Кислородные датчики: подробное руководство | Портал Кузов
28 января 2015
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, менеджер DENSO по продукту (кислородные датчики).
Какую работу выполняет датчик кислорода в автомобиле?
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.
Где находится датчик кислорода?
Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 г.
Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
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.Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
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.
Какие бывают датчики?
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.
Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
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.
Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
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.
Как часто необходимо менять датчик кислорода?
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.
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.
Комментарии
Рекомендованные статьи
Датчик кислорода (лямбда-зонд)
Лямбда-зонд – электронный датчик, служащий одним из «органов чувств» блока управления двигателем
ДвигательКислород — необходимый элемент для сгорания любого вида топлива, в том числе, и автомобильного. По количеству кислорода, остающегося в отработавших газах, можно судить о том, насколько хорошо происходит процесс сгорания топлива в цилиндрах двигателя. Для измерения количества кислорода применяется лямбда-зонд.
История появления датчика кислорода и названия «лямбда-зонд»
Практическим применением лямбда-зонда в системе выпуска двигателя внутреннего сгорания инженеры заинтересовались еще в конце шестидесятых, а первый серийный образец датчика был создан в 1976 году немецкой компанией Robert Bosch GmbH. Впервые применили датчик кислорода в своих автомобилях шведские концерны Volvo и Saab. Второе название датчика — лямбда-зонд — происходит от греческой буквы «лямбда». В теории двигателестроения эта буква используется для обозначения коэффициента избытка воздуха в топливно-воздушной смеси.
Принцип действия датчика
Сигнал лямбда-зонда используется блоком управления для поддержания оптимального или, как его называют в автомобилестроении, стехиометрического соотношения воздуха к бензину в камере сгорания. Близким к идеалу считается пропорция около 14,7:1, где 14,7 — количество воздуха, необходимого для наиболее эффективного сгорания топлива.
Лямбда-зонд применяется не только на автомобильных двигателях, но и на других устройствах для сжигания топлива, например, на водогрейных котлах. Как и в случае с ДВС, он используется для настройки
Датчик кислорода устанавливается в отверстие в корпусе выпускного коллектора. Если в конструкции предусмотрен второй, а вернее сказать, вторичный лямбда-зонд, он ввинчивается в отверстие в приемной трубе перед катализатором. Работа лямбда-зонда основана на принципе Вальтера Нернста – немецкого ученого, открывшего возможность обнаружения нормального потенциала электрода с помощью кислорода. Если рассмотреть данный принцип применительно к лямбда-зонду, то с помощью электродов, которые находятся в датчике, можно определить количество кислорода в отработавших газах.
Эффективная работа лямбда-зонда может достигаться только при температуре не менее 300 градусов. Поэтому лямбда-зонд оснащен спиралью электрического подогрева, которая создает нужный температурный режим, пока двигатель еще не прогрелся. Датчик кислорода располагают в потоке отработавших газов так, чтобы внешний электрод омывался газами, а внутренний – находился в среде атмосферного воздуха. В зависимости от разницы в количестве кислорода между внутренними и внешними электродами, образуется электрический заряд, максимальная мощность которого находится на уровне 1 Вольта. Полученное значение передается и обрабатывается в компьютерном блоке управления двигателем. Сигнал из блока подается на топливные форсунки, дозирующие подачу топлива. В зависимости от того, какой сигнал подает блок управления, количество бензина в топливо-воздушной смеси может быть увеличено или уменьшено.
Типы лямбда-зондов
Часто можно услышать словосочетание «широкополосный лямбда-зонд». Любой водитель, увлекшийся тюнингом двигателя, рано или поздно узнает разницу между простым и широкополосным датчиком кислорода. Основная разница между широкополосным зондом и обычным датчиком, в принципе работы чувствительного элемента. Если же говорить о тюнинге двигателя, то сигнал, снятый с широкополосного датчика, отличается большей информативностью, а именно это и необходимо в случаях, когда заводские настройки двигателя подвергаются существенным изменениям. Чем больше информации можно получить от того или иного датчика, тем лучше, так как от этого будет зависеть точность настройки.
