Принцип работы лямбда зонда

• Индикация сигнальной лампы неисправности на приборной панели.
• Потеря мощности.
• Слабый отклик на педаль газа.
• Неровная работа двигателя на холостых оборотах.

Кислородный датчик – устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородником, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название – лямбда-зонд.

1. Коэффициент избытка воздуха λ
2. Назначение датчиков кислорода
3. Конструкция и принцип работы кислородного датчика
4. Ресурс кислородника и его неисправности
5. Виды лямбда-зондов

Чтобы нормально почистить рабочий наконечник датчика, следует демонтировать защитный экран. Чистку производят мягкой кисточкой из натуральных волокон, предварительно замочив датчик в ортофосфорной кислоте, на худой конец, в жидкости для промывки карбюраторов. Можно просто замочить датчик в этих жидкостях на пару часов, затем взболтнуть и просушить при помощи промышленного фена.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Основной признак, указывающий на возможную неисправность зонда, — повышение расхода топлива в привычном ритме езды. Конечно, могут быть и другие причины повышенного расхода, но в случае с отказом лямбда-зонда машина начинает кушать значительно прожорливее.

Неисправный лямбда-зонд приводит к увеличению количества топлива в рабочей смеси. Этому могут сопутствовать:

• плохой запуск двигателя;
• заливание свечей;
• троение двигателя на холостом ходу;
• нестабильные обороты.

Датчики такой конструкции имеют встроенный электрический нагреватель, как минимум три, обычно – четыре вывода. Нагреватель необходим для корректной работы датчика, которая достигается при его нагревании до 300 – 400 градусов Цельсия.

Некоторые лямбда-зонды не имеют собственного нагревательного элемента (одно- и двухвыводные датчики). Учитывая, что датчики установлены в выпускной коллектор, через несколько минут работы двигателя они самостоятельно выходят в рабочий режим. Но все эти «несколько минут» двигатель работает с некорректными показаниями лямбда-зонда, потребляет больше топлива.

Основная задача лябда-зонда – сообщить блоку управления двигателя о количественном составе не участвовавшего в процессе воспламенения кислорода. Поэтому их часто называют датчики кислорода (O2-sensor).

Рабочая зона датчика – наконечник из пористой керамики. Он имеет сложную структуру, которую можно упрощенно изобразить:

Непосредственно рабочий элемент выполнен из оксида циркония 1 с напыленными платиновыми электродами 2,3 (вот почему лямбда-зонды такие дорогие). Один выход датчика подключается к заземлению 4 либо к выводам датчика. Второй выход (сигнальный) 5 – к выводам на блок управления двигателем.

При нагревании до высокой температуры диоксид циркония приобретает свойства твердого электролита. Напряжение на выходе датчика (ЭДС) скачкообразно зависит от концентрации смеси.

Таким образом, при обогащенной смеси датчик формирует на выходе напряжение приблизительно 0,9 Вольт, при обедненной – менее 0,2 Вольта.

В некоторых автомобилях установлены два лямбда-зонда: до и после катализатора. Последний служит для уточнения данных, а также для определения эффективности работы катализатора.

Проверка работоспособности лямбда-зонда

Проверку работоспособности лямбда-зонда следует начинать с контроля исправности нагревательного элемента датчика (для трехпроводных и четырехпроводных датчиков). Его сопротивление обычно менее 10 Ом. Для измерений можно использовать обычный мультиметр, подключаемый к выводам нагревательного элементам (определяются по электрической схеме). Надо сказать, что и при неисправном нагревателе датчик будет работоспособен в режиме длительной езды, если работоспособен непосредственно рабочий элемент зонда.

Неисправность рабочего элемента также можно произвести мультиметром в режиме измерения постоянных напряжений. Для этого вольтметр подключают к выходу лямбда-зонда. Первоначально реализуют ситуацию обогащенной смеси (можно путем искусственных перегазовок). Показания прибора должны быть более 0,8 Вольта. Затем искусственно обедняют смесь (можно создать ситуацию подсоса воздуха во впускной коллектор). Напряжение должно быть менее 0,2 Вольта. Если напряжения выходят за указанные значения, датчик неисправен.

