Нагреватель датчика кислорода
Нагреватель датчика кислорода используется для обеспечения точности и стабильности его работы. Датчик кислорода – это устройство, предназначенное для измерения содержания кислорода в газовой смеси. Он широко применяется в различных отраслях, таких как автомобильная промышленность, медицина, пищевая промышленность и другие.
Один из ключевых элементов датчика кислорода – нагреватель. Он служит для нагрева среды, в которой находится датчик, и обеспечивает стабильные условия измерения. Нагреватель датчика кислорода может быть выполнен в виде нагревательного элемента из специального материала или пленки на основе платины. Он обычно размещается внутри датчика, в его активном элементе.
Основной принцип работы нагревателя датчика кислорода заключается в создании постоянной температуры, необходимой для обеспечения нормальной работы датчика. Когда датчик находится в неотапливаемой среде, его работа может быть нарушена из-за пониженной температуры. В таком случае, нагреватель начинает генерировать тепло, чтобы поддерживать оптимальную температуру.
Нагреватель датчика может быть снабжен дополнительными элементами, такими как термостаты и датчики температуры, которые контролируют процесс нагрева и поддерживают постоянную температуру. Также, внешний контроллер может использоваться для управления нагревателем и анализа полученных данных.
| Преимущества нагревателя датчика кислорода: |
|
В заключение, нагреватель датчика кислорода играет важную роль в обеспечении надежной и точной работы датчика. Он гарантирует стабильность условий измерения и обеспечивает нормальное функционирование датчика даже при экстремальных температурных условиях. Благодаря этому, датчик кислорода может быть успешно применен в различных сферах промышленности и науки.
Разновидности лямбда-зондов
Современные машины оснащаются следующими датчиками:
Циркониевый
Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).
Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)
Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.
Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.
Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.
Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода
Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.
По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:
- В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
- Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
- Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.
Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики
Титановый
Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.
Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.
Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)
Широкополосный
Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):
В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.
Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.
Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6
Электронная проверка лямбда зонда
Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.
Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.
Если кислородный датчик неисправен, есть несколько вариантов решения проблемы. Одна из них — поменять датчик лямбда-зонда. Сделать это можно самостоятельно, купив новую деталь в специализированном магазине или автосервисе
Обратите внимание на маркировку, которая нанесена на старый зонд. С точно такой же должен быть новый зонд. Замена происходит обязательно на охлажденном двигателе и отключенном зажигании
Для начала от старого устройства отключаются провода. Затем гаечным ключом отсоединяется старый зонд, а на его место ставится новый
Замена происходит обязательно на охлажденном двигателе и отключенном зажигании. Для начала от старого устройства отключаются провода. Затем гаечным ключом отсоединяется старый зонд, а на его место ставится новый
Работать надо осторожно, не срывая резьбу
Если не уверены, что справитесь, обратитесь к специалистам. Где могут заменить лямбда-зонд? В любом автосервисе за небольшие деньги. Специалисты сделают работу качественно. Следующие 50 000–100 000 км оригинальный кислородный датчик отработает на отлично.
Преимущество установки нового датчика кислорода
- Экономит топливо от 5 до 15%. Изношенность датчика влияет на расход топлива, поэтому установка нового вернет его в норму;
- Улучшает работу двигателя;
- Со 100% уверенностью оповещает о выходе из строя катализатора;
- Уменьшает выброс вредных веществ.
Существенный минус такого решения — цена. Стоимость нового лямбда-зонда доходит до 25 000 рублей. Если у машины отключен или выбит катализатор, замена лямбда-зонда не поможет. Поможет программное отключение — чип-тюнинг.
Замена лямбда зонда
В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.
Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.
Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.
Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.
Название зонда происходит от греческой буквы L (лямбда), которой в автомобилестроении обозначается коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. «Окно» оптимального состава этой смеси очень узкое и строго регламентируется экологическим стандартом ЕВРО-5. Обеспечить такую точность возможно только с применением систем питания с электронным впрыском топлива. Лямбда зонд в этой системе служит для информирования компьютера автомобиля об отклонении от нормы состава воздушно-топливной смеси.
Причины преждевременного износа датчиков кислорода
- Систематическое использование низкооктанового топлива с добавлением химических примесей с превышением граничных норм.
- Применение в процессе профилактики герметиков на силиконовой основе.
- Перегрев (закипание) лямбда – зондов из-за некорректно выставленного угла зажигания, чрезмерного обогащения горючей смеси, нестабильной подачи напряжения в цепи.
