Широкополосные датчики топливовоздушной смеси TOYOTA. Кислородные датчики: подробное руководство Датчик состава топливовоздушной смеси toyota

Идеальное соотношение бензина и воздуха , в котором вся смесь полностью сгорает считается стехиометрической (идеальной). Двигатель хорошо работает, если хорошо горит смесь бензин + воздух. Смесь хорошо горит, если она оптимальна. Смесь оптимальна, если на 14.7 г воздуха подают 1 г бензина. Оптимальная топливо-воздушная смесь, сгорает максимально быстро и отдает нужное количество энергии без лишнего нагрева. Главным в оптимальном образовании топливо-воздушной смеси является ДМРВ.

AFR - отношение воздуха к топливу в камере сгорания двигателя.

Идеальное соотношение топлива и воздуха для бензиновых двигателей (стехиометрической смесь) = 14.7/1 (AFR) для бензина / дизеля.

14,7 г воздуха на 1 г бензина.

Под каждое топливо нужно свое соотношение топливо/воздух.

Бедная или богатая смесь. Топливовоздушная смесь может быть бедной или богатой.

На одно платном Pilot никаких проблем вроде не было, акпп вообще переключается ровненько. А поставил ваговский недавно, думаю ведь родной лучше же, и че коробка че-то тупит иногда с первой на вторую. Пойду менять на сей девайс ДПДЗ Pilot . С ним работает лучше плавно . С перекрестка на нем милое дело педалить 1 2 3 отлично сами переключаются во время. ДПДЗ Pilot бесконтактный

Бедная смесь (инжектор), признаки и последствия

Настройка смеси

Во время движения автомобиля Pilot видеть в реальном времени какая смесь - бедная или богатая .

Бедная смесь признаки - глохнущий мотор, воздуха больше, чем 14.7 г, быстрее воспламеняется и сопровождается лишним нагревом.. Такая смесь склонна к детонации, на маленьких оборотах это не страшно. На полной нагрузке смесь 14 уже считается опасной. Делать всю систему на смеси 14.7 не разумно. На низких оборотах этого будет не достаточно для разгона, а на верхних вы просто поймаете детонацию.

Бедная смесь последствия - на высоких оборотах, с полной нагрузкой, уровень детонации достигает катастрофических последствий. Прогорание или сплавления поршня, выгорание клапанов или свечей зажигания. Повышение температуры и потеря мощности это самое простое что может случится с двигателем при детонации. Обычно это заклинивший и перегретый мотор.

На VAF"е расход был примерно литров 25 л по городу, а на конвертере, нормально настроенном, 15 л по городу , вот и считай выгоду. Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Богатая смесь (инжектор), признаки и последствия

Настройка смеси

Богатая смесь признаки

• Резко вырос расход горючего.
• Выхлопные газы черного или серого цвета.
• Воздуха меньше, чем 14.7 г, безопаснее и надежнее для двигателя.

Богатая смесь последствия - длительная работа двигателя на богатой смеси может привести к поломке поршней и выходу из строя свечей.

Во время движения автомобиля Pilot записывает работу датчика кислорода и датчика расхода воздуха. При этом можно видеть в реальном времени какая смесь - бедная или богатая.

В итоге хочу поблагодарить ребят, кто занимается этим проектом надеюсь их штука послужит мне долгое время. Кстати эта версия подходит как для механики так и для акпп, у меня коробка автомат так что для меня это подарок судьбы я бы сказал! ДПДЗ Pilot бесконтактный Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Причины образования богатой смеси инжекторного двигателя

• форсунки подают слишком большое количество топлива
• загрязнение воздушного фильтра
• плохая работа дроссельной заслонки
• неисправность регулятора давления топлива
• неисправность датчика расхода воздуха
• неисправность системы улавливания паров бензина
• некорректная работа экономайзера.

Работает на авто, на которых не работают народные методы типа проставок под лямбда-зонды и схемки типа конденсатор+резистор. Электронный эмулятор Лямбда зонда Катализатора 2-х канальный Pilot .. Для двигатели с двумя катализаторами и двумя дополнительными датчиками кислорода - надо купить один эмулятор. Поддержка лямбда зондов со смещенной сигнальной землей. Элект Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Лямбда-датчик

Показания лямбда-датчика - это отношение текущей смеси к идеальной.

Пример: текущая смесь- воздуха 12.8 г. Показания лямбда-датчика 0.87=12.8 / 14.7

ЭБУ учитывает показания лямбда-датчика только при равномерном движении.