Диагностические сканеры могут посмотреть напряжение на датчике в реальном режиме времени. Это также можно сделать, используя осциллограф. Приблизительная временная зависимость напряжения на выходе рабочего датчика имеет вид:

Если амплитуда сигнала будет меньше, либо иметь завал в сторону нижних или верхних значений, датчик следует менять.

Перед принятием решения о покупке нового датчика следует оценить внешний вид рабочей поверхности датчика (керамический наконечник). Возможны следующие варианты:

• наличие сажи, которая свидетельствует об обогащенной смеси;
• белый или серый налет – признак наличия присадок в масле или топливе;
• блестящий налет – слишком большое содержание свинца в топливе.

Налеты можно почистить, но не факт, что лямбда-зонд начнет исправно работать, возможно в нем уже давно выгорел рабочий слой из платины и оксида циркония.

Чистка датчиков

Чтобы нормально почистить рабочий наконечник датчика, следует демонтировать защитный экран. Чистку производят мягкой кисточкой из натуральных волокон, предварительно замочив датчик в ортофосфорной кислоте, на худой конец, в жидкости для промывки карбюраторов. Можно просто замочить датчик в этих жидкостях на пару часов, затем взболтнуть и просушить при помощи промышленного фена.

Замена лямбда-зонда

При замене лямбда-зонда наибольшую трудность составляет его демонтаж с закоксовавшегося резьбового соединения. Для этого обычно применяют специальные жидкости. После демонтажа датчика следует тщательно протереть поверхность коллектора от остатков средства, чтобы не засорить новый датчик.

• избегать попадания в выхлопную систему посторонних жидкостей (антифриз при неисправной прокладке ГБЦ, остатки эфира при использовании «быстрого запуска», масло при уменьшении компрессии);
• пользоваться проверенным топливом;
• избегать попадания в коллектор примесей, пыли (своевременно меняйте воздушный фильтр).

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.

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».

Существует 4 типа зондов (зависит от количества проводов, которые к нему подходят):

Замена лямбда-зонда

Замена лямбда-зонда выполняется исключительно при холодном двигателе и отключенном зажигании.

Покупать новый датчик следует с той же маркировкой, что нанесена на старый зонд.

Замену производят в три этапа:

1. От датчика отсоединяются провода;
2. Гаечным ключем выкручивается старый лямбда-зонд.
3. На его место вкручивается новый.

Главное – работать осторожно, чтобы не сорвать резьбу.

После замены необходимо подключить проводку и проверить корректность работы нового лямбда-зонда.

Как видно, проверка и замена кислородного датчика не слишком сложна, так что при желании с ней справится любой автолюбитель.

Таким образом,однозначно фиксируется только полное отсутствие сигнала и его минусовое значение, в этих случаях ошибка индицируется лампой «CHECK ENGINE». Однако, следует заметить, что в некоторых ECU предусмотрена возможность диагностики и обнаружения неисправности по косвенным признакам (соотношение показаний датчика скорости автомобиля или датчика положения коленвала, датчика положения дроссельной заслонки, расходомера воздуха и др.). В этих случаях индикация «СЕ» может быть включена.

В современных системах управления впрыском топлива, едва ли не главную роль выполняет датчик содержания кислорода в выхлопных газах (Oxygen Sensor). Его часто называют лямбда-зонд или О2-датчик, иногда — датчик выхлопа. Задача лямбда-зонда состоит в том чтобы преобразовывать информацию о содержании кислорода в выхлопных газах в эл.сигнал, который, в свою очередь, считывается эл.блоком управления впрыском (ECU).

2. Считается недопустимым попадание на корпус датчика тормозной или охлаждающей жидкости и других реактивов. Не следует применять для очистки его поверхности какие-либо растворители и активные моющие средства.

