Согласно строгому определению, лямбда-зонд или кислородный датчик – это устройство, оценивающее концентрацию кислорода в отработавших выхлопных газах. Казалось бы, зачем "мозгам" двигателя знать, что вылетает наружу? Очень просто – чтобы приготовить оптимальную топливно-воздушную смесь и снизить токсичность выхлопных газов.
Название "лямбда-зонд" не случайно происходит от греческой литеры "лямбда" (λ) – в автомобилестроении она обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (соотношении топлива и воздуха). Когда ее состав оптимален – а таким принято считать 14,7 кг воздуха к 1 кг топлива – то коэффициент избытка воздуха равен единице, а смесь считается стехиометрической и обеспечивает полное сгорание топлива. В зависимости от коэффициента существует три вида топливно-воздушной смеси – это упомянутая выше оптимальная стехиометрическая, "богатая" с избытком топлива (в данном случае λ < 1) и "бедная" с не оптимально большим содержанием воздуха (λ > 1).
Если датчик увидел наличие свободного кислорода, не вступившего в реакцию, то это означает, что топлива должно быть больше. В противном случае, когда воздуха наоборот мало, требуется сократить подачу горючего.
Двигатели способны работать не только на оптимальной топливно-воздушной смеси, но также на "богатой" или "бедной" – все зависит от целей и задач, к которым относится динамика, экономичность и снижение вредных выбросов. Наименьшее потребление топлива и чистота выхлопа будет при лямбде, равной единице, а на обогащенной смеси двигатель будет развивать оптимальную мощность. Отметим, что заметные отклонения от стехиометрической смеси могут привести к поломкам как выпускной системы, так и двигателя. Раз уж зашел разговор об идеальной топливно-воздушной пропорции, то следует отметить следующее. Двигатель нечасто работает на стехиометрической смеси, но при этом постоянно стремиться к ней. Удерживать "идеальный" состав длительное время невозможно, поскольку на смесеобразование влияет масса факторов. Таким образом, электронный блок управления постоянно регулирует его, удерживая в условно оптимальных рамках.
Лямбда-зонд находится в выпускном тракте (проще говоря, он вкручен в систему) и соседствует с каталитическим нейтрализатором. У современных автомобилей кислородный датчик установлен как перед ним (называется верхний лямбда-зонд), так и на выходе катализатора (нижний лямбда-зонд). Конструктивно они идентичны, но выполняют несколько разные замеры. Так, верхний датчик отслеживает, сколько кислорода содержится в отработавших газах. Сигнал с него отправляется в электронный управляющий блок двигателя и тот считывает характеристики топливно-воздушной смеси – проще говоря, понимает, стехиометрическая ли она, обогащенная или обедненная. В зависимости от результата, происходит корректировка объемов подаваемого в цилиндры топлива для приготовления смеси с оптимальным составом. Что касается нижнего кислородного датчика, то он нужен для контроля работы каталитического нейтрализатора и более точной корректировки.
Отметим, что в стародавние времена гораздо менее строгих экологических норм нижние лямбда-зонды не применялись.
Наиболее популярны устройства на основе диоксида циркония. Выглядят они как металлический стержень, конец которого скруглен, с проводом. Непосредственно с выхлопными газами контактирует наружный электрод (для этого в защитном кожухе предусмотрены отверстия), в то время как с атмосферой взаимодействует внутренний. Между ними как раз и находится двуокись циркония или твердый электролит. Оба электрода имеют платиновое напыление. Есть и нагревательный элемент, который призван как можно скорее выводить лямбда-зонд на высокую рабочую температуру в районе 300 °С.
Датчик работает в крайне неблагоприятных тяжелых условиях, находясь в потоке горячих отработавших газов. Водитель узнает о неисправности и дело не в загоревшейся контрольной лампе Check Engine на приборной панели. Выход лямбда-зонда из строя сопровождается увеличением расхода топлива, неустойчивой работой двигателя на холостых оборотах и снижением мощности, а также характерным "бензиновым" запахом из выхлопной трубы – резким и "токсичным". В общем, автомобиль подаст сигнал.
Причины неисправностей кислородного датчика редко провоцируются механическими повреждениями – все-таки он сравнительно неплохо защищен. Наиболее часто лямбда-зонд требует замены из-за износа в процессе эксплуатации, либо загрязнения или обрыва электрической цепи нагревательного элемента. Прикончить датчик может некачественное топливо, технические проблемы, например, сгорание масла из-за плохого состояния маслосъемных колец или антифриз в топливе. Правда, в этом случае проблемы с лямбда-зондом будут наименьшей из сложностей. Бывает, что он работает с перебоями из-за электрического питания и окисления контактов, что отражается на топливно-воздушной смеси и, соответственно, поведении автомобиля.
