Лямбда-датчик (или датчик кислорода) — это специальное устройство и тип датчика. Его задача — контролировать содержание кислорода в коллекторах электростанций.
Прибор используется для оценки общего объема кислорода или смеси несгоревшего топлива в выхлопных газах автомобиля.
Лямбда-датчики часто устанавливаются в отопительных котлах и других системах, где требуется контроль содержания кислорода.
Назначение
Знание принципов работы лямбда-датчика и его назначения полезно для водителя.
Во-первых, никто не будет обманывать владельца транспортного средства. Во-вторых, в случае повреждения они могут сами «диагностировать» проблему.
Назначение датчика Lambda заключается в том, чтобы каталитический нейтрализатор, фильтрующий испарения автомобиля, мог выполнять свою работу.
По сути, каталитический нейтрализатор снижает вредность выхлопных газов, но Лямбда-датчик контролирует работу этой схемы.
Название зонда происходит от греческой буквы «лямбда», означающей «хорошо», которая указывает на объем кислорода в подготовленной топливной смеси.
Цена за единицу топлива Lambda составляет 14,7. Пропорциональность обеспечивается электронным впрыском топливной смеси и работой лямбда-датчика.
Работа устройства также зависит от его расположения в автомобиле.
Как правило, датчик кислорода устанавливается перед каталитическим нейтрализатором, позволяя точно измерять уровень кислорода в смеси и предупреждая блок управления впрыском в случае дисбаланса.
Для повышения производительности в новых моделях используются два датчика вместо одного. Они устанавливаются на одной стороне каталитического нейтрализатора, а другой датчик — на другой стороне.
Такая конструкция позволяет проводить более точный анализ вещания.
Эволюция развития
В прошлом кислородные датчики были более долговечными, что снижало точность и надежность самого устройства.
Сегодня лямбда-датчик действует как пороговое устройство. Таким образом, сигнал, получаемый от датчика, позволяет точно регистрировать и корректировать уровень соотношения кислорода в испарении.
Оптимальное соотношение составляет 14,7:1 (в реальности от необходимого объема воздуха). А как насчет параметра? В соответствии с этим значением смесь является идеальной.
Если он выше, то смесь более бедная. Если? Наоборот, смеси больше, а кислорода для сгорания недостаточно.
Первый лямбда-датчик был создан компанией Robert Bosch GmbH в 1960 году. Проект возглавил Гюнтер Бауманн.
Устройство было запущено в серийное производство только через 16 лет (1976 год). Первыми производителями стали Saab и Volvo.
Основные типы устройств
Сегодня можно выделить различные типы кислородных датчиков. Все они могут различаться по разным критериям.
- Количество кабелей — от 1 до 6,.
- Организация сенсорных элементов (существует два типа: ламинат и кольчуга), и
- По расположению в выхлопной трубе — с помощью фланцев или винтов, от
- От лямбды — широкополосный диапазон измерения (измерения производятся в диапазоне от 0,7 до 1,6) или узкая зона, контролирующая уровень лямбды на уровне над прибором.
Каждый тип устройства имеет свои уникальные характеристики.
Клеммные устройства.
Оснащен одним сигнальным кабелем. Это сигнал, генерируемый устройством.
2-контактный детектор.
Оснащен двумя кабелями. Один из них является сигнальным кабелем, а другой заземлен через корпус.
Заземляющий проводник может быть использован для точного определения значения сигнальной трубы.
3-контактный датчик.
Имеется сигнальный кабель, кабель «массы» и третий кабель к нагревателю.
Эти датчики характеризуются тем, что быстрее достигают желаемой температуры, продлевают срок службы устройства и снижают требования к выхлопной системе.
Мощность нагревателей, установленных в системе, составляет 12 или 18 Вт.
4-контактный.
Они имеют четыре провода:.
- Сигнальный проводник
- кабель, питающий систему отопления, кабель
- Третий кабель — это кабель «земли».
- Четвертый кабель — может использоваться для других задач (в зависимости от системы управления автомобилем).
Она может иметь точку контакта.