3. В связи с малыми рабочими токами, должны быть обеспечены надлежащие контакты в разъемах соединений эл.цепи и проводки датчика О2.

4. Существенно снизить ресурс лямбда-зонда может применение топлива, в состав которого входит высокое содержание свинца (эт.бензин).

5. К выходу из строя датчика может привести перегрев его корпуса. Перегрев может произойти из-за неправильно установленного угла опережения зажигания или сильно переобогащенной топливной смеси. В свою очередь, топливная смесь может быть переобогащена из-за забитого воздушного фильтра, неисправного регулятора давления топлива в системе, неработающего датчика температуры охлаждающей жидкости и др.

Проверку работоспособности датчика О2 лучше всего производить с помощью осциллографа. На Рис.3 показан сигнал нормально работающего лямбда-зонда на прогретом двигателе, работающего на ХХ.

На Рис.4 показан выходной сигнал еще работающего, но изрядно послужившего и практически забитого датчика О2. Данная осциллограмма зафиксировала падение амплитуды выходного сигнала ниже 0V, что говорит о неисправности датчика О2. Данная неисправность датчика чаще всего фиксируется системой самодиагностики и на приборной панели загорается лампочка «CHECK ENGINE», которая сигнализирует о неисправности.

На Рис.5 представлена наиболее распространенная «болезнь» датчиков содержания кислорода в выхлопных газах, которая выражена в замедленной его реакции. Время фронта сигнала (t) значительно превышает 120 мСек. Данная неисправность датчика неминуемо вызывает увеличенный расход топлива и заметное снижение динамики автомобиля, а система самодиагностики ее не зафиксирует, т.к. данный параметр не отслеживается контроллером.

Неисправности “замерзших» датчиков О2 не фиксируются контроллером, т.к.амплитудные значения сигналов не выходят из заданного для них диапазона. В большинстве систем впрыска топлива неисправности датчиков могут быть зафиксированы только при выходе их сигнала из этого заданного диапазона. Чаще всего это 0–1В.

Таким образом,однозначно фиксируется только полное отсутствие сигнала и его минусовое значение, в этих случаях ошибка индицируется лампой «CHECK ENGINE». Однако, следует заметить, что в некоторых ECU предусмотрена возможность диагностики и обнаружения неисправности по косвенным признакам (соотношение показаний датчика скорости автомобиля или датчика положения коленвала, датчика положения дроссельной заслонки, расходомера воздуха и др.). В этих случаях индикация «СЕ» может быть включена.

При обнаружении неисправности О2-датчика, контроллер переходит в режим управления впрыском по усредненным параметрам и завышает обогащение

Ресурс датчика содержания кислорода в выхлопных газах обычно составляет от 30 до 70 тыс.км. и в значительной степени зависит от условий эксплуатации. Дольше служат, как правило, датчики с подогревом. Рабочая температура для них обычно 315–320ёC. В конструкцию этих датчиков включен нагревающий элемент, имеющий на разъеме свои контакты. Проверку работоспособности нагревательного элемента таких датчиков можно производить обычным омметром. Сопротивление их обычно составляет от 3 до 15 Ом.

Бесконтрольность датчика О2 может привести к его полному разрушению, а ведь его основу составляют керамические пластины. Самым серьезным следствием отключенного лямбда-зонда может стать вышедший из строя двигатель, т.к. на многих автомобилях из-за подрастянувшегося ремня ГРМ (и не только) могут не плотно быть закрыты выпускные клапана в начале обратного хода поршня. В этот момент очень велик риск попадания керамики в камеру сгорания, а чем это грозит догадаться не трудно.

Настоятельно рекомендую проверять работу датчика содержания кислорода в выхлопных газах не реже одного раза через каждые 5000–10000 км. пробега автомобиля. Решением данной проблемы контроля может стать установленный на приборной панели индикатор работы лямбда-зонда.

