. Иначе говоря, газы, пройдя через это устройство, из агрессивно-токсичных превращаются в сравнительно безопасные, нейтральные.

Чтобы нейтрализатор мог эффективно «облагораживать» поступающие в него газы, содержание каждого компонента в них должно укладываться в довольно узкие рамки, соответствующие сгоранию в цилиндрах стехиометрической рабочей смеси топлива и воздуха. Напомним, что ее состав характеризуется так называемым коэффициентом избытка воздуха a.

Если a больше 1,0 – смесь обедненная, бедная и т.д. И наоборот – смесь с a меньше 1,0 – обогащенная, богатая и т.д. Если воздуха ровно столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, смесь называют стехиометрической – это область значений a вблизи 1,0.

Зависимость эффективности нейтрализатора от состава рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Чтобы эффективность была не ниже 80%, колебания состава относительно оптимального не должны превышать 1%.

Как обеспечить столь высокую точность и одновременно стабильность? Цель была достигнута с появлением электронной системы автоматического регулирования с датчиком кислорода в отработавших газах – по-другому, лямбда-зондом. Этот датчик – важнейший элемент обратной связи в системе впрыска, позволяющей поддерживать стехиометрический состав на установившихся режимах работы двигателя с точностью до ±1%. На современных авто можно увидеть датчики кислорода двух типов. К первому отнесем датчики на основе диоксида циркония (циркониевые), ко второму – на основе оксида титана (титановые). Принцип работы один, разница только в конструкции. Измерительный элемент датчика кислорода имеет напыление благородного металла – платины с внутренней и внешней сторон. Внутри – «твердый электролит» (керамика). Работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом: по достижении температуры 300–350°С керамика начинает проводить ионы кислорода.

Полезно помнить, что это минимально возможная температура функционирования измерительного элемента, тогда как при работе двигателя температура датчика около 600°С. Ограничена и максимальная рабочая температура – около 900–1000°С в зависимости от типа датчика, перегрев грозит его повреждением.

Принцип работы

При работе двигателя концентрация кислорода внутри выпускной системы и снаружи ее, в окружающем воздухе, совершенно разная. Вот эта разница и заставляет ионы кислорода двигаться в твердом электролите, в результате чего на электродах измерительного элемента появляется разность потенциалов – сигнал датчика кислорода.

Зависимость выходного сигнала зонда от температуры. Зона ниже 300°С – нерабочая: 1 – реакция на богатые смеси; 2 – реакция на бедные смеси.

Как видите, реакции на богатые и бедные смеси различаются очень сильно, но при падении температуры ниже 300°С разница постепенно уменьшается – эта зона уже нерабочая. Чтобы датчик после пуска двигателя быстрей прогревался, его размещают возможно ближе к мотору, но все же с учетом ограничений по максимальной температуре. Особенно «критична» длительная езда с полной мощностью двигателя.

Современные датчики кислорода – с электроподогревом, которым управляет электронный блок управления двигателем, меняя ток нагревателя. Соответственно, он контролирует и исправность цепи нагревателя, что очень важно.

Лямбда зонд в авто — что это такое и как работает

Грамотных автолюбителей такими терминами как ABS, ESP, катализатор, инжектор не удивишь. Расскажем что такое лямбда зонд в машине, для чего нужен и принцип его работы.

Жесткие экологические нормы узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси обеспечить катализаторам «долголетие» невозможно – тут приходит на помощь датчик кислорода, он же лямбда зонд.

Что это такое

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы λ, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива — лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О₂). Поэтому лямбда зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ). Тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

На некоторых моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.

Принцип работы

Схема лямбда зонда на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе.
1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость. Разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала).

Особенность циркониевого лямбда-зонда — при малых отклонениях состава смеси от идеального напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В.

Зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при температуре датчика 500-800°С

Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля.

Если не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности. Но машина при этом остается на ходу. Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше поручить специалистам.

Отметим, что попытки замены неисправного устройства имитатором или применение обманок ни к чему не приведут. ЭБУ не распознает «чужие» сигналы и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

Лямбда зонд – наиболее уязвимый датчик машины. Его ресурс составляет 60 – 120 000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Особенно чувствителен к качеству топлива – после нескольких плохих заправок он «умирает» и больше не работает.

Что такое лямбда зонд в машине и как его проверить

Для чего нужен лямбда зонд? Экология на сегодняшний день является очень острым вопросом. На новые автомобили ставится все больше катализаторов, которые значительно снижают содержание вредных веществ в выхлопных газах. Но без контроля и правильных условий эффективно работать эта система не сможет. Для этого и нужен лямбда зонд, который следит за составом выхлопных газов.

Из чего состоит и какое устройство работы лямбда зонда?

Лямбда зонд — один из важных датчиков в автомобилях с инжекторным впрыском топлива. Он считает количество кислорода в выхлопных газах. ЭБУ (Электронный блок управления) системы впрыска топлива принимает сигнал от датчика и, с его помощью, может регулировать количество подаваемого топлива в цилиндры и выставляет угол опережения зажигания для получения максимально производительной топливо-воздушной смеси.

Электронный блок изначально получает информацию об объеме воздуха, который попал во впускной коллектор от расходомера воздуха, который находится за воздушным фильтром автомобиля. Еще одним «источником информации» электронного блока управления является датчик абсолютного давления. Вакуумная трубка подключена одним концом к датчику абсолютного давления, а другим — к впускному коллектору. Именно по показаниям этой вакуумной трубки датчик абсолютного давления отправляет сигнал на ЭБУ.

Ориентируясь по полученным данным, Электронный блок управления «решает» сколько впрыснуть топлива в цилиндр через форсунки, а по датчику лямбда зонд он решает нужно лить больше или меньше бензина для оптимальной работы автомобиля. Это и есть принцип работы лямбда зонда.

В большинстве автомобилей стоит один лямбда зонд, но сегодня можно встретить машины и с двумя датчиками. Применение двух датчиков кислорода, позволяет усилить контроль, за выхлопными газами автомобиля. Это поможет достигнуть наиболее эффективной топливо-воздушной смеси и работы катализатора с учетом всех факторов.

Чтобы разобраться, как работает лямбда зонд лучше, нужно понять, из чего он состоит.

Датчик кислорода — это два электрода: внешний и внутренний. Внешний электрод датчика кислорода изготовлен из металла с керамическими изоляторами и его наконечник покрыт платиной методом напыления и из-за этого очень чувствителен к кислороду. Он просчитывает количество кислорода в выхлопных газах. Внутренний электрод изготавливается из циркония и его рабочая температура до 1000°С, именно по этой причине кислородные датчики оснащены подогревателями. Это очень помогает лямбда зонду работать в момент холодного запуска двигателя.

