Что такое лямбда двигателях авто

Что скрывается под именем «лямбда-зонд»

С увеличением количества автомобилей в мире на первый план вышла проблема повышения их экологичности. Снижение вредных выбросов в атмосферу потребовало особых мер в топливной системе мотора, в частности, каталитического дожигания выхлопных газов.

Но нейтрализатор каталитического типа способен работать только в относительно узком диапазоне концентраций посторонних примесей. Необходимо тонко регулировать состав топливной смеси, задействовав обратную связь по избытку или недостатку кислорода в выхлопе. В идеале он должен там полностью отсутствовать, но тогда неизбежно повышение содержание несгоревших углеводородов и прочих биологически активных ядов. Да и для самого процесса дожигания небольшое количество окислителя всё же потребуется.

Контроль содержания кислорода призван осуществлять специальный датчик на выходе выпускного коллектора, именуемый лямбда-зондом. Наличие в его названии греческой буквы, которой в физике явления принято обозначать относительное содержание кислорода, означает, что датчик будет прямо показывать электронному мозгу, насколько состав смеси отличается от идеального. Абсолютные цифры тут неинтересны. Важно наличие отклонения, и в какую сторону оно произошло. Единица означает оптимум, меньше единицы — топливо в смеси избыточно, больше — на выхлопе лишний кислород.

Для чего нужен лямбда зонд?

В ситуации поломки автомобиля знание принципа работы механизма не помешает никому. Во-первых, так механику будет сложнее одурачить владельца авто, приписывая к смете ненужные услуги. Во-вторых, водитель обладая знаниями технических особенностей деталей своего авто может сам поставить «диагноз», а возможно и устранить неполадку.

Так для чего же предназначен лямбда зонд? Он создает условия для работы каталитического нейтрализатора, который в свою очередь предназначен для фильтрации выхлопных газов. К слову, катализаторы обязаны своим широким распространением экологам и ярым борцам за чистоту окружающей среды. Именно катализаторы позволяют сделать выхлоп наименее вредным, а лямбда зонд осуществляет контроль за эффективной работой этого механизма.

Лямбда зонд унаследовал свое название от соответствующей буквы греческого алфавита. Также лямбдой принято называть величину количества кислорода в топливно-воздушной смеси, которая составляет 14,7 долей воздуха на 1 долю топлива. Обеспечить такую пропорциональность способен механизм электронного впрыска топлива с обратной связью с лямбда зондом.

Также предназначение лямбда зонда определяет его месторасположение – перед катализатором в выпускном коллекторе. Установленный на этом участке, лямбда зонд вычисляет объем излишек кислорода в топливно-воздушной смеси. При появлении дисбаланса прибор дает сигнал в блок управления впрыска. Но, порой одного датчика становится недостаточно, поэтому в последних моделях автомобилей все чаще предусмотрено два датчика кислорода, между которыми располагается катализатор. При такой конструкции контроля точность анализа выхлопа топлива увеличивается в разы.

В основе лямбда зонда гальванические элементы с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Поверх покрытия нанесен слой оксида иттрия и напыление из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электроды на поверхности механизма действуют по принципу забора выхлопа и воздуха из атмосферы. Лямбда зонд начинает работать только после того, как прогрев достигнет 300 градусов по Цельсию. Высокая температура приводит в действие циркониевый электролит, который пропускает сигнал об уровне выходного напряжения. При заведении непрогретого двигателя, датчики кислорода не работают, а их нагрузку при низкой температуре выполняют другие датчики двигателя.

Существуют также датчики, которые используют вместо циркония двуокись титана. Их принцип работы заключается в том, что они изменяют объемное сопротивление по количеству содержания кислорода в выхлопе. Большим минусом этого механизма является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут генерировать ЭДС. Однако, именно они включены в конфигурацию многих самых продаваемых моделей автомобилей.