Например, его можно использовать в качестве заземления или для питания нагревательного элемента.
Особенностью современных лямбда-детекторов является то, что они совместимы и имеют одинаковую конструкцию.
Например, датчик с подогревом может быть заменен устройством без подогрева. Однако могут возникнуть проблемы с подключением к устройству или электропитанием.
Если кабелей недостаточно, вы можете подключить их самостоятельно, используя контакты автомобиля в качестве разъемов.
Сигнальный кабель всегда черного цвета, хотя маркировка может отличаться.
Масса» может быть желтой, серой или белой.
Устройство современных датчиков кислорода
Датчик кислорода имеет два электрода: внутренний электрод и внешний электрод.
Первый изготовлен из циркония, а второй покрыт платиной, что делает его более чувствительным к кислороду.
Лямбда-датчик располагается таким образом, чтобы через него проходили все выхлопные газы автомобиля.
По мере прохождения газа внешний электрод оценивает уровень содержания кислорода в выхлопном газе. Это вызывает изменение потенциала между электродами.
Чем выше уровень кислорода, тем выше уровень напряжения. Рабочая температура циркониевых электродов составляет от 300 до 1 000 градусов Цельсия.
Именно поэтому кислородные датчики изготавливаются с предварительным подогревателем, который необходим при запуске.
Существует два типа датчиков: двухточечные и широкополосные. Они выглядят одинаково, но отличаются по конструкции и принципу действия.
Двухточечные датчики состоят из двух электродов. Его задача — определить соотношение увеличенного объема воздуха в топливной смеси.
Что касается широкополосных устройств, то они имеют более современный дизайн. Его основная функция заключается в подаче инжектируемого тока.
Конструктивно широкополосный датчик состоит из двух керамических устройств (инжекционного и двухточечного).
Принцип действия
Кислород имеет отрицательно заряженные ионы. Они собираются на платиновом электроде, который генерирует разность потенциалов (напряжение), когда датчик достигает нужной температуры (примерно 400 градусов Цельсия).
Если смесь очень бедная, в газе будет больше кислорода; и наоборот, если смесь обогащена, кислорода будет мало.
Напряжение составляет 0,2-0,3 вольта в первом случае и 0,7-0,9 вольта во втором.
Система управления двигателем поддерживает уровень напряжения примерно 0,4-0,6 вольт, т.е. уровень лямбда 1,0.
Во время работы происходит изменение режима работы двигателя, что помогает регулировать параметры напряжения в обоих направлениях. В то же время, узкополосный датчик может принимать только параметры больше нуля.
Лямбда-датчик, расположенный после каталитического нейтрализатора, работает аналогичным образом.
После обработки газа каталитическим нейтрализатором уровень кислорода остается неизменным. Это позволяет поддерживать оптимальную разность потенциалов 0,4-0,6 вольт.
Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы
Датчик широкой зоны для измерения уровня кислорода — это лямбда-датчик, устанавливаемый в современных автомобилях.
Его особенность заключается в том, что он действует как каталитический преобразователь на входе устройства. Необходимые параметры измеряются с помощью входного тока.
Основное отличие датчика Broad Zone заключается в том, что он имеет два рабочих элемента, один насосный элемент и двухточечный керамический нагреватель.
В процессе откачки кислород под действием силы тока проходит через соответствующий элемент.
Принцип работы широкополосного детектора основан на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.
Сама разность потенциалов возникает между двумя точечными электродами. Изменяя ток инжекции, обеспечивается достижение желаемого напряжения.
По мере уменьшения объема кислорода в выхлопной трубе напряжение между электродами увеличивается, и ЭБУ получает соответствующую команду.
Затем генерируется сигнал для требуемого тока и составляется уравнение напряжения.
Мощность анализируется ЭБУ, и блок управления воздействует на систему впрыска.
Нормальная работа кислородного датчика возможна при температуре 300 градусов Цельсия. Это достигается за счет использования нагревателей.
К чему приводит неисправность зонда?
Первой проблемой, вызванной отказом датчиков, является повышенная «стерилизация» автомобиля и общее ухудшение его динамики.