Условия эффективной работы лямбда-зонда
Датчик кислорода напрямую влияет на работу двигателя, поэтому в случае его неисправности качество-топливо воздушной смеси может измениться так резко, что двигатель работать не сможет. В случае неисправности сигнал меняется непредсказуемо или вовсе исчезает. Для того, чтобы не осложнять жизнь водителю внезапно заглохшим и упорно не заводящимся двигателем, разработаны и внедрены меры, позволяющие запустить двигатель и доехать на автомобиле с неисправным лямбда-зондом до станции техобслуживания. В случае обнаружения неисправности блок управления вводит в действие аварийную программу, в соответствии с которой в двигатель подается оптимизированная под различные условия топливо-воздушная смесь, позволяющая ему работать в усредненном режиме. Как правило, в таких случаях бензина в смеси больше, чем нужно, так как при таком условии он, скорее всего, не заглохнет.
Широкополосный лямбда-зонд позволяет наблюдать за изменениями в составе топливо-воздушной смеси в режиме реального времени
Естественно, расход топлива при этом увеличивается, так что водитель, разъезжающий на автомобиле с двигателем, работающим в аварийном режиме, рано или поздно поймет, что произошла поломка, даже если сразу он об этом не догадался.
Если же датчик исправен, на его работу может влиять целый ряд различных факторов.
Во-первых, место крепления датчика в выпускном коллекторе должно обладать качественным уплотнением. Если лямбда-зонд ввинчен не до конца, на качественные измерения рассчитывать точно не стоит. Недопустимо неверное соединение проводов кислородного датчика, так как блок управления будет считать, что датчик неисправен, и перейдет в аварийный режим. Ни при каких обстоятельствах нельзя использовать этилированное топливо – от него может испортиться не только лямбда-зонд, но и другие датчики. Безусловно, вреден перегрев корпуса датчика по любым причинам, например, в случае появления трещины в выпускном коллекторе.
Вопросы эксплуатации лямбда-зонда
Неполадки датчика на некоторых двигателях, в основном, устаревших моделей, могут не фиксироваться программой самодиагностики, поэтому при возникновении подозрений проверку лучше поручить специалистам. Определить поломку лямбда-зонда опытный диагност может при помощи простого вольтметра. Следует учитывать, что лямбда-зонд – это одна из наиболее уязвимых частей выхлопной системы. Срок службы детали обычно измеряется в категориях пробега, а не времени, и составляет 40-80 тысяч км в зависимости от состояния двигателя, систем впуска и подачи топлива, и условий эксплуатации.
Что делает кислородный датчик?
Опубликовано Пт, 9 июня 2017 г.
Как владелец автомобиля, последнее, что вы хотите видеть, это горящая ярко-оранжевая лампочка «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 Check Engine (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 работает неправильно, что приводит к чрезмерному количеству выбросов.
Что такое датчик кислорода?
Кислородный датчик, 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 кислородный датчик 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 компанией NTK в 1990 для использования в Honda Civic и Accord. Изготовленный с использованием слоев зеленых лент из высокотемпературной керамики Cofired (HTCC), датчик текущего типа стал более эффективным, чем датчики оригинального типа.
Мы можем починить вашу лампочку Check Engine! Найти ближайший магазин Meineke
Что делает кислородный датчик в автомобиле?
Все автомобили, выпущенные после 1980 года, оснащены кислородным датчиком. Он расположен в системе контроля выбросов. При работе датчик O2 отправляет данные на управляющий компьютер, расположенный внутри двигателя. В вашем автомобиле работающий датчик O2 гарантирует, что ваш двигатель работает с максимальной производительностью. Кроме того, этот датчик контролирует ваши выбросы и предупреждает вас, когда выбросы слишком чрезмерны. В штатах, в которых есть программы проверки транспортных средств для регулирования выбросов, использование CEL и индикатора O2 предупредит официальных лиц о любых чрезмерных выбросах. В результате, если один или несколько ваших кислородных датчиков неисправны во время проверки выбросов вашего автомобиля, вы, скорее всего, не пройдете проверку.
Сколько кислородных датчиков в автомобиле?