Датчик кислорода бывает двух видов:

двухточечный датчик

широкополосный датчик.

Внешний вид конструкции датчиков почти одинаковая, но выполняют они свои функции по-разному.

Двухточечный датчик содержит два электрода. Он подсчитывает коэффициент избытка воздуха в топливной смеси. Есть определенные параметры и нормы. Этот коэффициент в идеальных условиях равен единице. Но из-за некачественного бензина и не слишком чистого кислорода в наших городах он равен приблизительно 1,03 — 1,05.

Широкополосный датчик — это более новая версия лямбда зонда. В нем находятся два керамических элемента, закачивающий и двухточечный. Закачивающий элемент – физически закачивает в себя кислород из отработанных газов автомобиля, с использованием определенной силы тока.

Признаки неисправности лямбда зонда?

Лямбда зонд — уязвимый датчик автомобиля. Его срок службы зависит от условий эксплуатации двигателя автомобиля. Но в среднем ресурс лямбда зонда составляет от 40 тысяч до 80 тысяч километров.

Лямбда зонд признаки неисправности:

увеличение расхода бензина;

нехарактерный запах из выхлопной трубы;

лампочка «check engine».

Датчик улавливает большое количество факторов, которые влияют на работу автомобиля, но особенно чувствителен датчик лямбда-зонд к качеству топлива. Так как основная функция его связана именно с выхлопными газами, а качество бензина является самой первой причиной неправильного соотношения углекислого газа и кислорода из топливо-воздушной смеси.

Самый главный момент в автомобиле — впрыск топлива. Именно поэтому неисправность этого датчика влияет на расход топлива. ЭБУ автомобиля не получает правильную информацию о составляющей выхлопных газов и из-за этого может лить больше топлива. Оно не успевает полностью сгорать и просто остается в выхлопной системе в виде черного нагара. Этот налет мешает датчику работать. Можно использовать жидкости для чистки и самостоятельно протирать датчик, но не проще ли просто проконсультироваться на ближайшей СТО?

Если же ЭБУ не получает никакой информации от лямбда зонда, то он начинает работать по аварийной карте. Аварийная карта — это шаблон, который загружен в «мозги» автомобиля для оперативного реагирования. При этом на приборной панели обязательно должен загореться значок «check engine», который даст сигнал автовладельцу, что нужно обязательно обратиться к автомеханику и выяснить причину поломки.

Есть еще несколько «сигналов», которые могут свидетельствовать о неисправности лямбда зонда. Один из самых заметных это нехарактерный запах из выхлопной трубы. Значит лямбда зонд не справляется со своей задачей и не посылает сигнал на ЭБУ. Но этот признак очень «обобщенный», так как запах может означать еще и выход из строя свечей, катушек, катализатора и т.д.

В случае поломки лямбда зонда также может пострадать и EGR система. В этом случае вакуумный клапан системы EGR будет неправильно функционировать.

Как проверить лямбда зонд?

У всех инжекторных автомобилей есть блок управления, он позволяет диагностировать причину поломки в определенном узле. При неисправности на приборной панели автомобиля обязательно загорится лампочка «Check Engine». Сейчас автоконцерны делают все возможное для того, чтобы автовладельцы быстро могли понять и предотвратить выход из строя любого узла автомобиля. Лампочка «Check Engine» — это один из главных знаков, что нужно ехать на станцию.

Проверить работу датчика лямбда зонда можно при посещении станции, где проведут компьютерную диагностику и выяснят причину неисправностей. На станции механики должны будут подключить провод в диагностический разъем авто и снять цифровой код ошибки. По показаниям компьютерной диагностики будет понятно, что не так с узлами автомобиля и какая причина поломки. Если компьютерная диагностика не показала ошибок, то есть еще «механическая» проверка лямбда зонда. Можно снять датчик и проверить нет ли там нагара из-за неполного сгорания топлива. Тогда его можно просто почистить. Так же можно использовать другие виды проверки. Такие как проверить лямбда зонд тестером или подключить вольтметр. На станциях механики меряют сопротивление лямбда зонда, подключив тестер, или меряют вольтметром напряжение, которое лямбда зонд посылает на электронный блок управления. Проверка датчика вольтметром — это не самая точная и продуктивная диагностика, так как вольтметр не покажет реальные причины поломки. Он может проверить только подачу тока на «мозги» автомобиля. Но если на станции нет возможности проверить с помощью компьютера, то механики используют вольтметр.

Лучше всего не заниматься диагностикой и починкой такого сложного узла автомобиля, как лямбда зонд, самостоятельно, а обратиться за помощью на СТО. Через сервис «Autobooking» можно выбрать самую удобную станцию техобслуживания и найти квалифицированную команду автомехаников для ремонта Вашего автомобиля. Специалисты качественно и быстро смогут произвести процедуру «замена лямбда зонда» или проверить состояние этого узла.

Если Вам необходимо провести замену лямбда зонда, воспользуйтесь формой ниже для поиска СТО:

