Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика Кислород

220695382601400 россия. продажа оптом и в розницу — автопитер

To content
Уважаемый клиент, ваш браузер устарел. Для дальнейшей работы, обновите его.

Где находится лямбда-зонд и сколько их в автомобиле

Для того чтобы определить точное количество датчиков кислорода в вашем автомобиле, можно обратиться за помощью в автосервис, где после специальной диагностики вам выдадут снимок днища машины с отмеченными на нем лямбда-зондами. Но если вы хотите сэкономить свои средства, мы расскажем, где искать лямбда-зонд и как установить количество датчиков самостоятельно.

Стоит отметить, что лямбда-зонды устанавливаются и под капотом автомобиля, и под днищем.

Для начала нужно определиться с точным годом выпуска автомобиля. Если ваше транспортное средство изготавливали еще в XX веке, то, скорее всего, у него имеется только один лямбда-зонд. Более современные модели авто, как правило, оснащены двумя или четырьмя датчиками.

Еще один немаловажный параметр – объем двигателя:

  • если он меньше 2 л, то автомобиль оснащается двумя датчиками, найти которые не составит особого труда (первый лямбда-зонд располагается под капотом, а второй – под днищем);
  • если больше 2 л, авто будет иметь четыре лямбда-зонда (два – под капотом и два – под днищем).

Воочию убедиться в наличии и количестве подкапотных датчиков можно следующим образом:

  1. Откройте капот.
  2. Найдите мотор (обычно он располагается прямо посередине подкапотного пространства под пластиковой крышкой с наименованием марки автомобиля).
  3. Найдите выпускной коллектор (это массивные трубы, расположенные рядом с двигателем, одна часть которых прилегает к мотору, а другая уходит вглубь).
  4. На коллекторе найдите небольшой элемент в форме цилиндра, длина которого не превышает 5–7 см. Это и есть лямбда-зонд (если их несколько, то один будет расположен справа, а другой – слева).

Чем же обусловлен интерес автомобилистов к расположению лямбда-зонда? Все дело в том, что датчик кислорода не вечен и требует замены после определенного пробега. Техническая документация большинства транспортных средств свидетельствует о том, что лямбда-зонд необходимо менять на новый после 80 000 км пробега.

Задний датчик кислорода

Задний или нижний кислородный датчик установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из катализатора. Сигнал от заднего лямбда-зонда используется для контроля эффективности нейтрализатора.

Датчик кислорода (Лямбда-зонд) — что это, как работает, проблемы, симптомы, замена
Контроллер постоянно сравнивает сигналы от передних и задних датчиков O2. Основываясь на двух сигналах, ЭБУ знает, насколько хорошо каталитический нейтрализатор работает. Если катализатор выходит из строя, ЭБУ включает индикатор «Check Engine», чтобы вы знали об этом.

Задний датчик кислорода можно проверить с помощью диагностического сканера, адаптера ELM327 с программой Torque или осциллографа.

Замена датчика кислорода

Проблемы с датчиком кислорода являются распространёнными. Неисправный лямбда-зонд может привести к увеличению расхода топлива, увеличению выбросов в атмосферу и различным проблемам во время вождения (провалы оборотов, плохое ускорение, плавающие обороты и т. д.). Если датчик кислорода неисправен, его необходимо заменить.

В большинстве автомобилей замена ДК является довольно простой процедурой. Если вы хотите заменить кислородный датчик самостоятельно, с некоторыми навыками и руководством по ремонту, это не так сложно, но вам может понадобиться специальная торцевая головка для датчика (на фото).

Иногда может быть трудно вытащить старый лямбда-зонд, так как они часто сильно ржавеют.

Еще одна вещь, о которой следует знать — некоторые автомобили, как известно, имеют проблемы с заменяемыми датчиками кислорода.

Например, есть сведения о неоригинальном датчике кислорода, вызывающем проблемы в некоторых двигателях Chrysler. Если вы не уверены, лучше всегда использовать оригинальный датчик.

Идентификация датчика кислорода

Передний лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором обычно называют датчиком «выше по потоку» или датчиком 1.