При ускорении, торможении и прогреве ЭБУ не учитывает показания лямбда-датчика и работает по программе.

При настройке, необходимо поймать переход от бедной смеси в богатую. От этой точки сделать чуть побогаче.

Показания лямбда-датчика при этом скачут от 0 до 1. Точка перехода, примерно, 0.45.

Для остальных режимов работы двигателя применяют широкополосый датчик.

Достигнутая максималка - около 200-210 км/ч динамику не замерял, но в тестовом заезде как-то пересеклись с Е39 М50Б20 ну и по зажигали - оказалось что он мне не соперник по динамике ни с низу, ни на трехзначных скоростях. Реальный расход колеблется около 11л 92-го. Замена расходомера на неродной без прошивки! + настройка смеси Конвертер Pilot + BLUETOOTH Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Воздух - главным в оптимальном образовании топливо-воздушной смеси является ДМРВ

Точно подать бензин легче, чем точно подать воздух. Погрешности при расчете поступившего воздуха приводят к проблемам в работе двигателя. Погрешности будут меньше, если воздух поступает равномерным потоком. Равномерность потока создается:

• гладкими стенками воздуховода
• плавными поворотами воздуховода (1- 2)
• отсутствием пульсаций и завихрений (убрать из потока все, что приводит к этому, особенно фильтр "нулевик")

Если по линии подачи бензина все в порядке, то главным в оптимальном образовании смеси является ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). На основе его сигналов ЭБУ подает бензин. На выходе стоит "контролер" (лямбда зонд) и "нюхает" выхлопные газы. Он определяет чего много - бензина или воздуха и сообщает ЭБУ. ЭБУ корректирует подачу бензина.

Когда вы меняете расходомер на неродной (VAF на MAF), то:

• конструктивно меняете русло для потока воздуха - это очень важно
• должны решить проблему с датчиком температуры входящего воздуха (если он отсутствует, то зимой не заведется)
• и главное, поставить "переводчика" для ЭБУ, чтобы ЭБУ понимало какой сигнал старого расходомера соответствует сигналу нового расходомера (это такие устройства как конвертер Pilot VAF/MAF, MAF Emulator 3, "Датчика Виннерса" (Winners)).
• после всех изменений смесь требуется настроить .

Немножко утомила меня возня с расходомером или как часто его называют лопатой. Полазив по любимому лэнкрузер.ру наткнулся на ссылочку Pilot Engineering.
Почитал у них местный форум и пришел к выводу что это супер-пупер-мега-ПАНАЦЕЯ! Плюс этого конвертора в гибкости настройки. Он даже ШПЛЗ поддерживает! Конвертер Pilot + BLUETOOTH - настройка смеси Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Датчик температуры входящего воздуха

Для решения проблемы датчика температуры входящего воздуха есть два пути:

1. поставить вместо него резистор и ЭБУ будет думать, что у вас круглый год лето +20
2. расковырять VAF и достать из него датчик, и установить его во впускной коллектор (по результатам этот вариант лучше)

Двигатель

У двигателя несколько режимов работы:

• холостой ход и прогрев
  

нейтралка, КПП не подключена

режим холостого хода с подключенной коробкой, стоя на светофоре

• равномерное движение
• ускорение, торможение - плавное
• ускорение (WOT), торможение - резкое

Резкое ускорение, торможение - это резкое воздействие на поток воздуха (дроссельная заслонка). Получаем пульсации и завихрения.

Резкое ускорение - воздуха много, а бензина мало. Добавить бензина в экстренном порядке - должен включиться ускорительный насос.

Резкое торможение - воздуха мало, бензина много. Добавить воздуха в экстренном порядке - должен открыться дополнительный канал подачи воздуха.

Для обоих режимов - должен сработать "замедлитель" открытия дроссельной заслонки. Узел дроссельной заслонки снабжен системой плавного сброса газа - чисто механической системой-демпфером, сбрасывающим обороты не резко, а плавно при отпускании педали акселератора. Вот, похоже, именно его регулировка и позволила, по крайней мере сейчас проверено, что это именно так, обеспечить плавное снижение оборотов двигателя без передергивания.