Датчики кислорода
: подробное руководство о том, как работают датчики кислорода и что они делают
Что такое датчик кислорода?
Датчик кислорода (обычно называемый «датчиком O2», поскольку O2 — это химическая формула кислорода) установлен в выпускном коллекторе транспортного средства для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя.
Контролируя уровни кислорода и отправляя эту информацию на компьютер вашего двигателя, эти датчики сообщают вашему автомобилю, является ли топливная смесь богатой (недостаточно кислорода) или бедной (слишком много кислорода).Правильное соотношение воздух-топливо имеет решающее значение для поддержания плавности хода вашего автомобиля.
Поскольку датчик O2 играет важную роль в работе двигателя, выбросах и топливной экономичности, важно понимать, как они работают, и следить за тем, чтобы ваш датчик работал должным образом.
Где расположены датчики кислорода?
Количество кислородных датчиков в автомобиле различается. Каждый автомобиль, выпущенный после 1996 года, должен иметь кислородный датчик перед каждым каталитическим нейтрализатором и после него.Таким образом, в то время как большинство транспортных средств имеют два датчика кислорода, двигатели V6 и V8, оснащенные двойным выхлопом, имеют четыре датчика кислорода — один перед каталитическим нейтрализатором и после него на каждом ряду двигателя.
Для чего нужен датчик кислорода?
Автомобильный датчик 02 используется для измерения количества кислорода в выхлопных газах и передачи этой обратной связи на компьютер вашего автомобиля. Затем компьютер использует эту информацию для корректировки воздушно-топливной смеси.
Датчики кислорода
работают, вырабатывая собственное напряжение при нагревании (примерно 600 ° F).На конце датчика кислорода, который подключается к выпускному коллектору, находится циркониевая керамическая груша. Внутренняя и внешняя части колбы покрыты пористым слоем платины, которая служит электродами. Внутренняя часть колбы вентилируется изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу.
Когда внешняя часть баллона подвергается воздействию горячих газов выхлопных газов, разница в уровнях кислорода между баллоном и внешней атмосферой внутри датчика вызывает прохождение напряжения через баллон.
Если соотношение топлива бедное (недостаточно топлива в смеси), напряжение относительно низкое — примерно 0,1 вольт. Если соотношение топлива богатое (слишком много топлива в смеси), напряжение относительно высокое — примерно 0,9 вольт. Когда топливно-воздушная смесь находится в стехиометрическом соотношении (14,7 частей воздуха на 1 часть топлива), кислородный датчик выдает 0,45 вольт.
Верхний кислородный датчик (кислородный датчик 1)
Датчик кислорода 1 — это датчик кислорода перед каталитическим нейтрализатором.Он измеряет соотношение воздух-топливо в выхлопе, выходящем из выпускного коллектора, и отправляет сигналы высокого и низкого напряжения в модуль управления трансмиссией для регулирования топливовоздушной смеси. Когда модуль управления трансмиссией получает сигнал низкого напряжения (обедненной смеси), он компенсирует это за счет увеличения количества топлива в смеси. Когда модуль управления трансмиссией получает сигнал высокого напряжения (богатый), он обедняет смесь, уменьшая количество топлива, которое он добавляет в смесь.
Использование модулем управления трансмиссией входного сигнала кислородного датчика для регулирования топливной смеси известно как замкнутый контур управления с обратной связью.Эта работа с замкнутым контуром приводит к постоянному переключению между богатой и обедненной смесью, что позволяет каталитическому нейтрализатору минимизировать выбросы за счет поддержания надлежащего баланса общего среднего соотношения топливной смеси.
Однако при запуске холодного двигателя или выходе из строя датчика кислорода модуль управления трансмиссией переходит в режим разомкнутого контура. В режиме разомкнутого контура модуль управления трансмиссией не получает сигнал от кислородного датчика и заказывает фиксированную богатую топливную смесь.Работа в разомкнутом контуре приводит к увеличению расхода топлива и выбросов. Многие новые кислородные датчики содержат нагревательные элементы, которые помогают им быстро достичь рабочей температуры, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на работу без обратной связи.
Нижний датчик кислорода (датчик кислорода 2)
Датчик кислорода 2 является нижним датчиком кислорода по отношению к каталитическому нейтрализатору. Он измеряет соотношение воздух-топливо на выходе из каталитического нейтрализатора, чтобы убедиться, что каталитический нейтрализатор работает должным образом.Каталитический нейтрализатор поддерживает стехиометрическое соотношение воздух-топливо 14,7: 1, в то время как модуль управления трансмиссией постоянно переключается между богатой и обедненной воздушно-топливной смесью из-за входного сигнала от верхнего кислородного датчика (датчик 1). Следовательно, нижний кислородный датчик (датчик 2) должен выдавать стабильное напряжение примерно 0,45 В.
Признаки неисправного датчика O2
При выходе из строя датчика 02 могут появиться различные диагностические коды неисправностей (DTC).В большинстве случаев неисправный датчик O2 приводит к включению светового индикатора двигателя с кодом неисправности, который вы можете прочитать с помощью сканера OBD2, такого как FIXD. Основываясь на этом коде неисправности, он укажет на причину сбоя, а затем продолжит диагностику.
Симптомы неисправного датчика O2 могут включать следующее:
На обедненной или богатой смеси
Плохое ускорение
Двигатель колеблется
Черный дым из выхлопной трубы (богатое рабочее состояние) Черный дым — избыток топлива, выходящий из выхлопной трубы
Неровный холостой ход
Автомобиль остановился
Пониженная топливная экономичность
Чтобы определить, неисправен ли у вас кислородный датчик vs.в обедненных или богатых режимах работы первым делом необходимо проверить работу датчика O2 с помощью диагностического прибора.
Как проверить датчики кислорода
Поскольку датчик O2 играет важную роль в поддержании максимально эффективной и чистой работы вашего двигателя, важно убедиться, что он работает должным образом. Большинство кислородных датчиков обычно служат от 30 000 до 50 000 миль, или 3-5 лет, а более новые датчики служат еще дольше при надлежащем техническом обслуживании и уходе.
Вы можете проверить кислородный датчик дома с помощью вольтметра или диагностического прибора OBD2, такого как датчик FIXD.Перейдите к потоку данных в реальном времени в приложении FIXD, чтобы увидеть напряжение и время отклика ваших датчиков O2.
Обычно передний (передний) датчик O2 1, который функционирует должным образом, будет переключаться с богатой на бедную смесь с довольно устойчивой скоростью, создавая волнообразное образование. Напряжение, генерируемое датчиком O2, должно быть от 0,1 В до 0,9 В, с 0,9 В на богатой стороне и 0,1 В на бедной стороне. Если ваши показания находятся в этом диапазоне, датчик O2 работает нормально.
Задний (нижний) кислородный датчик 2 является датчиком каталитического нейтрализатора, и если все работает нормально, этот датчик будет колебаться около половины вольта.Однако это измерение может варьироваться в зависимости от производителя.
Дополнительные советы по проверке датчика O2
Если датчик O2 не реагирует быстро на тестирование:
Если датчик кажется вялым или медленно реагирует во время тестирования, и есть другие симптомы без кода неисправности, это может быть проблема «ленивого» датчика O2, который может вызвать другие проблемы.
Если напряжение датчика O2 остается высоким или бедным:
Попробуйте ввести противоположное условие, чтобы определить, связана ли проблема с датчиком кислорода или с топливовоздушной смесью.Например, если ваш датчик O2 заедает бедной смесью, добавьте топлива в ситуацию, чтобы увидеть, сработает ли он. Если датчик O2 находится на стороне богатой смеси, попробуйте создать утечку вакуума или увеличить количество кислорода, чтобы посмотреть, как и реагирует ли датчик.
Будьте в курсе с приложением FIXD Sensor & App
