что это, как проверить, неисправности :: Autonews

Когда лямбда-зонд сбоит, это вызывает ряд симптомов, некоторые из которых потенциально опасны для мотора. Разбираемся, что такое лямбда-зонд, о каких видах и частых неисправностях стоит знать водителю.

• Что это
• Где находится
• Виды
• Неисправности

adv.rbc.ru

Эксперт в этой статье: Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan

Что такое лямбда-зонд

Лямбда-зонд — это электронный датчик для измерения состава продуктов сгорания, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания. Свое название он получил по букве греческого алфавита λ (лямбда), которую в автомобилестроении используют для обозначения коэффициента избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (ТВС).

Работа двигателей внутреннего сгорания строится на принципе воспламенения воздуха и топлива.

Для стабильной работы мотора важно приготовить смесь в нужных пропорциях. Эталонное, или стехиометрическое, весовое соотношение этих двух компонентов составляет 14,7:1 (воздух/топливо). В этом случае лямбда равна единице. При отклонении этого значения говорят об обедненной или обогащенной смеси.

Фото: Shutterstock

Оба состояния одинаково вредны для мотора. Например, слишком бедная смесь, та, в которой больше кислорода, будет проявляться провалами, рывками и существенным снижением мощности. Если ситуация противоположная, то вырастет расход топлива, возможны пропуски зажигания. Фиксируя количество кислорода на выходе ,датчик передает информацию главному компьютеру, который принимает решение, как скорректировать подачу топлива в камеру сгорания.

В автомобилестроении кислородные датчики применяют с конца 1970-х годов. Изобретение принадлежит компании Bosch, а первыми серийными моделями, на которые ставились лямбды, стали Volvo серии 240/260 для рынка США. Сегодня в конструкции авто может быть от одного до четырех таких датчиков.

Их основные задачи:

• контроль уровня кислорода в выхлопных газах;
• передача информации электронному блоку управления (ЭБУ) о том, насколько полно сгорает ТВС;
• обратная связь от каталитического нейтрализатора;
• снижение уровня вредных выбросов;
• повышение производительности мотора.

Каждый лямбда-зонд соответствует определенной марке и модели авто, поскольку его работа напрямую связана с «мозгами» машины. Подбирают элемент по VIN- номеру или по году, объему мотора и мощности.

Где находится лямбда-зонд

Лямбда-зонд обычно расположен в выхлопной системе автомобиля. В современных авто используют сразу несколько датчиков, которые можно найти как под капотом, так и на выхлопной трубе.

Первый располагается рядом с двигателем. Его хорошо видно, и он легко заменяем — это небольшой цилиндрический элемент, вкрученный в выпускной коллектор (иногда их сразу два). Основная задача такого лямбда-зонда — считывать информацию об уровне кислорода и вредных примесей в отработанных газах до их очистки каталитическим нейтрализатором. Второй зонд крепится под днищем автомобиля к выхлопной трубе до глушителя. Он фиксирует показатели после катализатора и также отправляет информацию ЭБУ. Электроника сравнивает два потока данных на предмет разницы.

Фото: Shutterstock

В более старых автомобилях, как правило, только один нижний датчик. В конструкции современных моделей с двигателем объемом 1,6 л и более предусмотрена система из двух лямбда-зондов. Автомобили с двойным выхлопом оснащаются тремя-четырьмя элементами. Два перед катализатором, ближе к двигателю, и по одному на каждую трубу выпускного коллектора.

В некоторых случаях в конструкцию датчика вводят дополнительный элемент — обманку. Это может быть некая металлическая проставка или электронный эмулятор. Чаще ее ставят на вторую лямбду. Таким образом удается обмануть ЭБУ об уровне кислорода и чистоте выхлопов. Подобная манипуляция может потребоваться в случае удаления катализатора или его неисправности. В противном случае компьютер автомобиля будет постоянно сигнализировать о проблеме (горящий Check на панели), что может негативно сказаться на продуктивности мотора.