Задний датчик, установленный после катализатора, называется датчик «ниже по потоку» или датчик 2.

Типичный рядный 4-цилиндровый двигатель имеет только один блок (ряд 1 / банк 1). Поэтому в рядном 4-цилиндровом двигателе термин «Банк 1, Датчик 1» просто относится к переднему датчику кислорода. «Банк 1, Датчик 2» — это задний кислородный датчик.

Читайте подробнее: Что такое Банк 1, Банк 2, Датчик 1, Датчик 2?

Двигатель V6 или V8 имеет два блока (или две части этого «V»). Обычно блок цилиндров, содержащий цилиндр № 1, называется «Банк 1».

Датчик кислорода (Лямбда-зонд) — что это, как работает, проблемы, симптомы, заменаРазличные производители автомобилей определяют Банк 1 и Банк 2 по-разному. Чтобы узнать, где банк 1 и банк 2 в вашем автомобиле, вы можете посмотреть в руководстве по ремонту или в Google, указав год, марку, модель и объём двигателя.

Как проверить лямбда-зонд на предмет неисправностей

Проверять исправность лямбда-зонда рекомендуется каждые 10 000 км пробега, причем делать это надо даже в том случае, если никаких проблем в работе датчика не наблюдается.

Первым этапом диагностики должна быть проверка надежности соединения клеммы с датчиком и последующий осмотр лямбды на предмет наличия внешних деформаций. После этих действий необходимо выкрутить лямбда-зонд из коллектора и осмотреть защитный кожух (в случае необходимости следует очистить накопившиеся отложения).

Про кислород:  Освидетельствование газовых баллонов в московской области адреса на карте

1. Визуальная проверка трубки зонда.


Если в ходе осмотра на защитной трубке датчика кислорода обнаружены следы сажи белого, серого или серебристого оттенка, лямбда-зонд подлежит замене.

2. Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером).

Использование мультиметра позволяет проверить:

  • наличие напряжения в нагревательной цепи;
  • «опорное» напряжение;
  • состояние нагревателя;
  • сигнал датчика.


Работа с мультиметром или вольтметром осуществляется согласно нижеописанному алгоритму:

  • не снимая разъем с датчика, включаем двигатель;
  • щупы прикрепляем к цепи подогрева.

Показания устройства должны соответствовать напряжению на аккумуляторе – 12 В.

«Плюс» передается на датчик от аккумулятора через предохранитель. Если показания отсутствуют, значит, проблему следует искать в этой цепи.

«Минус» передается на датчик от блока управления. Соответственно, отсутствие показаний связано с проблемами цепи «лямбда-зонд – ЭБУ».


Этими же аппаратами можно измерить опорное напряжение. Примерный алгоритм:

  • Заводим двигатель.
  • Измеряем напряжение между сигнальным проводом и массой.
  • Показания прибора должны остановиться на отметке 0,45 В.

В целях диагностики нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы проверки:

  • Снимаем разъем.
  • Замеряем сопротивление между контактами нагревателя.
  • Разные датчики могут показывать различные сведения, нормальными показаниями при этом считаются цифры в пределах 2–10 Ом.

Обратите внимание! При отсутствии сопротивления можно говорить о возможных разрывах в цепи нагревателя.

Вольтметр или мультиметр также применяют в целях проверки сигнала датчика. Необходимые действия:

  • Включаем зажигание.
  • Прогреваем двигатель до рабочей температуры.
  • Соединяем щупы устройства с сигнальным проводом и проводом массы.
  • Увеличиваем количество оборотов мотора до 3 000 в минуту.
  • Отслеживаем колебания напряжения (скачки от 0,1 В до 0,9 В считаются нормой).


Если на каком-либо этапе проверки лямбда-зонда показатели датчика выходят за рамки указанных пределов, его необходимо менять на новый.

3. Проверка осциллографом.

Основное достоинство проверки осциллографом заключается в возможности определения времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.