С автомобильным сканером и приложением FIXD вы можете взять под свой контроль уход за автомобилем и сэкономить 1000 долларов. От автоматических предупреждений о техническом обслуживании, отправляемых прямо на ваш телефон, до данных в реальном времени, показывающих уровень топлива, уровни датчика кислорода, напряжение аккумулятора и многое другое, FIXD информирует вас, чтобы вы могли продлить срок службы вашего автомобиля и избежать ненужных дополнительных продаж.Узнайте больше о сканере и приложении FIXD OBD2 сегодня!
Как работает кислородный датчик в автомобиле?
Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, произведенных после 1980 года, имеют датчик кислорода . Датчик является частью системы контроля выбросов и передает данные в компьютер управления двигателем. Цель датчика — помочь двигателю работать с максимальной эффективностью, а также производить как можно меньше выбросов.
Бензиновый двигатель сжигает бензин в присутствии кислорода (подробные сведения см. В разделе «Как работают автомобильные двигатели»).Оказывается, существует определенное «идеальное» соотношение воздуха и бензина, и это соотношение составляет 14,7: 1 (разные виды топлива имеют разные идеальные соотношения — соотношение зависит от количества водорода и углерода, присутствующих в данном количестве. топлива). Если воздуха меньше, чем это идеальное соотношение, то после сгорания останется топливо. Это называется смесью богатая смесью . Богатые смеси плохи, потому что несгоревшее топливо создает загрязнение. Если воздуха больше, чем это идеальное соотношение, значит, имеется избыток кислорода.Это называется бедной смесью . Бедная смесь имеет тенденцию производить больше загрязняющих веществ оксидами азота, и в некоторых случаях это может привести к снижению производительности и даже к повреждению двигателя.
Датчик кислорода расположен в выхлопной трубе и может обнаруживать богатые и бедные смеси. Механизм большинства датчиков включает химическую реакцию, которая генерирует напряжение (подробности см. В патентах ниже). Компьютер двигателя смотрит на напряжение, чтобы определить, является ли смесь богатой или бедной, и соответственно регулирует количество топлива, поступающего в двигатель.
Причина, по которой двигателю нужен кислородный датчик, заключается в том, что количество кислорода, которое может потреблять двигатель, зависит от всех факторов, таких как высота, температура воздуха, температура двигателя, барометрическое давление. , нагрузка на двигатель и т. д.
Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух / топливо, поэтому в конечном итоге он делает предположения. Ваша машина плохо работает и расходует больше топлива, чем нужно.
Определение датчиков: датчик кислорода
Датчик кислорода, также известный как датчик O2, выполняет то, что предполагает его название — он измеряет количество кислорода в выхлопных газах.Хотя это может показаться довольно скромной задачей, датчик O2 на самом деле является одним из самых важных датчиков на любом транспортном средстве, отвечающим за поддержание правильного баланса между воздухом и топливом для оптимальных выбросов. Из-за этого вы захотите знать, что он делает, почему выходит из строя, и, что важно, как его заменить, когда это произойдет.
Как работает датчик O2?
Большинство автомобилей имеют по крайней мере два кислородных датчика, расположенных по всей выхлопной системе; по крайней мере, один перед каталитическим нейтрализатором и один или несколько после каталитического нейтрализатора.Датчик предварительной очистки регулирует подачу топлива, а датчик ниже по потоку измеряет эффективность каталитического нейтрализатора.
Датчики
O2 обычно можно разделить на узкополосные или широкополосные. Чувствительный элемент находится внутри датчика в стальном корпусе. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные щели или отверстия в стальной оболочке датчика, чтобы достичь чувствительного элемента или нервной ячейки. На другой стороне нервной ячейки кислород из воздуха за пределами выхлопной трубы проходит вниз по датчику O2 и вступает в контакт.Разница в количестве кислорода между кислородом в наружном воздухе и в выхлопных газах способствует потоку ионов кислорода и создает напряжение.
Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопе слишком мало кислорода, в электронный блок управления двигателя (ЭБУ) отправляется сигнал для уменьшения количества топлива, добавляемого в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедная, то отправляется сигнал об увеличении количества топлива, используемого в двигателе. Слишком много топлива производит углеводороды и окись углерода.Слишком мало топлива производит загрязняющие вещества в виде оксидов азота. Сигнал датчика помогает поддерживать правильную смесь. Датчики O2 с широким диапазоном имеют дополнительную ячейку для откачки O2 для регулирования количества кислорода, присутствующего в чувствительном элементе. Это позволяет измерять гораздо более широкое соотношение воздух / топливо.
Почему датчики O2 выходят из строя?
Поскольку датчик кислорода находится в потоке выхлопных газов, он может быть загрязнен. Общие источники загрязнения включают чрезмерно богатую топливную смесь или прорыв масла в старом двигателе и охлаждающую жидкость двигателя, сгорающую в камере сгорания в результате утечки через прокладку двигателя.Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, со временем изнашивается. Все это может повлиять на характеристики отклика датчика кислорода, что приведет к увеличению времени отклика или сдвигу кривой напряжения датчика и, в конечном итоге, к снижению характеристик датчика.
На что обращать внимание при отказе датчика O2
Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух / топливо, поэтому в конечном итоге он делает предположения. По этой причине есть несколько контрольных знаков, на которые следует обратить внимание:
Контрольная лампа двигателя: хотя контрольная лампа двигателя может гореть по многим причинам, обычно это связано с проблемой, связанной с выбросами.
Низкая экономия топлива: неисправный кислородный датчик нарушит подачу воздуха в топливную смесь, что приведет к увеличению расхода топлива.
Неровная работа двигателя на холостом ходу или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал датчика кислорода помогает управлять синхронизацией двигателя, интервалами сгорания и соотношением воздуха и топлива, неисправный датчик может привести к неровной работе автомобиля.
Низкая производительность двигателя.
Поиск и устранение неисправностей датчика O2
Чтобы определить источник неисправности датчика O2, выполните следующие действия:
Считайте все коды неисправностей с помощью диагностического прибора.Обратите внимание, что при проблемах с датчиками O2 часто возникает несколько кодов неисправностей.
Лямбда-зонд
имеет внутренний нагреватель, поэтому проверьте сопротивление нагревателя — обычно оно будет довольно низким.
Проверьте подачу питания к ТЭНу — часто эти провода одного цвета.
Осмотрите электрический разъем на предмет повреждений или грязи.
Осмотрите выпускной коллектор и топливные форсунки на предмет утечек, а также на состояние компонентов системы зажигания — они могут повлиять на работу датчика.
Проверьте правильность показаний датчика O2, подтвердив значение O2 с помощью четырех или пяти анализаторов выбросов газов.
С помощью осциллографа проверьте сигнал как на холостом ходу, так и на прибл. Скорость двигателя 2500 об / мин.
Используйте данные в реальном времени, чтобы проверить наличие сигнала, если проводка датчика труднодоступна.
Проверьте состояние защитной трубки элемента зонда на предмет повреждений и загрязнения.
Общие коды неисправностей
Общие коды неисправностей и причины включают:
P0135 : Датчик кислорода перед катализатором 1, цепь подогрева / обрыв
P0175 : слишком богатая система (банк 2)
P0713 : Неисправность регулятора топливной системы (банк 2)
P0171 : слишком бедная система (банк 1)
P0162 : Неисправность цепи датчика O2 (bank 2, датчик 3)
Как заменить датчик O2