Виды лямбда-зондов

Наиболее распространенные виды кислородных датчиков — из диоксида циркония и широкополосные. Реже встречают титановые. По количеству контактов бывают датчики с одним проводом (сигнальным) или сразу четырьмя, включая заземление и подогрев. Тип крепления элемента также варьируется. Наиболее распространен винтовой, когда датчик просто вкручивается в выхлопной коллектор, но может быть крепление и на фланец. Вот нюансы работы наиболее распространенных сегодня кислородных датчиков:

Циркониевый лямбда-зонд

Особенность этого датчика в том, что он сам генерирует напряжение. Электрический разряд возникает из-за разницы уровня кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Рабочая температура циркониевой лямбды от 300 градусов Цельсия, ниже этого значения он просто не заработает. Первые модели таких датчиков нагревались исключительно от тепла выхлопов. Таким образом, элементу требовалось время, и двигатель работал определенный промежуток  вслепую. Благодаря системе подогрева, которая сегодня монтируется внутри кожуха, рабочая температура достигается почти сразу, что особенно актуально в зимнее время.

Соответственно, слепой промежуток в современных моделях сведен к минимуму. Главные рабочие элементы циркониевого лямбда-зонда это:

• твердый электролит из диоксида циркония;
• внутренний и внешний электроды;
• защитный колпак с перфорацией;
• нагревательный элемент.

Конструктивно внутренняя часть керамики сообщается с воздухом, а ее внешняя поверхность с отработанными газами. Разница в концентрации молекул кислорода снаружи и внутри формирует сигнальное напряжение в 0,45 В (в этом случае лямбда равна единице). В случае отклонения значений ЭБУ дает команду исполнительным механизмам увеличить или уменьшить подачу топлива в зависимости от показаний.

Титановый датчик кислорода

Такой датчик не сообщается с атмосферой и не генерирует электрический ток. В отличие от циркониевого, титановый снижает свое сопротивление, когда двигатель богат топливом, и увеличивает его, когда топливо обеднено. Рабочая температура титанового лямбда-зонда начинается от 700 градусов Цельсия. Сегодня такие элементы применяют в ограниченном количестве моделей авто, главным образом из-за дороговизны.

Широкополосный лямбда-зонд

Конструктивно такой элемент сложнее двух предыдущих, но зато он точнее. Главное отличие от циркониевого в том, что широкополосный элемент показывает величину обеднения или обогащения смеси, а не просто сам факт отклонения от нужных значений.

Такой лямбда-зонд состоит из двух камер: измерительной и насосной. В первой за счет разного напряжения поддерживается эталонный состав. Отработанные выхлопные газы из коллектора проникают в специальную диффузионную щель, где происходит их дожигание. Далее датчик кислорода измеряет эталонные значения в измерительной камере и показатели из диффузионной щели. Полученные результаты отправляются ЭБУ. Рабочая температура широкополосного датчика не менее 600 градусов Цельсия. Для этого в его конструкции также используется система подогрева.

Признаки неисправности лямбда-зонда

В отличие от масляных и воздушных фильтров датчики кислорода не требуют регулярной замены, но в случае поломки покупка нового элемента неизбежна. В целом это уязвимая деталь. Лямбда все время находится в крайне агрессивной среде: ее поверхность раскалена до высоких температур, на датчик воздействует сильное давление, вибрации, не меньшую роль играет качество топлива и, в частности, присадки в нем. В случае неисправности лямбда-зонда на приборной панели загорается лампочка Check Engine. Чтобы точно диагностировать проблему, специалисты в сервисе считают ошибку, но иногда может помочь простой визуальный осмотр.

Например, сажевые отложения на защитном кожухе характерны для мотора, работающего продолжительное время на переобогащенной смеси. Серый или белый налет указывает на чрезмерное количество присадок в моторном масле и топливе. Блестящие отложения говорят об избытке свинца, который образуется при использовании некачественного топлива.

В среднем производители автомобилей рекомендуют проводить замену кислородных датчиков с интервалом 50–100 тыс. км в зависимости от типа рабочего элемента. Как правило, верхний (установленный до катализатора), выходит из строя быстрее.

Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan:

«Глобально проблем с лямбда-зондом может быть всего две: это нарушение проводки или внутренняя неисправность самого датчика, поскольку он не разборный.

Определить наличие неисправности легко — помимо сигнала Check, будет наблюдаться повышенный расход топлива, пропадание мощности при ускорении, сильный запах из выхлопной трубы и перепады оборотов ДВС.

Неисправный датчик начнет отправлять неправильные показания в блок управления ДВС. Головной компьютер корректирует неустойчивую работу ДВС, поднимает обороты и дополнительно обогащает смесь. В результате увеличивается расход топлива. В дальнейшем это может привести к выходу из строя свечей зажигания».

