Лямблии зонд в машине

Лямбда зонд. Что это такое и как он работает?

В данной статье разберемся что такое лямбда зонд, для чего нужен и принцип его работы.

Жесткие экологические нормы узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси обеспечить катализаторам «долголетие» невозможно – тут приходит на помощь датчик кислорода, он же лямбда зонд.
Что такое лямбда зонд?

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы лямбда, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, лямбда зонд — это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха.

При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива — лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

На некоторых моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.
Принцип работы лямбда-зонда

Схема лямбда зонда на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе.
1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. 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.

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).

Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В.


Зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при температуре датчика 500-800°С

Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля.
Если лямбда зонд не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности, но машина при этом остается на ходу.

Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда 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».

Лямбда зонд – наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 – 80 000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Особенно чувствителен к качеству топлива – после нескольких таких заправок лямбда зон «умирает» и больше не работает

Источник

Лямбда-зонд

Лямбда зонд— один из многочисленных датчиков автомобиля, фиксирующий объем кислорода (02), оставшегося после сжигания горючей смеси в камере сгорания. Находится в системе выпуска возле катализатора (спереди и сзади), передает данные в ЭБУ для корректировки пропорции подготовленного горючего. Ниже рассмотрим, что это за устройство, для чего оно необходимо, и как работает. Отдельно разберемся с коэффициентом лямбда (λ) и его параметром, рассмотрим основные виды и особенности узла.

Что такое лямбда-зонд (кислородный датчик), назначение

Кислородный датчик (λ-зонд) — устройство, предназначенное для определения количества 02 в выхлопных газах. Обеспечивает эффективную работу ДВС, благодаря передаче сведений о содержании кислорода в блок управления. Последний, в свою очередь, корректирует состав топливовоздушной смеси.

При дефиците воздуха в топливе окисление угарного газа / углеводородов происходит не полностью, а при избытке оксиды азота не делятся на азот и кислород.

Интересно, что до прогрева двигателя до рабочей температуры сигналы с лямбда-датчика не принимаются ЭБУ из-за высокой погрешности. При этом в конструкции машины предусмотрено два таких элемента— передний и задний.

Первый установлен до катализатора и контролирует содержание О2в выхлопе, а второй — за ним. Лямбда зонд после катализатора применяется для корректировки состава и проверки работоспособности каталитического нейтрализатора. При этом основные функции берет на себя передний кислородный датчик.

Коэффициент избытка воздуха λ

При анализе работе двигателя часто применяется термин «стехиометрическое соотношение». Под ним подразумевается оптимальное соотношение кислорода и горючего, при котором подготовленная смесь полностью сгорает. На базе этого показателя рассчитываются режимы ДВС и особенности подачи горючего.

Идеальным считается отношение 14,7 к 1. Понятно, что 14,4 кг воздуха попадают в цилиндр не сразу, а в определенный временной промежуток.

Коэффициент λ показывает отношение реального объема кислорода, поступающего в цилиндр, к идеальному параметру (указан выше). Простыми словами, он показывает отклонение текущего количества воздуха от оптимального параметра.

С учетом полученного λ выделяется три варианта:

Современные ДВС способны работать во всех случаях, но отклонение от нормы сказывается на многих параметрах: ускорение, экономичность, уменьшение концентрации вредных компонентов и т. д. Оптимально, чтобы коэффициент λ был около 0,9-1.

Конструкция и принцип работы кислородного датчика

Лямбда датчик— сравнительно простой узел, состоящий из нескольких элементов, обеспечивающих измерение нужного параметра и его передачу в ЭБУ. Для примера рассмотрим λ-зонд на базе диоксида циркония. Он состоит из следующих компонентов:

Принцип работы датчика (лямбда зонда) построен на появлении разности потенциалов между электродами с платиновым напылением, отличающимися высокой чувствительностью к О2.

Напряжение появляется при нагреве электролитической жидкости, когда через нее идут кислородные ионы от ОГ и окружающего воздуха. Параметр разности потенциалов меняется с учетом объема О2в измеряемом материале.

При измерении возможны следующие варианты:

Оптимальным значением, соответствующим стехиометрическому параметру, является 0,45 В. Полученные данные направляются в ЭБУ, который анализирует поступившие сведения, а после дает команду системе впрыска на регулирование состава.

Ресурс лямбда-зонда и его неисправности

В процессе эксплуатации автомобиля λ-зонд находится под постоянно нагрузкой и подвержен износу. Из-за измерения качества ОГ его срок службы зависит от качества заливаемого горючего и исправности ДВС. В среднем кислородный датчик служит от 70 до 120 тысяч километров с возможной погрешностью в большую или меньшую сторону.