Перед заменой датчика необходимо диагностировать проблему.Подключите диагностический прибор, такой как Delphi DS, выберите правильный автомобиль и прочтите код (ы) неисправности. Подтвердите код неисправности, выбрав данные в реальном времени и сравнив значение подозрительного неисправного датчика со значением известного исправного датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя транспортного средства, чтобы найти правильное значение для сравнения. Другие инструменты или оборудование могут потребоваться, чтобы определить, является ли именно датчик, а не проводка, которая является причиной проблемы.
Поскольку многие автомобили последних моделей имеют несколько кислородных датчиков, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить неправильный.Производители автомобилей идентифицируют позиции «банк1» и «банк2» и «перед / зад» и «до / после» по-разному, поэтому следует позаботиться о том, чтобы убедиться, что вы определили правильный (проблемный) датчик. Лучший способ сделать это — просмотреть данные в реальном времени с помощью диагностического инструмента.
Затем отключите проводное соединение.
Затем с помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа для O2 открутите датчик от гнезда. После откручивания выбросьте старый датчик и замените его новым.
Большинство кислородных датчиков поставляются со специальным электропроводящим противозадирным составом, нанесенным на резьбу, так что это просто вопрос ввинчивания нового датчика в пустоту, оставленную старым.
Чтобы защитить датчик от приваривания к резьбе, датчики Delphi поставляются с противозадирными составами, нанесенными заранее или включенными в комплект. При необходимости нанесите состав на новый датчик перед повторной установкой. Будьте осторожны, чтобы не нанести чрезмерное количество противозадирного средства на нитки, так как это может загрязнить чувствительную область.
Затяните датчик с рекомендованным моментом затяжки.
После того, как датчик будет на месте, вставьте электронный разъем.
Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все связанные коды неисправностей.
Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, затем выполните дорожное испытание.
Что необходимо знать домашнему механику о датчиках O2
Скачать PDF
Современные компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования характеристик двигателя, выбросов и других важных функций.Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.
Одним из ключевых датчиков в этой системе является датчик кислорода. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не в одиночку).
Первый датчик O2 был введен в 1976 году на Volvo 240. Следующие в Калифорнии автомобили получили их в 1980 году, когда калифорнийские правила выбросов требовали снижения выбросов.Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из которых целых четыре!
Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя. Контроль уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, является ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или бедной (больше кислорода).
На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку на двигатель. Есть и другие датчики, которые отслеживают эти факторы, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью. Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.
Петли
Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования топливной смеси, что называется контуром управления с обратной связью по топливу.»Компьютер ориентируется на датчик O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой» замкнутого контура «, потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования Результатом является постоянное переключение от богатой к обедненной смеси, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом средний общий баланс топливной смеси для минимизации выбросов.Это сложная установка, но она работает.
Когда не поступает сигнал от датчика O2, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или датчик 02 выходит из строя), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси. Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов.Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.
Как это работает
Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается. Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба снаружи покрыта пористым слоем платины.Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.
Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика в наружную атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попасть в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия. В это трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха).Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск загрязнения датчика изнутри и его выхода из строя. Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу. Чем больше разница, тем выше значение напряжения.
Датчик кислорода обычно вырабатывает примерно до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопе мало несгоревшего кислорода.Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,1 вольт. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия около 14,7: 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.
Когда компьютер получает сигнал обогащения (высокое напряжение) от датчика O2, он понижает топливную смесь, чтобы уменьшить показания датчика. Когда показания датчика O2 становятся бедными (низкое напряжение), компьютер снова меняет направление, заставляя топливную смесь обогащаться. Это постоянное колебание топливной смеси вперед и назад происходит с разными скоростями в зависимости от топливной системы.Скорость перехода самая низкая на двигателях с карбюраторами с обратной связью, обычно один раз в секунду при 2500 об / мин. Двигатели с впрыском в корпус дроссельной заслонки несколько быстрее (2–3 раза в секунду при 2500 об / мин), а двигатели с многоточечным впрыском являются самыми быстрыми (5–7 раз в секунду при 2500 об / мин).
Датчик кислорода должен быть горячим (около 600 градусов или выше), прежде чем он начнет генерировать сигнал напряжения, поэтому многие датчики кислорода имеют внутри небольшой нагревательный элемент, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры.Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного холостого хода, что может привести к возврату системы к разомкнутому контуру.
Датчики O2 с подогревом используются в основном в новых автомобилях и обычно имеют 3 или 4 провода. Старые однопроводные датчики O2 не имеют нагревателей. При замене датчика O2 убедитесь, что он того же типа, что и оригинальный (с подогревом или без него).
Новая роль датчиков O2 с OBDII
Начиная с нескольких автомобилей в 1994 и 1995 годах и всех автомобилей 1996 года и новее, количество кислородных датчиков на каждый двигатель увеличилось вдвое.Второй кислородный датчик теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля его эффективности. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному для каждого ряда цилиндров и по одному после каждого преобразователя).
Система OBDII предназначена для контроля выбросов двигателя. Это включает в себя наблюдение за всем, что может вызвать увеличение выбросов. Система OBDII сравнивает показания уровня кислорода датчиков O2 до и после преобразователя, чтобы увидеть, снижает ли преобразователь загрязняющие вещества в выхлопных газах.Если он видит незначительные изменения в показаниях уровня кислорода или совсем не видит их, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению контрольной лампы неисправности (MIL).