- Многократные запуски мотора через короткие промежутки времени. Вследствие этого в камере сгорания накапливается нагар, так как топливо не сгорело в полном объеме.
- Диагностика свечей зажигания, работы цилиндров при выкрученных свечах;
- Попадание на кончик ДК химически агрессивных соединений, нефтепродуктов.
- Повреждение изоляционного слоя, обмотки проводки, замыкание на массу.
- Разгерметизация в системе.
Адреса фирм, предоставляющие услуги по замене и установке датчиков кислорода (регион Москва, СПБ, Киев)
| № | Название | Адрес |
| 1. | Автосервис «Ваш глушитель» | г. Москва, пос. Рублево, пересечение улиц Василия Ботылева и Новолучановской, ГСПК Ренни (ЗАО, район Кунцево, м. Крылатское, м. Строгино). Телефон: 8-926-601-90-85 |
| 2. | Специализированный Автотехцентр | Москва, ул. Чермянская, д. 6, стр. 1 Телефон 8 (495) 730-50-70, 8 (495) 730-50-34 |
| 3. | Автосервис «МР АВТО» | Санкт-Петербург, Мебельный проезд 2д, Телефон +7 (812) 770-18-74 |
| 4. | «Мир Глушителей» | ОСНОВНОЙ ФИЛИАЛ НА БЛЮХЕРА пр. М. Блюхера д.1 к.1, телефон: +7 812 982-58-43
ФИЛИАЛ В ОЗЕРКАХ: пр. Энгельса д. 107, телефон: +7 812 955-60-53 |
| 5. | «Мастер Сервис» | г. Киев, ул. Изюмская, 5 |
| 6. | «СТО АВТОХОРС» | ул. Набережно-Крещатицкая 4а, Киев |
Истории автовладельцев.
Так как лямбда-зонд является достаточно «коварным» датчиком, то с ним может быть связано немало проблем. Часто при повышенном расходе топлива автовладельцы считают, что причина заключается именно в КД. Ниже приведены три истории владельцев легкового транспорта, которые наглядно демонстрируют проблемы и их решения.
Алексей, пользователь автомобильного форума из Ростова, является обладателем автомобиля Mazda 3 с двигателем объемом 2,0 л. У него возникла проблема повышенного потребления топлива. Даже в спокойном режиме передвижения машина тратила по 15 литров на сотню километров. Также на приборной панели горел «чек» ошибки, свидетельствующий о неисправности лямбда-зонда, как считал водитель. Новый датчик для его автомобиля стоит от 10 тысяч рублей, и Алексей не был готов потратить такие деньги. Был вариант приобрести аналог детали марки BOSCH стоимостью 3 тысячи рублей, но он мог не подойти к автомобилю из-за сопротивления. Поэтому автовладелец начал искать другие методы решения проблемы. Он вспомнил, что полтора месяца назад начал заправлять авто на АЗС «Лукойл», после чего и загорелся «чек». Знакомый посоветовал добавить в бак присадку, которая повышает октановое число бензина. Но в магазине автовладельца отговорили от этого, потому что есть большой риск спалить клапана. Зато Алексею посоветовали приобрести чистящую присадку, которая также заливается в бак. Еще он проверил уровень масла и долило его до должного уровня. Бензин Алексей залил уже на другой заправке, после чего добавил присадку. Расход топлива снизился до 9,5 литров, а чек потух. Можно сделать вывод, что ошибка может возникать еще и из-за некачественного бензина, а не только из-за неисправностей выхлопной системы.
Вторую историю поведал Сергей, который приобрел с рук автомобиль Opel Vectra A 1989 года выпуска. Расход топлива был слишком большой и достигал 12 литров на 100 км. Так как горела лампочка Check engine, то было принято решение провести диагностику. Она показала неисправность лямбда-зонда. Сергей заменил кислородный датчик, это помогло, но лишь на две недели. После этого датчик снова пришел в негодность, и загорелся «чек». Автовладелец поставил уже «бэушный», чтобы не тратить много денег. Это также решило проблему ненадолго. Сергей начал искать более подробную информацию и выяснил, что ранее на Vectra A устанавливались двигатели другого типа, а как раз начиная с 1989 года, были внедрены новые моторы. Конструктивно они ничем не отличались, но в старых двигателях лямбда-зонд не был предусмотрен, и использовалась другая прошивка. Путем перепрошивки проблему удалось исключить, ведь блок управления теперь считал КД несуществующим.