Пошаговый алгоритм:

  • Соединяем щуп устройства с сигнальным проводом.
  • Прогреваем двигатель до рабочей температуры.
  • Увеличиваем количество оборотов до 2 600.
  • Изучаем данные измерительного прибора и устанавливаем работоспособность кислородного датчика.

Стоит отметить, что именно осциллограф позволяет выявить максимальное количество недостатков, связанных с работой лямбда-зонда.

Правильно заменить вышедшее из строя устройство на новое можно, посмотрев видео-фрагмент:

Как продлить срок службы лямбда-зонда и когда его менять


Зная принцип работы лямбда-зонда и его взаимосвязь с другими элементами, установить нарушение функционирования датчика будет достаточно просто. Датчик лямбда-зонда однозначно требует внимания автовладельца в следующих случаях. Если:

  • на холостых оборотах или на малом газу мотор работает с перебоями либо глохнет;
  • в ходе работы транспортного средства расходуется повышенное количество топлива;
  • резко ухудшились динамические характеристики автомобиля;
  • после прекращения работы двигателя слышны шумы, похожие на потрескивание, которые сопровождаются неприятным запахом сероводорода.

Если после выключения двигателя вы услышали потрескивание рядом с нейтрализатором, то, вероятнее всего, лямбда-зонд вышел из строя, реанимировать его уже не получится. Но если не упустить время до окончательной поломки, увеличить период работы устройства можно при соблюдении следующих условий:

  1. Заправляйте авто только качественным и подходящим для вашей модели топливом.
  2. Отдавайте предпочтение проверенным жидкостям с присадками, которые имеют сертификаты качества.
  3. Откажитесь от использования герметиков в целях фиксации датчиков.
  4. Выдерживайте достаточные паузы между запусками двигателя.
  5. Не отключайте свечи зажигания при проверке работы цилиндров.
  6. Старайтесь не перегревать выхлопную систему машины (максимально допустимая температура для нормального функционирования лямбда-зонда составляет 950 °C).
  7. Не обрабатывайте наконечники датчиков средствами, в составе которых присутствуют химически активные элементы.
  8. Следите за герметичностью соединения датчика и трубы.

Придерживаясь перечисленных рекомендаций, вы сможете максимально продлить срок службы лямбда-зонда и осуществлять его замену только по мере необходимости.

Ошибочно полагать, что маленький лямбда-зонд является незначительной деталью, которая не требует вашего внимания. Кислородный датчик участвует в работе основных систем автомобиля, а каждая замена лямбда-зонда на 1 500–2 000 рублей будет уменьшать ваш бюджет.

Как работает датчик кислорода

Существует несколько типов лямбда-зондов, но для простоты в этой статье мы рассмотрим только обычные генерирующие напряжение датчики кислорода.

Как следует из названия, генерирующий напряжение датчик кислорода генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разнице в количестве кислорода внутри и снаружи выхлопного газа.

Для правильной работы лямбда-зонд необходимо нагреть до определенной температуры. Типичный современный датчик имеет внутренний электрический нагревательный элемент, который питается от ЭБУ двигателя.

Когда топливовоздушная смесь (ТВС), поступающая в двигатель, бедная (мало топлива и много воздуха), в выхлопе остается больше кислорода, и кислородный датчик создает очень небольшое напряжение (0,1 – 0,2 В).

Если ТВС обогащается (много топлива и мало воздуха), в выхлопе остается меньше кислорода, поэтому датчик будет генерировать бОльшее напряжение (около 0,9 В).

Каких видов бывают лямбда зонды?

Независимо от того, как работает датчик кислорода и в какой части системы он установлен, для получения электрического сигнала о составе выброса внутри предусмотрен твердый электролитический элемент. В зависимости от типа этого компонента различают следующие виды зондов:

  • циркониево-оксидные, способные определить количество воздуха в топливе в относительной величине (больше/меньше);
  • датчики с высокой чувствительностью, способные точно определить соотношение компонентов топливной смеси (Denso);
  • титановые, которые работают без доступа атмосферного кислорода.
Про кислород:  Пропускает редуктор на газовом баллоне. С чем это может быть связано и как починить механизм?