Vladimir Kalinovsky
Corsa Automotive
2307 McDonald Ave
Brooklyn, NY 11223
(718) 998–0770
fax (718) 627–7312
Внимание! Проверку работы датчика содержания кислорода в выхлопных газах следует проводить на прогретом двигателе и частоте вращения коленвала на оборотах обычного Х.Х.+1200. Щуп осциллографа необходимо подключать к сигнальному проводу О2 не отключая датчик от контроллера.

Отключить диагностические лямбда зонды, что избавит от необходимости их менять, можно с помощью чип тюнинга. Это позволит полностью удалить каталитический нейтрализатор.

Схема датчика кислорода лямбда зонда на основе диоксида циркония: 1 – твердый электролит; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – сигнальный контакт; 6 – выхлопная труба.

Каталитический нейтрализатор

Что такое Л ямбда зонд и как выглядит датчик Л ямбда зонд ?

Не секрет, что свое название датчик получил от обозначения коэффициента избытка воздуха, который обозначается греческой буквой Лямбда. Лямбда зонд применяется для измерения состава отработавших газов и содействует в дальнейшем для поддержания оптимального состава смеси топлива и воздуха. Оптимальное соотношение топливно-воздушной смеси обеспечит качественное сгорание, что уменьшит выброс вредных веществ в атмосферу.

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси это когда на 14,7 частей воздуха приходится 1 часть топлива, при этом Лямбда равняется одному. На старых советских двигателях такого сложно было добиться. А в современных автомобилях для этого используют системы питания с электронным впрыском топлива, которая взаимодействует с датчиком Лямбда-зонд.

Как измеряется избыток воздуха в топливно-воздушной смеси?

Избыток воздуха в топливно-воздушной смеси измеряется путем определения в отработавших газах содержания остаточного кислорода (О₂). Этим объясняется и расположение датчика в выпускном коллекторе непосредственно перед катализатором.

Для считывания сигнала с Лямбда датчика используется электронный блок управления системы впрыска топлива (ЭБУ), который отвечает за оптимизацию состава топливно-воздушной смеси, то уменьшая, то увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя.

Некоторые производители автомобилей пошли еще дальше, и начали устанавливать по два Лямбда датчика в выхлопной системе, перед катализатором и после него. Два датчика Лямбда устанавливали для того, чтобы увеличить точность приготовления горючей смеси и улучшить работу катализатора.

Принцип работы лямбда-зонда

Схема датчика кислорода лямбда зонда на основе диоксида циркония: 1 – твердый электролит; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – сигнальный контакт; 6 – выхлопная труба.

Наиболее качественное измерение выхлопных газов Лямбда датчиком обеспечивается при температуре 300-400 градусов Цельсия. При такой температуре Циркониевый электролит становиться более проводимым, вследствие чего на электродах датчика появляются выходное напряжение.

Поэтому при запуске и прогреве двигателя датчик не используется. На этих режимах работы двигателя контроль качества топливно-воздушной смеси осуществляют датчики положения дроссельной заслонки, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик количества оборотов коленчатого вала.

На схеме представлена зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при 500-800°С температуре датчика.

Для качественной работы датчика при низких температурах применяют принудительные нагревательные элементы.

Что будет если не работает датчик Лямбда?

Если не работает датчик лямбда зонд, тогда ЭБУ выбирает средние параметры работы, считывая данные с своей памяти. Параметры топливно-воздушной смеси будут разниться от идеальной.

К чему приведет поломка Лямбда датчика?

Поломка Лямбда датчика приведет к повышению расхода топлива, на холостом ходу двигатель будет работать неравномерно, в выхлопных газах будет содержаться повышенный уровень СО, упадет мощность двигателя, но автомобиль будет на ходу.

Самому проверить Лямбда датчик достаточно сложно, поэтому лучше проконсультироваться с специалистами.

Какой срок службы Лямбда датчика?