Решение проблемы при плохой работе двигателя:

• проверить все, что связано с подачей бензина
• проверить все, что связано с подачей воздуха

Алгоритм действий:

1. Считать ошибки.
2. Если п.1 не выполнили, то логически определяем чего больше бензина или воздуха. Либо по запаху из выхлопной трубы. По цвету свечей.
3. Определили - бензина мало.
4. Идем по линии подачи бензина:

• механика (износ детали, деформация, ускорительный насос,бензонасос,топливный фильтр, форсунки, сеточка бензонасоса,бензокран, внутри крана маленькое проходное отверстие. Исправляется: заменой крана или сверлением.),
• электрика (контакты, провода, правильное подключение),
• срабатывание по времени (ключи форсунок, угол зажигания, трамблер, свечи),
• срабатывание от температуры -хуже на горячую (какая-то деталь нагрелась и зазор между ней и соседней уменьшился, появилось трение либо зазор увеличился и не стало контакта - ремень ГРМ, натяжной ролик ролик просто болтался,нарушалась синхронность распредвалов с коленвалом и двигатель глох. , обводной ролик, пружинка, ДТВВ, ДТОЖ )

5. Воздуха - мало. Я поставил пилот, вполне доволен, машинку не узнать. Плюс конвертера это возможность подстройки под изменения с двигателем. Еще можно диагностировать смерть двух датчиков (дмрв и ЛЗ) что тоже бывает необходимым. В общем эта вещь стоит своих денег , я убедился уже на практике. Сейчас мне стало намного приятней ездить без разного рода подергуш и плавающего хх. Машина едет так, как и было задумано и это несомненно меня радует! И, поверь, не более менее, а работает на ура!Конвертер Pilot + BLUETOOTH - настройка смеси Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Настройка смеси воздух/топливо (AFR)

Цель настройки - получить максимальную мощность и максимальный момент при резком ускорение, с умеренным расходом в городском режиме и на трассе.

Для настройки смеси есть два пути:

1. подстроечным резистром - ограниченный диапазон ("Датчика Виннерса" (Winners)). До этого, обязательно выставить базовые настройки через ВАГКОМ.
2. с помощью программного обеспечения (MAF Emulator 3, Pilot VAF/MAF). ПО от MAF Emulator 3 настраивается по широкополосной лямбде, а ПО от конвертера Pilot VAF/MAF по обычной лямбде.

Настройку осуществлять поэтапно:

1. Настройка ХХ,
2. далее настройка разгонов.
3. Самый правильный является режим в горку.
4. Если вы сможете максимально эффективно настроить двигатель в этом режиме, то считайте что настройка удалась. Ни в коем случае не настраивайте на нейтрале весь диапазон оборотов.

Чем выше обороты тем топливо-воздушная смесь должна быть богаче, и тем угол зажигания должен быть ранним.

Не забудьте перед началом работы механический угол опережения зажигания выставить по стробоскопу.

Электронный эмулятор+ BLUETOOTH Лямбда зонда Катализатора 2-х канальный Pilot 1. Есть настройка параметров эмуляции
2. Есть логирование - запись всех параметров эмуляции во время движения авто
3. Тип двигателя: любой 4. Установка: в разрыв цепи
5. Программирование: Да
6. Сохраняется диагностика
7. Перед отправкой клиенту проходит обязательную настройку параметров и проверку работоспособности.
8. Поддержка Euro 3, 4, 5, 6
9. Отсутствие вмешательства в программную часть ЭБУ
10. Гарантия - 1 год Элект ронная обманка Pilot + BLUETOOTH. Благодарю умных, честных, темпераментных за отзывы и распространение информации.

Что это за услуга?

Лямбда-зонд - датчик кислорода, устанавливается в выпускном коллекторе двигателя. Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. Сигнал этого датчика используется для регулировки количества подаваемого топлива. Для диагностики несправности этого элемента лучше всего воспользоваться услугой "Компьютерная диагностика всех систем". Не следует продолжать эксплуатацию автомобиля с неисправным лямбда-зондом, так это может привести к выходу из строя дорогостоящих элемиентов, например, каталитического нейтрализатора.

Датчик состава топливовоздушной смеси является неотъемлемой частью системы питания двигателя автомобиля, которая позволяет реально оценивать количество кислорода, оставшегося в выхлопных газах, и тем самым корректировать электронным блоком управления состав рабочей смеси. При его неисправной работе необходима полная замена датчика лямбд зонд .

Основная функция датчика состава топливовоздушной смеси или лямбд зонда – определение соотношения воздух-топливо в отработавших газах и оценка количества свободного кислорода в выхлопных газах. На основе его данных обеспечивается наилучшая очистка отработавших газов, более точное управление системой рециркуляции отработавших газов и регулирование количества впрыскиваемого топлива при полной нагрузке на двигатель. При его неисправности необходима полная замена датчика, потому как именно он позволяет корректировать состав рабочей смеси и обеспечивать нормальную работоспособность системы управления автомобилем. Не редко выходит из строя датчик кислорода. Нужно вызвать мастера, который проверит нужна ли .