На автомобили устанавливают датчики, предназначенные для конкретной марки или модели, а также изделия универсальной конструкции. Последние не комплектуют оригинальным разъемом — его, увы, приходится искать отдельно.

Информацию о составе выхлопа на контроллер подают и датчики других видов, которые отличаются количеством контактов (1- 6), способом установки (резьба/фланец), а также узко- или широкополосные модели по диапазону измерения (до коэффициента 1,6). Все варианты подключаются и работают по аналогичной схеме с передачей сигнала в ЭБУ для корректировки состава топливовоздушной смеси и объема впрыска топлива.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Перечислим несколько сигналов, свидетельствующих о необходимости замены лямбда-зонда:

  • сверхсильная токсичность выхлопных газов;
  • нестабильная динамика разгона;
  • кратковременное включение индикатора неисправности двигателя при резком увеличении оборотов;
  • нестабильные холостые обороты;
  • повышенный расход топлива;
  • потрескивания в области катализатора при заглушенном моторе;
  • постоянно горящая лампа неисправности двигателя;
  • поступление необоснованных сигналов о переобогащенном составе топливовоздушной смеси.

Обратите внимание, что все перечисленные признаки могут свидетельствовать о поломке не только лямбда-зонда, но и других запчастей автомобиля.

Средняя продолжительность работы лямбда-зонда составляет 60 000 –130 000 км. К числу возможных причин поломки датчиков относят:

  • установку устройств с использованием силиконовых герметиков, не рассчитанных на высокие температуры;
  • использование низкокачественного топлива;
  • попадание масла в выхлопную систему из-за износа маслосъемных колец или колпачков;
  • перегрев лямбда-зонда в результате некорректно выставленного зажигания или переобогащенной топливовоздушной смеси;
  • многократные попытки включения двигателя в течение короткого периода времени, которые приводят к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
  • нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
  • деформация конструкции датчика.

Регулировка соотношения топливовоздушной смеси

Передний датчик O2 отвечает за поддержание оптимального соотношения смеси воздух / топливо, поступающей в двигатель, которая составляет приблизительно 14,7:1 или 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Блок управления регулирует топливовоздушную смесь на основе обратной связи от переднего датчика кислорода. Когда передний лямбда-зонд обнаруживает высокий уровень кислорода, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на бедной смеси (недостаточно топлива) и поэтому добавляет топлива.

Когда уровень кислорода в выхлопе становится низким, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на богатой смеси (слишком много топлива) и уменьшает подачу топлива.

Этот процесс непрерывен. Компьютер двигателя постоянно переключается между обедненным и обогащенным состоянием, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздух / топливо. Этот процесс называется операцией замкнутого цикла.

Если вы посмотрите на сигнал напряжения переднего датчика кислорода, он будет циклически колебаться где-то между 0,2 вольт (бедная) и 0,9 вольт (богатая).

Когда автомобиль заводится холодным, передний кислородный датчик не прогрет полностью, и ЭБУ не использует сигнал ДК1 для регулировки топлива. Этот режим называется разомкнутым контуром. Только когда датчик полностью прогрелся, система впрыска топлива переходит в режим замкнутого контура.

В современных автомобилях вместо обычного датчика кислорода установлен широкополосный датчик топливовоздушного соотношения. Датчик соотношения воздух / топливо работает по-другому, но служит той же цели — для определения, является ли топливовоздушная смесь, поступающая в двигатель, обогащённой или обеднённой.

Датчик топливовоздушного соотношения является более точным и может измерять более широкий диапазон.

Устройство и особенности работы лямбда-зонда

В этой статье подробно описано о видах и принципе работы лямбда зонда.

Не секрет, что к современной автомобильной технике предъявляются высокие экологические требования. Благодаря различным датчикам и сложным системам появилась реальная возможность максимально очистить выхлопные газы от вредных примесей. Основным из всех устройств очистки по-прежнему является каталитический нейтрализатор, который входит в состав выпускной системы. Особенности его конструкции позволяют подавить поток вредных веществ. Однако это еще не все, поскольку результативность его работы напрямую зависит от того, насколько эффективно топливная смесь сгорает в цилиндрах.