Диагностика датчика
Датчики
O2 невероятно прочны, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены. Характеристики датчика O2 имеют тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность производить напряжение.Такое ухудшение может быть вызвано различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые присадки к топливу. Датчик также может быть поврежден факторами окружающей среды, такими как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.
По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в топливно-воздушной смеси, замедляется, что приводит к увеличению выбросов. Это происходит потому, что колебания топливной смеси замедляются, что снижает эффективность преобразователя.Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронной карбюрацией или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется намного быстрее в приложениях MFI. Если датчик полностью умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию для большинства применений с впрыском топлива средний диапазон составляет три минуты. Это вызывает большой скачок расхода топлива, а также выбросов. А если преобразователь перегреется из-за богатой смеси, он может выйти из строя.Одно исследование EPA показало, что 70% автомобилей, не прошедших испытание на выбросы I / M 240, нуждались в новом датчике O2.
Единственный способ узнать, выполняет ли датчик O2 свою работу, — это регулярно его проверять. Вот почему на некоторых автомобилях (в основном импортных) есть сигнальная лампа с напоминанием о техническом обслуживании датчика. Хорошее время для проверки датчика — это замена свечей зажигания.
Вы можете прочитать выходной сигнал датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно меняются.Вот где действительно сияет инструмент сканирования на базе ПК, такой как AutoTap. Вы можете использовать функции построения графиков, чтобы наблюдать за изменениями напряжения датчиков O2. Программное обеспечение отобразит выходное напряжение датчика в виде волнистой линии, которая показывает как его амплитуду (минимальное и максимальное напряжение), так и его частоту (скорость перехода от богатого к обедненному).
Хороший датчик O2 должен выдавать колеблющуюся форму волны на холостом ходу, при которой напряжение изменяется от почти минимального (0,1 В) до почти максимального (0.9v). Искусственное обогащение топливной смеси путем подачи пропана во впускной коллектор должно привести к тому, что датчик среагирует почти немедленно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимальный (0,9 В) выходной сигнал. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального (0,1 В) значения. Если датчик не переключается вперед и назад достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.
Если цепь датчика O2 разомкнута, закорочена или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и загореться контрольной лампой проверки двигателя или неисправности.Если дополнительная диагностика обнаруживает неисправность датчика, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно испорчены, продолжают работать достаточно хорошо, чтобы не устанавливать код неисправности, но недостаточно хорошо, чтобы предотвратить увеличение выбросов и расхода топлива. Таким образом, отсутствие кода неисправности или контрольной лампы не означает, что датчик O2 работает правильно.
Замена датчика
Очевидно, что неисправный датчик O2 требует замены. Но также может быть полезно периодически заменять датчик O2 для профилактического обслуживания.Замена стареющего датчика O2, который стал медленно работать, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.
Необогреваемые 1- или 2-проводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000 — 50 000 миль. Подогреваемые 3- и 4-проводные датчики O2 в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях, оборудованных OBDII (1996 г. и новее), рекомендуется интервал замены 100 000 миль.
Что делает датчик кислорода?
Как владелец транспортного средства, последнее, что вы хотите видеть, — это горящий ярко-оранжевый индикатор «Check Engine». Это предупреждение почти всегда является результатом срабатывания датчика кислорода, также известного как O2. Еще одним предупреждающим знаком может быть сообщение на компьютере вашего автомобиля о неисправности цепи обогревателя. Когда вы видите индикатор проверки двигателя (CEL) или сообщение о неисправности цепи нагревателя, это может означать, что ваш датчик O2 просто вышел из строя.Конечно, это также может означать, что ваш автомобиль не работает должным образом, что приводит к чрезмерному выбросу вредных веществ. В любом случае, сдача вашего автомобиля на настройку — лучший способ убедиться, что датчик O2 в вашем автомобиле работает на высшем уровне.
Что такое датчик кислорода?
Датчик кислорода, также известный как лямбда-зонд, был разработан в конце 1960-х годов доктором Гюнтером Бауманом для компании Robert Bosch GmbH. Этот датчик представляет собой электронное устройство, используемое для измерения пропорционального количества кислорода в жидкости или газе.Оригинальный датчик кислорода был изготовлен из оксида циркония и платины с керамическим покрытием. Чтобы сделать датчик O2 более пригодным для массового производства, были разработаны планарные датчики кислорода. Этот модернизированный датчик O2 был разработан NTK в 1990 году для использования в Honda Civic и Accord. Изготовленный с использованием слоев зеленых лент из высокотемпературной керамики (HTCC), нынешний тип датчика стал более эффективным, чем датчики оригинального стиля.
Мы можем починить ваш контрольный свет двигателя! Найти магазин Meineke поблизости
Для чего нужен датчик кислорода в автомобиле?
Все автомобили, выпущенные после 1980 года, оснащены кислородным датчиком.Он расположен в системе контроля выбросов. Во время работы датчик O2 отправляет данные в управляющий компьютер, расположенный внутри двигателя. В вашем автомобиле работающий датчик O2 гарантирует, что ваш двигатель работает с максимальной производительностью. Кроме того, этот датчик контролирует выбросы и предупреждает о чрезмерных выбросах. В штатах, где есть программы технического осмотра транспортных средств для регулирования выбросов, использование индикаторов CEL и O2 предупредит чиновников о любых чрезмерных выбросах.В результате, если один или несколько ваших кислородных датчиков неисправны во время проверки выбросов для вашего автомобиля, вы, скорее всего, не пройдете проверку.
Сколько датчиков кислорода в автомобиле?
Автомобили с датчиками O2 имеют как минимум один датчик перед каталитическим нейтрализатором, а также по одному датчику в каждом выпускном коллекторе автомобиля. Фактическое количество кислородных датчиков в автомобиле зависит от года выпуска, марки, модели и двигателя. Однако большинство более поздних моделей автомобилей имеют четыре датчика кислорода.Обратите внимание на следующие автомобили с четырьмя датчиками кислорода:
2013 Honda Civic 1.8L 4 цилиндра
2010 Chevrolet Tahoe 6.0 L 8 цилиндров
2004 Jeep Wrangler 4.0L 6 цилиндров
2000 Toyota Land Cruiser 4.7L 8 цилиндров
Количество датчиков зависит от типа двигателя:
Традиционные V6 и V8 имеют три кислородных датчика, включая левый и правый датчик перед и нижний датчик O2.
4-цилиндровый поперечный с датчиком O2 на входе и на выходе
V6 и V8 в поперечном направлении имеют четыре кислородных датчика, включая левый или передний ряд перед по потоку; правый или задний берег вверх по течению; задняя часть двигателя; и нижний датчик
4- и 6-цилиндровые рядные имеют три кислородных датчика, включая передний и задний ряд передний и нижний датчик
Для чего нужны датчики кислорода?
Когда бензиновый двигатель сжигает бензин, в нем присутствует кислород.Кислород в двигателе является результатом ряда факторов, включая температуру воздуха, высоту, температуру двигателя, нагрузку на двигатель и атмосферное давление. Идеальное соотношение кислорода и бензина — 14,7: 1, которое незначительно варьируется в зависимости от типа газа. В том случае, когда присутствует меньше кислорода, топливо останется после сгорания, которое называется богатой смесью. С другой стороны, если присутствует больше кислорода, это называется бедной смесью. И богатая, и бедная смеси вредны для вашего автомобиля, а также для окружающей среды.Богатая смесь приводит к тому, что топливо не сгорает, что создает загрязнение. Бедная смесь выделяет оксиды азота, загрязняющие окружающую среду, что может привести к снижению производительности автомобиля и повреждению двигателя. Датчики кислорода расположены рядом с точками в выхлопной системе, чтобы определить, есть ли в вашем автомобиле богатая или бедная смесь.
Обычно датчик O2 создает напряжение из-за химической реакции, возникающей из-за несбалансированного отношения бензина к кислороду. Большинство автомобильных двигателей могут определить, сколько топлива нужно израсходовать в двигатель, на основе напряжения датчика O2.Если ваш кислородный датчик не работает должным образом, ваш компьютер управления двигателем не может определить соотношение воздух-топливо. Таким образом, двигатель вынужден угадывать, сколько бензина использовать, что приводит к загрязнению двигателя и плохому функционированию автомобиля.
Как проверить датчик кислорода
Чтобы проверить кислородный датчик, вы можете оставить его прикрепленным к автомобилю или снять для проверки. Для тестирования требуются два инструмента: цифровой вольтметр с высоким сопротивлением и обратный пробник.У механика в ремонтной мастерской Meineke есть эти необходимые специализированные инструменты для проверки датчиков O2. Первым шагом к проверке датчика O2 является обнаружение окружающих проводов, чтобы убедиться, что они целы и без видимых следов износа. Затем необходимо запустить автомобиль и дать ему поработать до тех пор, пока двигатель не достигнет 600 градусов по Фаренгейту, чтобы обеспечить точные показания датчика. Используя задний датчик и вольтметр, датчик кислорода измеряется в заданном количестве точек и при определенных условиях, чтобы определить любые ошибочные измерения.Поскольку для проверки кислородного датчика требуется специальная подготовка и инструменты, лучше всего позволить механику провести это испытание на основе напряжения.
Чтобы запланировать проверку кислородного датчика, принесите свой автомобиль в местный автомобильный центр Meineke, где вы можете позволить специалистам по уходу за автомобилем выполнить точную работу по проверке кислородного датчика.
Когда следует заменять датчик кислорода? | Новости
CARS.COM — Современные системы управления двигателем автомобилей полагаются на входные данные от нескольких датчиков, чтобы регулировать производительность двигателя, а также его выбросы и другие жизненно важные функции.Когда эти датчики не могут предоставить точную информацию, водитель может испытывать повышенный расход топлива, проблемы с управляемостью, сбои в выбросах и другие проблемы.
Одним из важнейших датчиков в современных автомобилях является датчик кислорода. Также известный как датчик O2, поскольку O2 — это химическая формула кислорода, датчик кислорода отслеживает, сколько несгоревшего кислорода присутствует в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя. Контролируя уровень кислорода, датчик обеспечивает средство измерения топливной смеси.Датчик O2 сообщает компьютеру, является ли топливная смесь богатой (недостаточно кислорода) или бедной (слишком много кислорода). Знание соотношения топлива и воздуха позволяет двигателю вашего автомобиля вносить любые необходимые изменения, чтобы ваша машина работала должным образом.
Связано: Почему гремит мой глушитель?
Датчики
O2 являются обязательными для всех автомобилей, произведенных с 1981 года. Из-за правил ODB-II, которые применяются к автомобилям, произведенным в 1996 году и позже, многие новые автомобили имеют несколько датчиков O2.Фактически, в некоторых автомобилях есть целых четыре датчика кислорода. Автомобили, выпущенные в 1996 году и позже, должны иметь второй кислородный датчик, расположенный под каталитическим нейтрализатором. Этот датчик O2 контролирует эффективность работы каталитического нейтрализатора.
Если датчик после каталитического нейтрализатора показывает минимальные отклонения от показаний первого кислородного датчика, это признак того, что каталитический нейтрализатор не работает должным образом. Современные автомобили с двигателями V-6 или V-8 могут иметь до четырех датчиков O2 — по одному в каждом ряду цилиндров и по одному после каждого каталитического нейтрализатора.При выходе из строя кислородного датчика в блоке цилиндров или каталитического нейтрализатора могут возникнуть серьезные проблемы с двигателем.
Поскольку кислородные датчики играют жизненно важную роль в работе вашего двигателя и контроле за выбросами, вы можете задаться вопросом, когда следует подумать о замене.
Когда следует заменять датчик O2?
Кислородные датчики
не относятся к элементам технического обслуживания, которые необходимо регулярно заменять, например масляным и воздушным фильтрам, поэтому их обычно заменяют только в случае выхода из строя.
Датчики кислорода являются важным компонентом топливной системы и систем выбросов, поскольку они контролируют количество кислорода в выхлопных газах и передают эту информацию в компьютер двигателя, который соответственно регулирует соотношение воздуха и топлива. Если датчик кислорода выходит из строя, компьютер двигателя не сможет правильно установить соотношение воздух-топливо, что может привести к снижению расхода топлива, увеличению выбросов и повреждению других компонентов, таких как перегретый каталитический нейтрализатор.
Ни одно транспортное средство, о котором мы знаем, не имеет сигнальной лампы, которая сигнализирует о выходе из строя датчика кислорода, поэтому вам нужно полагаться на другие жизненно важные признаки, чтобы предупредить вас, когда у вас плохой датчик кислорода, который вам необходимо заменить, например световой индикатор проверки двигателя на приборной панели загорается и увеличивает расход топлива.
Признаки того, что вам нужен новый датчик O2
Горящая лампочка проверки двигателя может быть признаком более серьезной проблемы, например, с каталитическим нейтрализатором, или чего-то столь же незначительного, как незакрепленная крышка бензобака, поэтому всегда требуется дальнейшее расследование. Однако это может указывать на проблему с датчиком O2 или даже с другой частью вашей выхлопной или выхлопной системы. Любая ремонтная мастерская должна иметь возможность узнать, что привело к срабатыванию индикатора проверки двигателя, а механик или магазин автозапчастей может выполнить эту услугу бесплатно.