Поэтому при первых сигналах светового индикатора прекратите эксплуатацию автомобиля и отбуксируйте его в сервис, проверьте состояние вакуумных шлангов и герметичность выхлопной системы. – это простая процедура, выполняемая в течение получаса. Для этого не требуется разборка двигателя и снятие защиты поддона картера, достаточно лишь демонтировать колесо. Так что если приехал специалист, пусть

Имейте ввиду

Неисправный датчик состава топливовоздушной смеси может стать причиной некорректной работы двигателя и нарушений в переработке топлива, ухудшения топливной экономичности и выхода из строя каталитического нейтрализатора.

• поддерживать в исправном состоянии свой автомобиль и регулярно проводить его техническое обслуживание;
• замена датчика лямбд зонд необходима при первом же загорании светового индикатора;
• отбуксируйте автомобиль в сервис и проверьте состояние датчика состава топливовоздушной смеси.

С твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры (для автомобильных двигателей 300—400 °C). Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах датчик кислорода выходного напряжения.

При одинаковой концентрации кислорода с обеих сторон электролита, датчик находится в равновесии и его разность потенциалов равна нулю. Если на одном из платиновых электродов концентрация кислорода изменяется, то появляется разность потенциалов, пропорциональная логарифму концентрации кислорода на рабочей стороне датчика. При достижении стехиометрического состава горючей смеси, концентрация кислорода в выхлопных газах падает в сотни тысяч раз, что сопровождается скачкообразным изменением э.д.с. датчика, которая фиксируется высокоомным входом измерительного устройства (бортового компьютера автомобиля).

1. назначение, применение.

Для корректировки оптимальной смеси горючего с воздухом.
Применение приводит к повышению экономичности автомобиля, влияет на мощность двигателя, динамику, а также на экологические показатели.

Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!

Таким образом датчик кислорода - это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями "Больше" и "меньше" очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.

Функционально датчик кислорода работает, как переключатель и выдает опорное напряжение (0.45V) при низком содержании кислорода в выхлопных газах. При высоком уровне кислорода датчик О2 снижает снижает свое напряжение до ~0.1-0.2В. При этом, важным параметром является скорость переключения датчика. В большинстве систем впрыска топлива О2-датчик имеет выходное напряжение от от 0.04..0.1 до 0.7...1.0В. Длительность фронта должна быть не более 120мСек. Следует отметить, что многие неисправности лямбда-зонда контроллерами не фиксируются и судить о его исправной работе можно только после соответствующей проверки.

Датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй - воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 - 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

Для повышения чувствительности датчик кислорода при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля

Элемент зонда, сделанный на основе диоксида титана не производят напряжение а меняет свое сопротивление (нас этот тип не касается).

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.).

Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.

2. Совместимость, взаимозаменяемость.

• принцип работы кислородного датчика у всех производителей в общем одинаков. Совместимость чаще всего обусловлена на уровне посадочных размеров.
• различаются монтажными размерами и разъемом
• Можно купить оригинальный датчик б/у, что чревато пустыми тратами: на нем не написано, в каком он состоянии, а проверить вы его сумеете только на автомобиле

3. Виды.

• с подогревом и без подогрева
• кол-вом проводов: 1-2-3-4 т.е. соответственно и комбинацией с/без подогрева.
• из разных материалов: циркониево-платиновые и подороже на основе двуокиси титана (TiO2) Титановые кислородные датчики от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя - он всегда красный.
• широкополосная для дизелей и двигателей работающих на обедненной смеси.

4. Как и почему умирает.

• плохой бензин, свинец, железо забивают платиновые электроды за несколько "удачных" заправок.
• масло в выхлопной трубе - Плохое состояние маслосъемных колец
• попадание на нее моющих жидкостей и растворителей
• "хлопки" в выпуске разрушающие хрупкую керамику
• удары
• перегрев его корпуса из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, сильно переобогащенной топливной смеси.
• Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей, моющих средств, антифриза
• обогащенная топливно-воздушная смесь
• сбои в системе зажигания, хлопки в глушителе
• Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон
• Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны.
• Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика.