Пользователь автомобильного форума Taylor из Краснодара жаловался на высокий расход топлива автомобиля ВАЗ. Он решил поменять лямбда-зонд, думая, что это поможет. Но в итоге ему не удалось его отсоединить, и автолюбитель продолжил ездить с отключенным датчиком. Естественно, что проблема не была решена, хотя расход и несколько снизился. Ситуация успешно разрешилась, когда человек поехал в автосервис, где ему установили новую деталь.
Как проверить и заменить лямбда-зонд?
Лямбда-зонд или датчик кислорода — один из важнейших элементов системы выпуска отработавших газов автомобиля. Он проверяет, чтобы в топливной смеси было нужное количество кислорода для эффективного и не наносящего вред окружающей среде сгорания топлива. В этом посте мы вкратце расскажем, что такое лямбда-зонд, как он работает, когда его нужно проверять и как его заменить.
Что такое лямбда-зонд?
Лямбда-зонд расположен внутри выпускного коллектора рядом с двигателем. В автомобилях с системой бортовой самодиагностики EOBD II (европейские автомобили после 2001 г.) в каждом каталитическом нейтрализаторе есть еще один датчик, который проверяет эффективность работы каталитического нейтрализатора.
Этот датчик измеряет процент несгоревшего кислорода, проверяя, чтобы его не было слишком много (слишком бедная воздушно-топливная смесь) или слишком мало (слишком богатая воздушно-топливная смесь). Результаты передаются в электронный блок управления двигателем (ECU), который регулирует количество топлива, подаваемого в двигатель, чтобы обеспечить оптимальное соотношение всех компонентов воздушно-топливной смеси.
Соотношение компонентов постоянно изменяется в зависимости от различных факторов, включая нагрузки на двигатель (например, при подъеме), ускорение, температуру двигателя и длительность прогрева.
На рынке встречаются лямбда-зонды трех типов. Самые ранние по технологии и самые распространенные — лямбда-зонды на основе оксида циркония. Датчики этого типа есть в разных конфигурациях (с одним, двумя, тремя и четырьмя проводами). Это зависит от того, есть ли в датчике предварительный нагрев или нет. Второй тип — это лямбда-зонды на основе оксида титана. Они тоже бывают четырех видов (см. на рисунке).
Датчики этого типа легко отличить, поскольку диаметр резьбы у них меньше, чем у датчиков на основе оксида циркония (визуально у таких датчиков есть желтый и красный провода). И, наконец, третий тип — это так называемый широкополосный лямбда-зонд, который также имеет название «датчик с 5 проводами». Это самый технологически новый и самый точный датчик.
Широкополосный лямбда-зонд чаще других используется в новых автомобилях, оснащенных двумя лямбда-зондами в каталитическом нейтрализаторе.
Как работает лямбда-зонд?
Лямбда-зонд используется для регулировки воздушно-топливной смеси. Блок управления двигателем получает данные от датчика и определяет необходимое количество топлива. Это означает, что воздушно-топливная смесь постоянно колеблется между бедной и богатой, позволяя каталитическому нейтрализатору работать максимально эффективно, одновременно обеспечивая сбалансированность воздушно-топливной смеси и уменьшая вредные выбросы.
Если блок управления двигателем не получает данные от датчика, например, когда двигатель только что запустился или датчик неисправен, то блок управления двигателем использует постоянную богатую смесь, что увеличивает расход топлива и токсичность выбросов. Если лямбда-зонд или электропроводка неисправны или изношены, автомобиль будет постоянно работать на богатой смеси, что увеличит расход топлива и подвергнет возможной неисправности другие элементы системы снижения токсичности выбросов, такие как каталитические нейтрализаторы.
Когда нужно проверять лямбда-зонды?
Как правило, лямбда-зонд служит долго, но может также выйти из строя. Если вы заметили один из следующих признаков, разумно будет проверить лямбда-зонд:
- Неравномерность холостого хода
- Жесткий звук работы двигателя
- Высокий расход топлива и низкая эффективность
- Высокая токсичность выбросов
- Черный дым и сажа вокруг выхлопной трубы
- Неисправность лямбда-зонда может иметь различные причины, в том числе:
- Использование герметизирующей пасты с силиконом на элементах выпускной системы перед лямбда-зондами
- Загрязненное топливо или присадки, содержащие свинец
- Двигатель начал сжигать масло, от чего на датчике появляются отложения сажи
- Внешнее загрязнение, например, соль с дорожного покрытия, материалы антикоррозионной защиты или химические вещества
- Срок службы датчика закончился
Принцип работы лямбда-зонда
Контрольный датчик измеряет оставшийся кислород в выхлопе. Сигнал датчика используется блоком управления двигателя для регулировки состава смеси. Датчик преобразует в электрический сигнал данные о том, сколько кислорода содержится в выхлопных газах. При обнаружении изменений замеров зонд передаёт электрический сигнал контроллеру, а затем сравнивает с сохранёнными значениями в памяти.
