Наши партнеры ArtmMisto
Лямбда зонд вимірює рівень вмісту кисню у відпрацьованих газах. Лямбда зонд встановлюється в потоці відпрацьованих газів двигуна.
Купити лямбда зонд в Мінську на Ваш автомобіль стало ще простіше з відкриттям Торгового Центру "Автозапчастини на Лещинського" за адресою: м Мінськ, вул. Лещинського, 14А, павільйон 34.
Телефонуйте: Velcom: +375 29 646-14-34, МТС: +375 29 546-14-34
Перевірка лямбда зонда на справність - це перевірка лямбда зонда шляхом аналізу осцилограми напруги вихідного сигналу лямбда зонда на різних режимах роботи двигуна. Крім того аналогічним чином визначають справність системи управління двигуном в цілому. Також перевірка лямбда зонда може бути виконана на підставі деяких характерних ознак несправного лямбда зонда
Ознаки несправного лямбда зонда:
- підвищена витрата палива;
- погіршення динаміки автомобіля;
- відчутне зниження потужності двигуна;
- можлива нестійка робота двигуна на холостому ходу або "плавання" оборотів холостого ходу.
Лямбда зонд порівнює рівень вмісту кисню у вихлопних газах і в навколишньому повітрі і представляє результат цього порівняння у формі аналогового сигналу. Застосовуються дворівневі зонди, чутливий елемент яких виконано з оксиду цирконію або з оксиду титану, але на їх зміну приходять широкосмугові лямбда зонди. Система рециркуляції відпрацьованих газів, клапан ЄДР
Лямбда зонд на основі оксиду цирконію
Лямбда зонд (lambda) на основі оксиду цирконію генерує вихідний сигнал напругою від 40-100mV до 0.7-1.0V. Розмах напруги вихідного сигналу справного лямбда-зонда досягає ~ 950mV.
При пониженому вмісті кисню у відпрацьованих газах, викликаному роботою двигуна на збагаченої суміші, датчик генерує сигнал високого рівня напругою 0.65 - 1V. При підвищеному вмісті кисню у відпрацьованих газах (бідне паливо або збіднена паливна суміш) датчик генерує сигнал низького рівня напругою 40 - 250mV.
Справний лямбда зонд починає працювати тільки після прогріву чутливого елемента до температури вище ~ 350 ° С, коли його вихідна електричний опір значно знижується, і він набуває здатності відхиляти опорна напруга, що надходить від блоку управління двигуном через резистор з постійним електричним опором. У блоках управління двигуном більшості виробників опорна напруга одно 450 mV. Такий блок керування двигуном вважає лямбда зонд готовим до роботи тільки після того як внаслідок прогріву датчик набуває здатності відхиляти опорна напруга в діапазоні більш, ніж ± 150 ~ 250mV.
Опорна напруга на сигнальному проводі лямбда зонда в блоках управління двигуном може мати й інші значення. Наприклад, для блоків управління виробництва Ford воно дорівнює 0V, а для блоків управління двигуном виробництва Daimler Chrysler - 5V.
Вимірювання напруги вихідного сигналу лямбда зонда блок керування двигуном виробляє щодо сигнальної "маси" датчика. Сигнальна "маса" лямбда зонда, в залежності від його конструкції, може бути виведена через окремий провід на роз'єм датчика, а може бути з'єднана з корпусом датчика і при установці датчика, в такому випадку, автоматично з'єднуватися з "масою" автомобіля через різьбове з'єднання. Сигнальна "маса" лямбда зонда виведена через окремий провід на роз'єм датчика в більшості випадків з'єднана з "масою" автомобіля.
Але зустрічаються блоки управління двигуном, де провід сигнальної "маси" лямбда зонда підключений не до маси автомобіля, а до джерела опорного напруги. У таких системах, вимір напруги вихідного сигналу лямбда зонда блок керування двигуном виробляє щодо джерела опорного напруги, до якого підключений дріт сигнальної "маси" лямбда зонда.
Блок управління на прогрітому двигуні оцінює по вихідній напрузі прогрітого до робочої температури лямбда зонда відхилення складу паливоповітряної суміші від стехіометричного (ідеальне співвідношення повітря / паливо). У разі згоряння стехиометрической паливо-повітряної суміші, напруга вихідного сигналу лямбда зонда дорівнюватиме 445-450mV. Але відстань від випускних клапанів газорозподільного механізму до місця розташування датчика і значний час реакції чутливого елемента датчика призводять до деякої інерційності системи, що не дозволяє безперервно підтримувати стехіометричний склад паливо-повітряної суміші.
Практично, при роботі двигуна на сталому режимі, склад суміші постійно відхиляється від стехіометричного в діапазоні ± 2 ~ 3% з частотою 1 ~ 2 рази в секунду. Цей процес чітко простежується по осциллограмме вихідної напруги сигналу лямбда зонда.