При поломке любого из λ-зондов ЭБУ фиксирует проблему и выдает ошибку с последующим зажиганием «CheckEngine» на приборной панели. Для выявления неисправности лямбда-зонда нужен сканер для диагностики, к примеру, Scan Tool Pro BlackE dition. В его функции входит проверка разного оборудования, а не только ДВС. Главное, что он контролирует показания датчиков в онлайн-режиме.

Если λ-зонд исправен, кривая имеет вид синусоиды, меняющей полярность где-то раз в одну секунду. В случае поломки форма сигнала меняется, или скорость отклика становится много меньше. К основным поломкам датчика стоит отнести:

Причиной рассмотренных проблем может быть низкое качество бензина, перегрев, добавление неправильных присадок, замасливание детали и т. д. Распознать неисправность можно по появлению ошибки на приборной панели, снижении мощности, медленной реакции на акселератор и колебаниях оборотов при работе на холостых.

Особенность устройства в том, что оно редко подлежит ремонту, а лучший выход —замена лямбда зонда.При выборе устройства необходимо смотреть на рекомендации производителя и выбирать только совместимое оборудование.

Виды кислородных датчиков

Важность кислородного датчика в автомобиле трудно переоценить, ведь от его работы зависит правильность подготовки рабочей смеси и главные параметры авто: экономичность, динамика, приемистость и другие.

Кроме того, неисправность этого узла может привести к выходу из строя других важных элементов двигателя и необходимости дорогостоящего ремонта. Вот почему при первых признаках неисправности λ-зонда нужно провести его диагностику, а при выявлении поломки сделать замену.

Лямбда зонд. Зачем нужен?

Источник

Датчик лямдазон: что это такое в машине, признаки неисправности и сколько стоит

17 января 2020 Категория: Диагностика неисправностей автомобиля

Лямдазон в машине – это одна из тех деталей, о существовании которой многие водители даже не подозревают, пока она не сломается. Безусловно, эта поломка существенно отразится на эксплуатационных расходах автомобиля.

В этой статье речь пойдет о таком важном элементе в машине как лямдазон, что это такое и как работает. Также мы в подробностях расскажем о влиянии устройства на работу двигателя, опишем признаки неисправности датчика, сколько стоит и можно ли его восстановить. Но для начала давайте немного углубимся в историю.

Немного истории

Лямдазон начали внедрять в транспортные средства с бензиновыми двигателями с 1979 года. Его появление в автомобильной промышленности было вынужденной мерой в связи с введением строгих правил в отношении выбросов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

В настоящее время все больше автомобилей оснащаются более чем одним лямдазондом, которые тесно взаимодействуют с катализатором. С 1992 года эти устройства являются стандартным оборудованием каждого автомобиля, приводимого в движение двигателем автомобиля. А с 2000 года лямдазон также стали устанавливать и на машины с дизельными двигателями.

Лямдазон, что это такое в машине

Лямдазон, правильнее сказать «лямбда-зонд», или просто кислородный датчик – это небольшое устройство, установленное в выхлопной системе, определяет содержание кислорода в выхлопных газах. В большинство современных автомобилей устанавливают два зонда. Один лямдазон находится между двигателем и катализатором, а второй – за нейтрализатором.

Первый датчик анализирует состав выхлопных газов и посылает сигнал на бортовой компьютер для правильного подбора состава топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Второй датчик – это диагностический зонд, который контролирует работу системы очистки отработанных газов.

Типы лямбда-зондов

В зависимости от типа двигателя датчик может быть в виде пальца или иметь плоскую поверхность. В первом случае мы имеем дело с устройством, в котором основным измерительным элементом является гальванический сенсор с твердотельным электролитом в виде керамики. Снаружи он покрыт тонким слоем платины, выступающей в качестве токопроводящего электрода и катализатора для протекания химических реакций. Одна часть электрода контактирует с выхлопными газами, другая – с внешним воздухом. Весь электрод закрыт керамическим корпусом из диоксида циркония, который защищает его от загрязнений.

Лямдазон также имеет свой внутренний нагревательный элемент, который помогает быстрее достичь рабочей температуры в 350 °C. Весь датчик окружен специальной металлической оболочкой, напоминающей палец, которая защищает его от неблагоприятного воздействия продуктов сгорания, содержащихся в выхлопе.

Стоит отметить, что существуют и титановые зонды, также имеющие форму пальца, но они слабо распространены, установлены лишь на малой части автомобилей, поэтому заострять внимание на их мы не будем.

В свою очередь плоский (планарный) лямдазон имеет технологически более продвинутую конструкцию. По форме напоминает удлиненную плитку со встроенной системой обогрева. Благодаря ему планарный зонд всего через несколько секунд после запуска двигателя достигает нужной температуры и более эффективно управляет топливовоздушной смесью. Кроме того, плоский зонд оснащен двойной металлической крышкой, благодаря чему датчик проявляет большую устойчивость к внешним воздействиям.