Ресурс датчика содержания кислорода в выхлопных газах обычно составляет от 30 до 70 тыс.км. и в значительной степени зависит от условий эксплуатации. Дольше служат, как правило, датчики с подогревом. Рабочая температура для них обычно 315-320°C.

Перечень возможных неисправностей кислородных датчиков:

• неработающий подогрев
• потеря чувствительности - уменьшение быстродействия

Причем это как правило самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Решение о замене датчика можно принять после его проверки на осцилографе. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного кислородного датчика имитатором ни к чему не приведут - ЭБУ не распознает "чужие" сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту "игнорирует".

В автомобилях, система l-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или "пробивки" секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя сложно.

Как понять насколько работоспособен датчик?
Для этого потребуется осциллограф. Ну или специальный мотор-тестер, на дисплее которого можно наблюдать осциллограмму изменения сигнала на выходе ЛЗ. Наиболее интересными являются пороговые уровни сигналов высокого и низкого напряжения (со временем, при выходе датчика из строя, сигнал низкого уровня повышается (более 0,2В - криминал), а сигнал высокого уровня - снижается (менее 0,8В - криминал)), а также скорость изменения фронта переключения датчика из низкого в высокий уровень. Есть повод задуматься о предстоящей замене датчика, если длительность этого фронта превышает 300 мсек.
Это усредненные данные.

Возможные признаки неисправности датчика кислорода:

• Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
• Повышенный расход топлива.
• Ухудшение динамических характеристик автомобиля.
• Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя.
• Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния.
• На некоторых автомобилях загорание лампы "СНЕСК ЕNGINЕ" при установившемся режиме движения.

Датчик состава смеси способен измерять действительное соотношение топливовоздушной смеси в широком диапазоне (от бедной, до богатой). Выходное напряжение датчика не показывает богатая/бедная, как это делает обычный датчик кислорода. Широкополосный датчик информирует блок управления о точном соотношении топливо/воздух, основываясь на содержании кислорода в выхлопных газах.

Испытание датчика должно проводиться совместно со сканером. Датчик состава смеси и датчик кислорода совершено разные устройства. Вам лучше не тратить зря время и деньги, а обратиться в наш Автодиагностический Центр "Ливония" на Гоголя по адресу: Владивосток ул. Крылова д.10 Тел. 261-58-58.

По другому его еще называют датчик кислорода. Потому что датчик определяет содержание кислорода в отработавших газах. По количеству содержащегося в выхлопе кислорода лямбда зонд определяет состав топливной смеси, отправляя сигнал об этом в ЭБУ (Электронный блок управления) двигателя. Работа блока управления в этом цикле состоит в том, что он подает команды на увеличение или уменьшение длительности впрыска в зависимости от показаний кислородника.

По другому его еще называют датчик кислорода. Потому что датчик определяет содержание кислорода в отработавших газах. По количеству содержащегося в выхлопе кислорода лямбда зонд оределяет состав топливной смеси, отправляя сигнал об этом в ЭБУ (Электронный блок управления) двигателя. Работа блока управления в этом цикле состоит в том, что он подает команды на увеличение или уменьшение длительности впрыска в зависимости от показаний кислородника.

Смесь регулируется таким образом, чтобы ее состав был максимально приближен к стехиометрическому (теоретически идеальному). Стехиометрическим считается состав смеси 14,7 к 1. То есть на 14,7 частей воздуха должно подаваться 1 часть бензина. Именно бензина, потому что данное соотношение справедливо только для неэтилированного бензина.

Для газового топлива данное соотношение будет другим (вроде бы 15,6~15,7).

Считается что именно при таком соотношении топлива и воздуха смесь сгорает полностью. А чем полнее сгорает смесь, тем выше мощность двигателя и меньше расход топлива.

Передний датчик кислорода (лямда зонд)

Передний датчик устанавливается перед каталитическим нейтрализатором в выпускном коллекторе. Датчик определяет содержание кислорода в отработавших газах и отправляет данные о составе смеси в ЭБУ. Блок управления регулирует работу системы впыска, увеличивая или уменьшая длительность впрыска топлива путем изменения длительности импульсов открытия форсунок.

Датчик содержит чуствительный элемент с пористой керамической трубкой, которую снаружи окружают отработавшие газы, а изнутри атмосферный воздух.

Керамическая стенка датчика представляет собой твердый электролит на основе диоксида циркония. В датчик встроен электронагреватель. Трубка начинает работать толко когда ее температура достигнет 350 градусов.

Датчики кислорода преобразуют разницу в концентрации ионов кислорода внутри и снаружи трубки в выходной сигнал напряжения.