Низька частота перемикання вихідного сигналу лямбда зонда вказує на збільшений діапазон відхилення складу паливоповітряної суміші від стехіометричного.
Така несправність може бути викликана дедалі більшим часом переходу вихідної напруги зонда від одного рівня до іншого через старіння або отруєння датчика.
Час переходу вихідної напруги зонда від одного рівня до іншого не має перевищувати 120ms. Причиною значного збільшення часу переходу вихідної напруги зонда від одного рівня до іншого може стати отруєння або старіння датчика. Отруєння датчика може бути викликано застосуванням містять свинець і деякі інші елементи присадок до палива або маслу, або застосуванням при ремонті двигуна деяких видів герметиків. Старіння датчика відбувається внаслідок його роботи в агресивному середовищі під високою температурою. Аналізуючи осцилограму напруги вихідного сигналу лямбдазондом на різних режимах роботи двигуна, можна виявити несправності як самого датчика, так і системи управління двигуном в цілому.
Двигун прогрітий до робочої температури і працює на холостих обертах без навантаження більше двох хвилин. Закладка "Snap throttle" встановлена в точці осцилограми відповідної моменту різкого відкриття дросельної заслінки. За наведеною осциллограмме видно, що під час роботи двигуна на холостому ходу, зонд генерував сигнал із середнім напругою рівним ~ 700 mV і розмахом ~ ± 150 mV. Після різкого відкриття дросельної заслінки (момент часу відзначений закладкою "Snap throttle") вихідна напруга різко знизилося на ~ 700 mV.
Розмах напруги вихідного сигналу лямбда зонда внаслідок реакції на зміни рівня вмісту кисню в відпрацьованих газах і малий час переходу вихідної напруги датчика від одного рівня до іншого вказують на справність датчика і його готовність до роботи.
Отже, двигун прогрітий до робочої температури і працює на холостих обертах без навантаження більше двох хвилин, Лямбда зонд (lambda) до робочої температури прогрітий і генерує сигнал, який вказує блоку управління на переобогащенная топливовоздушную суміш, але блок управління на це адекватно не реагує, внаслідок чого суміш як і раніше залишається переобогащенной. Крім того, видно, що топливовоздушная суміш стає збідненого відразу після різкого відкриття дросельної заслінки. Різка перегазовка є одним з режимів, коли склад паливо-повітряної суміші повинен бути збагаченим.
Все вище сказане свідчить про несправність системи управління двигуном, а не самого лямбда зонда. Несправність може бути викликана обривом ланцюга сигнального проводу зонда, несправністю одного або декількох датчиків системи управління двигуном або їх електропроводки, поломкою блоку управління двигуном або його електропроводки.
Ресурс датчика вмісту кисню в відпрацьованих газах становить 20 000 - 80 000 км. Через старіння, вихідна електричний опір лямбда зонда знижується при значно вищій температурі чутливого елемента до значення, при якому датчик набуває здатності відхиляти опорна напруга. Через збільшення вихідного електричного опору розмах вихідної напруги сигналу лямбда зонда зменшується.
Старіючий лямбда зонд легко можна виявити за осциллограмме напруги його вихідного сигналу на таких режимах роботи двигуна, коли потік і температура відпрацьованих газів знижуються. Це режим холостого ходу і малих навантажень. Практично старіючий лямбда зонд все ще працює на рухомому автомобілі, але як тільки навантаження на двигун знижується (холостий хід), розмах сигналу швидко починає зменшуватися аж до зникнення коливань.
Напруга вихідного сигналу стає майже стабільним, його значення стає близьким опорної напруги 300_600mV.
У разі значного підвищення температури чутливого елемента, вихідна електричний опір Лямбда зонда дещо знижується, і його здатність відхиляти опорна напруга зростає. Цією особливістю датчика діагност може скористатися, підвищивши температуру і швидкість потоку відпрацьованих газів шляхом збільшення навантаження або оборотів двигуна, розігріваючи таким чином чутливий елемент зонда до більш високої температури. Якщо в такому режимі роботи двигуна осциллограмма вихідного сигналу набуває звичний вигляд, це вказує на те, що лямбда зонд все ще здатний забезпечити близький до заданого складу робочої суміші під час руху автомобіля. При цьому власник автомобіля часто не зазначає зрослого витрати палива і зниження потужності і прийомистості двигуна, але робота двигуна на холостому ходу може бути нестійкою, може з'являтися "хитання" оборотів холостого ходу.
Іноді зустрічається несправність лямбда зонда (lambda), що викликає появу викидів напруги негативної полярності.
У разі появи такої несправності, витрата палива дуже сильно зростає, прийомистість двигуна значно знижується, при різких перегазовках спостерігаються викиди сажі з вихлопної труби, робоча поверхня ізоляторів свічок запалювання покривається сажею.