Еще одной разновидностью датчиков являются механизмы с дополнительным подогревом. Такой принцип позволяет им быстрее активизироваться, а значит, результат показателей параметров получается более точный.

Где находится лямбда-зонд и что это такое?

В конструкции автомобилей, выпускаемых разными производителями, предусмотрено использование многочисленных датчиков. С их помощью осуществляется непрерывный мониторинг, контроль функционирования различных узлов, систем и агрегатов в заданных параметрах. Важнейшим датчиком является лямбда-зонд (λ-зонд), отвечающий за уровень кислорода в отводимых от двигателя выхлопных газах.

Определение

В соответствии с техническим описанием, лямбда-зонд – это специальное устройство, которое предназначено для фиксации, измерения и оценки уровня содержания (процентного) кислорода в общей массе выхлопных газов ТС. Данная информация в постоянном режиме направляется на электронный блок управления (ЭБУ), где в автоматическом режиме производится корректировка (при необходимости) состава подготавливаемой смеси топлива и кислорода, а также ее качества. В результате обеспечивается снижение уровня токсичности в отработанных газах, выбрасываемых автомобилем в окружающую среду.

Общее устройство

С каждым годом экологические нормы эксплуатации ТС становятся все жестче. Задача снижения уровня токсичности решается конструкторами посредством установки специального элемента – катализатора. Качество, надежность, продолжительность работы каталитического нейтрализатора обеспечивается за счет формирования правильного состава смеси (топливо/ кислород) перед ее направлением в камеру сгорания.

Лямбда-зонд представляет собой специальную систему, которая определяет уровень содержания кислорода, остающегося после завершения процесса превращения энергии сгорания топлива в движущую силу автомобиля. Если датчик зафиксирует излишки свободного кислорода, который не вступит во взаимодействие с топливом, то это указывает на недостаток бензина. С другой стороны, если не хватает кислорода, то следует снизить подачу. Принцип достаточно простой и эффективный, при этом позволяет не только контролировать выхлопные газы, но и обеспечивает экономичный расход топлива.

Месторасположение кислородного датчика

Лямбда-зонд вкручивается непосредственно в систему отвода отработанных выхлопных газов и находится в выпускном тракте в непосредственной близости с катализатором. Последние модели современных автомобилей оснащаются двумя датчиками кислорода, которые устанавливаются по обе стороны от каталитического нейтрализатора. По конструкции оба лямбда-зонда одинаковы, но производят разные замеры.

Так, верхний датчик замеряет и посылает на ЭБУ информацию о том, какой процент кислорода содержится в выхлопных газах. А главная задача кислородного датчика, установленного внизу, заключается в контроле эффективности работы катализатора (при необходимости – в его более тонкой, точечной корректировки).

Общее устройство детали

Наибольшее распространение в современных автомобилях получили кислородные датчики, работающие на основе диоксида циркония. Конструктивно, изделие представляет собой металлический стержень с проводом. Конец стержня несколько скруглен, внутри находится 2 электрода, между которыми – твердый электролит, либо двуокись циркония. Наружный электрод взаимодействует с выхлопными газами, а внутренний – с атмосферой. В конструкции лямбда-зонда предусмотрен специальный термоэлемент, с помощью которого осуществляется быстрый прогрев электродов до требуемых эксплуатационных параметров (приблизительно 300°С).

Возможные неисправности

Кислородные датчики функционируют в крайне тяжелых эксплуатационных условиях при непрерывном и достаточно агрессивном воздействии потока горячих отработанных газов. Выход детали из строя влечет целый ряд характерных неисправностей:

• увеличение расхода топлива;
• неустойчивую работу двигателя на холостом ходу;
• снижение мощности;
• ухудшение тяги, преемственности, передачи крутящего момента на ходовую часть;
• характерный запах бензина из выхлопной трубы.

Поломка датчика редко происходит по причине механического воздействия. Чаще всего это последствия естественного износа, обрыва цепи питания нагревательного элемента или загрязнения.