 Несмотря на то, что впрыск топлива на современных двигателях контролируется при помощи электроники, необходимо еще и получить качественную рабочую смесь. Это возможно благодаря кислородному датчику (лямбда-зонду). Рассмотрим его устройство, особенности работы и наиболее часто встречаемые неисправности.

Конструкция и принцип действия лямбда-зонда

 Итак, основное назначение датчика кислорода – управление процессом смесеобразования. Это возможно благодаря замеру содержания кислорода в автомобильных выхлопах. Далее эти показания передаются в систему электронного управления, которая корректирует рабочие показатели смеси. Лямбда-зонд может входить в конструкцию глушителя, либо устанавливаться на выпускной патрубок силового агрегата. Отметим, что на машине может быть установлено два кислородных датчика. В однолямбдной системе датчик устанавливается перед каталитическим нейтрализатором, в двухлямбдной – помимо основного, дополнительный датчик стоит сразу за катализатором. Благодаря двум датчикам в системе, производится более точная корректировка состава воздушно-топливной смеси, а также контроль над эффективностью работы катализатора.

Как работает узкополосный датчик кислорода?

 Известно, что кислородные датчики бывают двух видов:

— двухуровневые (узкополосные);

— широкополосные.

 Узкополосный датчик имеет простую конструкцию и выступает в качестве генератора волнообразных сигналов. Если в конструкцию лямбды входит нагревательный элемент, тогда количество контактов на его разъеме может быть увеличено до четырех. Что касается устройства датчика, то он является обыкновенным гальваническим элементом, правда в роли электролита представлены керамические соты, которые свободно пронизывают ионы кислорода, но, для того, чтобы они стали полностью проводимыми, необходим нагрев до температуры около 400 градусов.

 Как только в систему топливовпрыска поступает сигнал с кислородного датчика, согласно его показаний начинается приготовление эталонной рабочей смеси, при сгорании которой, на контактах лямбды вырабатывается напряжение, величиной примерно равной 0,6 В. В случае когда смесь плохо обогащена, выхлопные газы авто перенасыщены кислородом, поэтому напряжение на контактах датчика снижается в половину, следовательно, форсунки открыты дольше. В хорошо обогащенной смеси сгорает больше кислорода, поэтому его содержание в выхлопе незначительно. Напряжение датчика увеличивается, а время открытия форсунок уменьшается. Поскольку силовой агрегат во время движения работает в разных режимах, корректировка смесеобразования постоянно меняется. Соответственно, напряжение на контактах лямбды постоянно изменяется, таким образом, датчик работает в волнообразном режиме.

Про кислород:  Лямбда-зонд LEXUS LS 400 (UCF20_) 1998 - 2000, двигатель 1UZ-FE | AUTO2.RU

Как работает широкополосный датчик?

 Поскольку постоянно ужесточаются экологические требования, предъявляемые к выхлопным газам транспортных средств, соответственно, необходимо добиться полного сгорания топливной смеси в цилиндрах мотора. По этой причине узкополосные лямбда-зонды не особо эффективны, поэтому их с успехом заменили широкополосные устройства.

 Особенностью работы такого датчика является возможность корректировки смесеобразования отдельно для каждого цилиндра, практически мгновенное реагирование на изменение происходящих в двигателе процессов, и быстрое включение в работу. Это положительно отражается на работе силового агрегата, и, в разы снижает количество вредных химических соединений в выхлопных газах.

 Конструкция сложного кислородного датчика состоит из разделенных зазором насосных и измерительных ячеек, между которыми находится газ с постоянным составом. Зазор между сотами сложной лямбды сделан таким образом, что находящийся в нем газ не контактирует с выхлопными газами, что позволяет максимально точно определить содержание кислорода в них, путем его откачивания. Выхлопы необогащенной смеси перенасыщены кислородом, который откачивается из зазора между ячеек при помощи положительного электрического заряда. В случае, с обогащенной смесью, кислород, наоборот закачивается в измерительный контур, для этого заряд меняется на противоположный. Система электронного управления, постоянно контролирует величину тока проходящего через ячейки, и подбирает ему соответствующий параметр. В отличие, от простого кислородного датчика, сложная лямбда имеет криволинейный выходной сигнал.

