Кислородный датчик (Лямбда-зонд).

Составитель не мог не вставить этот материал в пособие, т.к. в ходе изучения мат.части машины выяснил, что не многие понимают важность этой детали.
Так же составитель должен признать, что эта статья основана на материалах, подчерпнутых в интернете. Авторство неизвестно.

Примечание составителя: Далее в тексте кислородный датчик будем называть лямбда (λ)-зондом, хоть это и не совсем правильно.
Что такое лямбда зонд.
Для горения нужно топливо (бензин) и окислитель ( кислород из воздуха). Для полного сгорания топлива (экология) нужно больше воздуха. Для большей мощности нужно больше топлива. Коэффициент избытка воздуха в топливо-воздушной смеси назвали λ.
В стехиометрии λ = (реальное к-во воздуха) / (необходимое к-во воздуха).При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива, λ = 1.
Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи датчика О2( λ-зонда).

Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (λ)

Как он устроен.

Лямбда-зонд 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. 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.
    Устройство датчика:
  1. керамическое основание;
  2. контакты НЭ;
  3. нагревательный элемент (НЭ);
  4. твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами;
  5. защитный кожух с прорезями;
  6. металлический корпус с резьбой крепления;
  7. уплотнительное кольцо;
  8. контакты НЭ;
  9. выводы датчика.

Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй – воздухом из атмосферы. При этом каждый электрод вырабатывает свой потенциал, зависящий от наличия свободного О2. Разность потенциалов и есть показатель, характеризующий λ
Электрический сигнал датчика считывается блоком управления двигателем и оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

Существуют λ-зонды на основе диоксида циркония с другой характеристикой (т.н. широкополосные) и λ-зонды на основе титана. Нам они не подходят, т.к. имеют другую кривую .

Зачем нужно следить за ним?

Казалось бы, что может случиться с таким датчиком? Но, видно случается, если производитель предписывает проверять датчик каждые 30 000 км, а через 100 000 км заменять его. Причиной тому является неидеальный состав топлива, заливаемого нами в бензобак. Всякая нечитсть, содержащаяся в выхлопных газах, забивает поры керамики и платиновый электрод до такой степени, что ни о каком анализе газов речь уже не идет. А мы продолжаем ездить.
    Но вдруг:
  • после пуска холодного двигателя через 2…2,5 мин. загорается индикатор "Check engine",
  • либо на определенных режимах работы двигателя этот индикатор то загорается то гаснет,
  • либо заметно возрастает расход топлива.
  • Иногда бывает, что из выхлопной трубы "валит" черный дым ,
  • электроды свечей покрываются черным "лохматым" нагаром.
И в любом случае отказавший λ-датчик нарушает работу двигателя на холостом ходу, меняется динамика движения автомобиля, ухудшается холодный пуск двигателя за счет шунтирования электродов свечей нагаром. Обильный нагар в цилиндрах "закоксовывает" компрессионные кольца и они не прилегают к зеркалу цилиндра, что приводит к снижению компрессии. Иногда разница по цилиндрам достигает 5…6 кгс\см?. Через образовавшиеся зазоры газы прорываются в картер двигателя и "отравляют" масло, а при длительном и безуспешном пуске холодного двигателя уровень масла может увеличиться в 1,5..2 раза. и разбираться в причинах неудавшегося пуска двигателя приходится только после замены масла и масляного фильтра. Несгоревшее в цилиндрах топливо смывает масляную пленку с зеркала цилиндра и идет сухое трение и износ пары кольцо-цилиндр, что приводит к сокращению ресурса двигателя.
И всё это из-за одной детальки, пусть и дорогостоящей .

Как его проверить? Существует два способа: с помощью тестера (вольтметра) замерять количество импульсов на выходе: при прогретом двигателе и оборотах 2500 об/мин прибор должен показать восемь импульсов амплитудой около 0,8в за 10 сек.
Для более точного диагноза потребуется цифровой осцилограф, или осцилографическая приставка к компьютеру.



Для тех, кто не дружит с паяльником, а осцилограмма для него - это результат анализов из кожвендиспансера, пищу для размышлений мы дали. Дело за заменой.
Для остальных сюда.

Назад к оглавлению