Автомобили с датчиками кислорода имеют как минимум один датчик перед каталитическим нейтрализатором, а также по одному в каждом выпускном коллекторе автомобиля. Фактическое количество кислородных датчиков для автомобиля зависит от года выпуска, марки, модели и двигателя. Однако большинство автомобилей более поздних моделей имеют четыре кислородных датчика. Обратите внимание на следующие автомобили с четырьмя кислородными датчиками:
- Honda Civic 1,8 л, 4 цилиндра, 9, 2013 г.0038
- 2010 Шевроле Тахо 6,0 л 8 цилиндров
- 2004 Джип Вранглер 4.0L 6 цилиндров
- 2000 Toyota Land Cruiser 4,7 л 8 цилиндров
Количество датчиков варьируется в зависимости от типа двигателя:
- Традиционные V6 и V8 имеют три датчика кислорода, включая левый и правый передние датчики кислорода и нижний кислородный датчик
- 4-цилиндровый поперечный датчик кислорода на входе и выходе
- V6 и V8 поперечные имеют четыре кислородных датчика, включая левый или передний ряд вверх по потоку; правый или задний берег выше по течению; задняя часть двигателя; и нижний датчик
- Рядные 4- и 6-цилиндровые двигатели имеют три кислородных датчика, включая датчик переднего и заднего ряда на входе и датчик на выходе
Что делают датчики кислорода?
Когда бензиновый двигатель сжигает бензин, в нем присутствует кислород. Кислород в двигателе является результатом ряда факторов, включая температуру воздуха, высоту над уровнем моря, температуру двигателя, нагрузку на двигатель и атмосферное давление. Идеальным соотношением кислорода и бензина является 14,7:1, которое немного варьируется в зависимости от различных типов газа. В случае, когда кислорода меньше, топливо остается после сгорания, что называется богатой смесью. С другой стороны, если присутствует больше кислорода, это называется бедной смесью. И богатая, и обедненная смеси вредны как для автомобиля, так и для окружающей среды. Богатая смесь приводит к тому, что топливо не сгорает, что создает загрязнение. Бедная смесь образует загрязняющие вещества оксида азота, что может привести к снижению производительности автомобиля и повреждению двигателя. Кислородные датчики расположены рядом с точками в выхлопной системе, чтобы определить, есть ли в вашем автомобиле богатая или обедненная смесь.
Как правило, датчик O2 создает напряжение из-за химической реакции, возникающей из-за несбалансированного соотношения бензина и кислорода. Большинство автомобильных двигателей могут определить, сколько топлива нужно израсходовать в двигатель, на основе напряжения датчика O2. Если ваш датчик кислорода не работает должным образом, ваш компьютер управления двигателем не может определить соотношение воздуха и топлива. Таким образом, двигатель вынужден угадывать, сколько бензина нужно использовать, что приводит к загрязнению двигателя и плохому функционированию автомобиля.
Как проверить датчик кислорода
Чтобы проверить датчик кислорода, вы можете оставить его прикрепленным к автомобилю или снять для проверки. Для тестирования требуются два инструмента: цифровой вольтметр с высоким импедансом и обратный щуп. У механика ремонтной мастерской Meineke есть эти необходимые и специализированные инструменты для проверки датчиков O2. Первым шагом к проверке датчика O2 является обнаружение окружающих проводов, чтобы убедиться, что они не повреждены и не имеют видимых признаков износа. Затем транспортное средство необходимо запустить и дать ему поработать, пока двигатель не достигнет 600 градусов по Фаренгейту, чтобы обеспечить точное считывание датчика. Используя задний датчик и вольтметр, кислородный датчик измеряется в заданном количестве точек и при определенных условиях, чтобы определить любые ошибочные измерения. Поскольку тестирование кислородного датчика требует специального обучения и инструментов, лучше всего доверить это тестирование на основе напряжения механику.
Чтобы запланировать проверку датчика кислорода, принесите свой автомобиль в местный центр обслуживания автомобилей Meineke, где вы можете доверить специалистам по обслуживанию автомобилей точную работу по проверке датчика кислорода.
Нужна ли замена датчика кислорода в вашем автомобиле?