Замена кислородного датчика — диагностика и подключение лямбда-зонда

Как работает кислородный датчик автомобиля

Лямбда-зонд — это датчик, который установлен на выпускном тракте. Он отслеживает уровень кислорода в выхлопных газах с соблюдением экологических стандартов. Кроме того, от него напрямую зависит работа двигателя и его ресурс.

Зачем нужен датчик лямбда-зонд?

Блок управления получает от кислородного датчика информацию и корректирует с ее учетом рабочую смесь, добавляя или уменьшая топливо.

На дизельных автомобилях лямбда-зонд служит с той же целью — оптимизация рабочей смеси.

На состояние зонда влияет некачественное топливо или износ двигателя. Если двигатель изношен, то сгоревшее масло попадает в выпускной коллектор и тем самым уменьшает ресурс датчика. Корректность показаний зависит от степени его загрязненности. Также искажение может произойти из-за негерметичности выпускного тракта.

В современных авто используются уникальные устройства, но для решения задач подходит и универсальный лямбда-зонд. Его можно использовать при соблюдении правил установки. В комплекте с универсальным датчиком идут специальные коннекторы. Они ставятся на разъем, чтобы не нарушать целостность проводки.

Как проверить лямбда-зонд?

Диагностика лямбда-зонда начинается с чтения ошибок. Обращаем внимание на то, как звучит ошибка, и проводим дальнейшую проверку. Например, если диагностика показала обрыв цепи, изучаем проводку датчика. Если она исправна, то потребуется проверка самого автомобиля.

Распознать поломку поможет визуальный осмотр. Например, если на устройстве появились пятна сажи, это значит, что топливо чрезмерно сконцентрировано. Если заметны серые пятна — в бензине избыточное содержание свинца. Для проверки используется мультиметр, диагностика происходит в режиме замера сопротивления.

Обратите внимание: на состояние лямбда-зонда влияют другие элементы системы. Например, если произошла утечка технических жидкостей (масло, антифриз), то датчик будет выходить из строя до тех пор, пока вы не проведете ремонт поломки.

Замена лямбда-зонда

Замена нужна, если вы заметили один из следующих симптомов:

• Индикатор Check Engine зажегся

• При движении ощущаются рывки

• Двигатель стал работать с меньшей мощностью

• Расход топлива стал больше

• Не пройден тест на качество выхлопа

Обычно датчик кислорода меняют по необходимости.

Тем не менее, мы советуем производить манипуляцию через 160 000 километров пробега для планарных устройств, через 100 000 км — для датчиков с подогревом, через 80 000 км — для лямбда-зондов без подогрева.

Для замены кислородного датчика потребуется специальный инструмент.

Предварительно необходимо разогреть двигатель, чтобы не повредить резьбу. Но не переборщите, чтобы не допустить расширения коллектора.

С помощью отвертки отсоедините разъемы проводов. Затем задействуйте инструмент, чтобы открутить датчик и снять его. Если возникнут сложности, используйте смазку, но не позволяйте ей попасть на другие детали.

При установке нового датчика следите за тем, чтобы не было перекосов, чтобы крепление было затянуто достаточно сильно. Подключите разъемы и поставьте защиту, а затем проверьте, работает ли автомобиль на разных режимах. Если на приборной панели не сообщается об ошибках, процедура завершена.

Помните, что неисправность датчика приводит к большему расходу топлива. Кроме того, поломка негативно влияет на ресурс двигателя. Так что следите за индикаторами, чтобы не увеличивать стоимость ремонта, который рано или поздно придется сделать.

Посмотреть видео о замене датчика

Заменить лямбда-зонд в ЕвроАвто по адресам.

Записаться на замену лябда-зонда

Узнать стоимость описанных работ для своего авто, подобрать запчасти и записаться в автосервис

Кислородные датчики играют жизненно важную роль в управлении выбросами и производительностью двигателя

Кислородные датчики являются важнейшим компонентом систем управления двигателем (EMS) на протяжении 40 лет.

Поскольку все больше внимания уделяется сокращению вредных выбросов выхлопных газов, они занимают центральное место в борьбе за снижение воздействия современных автомобилей на окружающую среду. Это первая из двух статей, посвященных тому, как работают эти датчики и как они максимизируют эффективность современного двигателя внутреннего сгорания.