Уровень напряжения обусловлен движением ионов кислорода внутри керамической трубки.

Если смесь богатая (на 14,7 частей воздуха подается больше 1 части топлива), в выхлопных газах мало ионов кислорода. Болшое число ионов движется изнутри трубки наружу (из атмосферы в выхлопную трубу, так понятней). Цирконий при движении ионов индуцирует ЭДС.

Напряжение при богатой смеси будет высоким (около 800 мВ).

Если смесь бедная (Топлива меньше 1 части), разница в концентрации ионов небольшая, соответственно небольшое количествоионов движется изнутри наружу. Значит и напряжение на выходе будет невелико (меньше 200 мВ).

При стехиометрическом составе смеси напряжение сигнала меняется циклически от богатого к бедному. Так как лямбда зонд расположен в некотором отдалении от впускной системы, наблюдается такая инерционность его работы.

Это значит что при исправном датчике и нормальной смеси сигнал датчика будет изменяться от в пределах от 100 до 900 мВ.

Неисправности датчика кислорода.

Бывает что в своей работе лямда делает ошибки. Такое возможно, например, при подсосе воздуха в выпускной коллектор. Датчик будет видеть бедную смесь (мало топлива), хотя на самом деле она нормальная. Соответственно блок управления даст команду обогатить смесь и добавит длительность впрыска. В результате двигатель будет работать на переобогащенной смеси , причем постоянно.

Парадокс в такой ситуации в том, что через некоторое время ЭБУ выдаст ошибку «Датчик кислорода — слишком бедная смесь»! Уловили обманку? Датчик видит бедную смесь и обогащает ее. В реальности смесь получается наоборот богатая. В результате свечи при выкручивании будут черными от нагара, что свидетельствует о богатой смеси.

Не спешите при такой ошибке менять кислородный датчик. Нужно просто найти и устранить причину — подсос воздуха в выпускной тракт.

Обратная ошибка, когда ЭБУ выдает код неисправности говорящий о богатой смеси, тоже не всегда говорит о таком в действительности. Датчик может быть попросту отравлен. Происходит такое по разным причинам. Датчик «травится» парами несгоревшего топлива. При длительной плохой работе мотора и неполном сгорании топлива, кислородник может запросто отравиться. То же самое относится к очень плохому по качеству бензину.

К современным транспортным средствам предъявляются достаточно жесткие требования по содержанию вредных веществ в отработавших газах. Необходимая чистота выхлопа обеспечивается сразу несколькими системами автомобиля, строящими свою работу на основании показаний множества датчиков. Но все же основная ответственность по «обезвреживанию» выхлопных газов ложится на плечи каталитического нейтрализатора, встраиваемого в систему выпуска. Катализатор в силу особенностей происходящих внутри него химических процессов является очень чувствительным элементом, которому на вход должен подаваться поток со строго определенным составом компонентов. Чтобы его обеспечить, необходимо добиться наиболее полного сгорания поступающей в цилиндры двигателя рабочей смеси, что возможно только при соотношении воздух/топливо соответственно 14.7:1. При такой пропорции смесь считается идеальной, а показатель λ=1 (отношение реального количества воздуха к необходимому). Бедной рабочей смеси (избыток кислорода) соответствует λ>1, богатой (перенасыщение топливом) – λ<1.

Точную дозировку осуществляет управляемая контроллером электронная система впрыска, однако качество смесеобразования все равно надо каким-то образом контролировать, так как в каждом конкретном случае возможны отклонения от указанной пропорции. Эта задача решается с помощью так называемого лямбда-зонда, или датчика кислорода. Разберем его конструкцию и принцип работы, а также поговорим о возможных неисправностях.

Устройство и работа кислородного датчика

Итак, лямбда-зонд предназначен для определения качества топливо-воздушной смеси. Делается это посредством замера количества остаточного кислорода в выхлопных газах. Затем данные отправляются в электронный блок управления, который производит коррекцию состава смеси в сторону обеднения или обогащения. Местом установки кислородного датчика является выпускной коллектор или приемная труба глушителя. Автомобиль может оснащаться одним или двумя датчиками. В первом случае лямбда-зонд устанавливается перед катализатором, во втором – на входе и выходе катализатора. Наличие двух датчиков кислорода позволяет более тонко воздействовать на состав рабочей смеси, а также контролировать насколько эффективно выполняет свою функцию каталитический нейтрализатор.