Основной причиной является деформация знаков датчика, что приводит к расхождению соотношения кислород/топливо.
Если датчики отказывают, автомобиль остается на дороге (в значительной степени зависит от автомобиля).
Некоторые модели имеют неисправные механизмы, приводящие к высокому расходу топлива. Это может привести к необходимости срочного ремонта.
Если датчик Лямбда поврежден, его можно заменить только аналогичным механизмом.
Если установлено устройство другого типа, встроенный компьютер автомобиля может просто не распознать сигнал нового датчика.
Если оба датчика одновременно повреждены, автомобиль полностью остановится.
Причины поломки
Стоит отметить, что кислородные датчики очень чувствительны к повреждениям.
Неисправность может быть вызвана:.
- Низкое качество топлива. Плохой бензин оставляет свинцовый осадок на лямбда-датчике. Такое наращивание снижает чувствительность электрода к топливной смеси. Через некоторое время датчик может быть забракован.
- Механическое повреждение. Сам кислородный датчик может быть поврежден. К серьезным повреждениям можно отнести неисправность корпуса, поломку обмотки устройства и т.д.
Проблема решается установкой нового датчика. Ремонт при таком типе повреждения бесполезен. 3.
Чрезмерное количество топлива, подаваемого на ролик двигателя, просто не сгорает и уходит в систему выпуска в виде сажи 3.
Со временем черная пластина накапливается на компонентах выхлопной системы автомобиля, включая кислородный датчик. В результате датчики лямбда начинают выходить из строя.
В качестве «лекарства» для удаления инфекции можно использовать специальные очистители и паруса. Однако если датчик регулярно засоряется, его лучше заменить.
Как выявить поломку?
Неисправный лямбда-датчик можно распознать по следующим симптомам
- Повышенная общая токсичность выхлопных газов. Конечно, этот показатель нельзя определить визуально. Помочь могут только специальные инструменты. Если уровень СО значительно повышается, датчик кислорода, безусловно, повреждается.
- Повышение «прыти» автомобиля — это проблема, которая распознается практически сразу. Единственное, повышенное потребление не обязательно означает, что датчики неисправны.
- Включение контрольной лампы двигателя — это еще один сигнал о наличии проблемы в системе. Обычно загорание этого индикатора связано с поломкой лямбда-датчика. Для более точного определения ошибки и выявления неисправности необходимо обратиться в сервисную мастерскую.
Также важно знать, как управлять лямбда-датчиком.
Можно ли отключать лямбда зонд?
Для технического специалиста отсоединение кислородного датчика занимает всего несколько минут. Однако полезность такой задачи весьма сомнительна.
При отключении лямбда-датчика ЭБУ переключается на промежуточную подачу топлива в двигатель. Это влияет на надежность и расход топлива (обычно еще хуже).
Кроме того, отсоединение лямбда-датчика может потребовать перепрограммирования ЭБУ, так как при этом всегда возникает ошибка.
Поэтому рекомендуется заменить лямбда-датчик, если он неисправен.
Обманка лямбда зонда: что это?
Если каталитический нейтрализатор заменен на пламегаситель или устройство удалено, сигналы двух лямбда-датчиков будут идентичны. Это неизбежно приведет к ошибке.
Эта проблема может быть решена путем установки бампера с лямбда-датчиком.
Выпускается в двух вариантах:.
По своей конструкции они представляют собой бронзовые прокладки и имеют определенные размеры. Внутри комплекса есть специальные каталитические распылители, которые помогают сжигать вредные вещества.
Одним из таких устройств является микропроцессорное устройство, которое анализирует весь выпускной канал и обрабатывает данные, полученные от первого датчика.
Его назначение — обеспечить нормальную работу системы управления двигателем при повреждении или удалении каталитического нейтрализатора.
Несмотря на свою компактность, лямбда-датчик является одним из самых важных компонентов автомобиля. Он отвечает не только за снижение выбросов, но и за многие другие функции.
Невыполнение этого требования может привести к повышенному расходу топлива, снижению мощности двигателя или полной поломке автомобиля.