Как видите, неисправность кислородного датчика не только делает езду на автомобиле проблематичной, но в ряде ситуаций способна повлечь за собой другие поломки. Поменять датчик можно самостоятельно, если до него получиться добраться. Перед этим следует обесточить автомобиль и снять с датчика колодку. Дальше – самое интересное: далеко не всегда удается выкрутить прикипевший лямбда-зонд с первого раза, поэтому следует проявить осторожность, чтобы не сломать. Если вывернуть удалось, то не забудьте перед установкой нового очистить резьбу в выпускной системе.
Главная / Лямбда-зонд
Строгие экологические нормы (которые, к тому же, постоянно ужесточаются) требуют постоянного контроля токсичности выхлопа автомобиля. За параметрами следит блок управления двигателем, регулируя степень обогащения топливной смеси. Для правильной работы этого компьютера требуются специальные датчики.
Система, в которой установлены кислородные датчики, функционирует следующим образом:
Становится понятно, что датчик лямбда зонда влияет не только на экологию, а также на мощность автомобиля и расход топлива.
Важно! Речь идет о системе с двумя лямбдами. Автомобили, в которых установлен один кислородный датчик, встречаются сейчас относительно редко. Следует знать, что пара лямбд (до и после катализатора) устанавливается на выходе из каждого выпускного коллектора. Если у вас двигатель V6, V8 или V10, с двумя коллекторами – количество датчиков удваивается.
Ресурс лямбды составляет 50-100 тысяч километров, в зависимости от условий эксплуатации, особенности самого датчика и ряда других факторов. Это достаточно дорогой расходник, его замена ощутима для кошелька.
Принцип действия рассматриваемого элемента основан на изменении электрического потенциала между электродами, при различном содержании кислорода в анализируемом воздухе. Один электрод – внешний, выполнен с применением платины (это оправдывает высокую стоимость). Второй – внутренний, из циркония. Эти металлы при прохождении атомов кислорода, формируют некоторый потенциал, увеличивающийся при повышении концентрации О2.
Для нормальной работы датчика требуется температура от 300 до 1000 °C. Пока двигатель не прогрелся, система не функционирует должным образом. Мощность силовой установки избыточна, токсичность выхлопа – высокая. Для моментальной готовности лямбды, внутренний электрод нагревается. К нагревателю подводятся дополнительные провода питания.
Универсальный кислородный датчик может иметь различную конструкцию – широкополосный, двухточечный, коаксиальный. Принцип анализа концентрации О2 один и тот же.
Неисправность лямбда зонда приводит к серьезным проблемам в работе двигателя. Поэтому не стоит игнорировать поломку. И тем более, нельзя самостоятельно пытаться отремонтировать датчики. Даже если Вы знаете, где находится лямбда зонд, его легко повредить при демонтаже. В условиях высоких температур резьба намертво прикипает. А использовать стандартный накидной ключ невозможно, по причине длинных проводов, выходящих из датчика.
Обратившись в сервис «Ваш глушитель», Вы получите грамотную диагностику и профессиональный ремонт без повреждения хрупких лямбда зондов. Наши мастера знают все неисправности датчика кислорода, и смогут устранить поломку с минимальными финансовыми затратами. Не обязательно сразу менять деталь, некоторые дефекты подлежат ремонту. Специалисты нашего сервиса по ремонту выхлопных систем помогут Вам сэкономить на ремонте.
25 октября 2019, 10:47
лямбда-зонд выхлоп
Лямбда-зонд , также называемый кислородным датчиком, представляет собой небольшой зонд, расположенный на выхлопной трубе автомобиля , между выпускным коллектором и каталитическим нейтрализатором. Он был разработан Volvo в 70-х годах.
Если у вас новый автомобиль, он будет оснащен двумя лямбда-зондами. В этом случае второй датчик будет расположен сразу за каталитическим нейтрализатором.
Лямбда-зонд регулирует количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя, оптимизируя воздушно-топливную смесь, что, в свою очередь, обеспечивает правильную работу двигателя. Это также повлияет на уровень выбросов вредных газов, если убедиться, что каталитический нейтрализатор работает правильно.
Таким образом, лямбда-зонд обеспечивает соответствие вашего автомобиля европейским нормам по загрязнению и выбросам CO2.
Поскольку лямбда-зонд расположен перед каталитическим нейтрализатором, он может измерять количество воздуха и топлива в несгоревших углеводородах после сгорания.
Таким образом, электронный блок управления (ЭБУ) автомобиля, который управляет некоторыми функциями двигателя , получит правильные данные о выбросах и затем выпустит точное количество необходимого газа. Это необходимо для снижения выбросов загрязняющих веществ.
Если лямбда-зонд неисправен, данные не будут отправлены в ЭБУ, который затем будет использовать ошибочную информацию. Это, скорее всего, приведет к увеличению расхода топлива, а, следовательно, и выбросов загрязняющих веществ.