Советы по транспортным средствам
Кислородный датчик вашего автомобиля измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из двигателя. Он отправляет в режиме реального времени данные о количестве несгоревшего кислорода в выхлопной системе на компьютер двигателя, чтобы определить правильное соотношение воздух-топливо для двигателя автомобиля. Кислородный датчик расположен в выхлопной системе автомобиля, что позволяет эффективно работать впрыску топлива и фазе газораспределения. Эта функция является частью системы контроля выбросов автомобиля.
(Pixabay / lthidayat)Неисправный или неисправный кислородный датчик оказывает негативное влияние на работу двигателя и выбросы в окружающую среду. К счастью, есть сигналы раннего предупреждения, которые сообщают водителю о неисправности кислородного датчика, что может предотвратить серьезные повреждения.
Пропуски зажигания двигателя и неровный холостой ход
Контрольными признаками неисправного кислородного датчика являются пропуски зажигания в двигателе или неровная или неравномерная работа автомобиля на холостом ходу. Кроме того, существуют другие проблемы с работой двигателя, связанные с неисправным кислородным датчиком, такие как остановка, колебания и потеря мощности.
Если вы наблюдаете эти проблемы с работой вашего автомобиля и горит индикатор проверки двигателя, вы можете быть почти уверены, что проблема связана с вашим кислородным датчиком.
Горит индикатор двигателя
Индикаторы Check Engine загораются по разным причинам, поэтому первое, что вам нужно сделать, это расшифровать код ошибки. Автомастерская должна иметь возможность провести диагностику, чтобы определить, в чем заключается ошибка. Если проблема связана с датчиком кислорода, вам нужно как можно скорее обратиться к механику.
Если механик определит, что проблема связана с датчиком кислорода, проблема может быть относительно легко решена путем замены датчика. Стоимость замены датчика кислорода составляет более 175 долларов США, в зависимости от модели вашего автомобиля плюс стоимость рабочей силы.
Низкий расход бензина и запах тухлых яиц
Неисправный датчик кислорода негативно влияет на системы сгорания и подачи топлива автомобиля. Если он не работает должным образом, датчик кислорода позволит впрыснуть слишком много топлива в двигатель, что проявится в значительно меньшем расходе бензина по сравнению с обычным расходом бензина вашего автомобиля.
Если в двигателе избыток топлива из-за плохого или неисправного кислородного датчика, двигатель будет издавать серный запах, похожий на запах тухлых яиц. Вы также можете заметить черный дым, исходящий из выхлопной трубы автомобиля.
В заключении
Когда горит индикатор проверки двигателя и присутствуют все эти симптомы, можно легко сделать вывод, что у вас проблема с кислородным датчиком. Кислородный датчик вашего автомобиля не предназначен для вечной работы, и его необходимо заменить в какой-то момент в течение срока службы вашего двигателя. Предполагается, что новые кислородные датчики эффективно работают от 60 000 до 9 лет.0000 миль, в зависимости от модели вашего автомобиля. Если ваш механик определит, что проблема вашего автомобиля связана с плохим или неисправным кислородным датчиком, замена не займет много времени, и вы будете готовы преодолеть еще много миль в дороге.
Запись на прием
Запишитесь на прием без обязательств, чтобы быстро получить необходимую помощь. Запланируйте сейчас!
Запишитесь на прием без обязательств
, чтобы быстро получить необходимую помощь.
Запись на прием
Запишитесь на прием без обязательств, чтобы быстро получить необходимую помощь.
Советы по транспортным средствам
7 признаков отказа двигателя
Отказ двигателя, особенно внезапный, может быть пугающим. Это может нарушить ваши планы, если вы едете куда-то важное, и в зависимости от проблемы ремонт может быть дорогим. К счастью, есть много предупреждающих знаков, которые могут сигнализировать вам, что ваш двигатель вот-вот выйдет из строя.
ЧитатьПочему в автомобиле перегорают предохранители и как их исправить
Если вы начинаете замечать некоторые проблемы с электричеством в вашем автомобиле, например, плафон не включается при открытии дверей или выключается радио, вам может потребоваться проверить предохранители.
ЧитатьКак заменить внешние наконечники рулевых тяг вашего автомобиля
Внешние наконечники рулевых тяг являются одной из наиболее важных частей системы рулевого управления вашего автомобиля.