Существуют два типа датчиков кислорода – обычные двухуровневые и широкополосные. Обычный лямбда зонд имеет сравнительно простое устройство и генерирует сигнал волнообразной формы. В зависимости от наличия/отсутствия встроенного нагревательного элемента такой датчик может иметь разъем с одним, двумя, тремя или четырьмя контактами. Конструктивно обычный кислородный датчик представляет собой гальванический элемент с твердым электролитом, роль которого выполняет керамический материал. Как правило, это диоксид циркония. Он проницаем для ионов кислорода, однако проводимость возникает только при нагреве до 300-400 °С. Сигнал снимается с двух электродов, один из которых (внутренний) контактирует с потоком отработавших газов, другой (внешний) – с атмосферным воздухом. Разность потенциалов на выводах появляется только при соприкосновении с внутренней стороной датчика выхлопных газов, содержащих остаточный кислород. Выходное напряжение обычно составляет 0.1-1.0 В. Как уже отмечалось, обязательным условием работы лямбда-зонда является высокая температура циркониевого электролита, которая поддерживается встроенным нагревательным элементом, запитанным от бортовой сети автомобиля.

Система управления впрыском, получая сигнал лямбда-зонда, стремится приготовить идеальную топливо-воздушную смесь (λ=1), сгорание которой приводит к появлению на контактах датчика напряжения 0.4-0.6 В. Если смесь бедная, то содержание кислорода в выхлопе велико, поэтому возникает лишь небольшая разность потенциалов (0.2-0.3 В). В этом случае длительность импульса на открытие форсунок будет увеличена. Чрезмерное обогащение смеси приводит к практически полному сгоранию кислорода, а, значит, в системе выпуска его содержание будет минимальным. Разность потенциалов составит 0.7-0.9 В, что станет сигналом к уменьшению количества топлива в рабочей смеси. Так как режим работы двигателя при езде постоянно меняется, то и корректировка происходит также непрерывно. По этой причине значение напряжения на выходе датчика кислорода колеблется в ту и другую сторону относительно среднего значения. В итоге сигнал получается волнообразным.

Введение в действие каждого нового стандарта, ужесточающего нормы выбросов, повышает требования к качеству смесеобразования в двигателе. Обычные кислородные датчики на основе циркония не отличаются высоким уровнем точности сигнала, поэтому они постепенно вытесняются широкополосными датчиками (LSU). В отличие от своих «собратьев» широкополосные лямбда-зонды измеряют данные в широком диапазоне λ (например, современные зонды Bosch способны считывать значения при λ от 0.7 до бесконечности). Преимуществами датчиков подобного типа являются возможность управления составом смеси каждого цилиндра по отдельности, быстрое реагирование на происходящие изменения и небольшое время, необходимое для включения в работу после запуска двигателя. В результате мотор работает в наиболее экономичном режиме с минимальной токсичностью выхлопа.

Конструкция широкополосного лямбда-зонда предполагает наличие двух типов ячеек: измерительных и накачивающих (насосных). Они разделены между собой диффузионным (измерительным) зазором шириной 10-50 мкм, в котором постоянно поддерживается один и тот же состав газовой смеси, соответствующий λ=1. Такой состав обеспечивает напряжение между электродами на уровне 450 мВ. Измерительный зазор отделен от потока отработавших газов диффузионным барьером, использующимся для откачивания или накачивания кислорода. При бедной рабочей смеси выхлопные газы содержат много кислорода, поэтому он откачивается из измерительного зазора с помощью подводимого к насосным ячейкам «положительного» тока. Если же смесь обогащенная, то кислород, наоборот, закачивается в область измерения, для чего направление тока меняется на противоположное. Электронный блок управления считывает значение потребляемого насосными ячейками тока, находя ему эквивалент в лямбда. Выходной сигнал широкополосного датчика кислорода обычно имеет форму кривой, незначительно отклоненной от прямой линии.