Как работает лямдазон

Для примера давайте рассмотрим, как работает лямдазон циркониевого типа, поскольку этот тип датчиков наиболее распространен. Принцип работы датчика из диоксида циркония основан на измерении количества кислорода с помощью измерительной части зонда, которая находится в прямом контакте с потоком отработанных газов, проходящих вокруг ее. Другая часть зонда должна находиться в контакте с наружным воздухом для определения контрольных значений кислорода в атмосфере.

Лямдазон начинает работать при температуре выше 300 °C, поскольку только после достижения этого температурного значения керамический материал, покрывающий датчик, становится проницаемым для ионов кислорода, которые содержатся в выхлопных газах. Чем больше ионов в отработавших газах, тем ниже напряжение генерируется зондом.

В случае меньших значений ионов кислорода в выхлопе происходит противоположный эффект – генерация более высокого напряжения. Его значение варьируется с шагом 0,5 Вольт. При значениях 0,1 V электроника определяет, что смесь бедная, а при показаниях 0,9 V – смесь обогащена.

Информация, собранная через лямдазон, отправляются по кабелю на блок управления двигателем. Измерение сигнала осуществляется с поразительной скоростью, а именно 100 раз в секунду. В зависимости от полученных результатов, компьютер корректирует состав смеси с периодичностью до 300 коррекций в минуту. Подает в камеру сгорания такое количество кислорода, которое обеспечит наилучшую работу двигателя.

Как влияет лямдазон на работу двигателя

Как мы уже писали выше, лямдазон нужен для создания правильной топливовоздушной смеси. Оптимальный состав смеси топлива и воздуха должен соответствовать или быть максимально близким к стехиометрическим нормам. То есть соотношение должно быть таким, где на каждый 1 кг сгоревшего топлива приходится 14,7 кг воздуха.

Если топлива в смеси будет больше, горючее получится слишком обогащенным. В этом случае увеличится расход топлива, а в головке двигателя начнет образовываться нагар, который со временем может привести к повреждению механизмов двигателя. Однако если воздуха будет больше, чем нужно, топливная смесь может оказаться слишком бедной. Двигатель, конечно, будет сжигать меньше топлива, но и характеристики у него будут хуже. Также из-за более высокой температуры в головке двигатель может преждевременно выйти из строя.

Кроме того, правильный состав горючей смеси является необходимым условием для эффективной очистки выхлопных газов каталитическим нейтрализатором. Поэтому если лямдазон не работает должным образом или поврежден, катализатор не сможет выполнять свою функцию. А это означает, что двигатель в окружающую среду будет выбрасывать гораздо большее количество вредных веществ. Поэтому важно вовремя распознать признаки неисправности лямдазона, о которых мы расскажем ниже.

Признаки неисправности датчика лямдазон

Повреждение лямдазона – довольно частая неисправность. Эта поломка может быть связана как с конструкцией датчика, так и с условиями, в которых этот элемент работает. В теории зонд должен выдержать 150 тысяч километров пробега и даже больше, но в реальности часто бывает по-другому. Ведь лямдазон находится в выхлопной системе, где постоянно подвергается воздействию высоких температур и химических веществ.

Качество используемого топлива также оказывает большое влияние на срок службы датчика. Всего одна заправка этилированным или некачественным топливом может привести к необратимому повреждению лямдазонда. Несгоревшая примесь откладывается на датчике и блокирует его работу. Поэтому машину следует заправлять только качественным высокооктановым топливом на проверенных заправочных станциях.

С другой стороны, корпус датчика выходит за пределы системы выпуска отработавших газов, где подвергается постоянному контакту с водой и грязью. Бывает, что по причине внезапного скачка или рывка на машине, к примеру, из-за наезда на препятствие, происходит натяжение проводов датчика, которые идут к контроллеру двигателя. В результате кабель может просто износиться или даже сломаться, что также потребует от вас замену датчика. Поэтому нет ничего удивительного в том, что датчик, как и большинство механических устройств в автомобиле, со временем изнашивается и неожиданно выходит из строя.

В свою очередь наиболее распространенными признаками неисправности лямдазона являются:

Помимо вышеперечисленных признаков неисправности лямдазона, на неправильную работу зонда, впрочем, как и самого двигателя, могут указывать цветные отложения на его поверхности, например:

Сколько стоит лямдазон

В качестве примера мы составили для вас таблицу с ценами лябда-зондов распространенных марок и моделей автомобилей. Цены были взяты из нескольких популярных интернет-магазинов только на новые температурные датчики.