По мере того, как производители автомобилей пытаются решить все более строгие задачи по выбросам, кислородный датчик требуется для выполнения все большего количества задач. В этой функции мы рассмотрим две стандартные функции датчика, а затем перейдем к более продвинутым функциям в следующем информационном бюллетене.

Классическая функция – датчик регулирования

Соотношение воздуха и топлива должно быть точным, чтобы двигатель внутреннего сгорания работал эффективно. На состав топливной смеси могут влиять многочисленные факторы, в том числе температура, высота над уровнем моря и нагрузка на двигатель. Крайне важно, чтобы качество смеси измерялось точно и регулярно.

Кислородные датчики необходимы для измерения концентрации кислорода в выхлопных газах.

Они преобразуют эти измерения в сигнал, который затем возвращается в электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Устройство использует эту информацию для управления параметрами синхронизации форсунок, контролируя и соответствующим образом регулируя уровни.

Двигатель работает наиболее эффективно, когда топливовоздушная смесь составляет 14,7:1. Это называется стехиометрическим отношением, или лямбда 1 (λ=1). Следовательно, работу этих кислородных датчиков часто называют лямбда-регулированием.

Позволяя блоку управления двигателем контролировать эту критическую смесь воздуха и топлива, кислородные датчики являются наиболее важными датчиками в EMS. Отказ датчика будет означать, что EMS больше не получает обратную связь о концентрации кислорода в выхлопных газах, заставляя двигатель работать в режиме управления без обратной связи, что означает, что двигатель «угадывает» и, следовательно, менее эффективен и производит больше вредных веществ. выбросы.

Вторая функция – диагностический датчик

Надежность каталитических нейтрализаторов имеет решающее значение для контроля выбросов современных бензиновых двигателей. Со временем эти трехходовые преобразователи могут медленно деградировать или повреждаться, что может иметь серьезные последствия для газов, которые транспортное средство выбрасывает в атмосферу.

Чтобы обеспечить соответствие автомобиля все более строгим стандартам выбросов, после каталитического нейтрализатора добавлен вторичный кислородный датчик, который постоянно контролирует его работу.

Выполняя роль диагностического датчика, он измеряет концентрацию кислорода, чтобы убедиться, что нужный уровень кислорода достигает преобразователя. Это важно, если преобразователь должен выполнять свою роль в преобразовании вредных веществ в газы, менее вредные для окружающей среды.

Химические реакции, происходящие в каталитическом нейтрализаторе, означают, что уровень выделяемого кислорода должен быть близок к нулю. ЭБУ использует сигналы, которые он получает как от регулирующего, так и от диагностического датчиков кислорода, чтобы обеспечить работу двигателя на оптимальном уровне.

Важнейшая роль

Современные системы экстренной помощи полагаются на данные, поступающие от множества различных датчиков, однако кислородный датчик играет ведущую роль в измерении того, что происходит в топливно-воздушной смеси. Поскольку регулирующие органы работают над дальнейшим предотвращением выброса вредных газов в атмосферу, эти датчики будут играть все более важную роль в контроле выбросов загрязняющих веществ и экономии топлива.

Мы не можем предвидеть, какие будущие проблемы ждут автомобильные компоненты, но мы можем быть уверены, что по мере развития технологий и нормативно-правовой базы эти датчики останутся в авангарде проектирования двигателей.

Усовершенствованные функции датчика кислорода поднимают производительность двигателя на новый уровень

Функции датчика кислорода необходимы для обеспечения работы современных автомобильных двигателей. Они могут не только гарантировать, что автомобильный двигатель производит меньше выбросов, но и обеспечить эффективное использование топлива автомобилем.

В то время как традиционные датчики кислорода представляют собой дискретные переключатели, которые просто включаются и выключаются, что означает, что концентрация кислорода выше или ниже определенного уровня, более современные датчики способны измерять точную концентрацию кислорода. Эти датчики называются линейными датчиками.

В отличие от «переключаемых» кислородных датчиков, линейные датчики могут предлагать расширенные функции датчиков, которые обеспечивают улучшенный контроль над работой двигателя автомобиля. Благодаря более точному мониторингу выхлопных газов эти датчики позволяют системам управления двигателем (EMS) регулировать производительность двигателя, делая его более экономичным, экологичным и даже «умным».