Заменить неисправный лямбда-зонд можно самостоятельно, но при наличии соответствующей квалификации, либо рекомендуется доверить ремонт специалистам автосервиса.

Основные причины поломки кислородного датчика

Кроме того случая, когда происходит естественная поломка в силу длительной эксплуатации , кислородный датчик может выходить из строя потому, что:

• Во внутреннюю часть корпуса попадает тосол или жидкость из тормозной системы;
• Чистка корпуса осуществлялась с использованием не подходящих для этого средств;
• В топливе содержится большое количество свинца;
• Произошел перегрев корпуса по причине заправки топливом низкого качества. Перегрев случается в тех случаях, когда вышел из строя прибор охлаждающей жидкости То же случается при поломке регулятора давления, износу топливного фильтра. Загрязненный бензин при этом проникает в камеру сгорания.

Неисправный датчик кислорода не подлежит ремонту, его можно только заменить на новый.

Сколько датчиков кислорода в авто

В зависимости от модификации автомобиля, устанавливаются разное количество лямбда-зондов. В выхлопной системе встречается 1, 2 или 4 датчиков, контролирующих кислород. Если в транспортном средстве присутствует два лямбда-зонда, эксплуатационные расходы растут.

Стоят эти детали достаточно дорого. А замену, согласно рекомендациям производителей, необходимо проводить каждый три года. Если приборная панель отобразит увеличенное содержание кислорода, придется заливать больше топливных носителей. В случае сокращения концентрации кислорода, подача смеси должна быть уменьшена. Информация о содержании кислорода поступает на электронный блок управления мотора. Регулировка подготовки смеси происходит через электронный впрыск.

DTC P0545 00: Низкое напряжение в цепи датчика 1 температуры выхлопных газов

DTC P0546 00: Высокое напряжение в цепи датчика 1 температуры выхлопных газов

Датчики температуры отработавших газов представляют собой переменные сопротивления, измеряющие температуру отработавших газов. Датчик температуры выхлопных газов 1 расположен в выпускном коллекторе перед турбокомпрессором. Датчик температуры выхлопных газов 2 расположен в выпускной трубе после турбокомпрессора.

Датчик температуры выхлопных газов 3 находится в сажевом фильтре отработавших газов. Модуль управления двигателем (ECM) подает в сигнальную цепь температуры выхлопных газов напряжение 5 В, а цепь низкого опорного напряжения соединяет с «массой».

Информация о температуре, поступающая от датчиков температуры выхлопного газа, используется модулем ECM при очистке сажевого фильтра отработавших газов.

Ниже в таблице поясняются различия по температуре, сопротивлению и напряжению:

Модуль ECM обнаруживает, что датчик температуры выхлопного газа имеет значение меньше 0,1 В в течение более 1 с.

P0546

Модуль ECM обнаруживает, что датчик температуры выхлопного газа имеет значение больше 4,9 В в течение более 1 с.

Коды неисправности P0545 00 и P0546 00 имеют тип A.

Коды неисправности P0545 00 и P0546 00 имеют тип A.

Органы управления двигателем Схема

Указатель видов разъемов

Разъемы компонентов Виды на торцы

Справочная информация по электрооборудованию

Указатель типов кодов неисправности

Коды неисправности (DTC) силовой передачи — Определения типов

Диагностический прибор, Ссылка

См. информацию о диагностическом приборе в Модуль управления Справочные сведения

1. Двигатель работает; наблюдать за информацией о коде DTC с помощью диагностического прибора. Коды DTC P0545 00 или P0546 00 устанавливаться не должны.
2. Привести в движение автомобиль в соответствии с условиями имеющегося DTC для проверки того, что DTC не сбрасывается. Автомобиль можно также привести в движение в соответствии с условиями данных фиксации кадра/регистрации неисправностей.

1. Зажигание выключено; отсоединить разъем жгута проводов от датчика температуры выхлопных газов B131A 1.
2. Проверьте, является ли сопротивление между контактом 2 цепи низкого опорного напряжения и массой меньше 5 Ом.