Другие признаки того, что вам нужен новый кислородный датчик, включают грубый холостой ход, пропуски зажигания в свечах зажигания, отсутствие мощности, остановку двигателя или значительное увеличение расхода топлива. Эти симптомы также могут указывать на другие проблемы, но EPA заявляет, что замена неисправного кислородного датчика может улучшить экономию топлива на целых 40 процентов, поэтому ясно, что это одно место, где можно посмотреть, не разовьется ли у вашего автомобиля большая тяга к газу. Если ваш автомобиль не прошел тест на выбросы, в этом также может быть виноват неисправный датчик O2.
Новый кислородный датчик может стоить от менее 100 долларов на некоторых моделях до 300 долларов и более на других, но это не включает оплату труда, которая может сильно варьироваться в зависимости от автомобиля из-за того, где расположены датчики. В результате полная стоимость замены кислородного датчика может сильно различаться в зависимости от типа автомобиля, которым вы управляете.
Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней политикой этики Cars.com редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей.Редакционный отдел не зависит от отделов рекламы, продаж и спонсируемого контента Cars.com.
Лаборатория автомобильной электроники Clemson: датчики кислорода
Датчики кислорода
Базовое описание
Датчик кислорода — электронное устройство, используемое для измерения содержания кислорода. в выхлопных газах. В автомобильной промышленности он также известен как лямбда-зонд, и используется для регулирования топливовоздушной смеси и выбросов выхлопных газов в двигатель внутреннего сгорания.Лямбда-зонд используется, чтобы указать, топливная смесь богатая или бедная. В уровень кислорода определяется путем воздействия на один электрод наружного воздуха и другой к выхлопным газам. Разница в содержании кислорода вызывает поток электронов через керамический элемент, который создает потенциал напряжения между два пограничных слоя. Создаваемое напряжение напрямую зависит от уровня содержание кислорода в выхлопных газах.
Лямбда-зонд очень чувствителен к температура.Температура керамического элемента будет определять его способность проводить ионы кислорода и существенно влиять на время отклика датчик. Большинство датчиков производятся со встроенным электрическим нагревательный элемент для поддержания минимального времени отклика температуры выхлопных газов. Эта функция гарантирует, что выбросы автомобиля контролируются в более широком диапазоне рабочих температур двигателя, особенно при холодном пуске.
Есть два разных типа кислородных датчиков, которые различаются по выходному сигналу.Узкополосный датчик работает в узком диапазоне воздушно-топливного отношения (AFR) и производит значительный «скачок» напряжения сигнала, когда AFR становится выше, чем лямбда, в то время как широкополосный датчик обеспечивает сигнал в более широком диапазоне для лямбда.
Узкополосный датчик (также известный как датчик изменения шага)
Узкополосные датчики часто называют просто датчиками кислорода , потому что в течение многих лет это был единственный доступный тип датчика кислорода.Он называется узкополосным датчиком, потому что он может обнаруживать только очень узкий диапазон AFR. Функция этого датчика основана на электрохимической ячейке, называемой ячейкой Нернста (рис. 1). Он состоит из диоксида циркония, оксида циркония, и важным свойством диоксида циркония является то, что он может проводить ионы кислорода при температуре выше 350 ° C. Когда датчик установлен, внешняя часть элемента из диоксида циркония подвергается воздействию выхлопных газов, а внутренняя часть контактирует с эталонным воздухом. Обе стороны элемента покрыты тонкими слоями платины, которые действуют как электроды и переносят напряжение датчика от элемента из диоксида циркония к выводным проводам.При рабочей температуре ионы кислорода могут проходить через элемент и накапливать заряд на платиновых электродах, создавая, таким образом, напряжение.
Узкополосный датчик — это, по сути, переключатель включения / выключения, поскольку он может определять, бедная смесь или богатая, но не сообщает ЭБУ, насколько бедной или богатой является смесь. Он связывается с ЭБУ через создаваемое напряжение. Если AFR богат, на электродах генерируется ВЫСОКОЕ напряжение сигнала из-за разницы в концентрации кислорода, присутствующей на двух сторонах элемента.И наоборот, если AFR обеднен, на электродах генерируется НИЗКОЕ напряжение из-за небольшой разницы в содержании кислорода между выхлопными газами и эталонным воздухом внутри датчика.
Широкополосный датчик
Широкополосные датчики, также известные как датчики широкого диапазона, представляют собой новую технологию. Широкополосный датчик не только сообщает блоку управления двигателем, является ли смесь богатой или бедной, но и насколько она богатая или бедная. Таким образом, блоку управления двигателем легче настроить микширование без большого количества перерегулирований и догадок.По этой причине широкополосный датчик является превосходной технологией, и вполне вероятно, что широкополосные датчики в конечном итоге заменят узкополосные датчики во всех легковых и грузовых автомобилях.
Широкополосные датчики
имеют дополнительную керамическую ячейку (рис. 2). Выхлопные газы частично диффундируют через диффузионный барьер. AFR выхлопных газов в камере измеряется ячейкой Нернста. В зависимости от того, является ли AFR в камере богатым или бедным, схема управления подает напряжение на электроды насосной ячейки.Ионы кислорода переносятся от внутреннего электрода к внешнему, так что AFR в камере становится лямбда = 1. Генерируемый электрический ток Ip является сигналом. Существует определенный диапазон тока, соответствующий лямбде, от 0,7 до бесконечности. Сигнал равен нулю, когда AFR выхлопного газа составляет лямбда = 1. Выходная кривая обеспечивает устойчивое управление с заранее определенным номинальным значением лямбда.
Свойства современных кислородных датчиков
Нагревательные элементы кислородных датчиков обычно управляются в разомкнутом контуре с помощью широтно-импульсного модулированного напряжения, хотя современные датчики часто имеют нагревательные элементы, которые управляются в замкнутом контуре.Измеренное сопротивление керамики указывает температуру, поэтому можно легко рассчитать энергию, необходимую для поддержания постоянной температуры. Управление с обратной связью обеспечивает более надежный сигнал в различных условиях окружающей среды.
Кроме того, многим современным датчикам кислорода не нужен внешний воздух в качестве эталона. Напротив, на ячейку Нернста подается эталонный ток накачки, который имитирует влияние воздуха. В этих датчиках зазор в элементе для эталонного воздуха не требуется.Следовательно, чувствительный элемент требует меньшего объема, а его нагрев требует меньше времени и энергии. Кроме того, работа без эталонного воздуха снижает чувствительность датчика к загрязнению.
Производителей
ACDelco, Beru, Bosch, Delphi, Denso, McLaren Electronics, Motorcraft, NGK, Standard
Для получения дополнительной информации
[1] Как работает датчик кислорода в автомобиле ?, HowStuffWorks.com, 1 апреля 2000 г.
No related posts.
Навигация по записям
Previous Post
Пдд движение на желтый сигнал светофора: что означает и можно ли проезжать перекресток?
Next Post
Провода для прикуривания аккумулятора: Провода для прикуривания — купить медные пусковые (стартовые) провода по выгодной цене в интернет-магазине ВсеИнструменты.Ру – интернет-магазин ВсеИнструменты.ру
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

Рубрики
Авто
Двигател
Масло
Новост
Полезны
Разное
Рукам
Систем
Совет
© chip-penza.ru, 2012-2024