Таблица стоимости лямдазонов для разных марок и моделей автомобилей

Марка автомобиля	Модель	Диапазон цен в рублях
		От	До
ВАЗ	2131	1000	3731
	2107	1200	4200
	2110	1020
	2112	1272
	2114	1140
	2115	1020
Лада	Калина
	Приора
	Гранта	2050	3196
Мерседес	124	1425	7455
Дэу	Нексия	1036	7715
	Ланос	950	4733
Ауди	80	1015	6570
	100	811	7069
	а4	1100	12900
Форд	Фокус 2	1860	10742
	Фокус 3	1853	16785
Хендай	Солярис	1275	7852
	Акцент	1090	9869
Хонда	Цивик	1140	13830
	Аккорд	1115	14787
Шевроле	Круз	1180	14630
	Лачетти		14072
	Авео	1247	14072
	Нива	1504	3498
Фольксваген	Пассат	1000	12900
	Гольф	985	14800
Опель	Астра	950	13530
	Вектра	1090
Пежо	308	1800	11115
	407	1501	10139
Рено	Логан	970	7300
	Меган 2	2401	6100
Тойота	Королла	1030	11740
	Корона	1460	8020
БМВ	Е39	1175	12400
	Е53	1333	13084
Субару	Легаси	1001	16338
	Импреза		14770
Шкода	Октавия	985	14800
	Фабия		12900
ГАЗ	ГАЗель Бизнес	1186	2586
Митсубиси	Аутлендер	960	15370
	Мираж	1460	13610
	Лансер	970	16640
Мазда	3	1850	8200
	6	1113	6270
Ситроен	С4	1224	11115
	С5	1450
	Ксара Пикассо	1578	6800
Вольво	S60	1580	13395
	ХС90	1410	8615

По данным из таблицы видно, что цены лямдазонов варьируются в широких пределах. В среднем цены на лямбда-зонды начинаются от 1200 и могут доходить до 16000 рублей и даже больше. Устройства для некоторых автомобилей по стоимости могут превышать сумму и в 50 тысяч рублей.

В свою очередь, если вы решили вместо нового датчика приобрести б/у вариант, то средняя стоимость оригинального лямдазона будет находиться между 300 и 2000 рублей. Тем не менее, приобретать датчик «с пробегом» мы вам крайне не рекомендуем. Лямдазон – это такой же расходный элемент в машине, как и ремень ГРМ или свечи зажигания. Вы же не будете покупать в свою машину подержанные свечи?

Более того покупка бывшего в употреблении датчика – это «кот в мешке». Например, зонд после покупки может оказаться нерабочим или проработать совсем недолго. Ведь ресурс датчика не бесконечен и сколько ему еще осталось никому неизвестно. Поэтому лучше сразу приобрести новый зонд и необязательно это должен быть оригинал. На сегодняшний день множество производителей выпускают качественные датчики по демократичным ценам под любые автомобили.

Какая фирма лучше

В настоящее время пользуются популярность лямдазоны следующих производителей:

По многочисленным отзывам надежнее всего лямдазоны фирмы NGK, дольше всего служат. По тем же отзывам датчики от компании Бош до 100 000 километров редко доживают, зачастую выходят из строя уже после 30-50 тысяч. В принципе можно остановить свой выбор на любой фирме-производителе из нашего списка. Главное покупайте в проверенных местах, чтобы не приобрести подделку.

Ремонт или замена

Что можно сделать с неисправным лямдазоном? К сожалению, не очень то и много. Если датчик покрыт сажей или маслом, то его еще можно отремонтировать, но если зонд был выведен из строя некачественным горючим, все что остается – это заменить его на новый. Поэтому так важно использование бензина высокого качества, а также регулярно проверять этот элемент на работоспособность. Ведь исправный датчик не только снижает риск повреждения компонентов двигателя, но и значительно уменьшает расход топлива.

В среднем его срок службы оценивается в 80 тысяч километров, но датчик рекомендуется проверять каждые 30 000 или во время каждой проверки токсичности выхлопных газов. Тогда существует высокая вероятность того, что при проверке вы обнаружите какое-либо отклонение в работе двигателя.

Проверить лямдазон можно как самому, при условии наличия навыков и соответствующего диагностического инструмента (осциллографа), так и в сервисе. Стоимость этой процедуры должна находиться в пределах 1000 – 1500 рублей. Во время проверки проверяются сигналы от лямдазона, а также целостность проводов и штекерных соединений. Регулярный контроль состояния лямбда-зонда помогает поддерживать двигатель в лучшем состоянии.

Это все что мы хотели сказать сегодня в нашей статье. Теперь вы знаете достаточно о таком важном устройстве как лямдазон, что это такое в машине, признаках неисправности датчика, его стоимости и роли в двигателе. Уверены, что теперь вы будете проверять его работу гораздо чаще. Стоит это делать хотя бы ради более низкого расхода бензина. Глядя на высокие цены на заправках, вы сможете получить, таким образом, некоторую экономию, а также уберечь отдельные элементы двигателя от повреждения, устранение которых потребует от вас дополнительных затрат.

Источник