Это означает, что внедрение расширенных функций датчика кислорода приносит пользу как производителю, так и владельцу автомобиля; сделать автомобиль более экологичным, экономичным и еще более надежным в более широком диапазоне применений и обстоятельств. В этой статье будет рассмотрено, как работают эти усовершенствованные кислородные датчики и как они позволяют современным автомобильным двигателям работать более эффективно.

Управление режимами обогащения и обеднения

В современных автомобилях в автомобильные двигатели встроено несколько средств контроля выбросов, чтобы гарантировать, что их выхлопные газы остаются в установленных пределах. Одним из таких элементов управления является трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, который очищает выхлопные газы.

Эта деталь работает при очень специфических концентрациях выхлопных газов, а это означает, что если концентрация углеводородов или кислорода слишком высока или слишком низка, то каталитический нейтрализатор может быть поврежден. Линейные датчики помогают защитить каталитический нейтрализатор от повреждений, помогая блоку управления двигателем (ECU) определять фактическое присутствие кислорода в каталитическом нейтрализаторе.

Это означает, что если двигатель либо работает в гонке, то есть имеет богатую смесь, либо работает накатом, то есть имеет более обедненную смесь, линейные датчики могут получать информацию о том, выше или ниже средняя концентрация кислорода, позволяя ЭБУ для принятия контрмер.

Не только определяя, содержат ли выхлопные газы кислород, но и в какой концентрации, ЭБУ может защитить каталитический нейтрализатор от чрезмерного или недостаточного воздействия кислорода или углеводородов. Этот контроль обеспечивает эффективную работу двигателя при любом составе топливно-воздушной смеси, предотвращая высокий уровень выбросов и повреждение каталитического нейтрализатора.

Обнаружение дисбаланса цилиндров

По мере старения двигателя его цилиндры могут работать по-другому. Благодаря обнаружению дисбаланса цилиндров датчики могут отслеживать эти изменения в производительности и предлагать ECU принять меры.

Во-первых, эти датчики (которые очень точны и быстро реагируют) будут обнаруживать проходящие отдельные импульсы выхлопных газов и предупреждать ЭБУ о любых изменениях. Затем ЭБУ может соотносить каждый импульс с каждым отдельным цилиндром и проверять измерения, подавая специальный сигнал, например, вызывая пропуск зажигания, не зажигая один из цилиндров.

При обнаружении нерегулярного сигнала ЭБУ может затем компенсировать недостаточную производительность этого цилиндра, исправляя проблему без нагрузки на остальные цилиндры.

Это означает, что производительность поддерживается без воздействия на двигатель.

Кроме того, ЭБУ может использовать информацию, полученную от этих нерегулярных сигналов, для сообщения бортовой диагностической системе (OBD) о любых аномальных отклонениях отдельных цилиндров. Затем они переводятся в диагностические коды неисправностей (DTC), которые позволяют механикам находить основные причины и ремонтировать двигатель быстрее и эффективнее.

Датчики в системах доочистки выхлопных газов

По мере того, как на производителей автомобилей оказывается все больше требований по сокращению выбросов выхлопных газов, внедряются системы доочистки выхлопных газов. Эти системы включают рециркуляцию выхлопных газов, каталитические нейтрализаторы оксидов азота и дизельные сажевые фильтры (DPF), все из которых предназначены для снижения выбросов в выхлопных газах.

Датчики кислорода используются наряду с датчиками давления и температуры для контроля условий, в которых работают эти системы. Они измеряют концентрацию кислорода и, следовательно, позволяют ECU судить, находятся ли условия в пределах соответствующих рабочих спецификаций конкретных систем, например. процесс регенерации сажевых фильтров требует высокой концентрации кислорода и высоких температур. Кислородные датчики не только гарантируют, что эти системы могут работать, но и имеют основополагающее значение для предотвращения потенциально очень дорогостоящих повреждений.

Эти системы в основном включены в современные автомобили с дизельным двигателем, при этом одна или несколько систем поддерживаются одним или несколькими кислородными датчиками. Тем не менее, новые проекты DENSO OE уже используют преимущества новейших датчиков, облегчая эти расширенные функции в бензиновых двигателях и приводя эти автомобили в соответствие с нормами выбросов.

Расширенные функции датчиков снижают выбросы и расход топлива

Являясь ключевым элементом системы EMS, эти датчики позволяют автомобилям лучше контролировать свои выбросы, не влияя на работу двигателя.