Срок службы Лямбда датчика зависит от качества заливаемого топлива. Бывает так, что достаточно нескольких заправок некачественным бензином и датчик приходит в негодность. Средний срок службы Лямбда датчика составляет от 40 до 80 тыс. км пробега.

* цвет вывода может отличаться от указанного.

Зачем нужен «этот» лямбда-зонд

Лямбда-датчик зондирует выхлоп

Зачем нужен лямбда-зонд

Жесткие экологические нормы давно узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе — катализаторы) — 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 — вот тут и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (l)

Полное сгорание и максимальная мощность достигается при l=1.

Рис. 1. Схема l-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя

1 — впускной коллектор; 2 — двигатель; 3 — блок управления двигателем; 4 — топливная форсунка; 5 — основной лямбда-зонд; 6 — дополнительный лямбда-зонд; 7 — каталитический нейтрализатор.

Принцип работы

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 и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 Ј l Ј 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В (график 2).

Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.

Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).

График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (l) при температуре датчика 500-800оС

А — условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при l=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе).

Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем

1 — керамическое основание; 2, 8 — контакты НЭ; 3 — нагревательный элемент (НЭ); 4 — твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами; 5 — защитный кожух с прорезями; 6 — металлический корпус с резьбой крепления; 7 — уплотнительное кольцо; 9 — выводы датчика.

При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 — 0,3% до 3 — 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система l-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или «пробивки» секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно.

Рис. 2. Схема датчика кислорода 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.

Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов

а — без подогревателя; б, с — с подогревателем.

* цвет вывода может отличаться от указанного.

Махнем не глядя!

Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена неподогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты.

Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.

Редакция благодарит специалистов фирмы «ЭСО-Автотехникс» и центра «Инжектор-сервис» за помощь в подготовке статьи.

Современные двигатели внутреннего сгорания становятся все более сложными и технологичными, поскольку с каждым годом растут требования к ним. Причем, как с точки зрения увеличения топливной экономичности, так и в контексте соответствия их параметров постоянно ужесточающимся экологическим нормам. Для достижения двигателями этих во многом противоположных целей в современных автомобилях используют специальные датчики – так называемые датчики кислорода или лямбда-зонды.

Современные двигатели внутреннего сгорания становятся все более сложными и технологичными, поскольку с каждым годом растут требования к ним. Причем, как с точки зрения увеличения топливной экономичности, так и в контексте соответствия их параметров постоянно ужесточающимся экологическим нормам. Для достижения двигателями этих во многом противоположных целей в современных автомобилях используют специальные датчики – так называемые датчики кислорода или лямбда-зонды.

Ранние образцы датчиков кислорода работали в узком диапазоне. Такой лямбда-зонд был эффективен тогда, когда состав топливо-воздушной смеси приближался к стехиометрическому (состав смеси, при котором обеспечивается наиболее полное и эффективное сгорание топлива) или менялся незначительно. В случае же значительных отклонений датчик показывает лишь то, в какую сторону отклоняется состав смеси, но не показывает, насколько.

При сильно обогащенной смеси (например, при холодном пуске в мороз) или при ее обеднении (при резком повышении давления наддува турбиной) обычный датчик кислорода не может точно определить состав смеси, и ЭБУ вынужден игнорировать его неправильные показания, переходя на управление по заранее заложенным алгоритмам, причем далеко не всегда оптимальным. Это приводит не только к повышению расхода топлива, но и к чрезмерным нагрузкам на катализатор в результате увеличения количества несгоревших частиц.

Постоянно ужесточающиеся экологические нормы требовали более точного подхода к измерению состава смеси и анализу выхлопных газов. Связано это было с тем, что моторы, оснащенные турбонагнетателями и другими сложными системами, намного чаще начали работать в переходных режимах, особенно при движении автомобиля в городском цикле. Поэтому для более точного измерения состава смеси потребовались датчики несколько иной конструкции.