При включенном зажигании проверить по диагностическому прибору значение параметра датчика температуры выхлопных газов 1, которое должно быть равно 900°С (1 653°F).

Примечание: Если в проводной перемычке перегорел предохранитель, сигнальная цепь закорочена на напряжение, и датчик может быть поврежден.

Установите плавкую перемычку на 3 А между клеммой 1 цепи сигнала и массой. При помощи по диагностического прибора убедиться, что значение параметра датчика температуры выхлопных газов 1 равно 40°С (-40°F).

Если проверка показывает, что все цепи исправны, то следует проверить или заменить датчик температуры отработавших газов B131A 1.

После диагностики выполнить Диагностическое подтверждение выполненных ремонтных работ .

Как проверить лямбда зонд?

Проверить датчик кислорода самостоятельно можно мультиметром, осциллографом или старым «дедовским» способом – поставить новый рабочий и посмотреть на результат.

Видео «Как проверить лямбда зонд»

Начать проверку лучше с визуального осмотра. Если внешняя часть датчика выглядит потемневшей, на ней есть отложения копоти, это говорит о том, что он сгорел и дальнейшая проверка уже не нужна. Если внешне всё в порядке, провода не оборваны, без следов подгорания, придется тестить.

При подозрении на нерабочую лямбду в первую очередь проверяют работоспособность нагревателя. Для этого нужно:

1. Включить зажигание;
2. Мультиметр включить в режим вольтметра, подсоединить щупы к разъемам проводов подогрева;
3. Замерить напряжение. Оно должно соответствовать напряжению аккумулятора, 12 или 24 В.

Если напряжение в цепи есть, проверяют состояние нагревательного элемента. Для этого измеряют сопротивление:

1. Снять разъем;
2. Мультиметр перевести в режим омметра, присоединить щупы к контактам нагревателя;
3. Замерить сопротивление. Норма составляет 2-10 Ом.

Если нагреватель в порядке, измеряется «опорное» напряжение:

1. Включить зажигание, не заводя двигатель;
2. Мультиметр переключить на 2 или 20 В, щупы установить на сигнальный провод и «массу» (если ее нет, на корпус автомобиля);
3. Нормальное напряжение составляет 0,45-0,50 В.

Далее можно проверить функциональность датчика. Для этого уже понадобится прогреть его до стандартной температуры, так как проверить его можно только в процессе нормальной работы:

1. Завести двигатель и дать поработать на холостых оборотах 5-10 минут;
2. Щупы вольтметра (мультиметра) присоединить к сигнальным проводам. Схема подключения должна учитывать полярность: плюс на плюс, минус на минус;
3. В норме показания вольтметра начнут «плавать» в диапазоне от 0,1 до 0,9 В. Чуть хуже – 0,3-0,7, это говорит о том, что датчик «на последнем вздохе». Если показания «зависли» на какой-то постоянной цифре, лямбда мертвая без вариантов.

Такая же диагностика делается с помощью осциллографа, что будет еще более наглядно. В идеале на 2000-3000 оборотах дисплей покажет ровный красивый график, в котором верхний и нижний пики будут на одном или почти на одном уровне, а промежутки между ними не более 120 мс. Скачки, отклонения, зависания – признаки неисправности лямбды.

Можно ли отремонтировать лямбда зонд? Существует много рекомендаций по очистке, промывке, восстановлению кислородного датчика. Но реальность сурова: ни один из них не даст нормального результата. Поврежденный лямбда зонд можно только выбросить и на его место поставить новый, соответствующий параметрам автомобиля. Причем установку лучше делать либо самостоятельно (если есть опыт), либо доверить нормальному мастеру. Даже незначительное загрязнение колпачка датчика (моторным маслом, специальной смазкой и т.д.) приведет к тому, что он вскоре выйдет из строя.