В конечном итоге это может привести к засорению каталитического нейтрализатора, который затем придется заменить.
Срок службы лямбда-зонда составляет около 93 000 миль пробега. Однако это может быть короче в зависимости от многочисленных факторов, которые могут повредить его, в основном из-за аномалий, исходящих от двигателя. Утечки из выхлопных газов также могут повредить зонд.
Если вы заметили один из признаков, указанных выше, мы рекомендуем вам обратиться к механику, который может проверить, исходит ли неисправность от лямбда-зонда. Это делается с помощью автомобильного диагностического прибора.
Если вам в скором времени нужно будет везти машину на ТО, знайте, что неисправный лямбда-зонд приведет к выходу из строя вашего автомобиля. Не стесняйтесь сравнить расценки на диагностику автомобиля из ближайших к вам гаражей или получить расценки на полную замену лямбда-зонда .
Ездить без лямбда-зонда крайне не рекомендуется. Запчасть гарантирует, что ваш автомобиль не выбрасывает больше CO2, чем разрешено законами ЕС.
Более того, даже если вы думаете, что ваша машина будет мощнее, это не продлится долго, так как каталитический нейтрализатор будет иметь более высокий риск засорения.
Кроме того, вы потратите больше денег, так как отключение лямбда-зонда увеличит расход топлива примерно на 15%.
Узнайте цены на новые лямбда-зонды
Практические рекомендации
Как это работает количество кислорода в выхлопе. Хотя это может показаться довольно скромной задачей, датчик O2 на самом деле является одним из самых важных датчиков на любом транспортном средстве, отвечающим за поддержание правильного баланса между воздухом и топливом для оптимальных выбросов. Из-за этого вам захочется узнать, что он делает, почему он выходит из строя и, что важно, как заменить его, когда он выходит из строя.
Большинство автомобилей имеют как минимум два кислородных датчика, расположенных по всей выхлопной системе; по крайней мере один перед каталитическим нейтрализатором и один или несколько после каталитического нейтрализатора. «Предварительный датчик» регулирует подачу топлива, а нижний датчик измеряет эффективность каталитического нейтрализатора.
Датчики O2 обычно можно разделить на узкополосные или широкополосные. Чувствительный элемент находится внутри датчика, заключенного в стальной корпус. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные прорези или отверстия в стальной оболочке датчика и достигают чувствительного элемента или внутренней ячейки. С другой стороны внутренней камеры кислород из воздуха за пределами выхлопа проходит вниз по датчику O2 и контактирует с ним. Разница в количестве кислорода между тем, что присутствует в наружном воздухе, и тем, что присутствует в выхлопных газах, способствует потоку ионов кислорода и создает напряжение.
Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопных газах слишком мало кислорода, на электронный блок управления двигателем (ECU) отправляется сигнал уменьшить количество топлива, подаваемого в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедная, то подается сигнал увеличить количество используемого топлива в двигателе. Слишком много топлива производит углеводороды и угарный газ. Слишком малое количество топлива производит загрязняющие вещества оксида азота. Сигнал датчика помогает поддерживать правильный состав смеси. Широкополосные датчики O2 имеют дополнительную ячейку накачки O2 для регулирования количества кислорода, присутствующего в чувствительном элементе. Это позволяет измерять гораздо более широкое соотношение воздух/топливо.
Поскольку кислородный датчик находится в потоке выхлопных газов, он может загрязниться. Распространенными источниками загрязнения являются чрезмерно обогащенная топливная смесь или просачивание масла в старом двигателе, а также сгорание охлаждающей жидкости двигателя в камере сгорания в результате утечки через прокладку двигателя. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, со временем изнашивается. Все это может повлиять на характеристики отклика датчика кислорода, что приведет к увеличению времени отклика или сдвигу кривой напряжения датчика и, в долгосрочной перспективе, к снижению производительности датчика.
На что обращать внимание при отказе датчика кислорода
Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух/топливо, поэтому он в конечном итоге угадывает. По этой причине есть несколько контрольных признаков, на которые следует обратить внимание:
Чтобы определить источник неисправности датчика O2, выполните следующие действия:
Общие коды неисправностей и причины включают в себя:
Перед заменой датчика необходимо диагностировать проблему. Подключите диагностический прибор, например, Delphi DS, выберите правильный автомобиль и считайте код(ы) неисправности. Подтвердите код неисправности, выбрав оперативные данные и сравнив значение подозреваемого неисправного датчика со значением заведомо работающего датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя автомобиля, чтобы найти правильное значение для сравнения. Могут потребоваться другие инструменты или оборудование, чтобы определить, является ли причиной проблемы фактический датчик, а не проводка.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