Пионером в этой области стала компания Denso, которая в 1996 г. разработала широкополосные датчики, измеряющие соотношение воздух/топливо.

Он работает по тому же принципу, что и обычный лямбда-зонд. Датчик точно так же измеряет количество кислорода, однако благодаря более продвинутому чувствительному элементу делает это в более широком диапазоне. Это позволяет получать точные данные о составе даже сильно обедненной или, наоборот, обогащенной смеси.

Больше данных позволяют блоку управления двигателем точнее дозировать количество впрыскиваемого топлива, повышая топливную эффективность и понижая расход, а также количество вредных выбросов. Именно этот, на первый взгляд, незначительный компонент очень сильно помогает современным автопроизводителям соответствовать жестким требованиям по выбросам вредных веществ.

Но и для обычных автовладельцев важна функциональная исправность данного датчика, ведь при его выходе из строя повторяется описанная выше ситуация – увеличивается расход топлива и повышается нагрузка на катализатор. Двигатель автомобиля начинает работать в режиме, отличном от оптимального. Более того, важно не просто следить за исправностью датчика, но и в случае выхода из строя менять его на качественное и надежное изделие.

На сегодняшний день датчики соотношения воздух/топливо от компании Denso считаются одними из лучших на независимом рынке автозапчастей. Это обусловлено простым фактом – именно Denso является одним из крупнейших поставщиков этих автокомпонентов на конвейеры крупнейших автопроизводителей.

Компетенции Denso не ограничиваются одними лишь датчиками соотношения воздух/топливо. Ассортимент Denso – и в качестве производителя оригинального оборудования, и в качестве поставщика автокомпонентов для независимого рынка автозапчастей – очень обширен: это свечи зажигания и накаливания, стартеры, генераторы, компрессоры кондиционера, топливные насосы, сложные датчики положения коленчатого и распределительного валов, а также многое другое, без чего немыслим современный комфортный и эффективный автомобиль.

Очевидно, что без серьезной технологической базы и огромного опыта невозможно производить широкий спектр качественных высокотехнологичных автокомпонентов. Именно упор на технологиях и наличие глубоких компетенций являются фундаментом, на котором выстроена вся деятельность японской высокотехнологической компании Denso. Лучшее тому подтверждение – признание миллионов автомобилистов по всему миру и более чем полувековая успешная история компании.

В современных автомобилях устанавливаются и повсеместно используются каталитические нейтрализаторы. В них происходит молекулярное изменение выхлопных газов, которое снижает их вредность.

Принцип работы кислородного датчика

В современных автомобилях устанавливаются и повсеместно используются каталитические нейтрализаторы. В них происходит молекулярное изменение выхлопных газов, которое снижает их вредность.

Кислородные датчики устанавливаются до и после катализатора. Общее их число достигает четырех, в случае V-образного двигателя, в котором есть два выпускных коллектора и соответственно два катализатора.

Обязательное наличие каталитических нейтрализаторов и лямбда-зондов обусловлено высокими экологическими требованиями к автомобильным выхлопам.

Признаки неисправности катализатора:

Прежде всего, нужно убедиться в неисправности лямбда-датчика. В этом плане проще и надежнее всего обратиться на станцию техобслуживания. Если есть желание и возможность, можно сделать визуальную проверку самостоятельно. Начать нужно с осмотра разъемов, проверки надежности их фиксации. Затем следует осмотреть кислородный датчик:

• сажа на корпусе – показатель сгорания обогащенной смеси или чрезмерного перегрева зонда;
• блестящие отложения создает топливо с избытком свинца;
• белый и серый налет возникает вследствие использования масляных и топливных присадок.

Что делать? Если на лямбда-датчике появился свинцовый налет, устройство подлежит замене, поскольку свинец повреждает не только зонд, но и катализатор. То же касается и налета от присадок. Если говорить о саже, то ее можно попробовать почистить своими руками с использованием ортофосфорной кислоты.

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.

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

Если лямбда будет 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.

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.

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.

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.