Несправність виникає внаслідок внутрішньої, а іноді і зовнішньої розгерметизації лямбда зонда. Чутливий елемент зонда порівнює рівень вмісту кисню у відпрацьованих газах і в атмосферному повітрі. У разі виникнення значної різниці рівнів вмісту кисню в камері з атмосферним повітрям і в відпрацьованих газах, датчик генерує напруга ~ 1V. Полярність цієї напруги залежить від того, в який з камер знизився рівень вмісту кисню.
У справної системі рівень вмісту кисню змінюється тільки з боку відпрацьованих газів і тільки в сторону зменшення. Рівень вмісту кисню в камері з атмосферним повітрям при цьому виявляється значно вище рівня вмісту кисню у вихлопних газах, внаслідок чого зонд генерує напруга 1V позитивної полярності.
У разі розгерметизації лямбдазондом, в камеру з атмосферним повітрям проникають відпрацьовані гази з низьким вмістом кисню. На режимі гальмування двигуном (закрита дросельна заслінка при обертанні двигуна з високою частотою, подача палива при цьому відключена), в вихлопну систему двигуном викидається майже чистий атмосферне повітря. В такому випадку, рівень вмісту кисню у вихлопній системі різко зростає і рівень вмісту кисню в атмосферному камері зонда виявляється значно нижче рівня вмісту кисню в відпрацьованих газах, внаслідок чого зонд генерує напруга 1V негативної полярності.
Блок управління двигуном в такому випадку вважає лямбда зонд справним, так як незабаром після пуску двигуна і прогріву, датчик відхилив опорна напруга і знизив його до ~ 0V. Вихідна напруга зонда напругою ~ 0V свідчить про близьку рівні вмісту кисню в відпрацьованих газах і в разгерметізірованой атмосферної камері зонда.
На блок керування двигуном надходить сигнал зонда низького рівня, що є для нього свідченням збідненого паливо-повітряної суміші.
Внаслідок цього, блок керування двигуном збагачує топливовоздушную суміш. Таким чином, розгерметизація лямбда зонда призводить до значного збагачення паливо-повітряної суміші. При цьому багато систем самодіагностики виявити дану несправність зонда не здатні.
Лямбда зонд на основі оксиду титану
Напруга вихідного сигналу лямбда зонда на основі оксиду титану коливається в діапазоні від 10-100mV до 4-5V. На зміну складу вихлопних газів такої зонд реагує зміною свого електричного опору.
Опір датчика високе при низькому вмісті кисню у відпрацьованих газах (багата суміш) і різко знижується при збідненості паливо-повітряної суміші. За рахунок цього датчик шунтирует надходить від блоку управління двигуном через резистор з постійним електричним опором опорна напруга 5V.
Вихідний сигнал лямбда зонда на основі оксиду титану значно швидше реагує на зміни рівня вмісту кисню в відпрацьованих газах, в порівнянні зі швидкістю реакції датчика на основі оксиду цирконію.
Широкосмуговий лямбда зонд
Вихідний сигнал широкосмугового лямбда зонда на відміну від дворівневих зондів несе відомості не тільки про направлення відхилення складу робочої суміші від стехіометричного, але і про його чисельному значенні. Аналізуючи рівень вихідного сигналу широкосмугового лямбда зонда, блок керування двигуном розраховує чисельне значення коефіцієнта відхилення складу робочої суміші від стехіометричного складу, що, по суті, є коефіцієнтом лямбда.
Для широкосмугових зондів виробництва BOSCH вихідна напруга чутливого елемента зонда (чорний дріт щодо жовтого дроти) змінюється в залежності від рівня вмісту кисню в відпрацьованих газах і від величини і полярності електричного струму, що протікає по кисневому насосу зонда (червоний провід щодо жовтого). Блок управління двигуном генерує і подає на кисневий насос зонда електричний струм, величина і полярність якого забезпечує підтримку вихідної напруги чутливого елемента зонда на заданому рівні (450 mV).
Якби двигун працював на паливо-повітряної суміші стехіометричного складу, то блок керування двигуном встановив би на червоному проводі напруга, рівна напрузі на жовтому дроті, і струм, що протікає через червоний провід і кисневий насос зонда, був би рівний нулю.
При роботі двигуна на збідненої суміші, блок керування двигуном на червоний провід подає позитивне напруга щодо жовтого дроти, і через кисневий насос починає текти струм позитивної полярності. При роботі двигуна на збагаченій суміші, блок управління змінює полярність напруги на червоному проводі щодо жовтого дроти, і напрямок струму кисневого насоса так само змінюється на негативне. Величина струму кисневого насоса, що встановлюється блоком управління двигуном, залежить від величини відхилення складу паливоповітряної суміші від стехіометричного складу.
В електричне коло кисневого насоса включений вимірювальний резистор, падіння напруги на якому і є мірою рівня вмісту кисню в відпрацьованих газах.
Володимир Постоловський