Датчики типа LSU могут быть пяти- или шестиконтактными. Как и в случае с двухуровневыми лямбда зондами, для их нормального функционирования требуется наличие нагревательного элемента. Рабочая температура составляет порядка 750 °С. Современные широкополосники прогреваются всего за 5-15 секунд, что гарантирует минимум вредных выбросов в ходе пуска двигателя. Необходимо следить, чтобы разъемы датчика не были сильно загрязнены, так как через них воздух поступает внутрь в качестве эталонного газа.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Кислородный датчик – один из самых уязвимых элементов двигателя. Срок его службы ограничивается 40-80 тысячами км пробега, после которых могут наблюдаться перебои в работе. Сложность диагностики неисправностей, связанных с датчиком кислорода, заключается в том, что он в большинстве случаев «умирает» не сразу, а начинает постепенно деградировать. Например, увеличивается время отклика или передаются неправильные данные. Если по какой-то причине ЭБУ совсем перестал получать информацию о составе отработавших газов, он начинает использовать в работе усредненные параметры, при которых состав топливо-воздушной смеси далек от оптимального. Признаками выхода из строя лямбда-зонда являются:

Повышенный расход топлива;
Нестабильная работа мотора на холостом ходу;
Ухудшение динамических характеристик автомобиля;
Повышенное содержание CO в выхлопных газах.
Двигатель с двумя датчиками кислорода более чувствителен к возникающим в системе коррекции смеси неисправностям. При поломке одного из зондов практически невозможно обеспечить нормальное функционирование силового агрегата.

Существует ряд причин, которые могут привести к преждевременной поломке лямбда-зонда или сокращению срока его службы. Вот некоторые из них:

Применение бензина плохого качества (этилированного);
Неисправности системы впрыска;
Пропуски зажигания;
Сильный износ деталей ЦПГ;
Механическое повреждение самого датчика.

Диагностика и взаимозаменяемость датчиков кислорода

Проверить исправность простого циркониевого датчика в большинстве случаев можно с помощью вольтметра или осциллографа. Диагностика самого зонда заключается в замере напряжения между сигнальным проводом (обычно черного цвета) и массой (может быть желтого, белого или серого цвета). Получаемые значения должны изменяться примерно раз в одну-две секунды от 0.2-0.3 В до 0.7-0.9 В. Необходимо помнить, что корректными показания будут только при полном прогреве датчика, который гарантированно произойдет после достижения двигателем рабочей температуры. Неисправности могут касаться не только измерительного элемента лямбда зонда, но и цепи нагрева. Но обычно нарушение целостности этой цепи фиксируется системой самодиагностики, записывающей код ошибки в память. Обнаружить разрыв можно также путем измерения сопротивления на контактах нагревателя, предварительно отсоединив разъем датчика.

Если самостоятельно установить работоспособность лямбда-зонда не получилось или есть сомнения в правильности произведенных измерений, то лучше обратиться в специализированный сервис. Необходимо точно установить, что проблемы в работе двигателя связаны именно с датчиком кислорода, потому что его стоимость довольно высока, а неисправность может быть вызвана абсолютно другими причинами. Не обойтись без помощи специалистов и в случае с широкополосными кислородными датчиками, для диагностики которых часто применяется специфическое оборудование.

Неисправный лямбда зонд лучше менять на датчик такого же типа. Возможна и установка рекомендованных производителем аналогов, подходящих по параметрам и количеству контактов. Вместо датчиков без подогрева можно установить зонд с нагревателем (обратная замена невозможна), правда, в этом случае необходимо будет проложить дополнительные провода цепи нагрева.

Ремонт и замена лямбда зонда

Если датчик кислорода эксплуатировался длительное время и вышел из строя, то, скорее всего, свои функции перестал выполнять сам чувствительный элемент. В такой ситуации единственным решением является замена. Иногда начинает сбоить новый или проработавший совсем недолго лямбда-зонд. Причиной тому может быть образование на корпусе или самом рабочем элементе датчика различного рода отложений, мешающих нормальному функционированию. В данном случае можно попробовать почистить зонд с помощью ортофосфорной кислоты. После осуществления процедуры чистки датчик промывается водой, сушится и устанавливается на автомобиль. Если с помощью таких действий функциональность восстановить не удастся, то другого пути кроме покупка нового экземпляра нет.

При замене лямбда зонда стоит соблюдать определенные правила. Откручивать датчик лучше на остывшем до 40-50 градусов двигателе, когда тепловые деформации не столь велики и детали не сильно раскалены. При монтаже необходимо смазать резьбовую поверхность специальным герметиком, исключающим прикипание, а также убедиться в целостности прокладки (уплотнительного кольца). Затягивание рекомендуется осуществлять с установленным производителем моментом, обеспечивающим нужную герметичность. При подключении разъема не лишним будет проверить жгут электропроводки на наличие повреждений. После того, как лямбда зонд окажется на своем месте, проводятся испытания на различных режимах работы двигателя. Подтверждением корректной работы кислородного датчика станет отсутствие перечисленных выше признаков неисправности и ошибок в памяти электронного блока управления.