Если они не соответствуют базовым, блок регулирует количество впрыска топлива. Этим обеспечивается эффективность двигателя, экономия бензина и снижение вредных выбросов.
Функциональные возможности:
- обеспечивает идеальную генерацию топливной смеси;
- гарантирует оптимальные условия работы каталитического нейтрализатора;
- уменьшает вредные выбросы;
- поддерживает расчётное потребление топлива.
Каждый автомобиль с регулируемым каталитическим нейтрализатором имеет, по крайней мере, один лямбда-датчик. Современные авто требуют установки не менее двух датчиков. Мотоциклы также оснащены этими механизмами.
Внутреннее устройство датчика:
- Металлический контакт, для подключения соединяющих разъёмов.
- Диэлектрическое уплотнение с воздушным отверстием для безопасности.
- Закрытый циркониевый электрод внутри керамического наконечника, с нагревом до температуры в диапазоне 300−1000 ос.
- Щиток для газов.
https://youtube.com/watch?v=fz8ZHmDX6pE
Замена и проверка датчика концентрации кислорода на LADA
Датчик кислорода (лямбда зонд или ДК) определяет количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах. На основании его данных электронный блок управления двигателем корректирует состав топливно-воздушной смеси. Рассмотрим особенности замены и проверки датчика кислорода на автомобилях LADA.
Где находится датчик кислорода? Управляющий и диагностический датчики концентрации кислорода установлены в системе выпуска автомобилей LADA.
Признаки неисправности датчика кислорода:
- большой расход топлива;
- плавающие холостые обороты двигателя;
- машина плохо разгоняется;
- и т.д.
Каталожный номер (артикул) ДК:
Замена датчиков кислорода. Чтобы избежать ожогов, приступаем к работе после остывания системы выпуска. Перед выворачиванием датчиков отсоединяем колодку с проводами (нажимаем на фиксатор).
- Для снятия верхнего датчика кислорода потребуется ключ «на 22».
- Для отворачивания нижнего датчика потребуется смотровая канава и специальная головка «на 22» или можно отрезать ручку обычного рожкового ключа «на 22».
При необходимости обрабатываем соединение датчиков смазкой.
Установка в обратной последовательности. Если датчик используется повторно, обработайте резьбу специальной монтажной пастой, избегая попадания пасты на защитную трубку. Поскольку датчик всасывает эталонный воздух через корпус, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой.
Проверка датчика кислорода (оба датчика проверяются аналогично). Самый простой способ — заменить датчик на заведомо исправный.
- Проверяем напряжение питания нагревательного элемента. Подсоединяем «минусовой» щуп вольтметра (мультиметр в режиме вольтметра) к «массе» двигателя, а другой — к выводу B или №4. Напряжение на выводе должно быть не менее 12 В. Если его нет или оно меньше 12 В, значит разряжен аккумулятор, цепь питания или ЭБУ.
- Проверяем напряжение между выводами A и C или 1 и 2 (минусовой щуп подсоединяем к выводу C или 1). Напряжение должно быть 0,45 В. Если его нет или оно отличается более чем на 0,02 В, значит неисправна цепь питания или ЭБУ.
Если датчик кислорода неисправен, его меняют на новый. В некоторых случаях можно попытаться его восстановить. А вам приходилось своими руками менять или проверять лямбда зонд? С какими трудностями вы столкнулись?
Схема эмулятора лямбда зонда своими руками
Лямбда зонд (также называется кислородным контроллером, датчиком O2, ДК) является неотъемлемой частью выхлопной системы автотранспортных средств, отвечающих экологическим стандартам EURO-4 и выше. Это миниатюрное устройство (обычно устанавливается 2 лямбда зонда и более) контролирует содержание O2 в выхлопных смесях автотранспортного средства, благодаря чему значительно снижается выброс ядовитых отходов в атмосферу.
В случае некорректной работы ДК или если произошло отключение лямбда зонда, функционирование силового агрегата может быть нарушено, из-за чего мотор перейдет в аварийный режим (на панели загорится Check Engine). Чтобы такого не случилось, систему автомобиля можно перехитрить, установив обманку.