Симптомы неисправности кислородного датчика

 Несмотря на всю простоту конструкции, лямбда-зонд считается самым уязвимым элементом моторного агрегата, ресурс которого исчисляется максимальным пробегом в 80 тыс. км, после чего, довольно часто, лямбда начинает работать некорректно.

 Диагностировать какую-либо его неисправность достаточно проблематично из-за того, что он не выходит из строя сразу, а начинает работать с перебоями. Например, неправильно считывает показания, вследствие чего топливоподача в цилиндры осуществляется некорректно. Если же система управления продолжительное время не получает данные о содержании кислорода в выхлопе автомобиля, она переходит в режим при котором использует средние показатели, в результате чего нарушается состав рабочей смеси, силовой агрегат начинает работать с перебоями.

 Распространенными признаками поломки кислородного датчика являются:

— повышенное потребление топлива;

— работа силового агрегата на холостых оборотах с перебоями;

— превышение СО в выхлопах транспортного средства;

— резкое снижение ходовых характеристик автомобиля.

 Мотор, который оборудован двумя лямбда-зондами «болезненнее» реагирует на некорректную работу либо поломку одного из них. Стоит отметить, что возможно, двигатель вообще перестанет функционировать, пока кислородный датчик не будет заменен исправным.

 Зачастую, датчик выходит из строя, либо работает неправильно по следующим причинам:

— использование некачественного топлива;

— нарушена работа системы топливовпрыска;

— неправильно отрегулировано зажигание;

— наличие выработки в цилиндрах и износ поршней;

— повреждение корпуса либо рабочего элемента кислородного датчика.

 При продолжительной эксплуатации лямбды, причиной ее поломки очень часто становится рабочий элемент датчика. В этом случае замены зонда не избежать. Но, бывает и так, что вновь установленный на автомобиль кислородный датчик начинает работать с перебоями. В таком случае, необходимо проверить его корпус и рабочую часть на предмет скопления на них различных загрязнений и отложений, которые затрудняют нормальную работу устройства. Решением проблемы станет чистка датчика раствором ортофосфорной кислоты, после которой лямбду необходимо хорошо промыть водой, высушить, и только потом установить на машину. Если же это не помогло, и кислородный датчик по-прежнему работает неправильно, единственный выход из ситуации – его замена.

 Об исправности датчика красноречиво говорит правильная и бесперебойная работа силового агрегата, умеренное потребление топлива, снижение вредных веществ в выхлопе авто и отсутствие ошибок в памяти ЭБУ.

Видео расскажет о принципе работы лямбд-зонда (кислородного датчика):

Видео расскажет о том, как проверить работу лямбд-зонда своими руками:

Устройство и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд представляет собой обычный электрический элемент, через который проходят выхлопные газы. Устройство датчика кислорода предполагает наличие внутри корпуса токопроводящего элемента, электродов, сигнального контакта и заземления. Выходной электрический сигнал формируется при изменении напряжения в зависимости от состава выхлопного потока.

Работа датчика основана на принципе сравнения уровня кислорода в отработавших газах и атмосферном воздухе. Установка внутри трубы до и после каталитического нейтрализатора полностью исключает попадание вредных веществ за пределы системы. Электрическая схема в устройстве такого датчика кислорода задействуется только после разогрева до температуры 300 – 400 ºC, что необходимо для появления электропроводимости твердого электролита.

Принцип работы лямбда зонда позволяет выявить даже малейшее превышение норм по опасным веществам. Но даже при заправке горючего высокого качества с минимальным содержанием примесей через 100 – 150 тыс. км пробега датчики кислорода, а часто и катализаторы (нейтрализаторы), приходится менять.

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий