Расположение Датчика кислорода... Функции кислородного датчика...Проверка кислородного датчика

Основные положения и функции Кислородного датчика Ниссан [ Lambda Sensor Nissan ] :

Теория.

Жесткие экологические нормы во многис странах мира, стали диктовать колличество выбрасов редных веществ, тем самым узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе – катализаторы) – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Катализатор - нужный и ответственный узел автомобиля, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор умрёт (потеряет свои основные свойства и функции) очень быстро – во избежании как можно дольшего продления его жизни и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (речь идет о объемном соотношении величин), L равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: L=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Таким образом, Лямбда зонд создан и поставлен инженерами для информирования компьютера, инжекторного автомобиля об отклонении от нормы соотношения топливно воздушной смеси.

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (L)

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом (причем этот способ не является обходным путем, а дает уверенно точные показания) – 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. Таким образом, просиходит регулировка не воздуха, а именно топлива, относительно воздуха, тем самым достигается максимальный процен сгорания топлива в цилиндрах, максимально эффективная работа катализатора, и как следствие максимальный крутящий момент двигателя автомобиля. Проичем на большенстве современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд, так же возможна установка дополничельных датчиков работающих в связке (например датчик температуры катализатора, расположен он на выходе катализатора).

Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

Рис. 1. Схема L-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя

1 – впускной коллектор; 2 – двигатель; 3 – блок управления двигателем; 4 – топливная форсунка; 5 – основной лямбда-зонд; 6 – дополнительный лямбда-зонд; 7 – каталитический нейтрализатор.

Как работает Лямда Зонд (кислородный датчик)

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. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй – воздухом из атмосферы (рис.2). Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400оС. 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.

Рис. 2. Схема датчика кислорода 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.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется блоком управления автомобилем (ЭБУ) без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 < L < 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 - 0,9 В (график 2). Таким образом этот материал обеспечивает идеальные показания сильно различные друг от друга даже при минимальном изменении измеряемой среды.

График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (L) при температуре датчика 500-800оС. А – условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при L=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе).

Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.

По мере развития автомобиле строения, так же ужесточаются и нормы экологических выбросов, таким образом мировые законадатели постоянно ужесточают экологические нормы. Это спобствовало дальнейшему развитию лямбда зондов: д ля повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев (кислородные датчики с подогревом) . Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).

Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем

1 – керамическое основание; 2, 8 – 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; 9 – выводы датчика.

Принциа работы кислородного датчика на языке автомобилистов (основные моменты):

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы, которые собираются на платиновых электродах, и когда датчик достигает температуры около 400°C, любая разность потенциалов образует электрическое напряжение. В случае если смесь бедная, содержание кислорода в отработавших газах высокое. При сравнении с содержанием кислорода в атмосфере существует только очень маленькая разность потенциалов, и, как следствие, возникает небольшое напряжение (около 0,2–0,3 В).

В случае если смесь богатая, то содержание кислорода в отработавших газах низкое. Создается большая разность потенциалов, поэтому возникает относительно более высокое напряжение (0,7–0,9 В). Система управления двигателем будет непрерывно подстраивать длительность импульсного сигнала под форсунки с целью выйти на среднее напряжение, составляющее около 0,4–0,6 В при значении лямбда около 1.0. Поскольку в процессе движения режимы работы двигателя по­стоянно изменяются, значение напряжения колеблется в обе стороны от среднего значения. Поэтому данный датчик в силу своей неспособности определить небольшие изменения в содержании кислорода известен как узкополосный.

Датчик, установленный после каталитического нейтрализатора отработавших газов, действует по тому же способу, что и датчик перед ним, но с одним очень большим отличием. После того, как газы были обработаны каталитическим нейтрализатором, содержание кислорода в них остается на неизменном уровне. Это обеспечивает постоянное напряжение около 0,4–0,6 В. Теперь система управления двигателем может эффективно отслеживать работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Если Лямбда Зонд «врет»

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 отработавших газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке «тает» на глазах, из трубы валит черный дым, СО «зашкаливает», а двигатель «тупеет» и на ближайшую СТО вам, скорее всего, придется добираться на буксире.

Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) 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».

При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 – 0,3% до 3 – 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система L-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или «пробивки» секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно.

Вообще лямбда-зонд – наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 – 80 тыс. км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо – свинец «отравляет» платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок.

Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов

а – без подогревателя; б, с – с подогревателем.

* цвет вывода может отличаться от указанного.

В связи с тяжелыми условиями эксплуатации и минимальными значениями напряжения проблемы могут возникнуть очень легко. Зная, как работает датчик, вы получаете ключ к успешной диагностике кислородных датчиков.

Контакт 1 - Нагреватель +
Контакт 2 - Нагреватель -
Контакт 3 - Сигнал напряжения
Контакт 4 - Земля

Обратите внимание, что все проверки сопротивления и непрерывности цепи необходимо выполнять при разъединенной цепи.

Если у вас есть диагностический код неисправности, он даст вам некоторое представление о целостности цепи, но вы узнаете гораздо больше, если сами проведете испытание датчика. На датчике с четырьмя проводами два провода отвечают за нагревательный элемент, который предназначен для того, чтобы как можно быстрее довести температуру датчика до рабочей температуры 400°C. Самое простое, с чего можно начать, это проверить целостность цепи элемента нагревателя. Отключите датчик и измерьте сопротивление на контактах 1 и 2. Если оно лежит в пределах 5–30 Ом, проверьте сигнал, который поступает от электронного блока управления двигателем. Обычно он приводится в действие за счет сигнала модуляции длительности импульса (PWM), поступающего от электронного блока управления. Чтобы замерить воздействующий сигнал нагревателя, потребуется задействовать осциллоскоп.

Следующий шаг - испытание самого датчика; сначала проверьте контакт между зажимом заземления 4 и землей. Если это возможно, исследуйте сигнал только после того, как двигатель достигнет рабочих условий, т.е. достаточно прогреется, и система управления начнет работать с замкнутым контуром. Сигнал должен переключаться между богатым и бедным состояниями (с 0,2–0,3 В на 0,7–0,9 В); данное переключение должно происходить приблизительно каждую секунду.

Если сигнал мал (среднее напряжение 0,3 В) или слишком велик (среднее напряжение 0,7 В), то, вероятно, датчик стал жертвой коррозии на платиновых электродах или загрязнения в отверстиях.

Виды кислородных датчиков.

Существует несколько классификаций автомобильных кислородных датчиков:
1. По количеству проводов: 1-,2-,3-,4-,5-,6-контактные датчики.
2. По дизайну сенсорного элемента: “пальчиковые” и пластинчатые
3. По способу крепления в выхлопную трубу: резьбовые и фланцевые.
4. По ширине измерений лямбды: узкополосные (детектируют лямбду при величине >1) и широкополосные (детектируют лямбду от 0,7 до 1.6).

Одноконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, по которому передаются генерируемые датчиком электрические импульсы.

Двухконтактные датчики – имеют один сигнальный провод и один провод “на массу” (дублирует заземление через корпус датчика). Заземляющий провод позволяет более точно оценивать показания сигнального провода блоком управления двигателем.

Трёхконтактные датчики – имеют один сигнальный провод, один провод “на массу” и один провод на нагревательный элемент. Эти датчики характеризуются следующими достоинствами:
1. Короткое время достижения датчиком рабочей температуры (более 350 градусов) вследствие чего снижается количество вредных выбросов при работе холодного двигателя;
2. увеличивается срок службы датчика, так как у нагреваемых датчиков изменение температуры происходит, более плавно, чем у датчиков без нагревательного элемента;
3. датчики, снабжённые нагревательным элементом, имеют менее строгие требования к месторасположению в выхлопной системе, что упрощает их техобслуживание.
Мощность нагревательного элемента в кислородном датчике составляет либо 12Вт, либо 18Вт. Следует учитывать, что установка датчика с неправильно подобранной мощностью нагревательного элемента может привести к перегреву датчика и быстрому выходу его из строя.

Четырёхконтактные датчики – обязательно имеют один сигнальный провод, один питающий на нагревательный элемент и один заземляющий провод. Функция последнего провода может быть различной и зависит от особенностей устройства системы управления конкретным двигателем. Четвёртый провод может быть либо ещё одним заземляющим (в случаях, когда заземление через корпус датчика не предусмотрено), либо питающим проводом для второго нагревательного элемента. Следует учитывать, что при ошибочной установки датчика с заземлением на корпус вместо датчика без заземления на корпус или наоборот может привести к тому, что блок управления двигателем не распознает сигналы, поступающие с кислородного датчика.

Взаимозаменяемость.

Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена неподогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты.

Цветовая маркировка выводов лямбда-зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно – черный). «Массовый» провод может быть белым, серым или желтым (рис. 4). Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя – он всегда красный. При замене 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактный необходимо надежно соединить с «массой» автомобиля провод заземления подогревателя и сигнальный «минус», а накальный провод подогревателя через реле и предохранитель подключить к «плюсу» аккумулятора.

Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.

Расположение Кислородного датчика Ниссан [ Lambda Sensor Nissan ] :

Кислородный датчик расположен на выпускном тракте двигателя. Если это рядный двигатель - то кислородный датчик расположен непосредственно на чугонном выпускном коллекторе, если же это V - образный двигатель или иной двигатель не с единым выпускным коллектором, то кислородный датчик располагается в месте схождения остновных отводов выпускных коллекторов.

Проверка работоспособности Кислородного датчика Ниссан [ Lambda Sensor Nissan ] :

Инструкция 1:

Как можно проверить датчик О2?

Проверить его можно как на машине, так и в снятом состоянии. Если у вас имеется вольтметр с высоким внутренним сопротивлением, процедура довольно простая.

Проверка установленного датчика.

Предварительно двигатель полностью прогревают. Если термостат на машине неисправный, тест может не получиться. Присоедините вывод «+» вольтметра к проводу датчика (этот провод в тоже время должен оставаться подсоединенным к бортовому компьютеру). Дешевые вольтметры могут провалить процедуру проверки, поскольку «посадят» на себя весь потенциал датчика. Этим требованиям отвечают практически все цифровые вольтметры и не отвечает практически ни один аналоговый (стрелочный) прибор.Установите диапазон измерений 1 В. Многие автомобили последних моделей имеют обогреваемые датчики О2 (к нему подходит, соответственно, два или три провода вместо одного- «+12», «земля», «сигнал»).Прогрейте двигатель при 2000 мин-1 в течение 2-х мин, пока показания датчика не станут меняться по нескольку раз в сек. Это означает, что датчик пришел в рабочее состояние и опознан компьютером как работоспособный. Иногда для этого требуется «погазовать» до 3000 мин-1.Исправный датчик способен давать быстро меняющиеся показания от <0,2 до >0,7 В. Если его показания около 0,45- возможно, он еще не прогрелся до рабочей температуры. Погазуйте.Если показания датчика постоянно низкие (0,45-0,2 В), прикройте воздухозаборник воздушного фильтра (или добавьте топлива- аэрозольным очистителем карбюраторов-осторожно!). Показания исправного датчика должны возрасти до 0,7-0,9 В.Если показания датчика постоянно высокие- 0,7-0,9- «организуйте» подсос воздуха- снимите откуда-нибудь вакуумную магистраль на некоторое время. Исправный датчик тут же покажет 0,2-0,3 В, а проблема была в чрезмерном топливе.

Если же вам не удается никаким способом изменить показания датчика, заглушите двигатель, отсоедините провод датчика от компьютера и повторите тесты с «бедной» и «богатой» смесью. Если опять ничего не меняется- прогрейте двигатель на «оборотах» и попытайтесь еще раз. Если и теперь безуспешно- ваш датчик неисправен.

Если вам не удается снять показания с датчика, возможно, он закопчен или закоксован. Его можно попытаться восстановить, не снимая с машины. Надо прогреть двигатель и дать поработать ему на бедной смеси при 2000 мин-1 (бедная смесь обеспечивается подсосом воздуха- пока двигатель не начнет терять обороты). Перегретые выхлопные газы очистят датчик. Если восстановить работоспособность датчиков таким образом не удается- замените его, однако, в любом случае выясните причину переобогащения смеси и устраните ее. Если этого не сделать, столь же быстро выйдет из строя новый датчик.

Проверка О2 на рабочем месте.

Используйте вольтметр с высоким входным сопротивлением, как указано выше. Закрепите датчик в тисках или зажиме. Вывод «-« вольтметра присоедините к корпусу датчика, а «+» к проводу датчика. Используя пропановую горелку, прогревают рабочую часть сенсора. Примерно через 20 сек должен появиться потенциал минимум 0,6 В. Если этого не произойдет, возможно, имеется внутренний обрыв в датчике или он загрязнен свинцом. При удалении пламени горелки от датчика показания его должны упасть до 0,1 В за 4 секунды. Если этого не происходит- имеется загрязнение силиконом. Если и теперь все нормально- прогрейте датчик в пламени в течение 2-х минут и наблюдайте за потенциалом. В некоторых случаях происходит нарушение внутренних цепей датчика от нагрева и потенциал падает. Такой датчик считается неисправным. Любой датчик О2, который генерирует потенциал >0,9 В при нагреве, показывает <0,1 В через 1 сек после снятия пламени, выдерживает двухминутный нагрев, считается годным, вне зависимости от возраста. И нет никакого резона в его замене.

Инструкция 2:

Кислородные датчики крайне чувствительны к электрическим перегрузкам цепи. Для подключения вольтметра к разъему l-зонда пользуйтесь оборудованными предохранителями проводами-перемычками. Старайтесь крайне осторожно вводить щупы измерителя к контактный разъем с обратной его стороны (см. Главу Бортовое электрооборудование). Используйте для проверки датчиков только цифровые измерители.

Выполнение описанной ниже процедуры может привести к занесению в память obd неисправности, который будет высвечен контрольной лампой “Проверьте двигатель”. По завершении проверки и соответствующего восстановительного ремонта не забудьте очистить память системы (см. Раздел Система бортовой диагностики (obd) - принцип функционирования и коды неисправностей).

1. Отыщите электрический разъем датчика. С обратной стороны разъема подсоедините положительный щуп вольтметра к клемме белого провода (см. Главу Бортовое электрооборудование). Отрицательный щуп заземлите. Запустите двигатель и прогрейте его до нормальной рабочей температуры. По показаниям вольтметра определите величину сигнального напряжения датчика:

a) Амплитуда сигнала, вырабатываемого верхнепоточным датчиком должна лежать в диапазоне от 100 до 900 мВ, активно изменяясь в указанных пределах.
b) Нижнепоточный датчик должен вырабатывать сигнальное напряжение в том же диапазоне (в среднем 400 мВ), однако без активных изменений.

2. Проверьте исправность подачи на датчик напряжения батареи. Оцените качество заземления. Отсоедините от датчика электропроводку и подключите положительный щуп вольтметра к клемме зелено-черного (1993 и 1994)/красно-черного (с 1995) контактного разъема (см. схемы электрических соединений в конце Главы Бортовое электрооборудование). Отрицательный провод подключите к клемме синего/сине-желтого провода. При включенном зажигании прибор должен зарегистрировать напряжение, близкое к напряжению батареи.
3. Проверьте сопротивление нагревательного элемента кислородного датчика. Подсоедините омметр к двум клеммам нагревательного элемента в разъеме электропроводки l-зонда (со стороны последнего). Замечание: Вмонтированный в датчик жгут электропроводки обычно не имеет цветовой маркировки.
Требуемое сопротивление составляет:

a) Для моделей 1993 и 1994 г.г. вып. - 3.0 ÷ 1000 Ом;
b) Для моделей 1995 и 1996 г.г. вып. - 2.3 ÷ 4.3 Ом (верхнепоточные датчики) и 5.2 ÷ 8.2 нижнепоточный;
c) Для моделей с 1997 г. вып. - 2.3 ÷ 4.3 Ом.
4. В случае выявления обрыва, либо при чрезмерно высоких результатах измерений. Замените соответствующий датчик.

При положительных результатах описанных выше проверок следует проверить на обрыв и короткое замыкание электропроводку на участке цепи между датчиком и РСМ. Если никаких отклонений выявить не удается, автомобиль следует отогнать на станцию техобслуживания для более подробной диагностики.

ИМХО или восстановление Кислородного датчика Ниссан [ Lambda Sensor Nissan ] :

Проблема всех легковых автомобилей в России является завышенный расход бензина на подержанных автомобилях. Главной причиной этого не качественное топливо, которое загрязняет систему автомобиля, и в первую очередь лямбда зонт, в простонародье называют кислородным датчиком, который находиться на каталитическом нейтрализаторе(система отчистки отработанных газов)
Если отказ лямбда-зонда (ЛЗ) не вызван необратимыми изменениями в структуре его основы – слое циркониевой керамики, то датчик можно попробовать «оживить». Дело в том, что рабочая поверхность ЛЗ под защитным колпачком со временем покрывается нагаром и свинцовыми отложениями выхлопных газов. Датчик начинает «врать». Если этот налет удалить, то работоспособность ЛЗ восстанавливается. Поверхность датчика не позволяет производить ее чистку механическим способом (абразивной шкуркой или надфилем), т. к. вместе с нагаром с керамической основы неизбежно удаляются слои платинового напыления.
Этот датчик отвечает за качество топливной смеси, ну и соответственно если он загрязнен, сигнал на компьютер автомобиля не будет соответствовать норме. тем самым машинка начинает кушать много бензина, покупка нового датчика сильно бьет по бюджету, его цена иногда доходит до 30 тысяч рублей в зависимости от марки автомобиля.
И так оживляем!!!

Инструкция 1:

1шаг

Безопасно очистить ЛЗ можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10 – 20 мин. разъедает загрязнения, не трогая платиновые электроды. Перед промывкой датчик надо вскрыть. Для этого на токарном станке тонким резцом аккуратно, у самого основания отрезают защитный колпачок, изготовленный из нержавеющей стали. Использовать для этих целей ножовку по металлу нельзя – ею можно повредить керамическое тело датчика.

2шаг

Процедуру очистки можно ускорить, используя тонкую кисточку из натуральной щетины. Кисточкой осторожно наносят ортофосфорную кислоту, равномерно омывая, керамический стержень ЛЗ со всех сторон. Не следует погружать датчик в кислоту целиком – моется только его рабочая часть. По мере очищения черно-коричневая поверхность стержня приобретает стальной оттенок: это блестит платина, запыленная на керамику основы. После очистки датчик хорошо промывают водой и высушивают, а защитный колпачок крепят на место с помощью аргоновой сварки. Если под рукой нет необходимого оборудования, то колпачок можно не срезать. Вместо этого в нем с помощью напильника делают два «окошка» шириной 3 – 4 мм и через них с помощью такой же кисточки промывают датчик кислотой.

3шаг

Восстановленный датчик завинчивают на свое место в машине, предварительно проверив состояние уплотнительного кольца. Промывку ЛЗ можно производить многократно, по мере его загрязнения. Если «реанимация» все же не принесла ожидаемых результатов, это значит, что датчик кислорода вышел из строя окончательно и вам ничего не остается, как идти в магазин за новым «информатором».

Инструкция 2:

1. Выворачивание l-зонда на холодном двигателе может оказаться крайне затруднительным ввиду теплового сжатия металла выпускного коллектора/трубы системы выпуска. Во избежание риска повреждения компонентов, прежде чем приступать к снятию датчика, прогрейте двигатель в течение пары минут, - постарайтесь не обжечься о разогретые поверхности в процессе выполнения процедуры:

a) Кислородные датчики оборудованы вмонтированным жгутом электропроводки с контактным разъемом. Повреждение данного жгута приводит к необратимому выходу датчика из строя, - соблюдайте осторожность;
b) Старайтесь не допускать попадания на контактный разъем и жалюзи датчика масла, смазки, грязи, влаги и т.п.;
c) НИ в коем случае не применяйте для чистки датчика никакие растворители;
d) Старайтесь не ронять и резко не стряхивать датчик.
2. Поддомкратьте автомобиль и установите его на подпорки.
3. Аккуратно рассоедините разъем электропроводки кислородного датчика.

4. При помощи специального ключа осторожно выверните зонд из соответствующей секции системы выпуска отработавших газов.

5. Перед вворачиванием датчика смажьте его резьбовую часть антиприхватывающим герметиком.
6. Вверните датчик на свое штатное место и прочно затяните его.
7. Опустите автомобиль на землю и подсоедините к датчику электропроводку.
8. Произведите автомобиля ходовые испытания. Проверьте память модуля управления на наличие кодов неисправностей.

Почему следует заменить неисправный кислородный датчик?

Замена неисправного кислородного датчика на новый датчик позволяет экономить топливо, улучшить динамику автомобиля, уменьшить токсичность выхлопных газов, является профилактикой преждевременного выхода из строя дорогостоящего катализатора.

Инструкция по замене, универсальная:

Чтобы снять старый и установить новый кислородный датчик нужно убедиться в том, что зажигание выключено, а провода датчика отсоединены. Перед установкой нового зонда проверяют его маркировку на соответствие указанной в инструкции по эксплуатации, осматривают автомобиль на отсутствие механических повреждений, наличие кольца уплотнения, противопригарной смазки на резьбовой части. Затем датчик кислорода затягивают до полностью герметичного соединения, соединяя электроразъем, после чего можно проверять работоспособность нового датчика. Иногда датчик кислорода присоединяется к трубопроводу специальной пластиной, в пространстве между ней и трубопроводом находится прокладка с функцией герметика. Проверка работоспособности датчика производится только при его нагреве до температуры 350 градусов специальным оборудованием: газоанализатором, осциллографом, вольтметром, омметром. Поэтому сделать правильную замену кислородного датчика на Nissan и других автомобилях можно лишь в специализированном автосервисе.

Сигнал датчика кислорода (лямбда-зонд, далее ДК, ЛЗ) используется системой управления двигателя для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14,7:1) соотношения топливной смеси воздух/бензин в камерах сгорания, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает.

λ=1 - стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
λ>1 - бедная смесь;
λ
Чувствительный элемент датчика кислорода находится в потоке отработавших газов. Принцип измерения остаточного содержания кислорода в выхлопных газах основан на свойствах оксида циркония - ZrO2 и начинает работать только при температурах более 350 °C. Сигнал циркониевого ДК (при замкнутой петле обратной связи) представляет собой переменное напряжение, колеблющееся между 0.1 и 0.9 вольт. Изменение напряжения вызвано тем, что система управления постоянно изменяет состав смеси вблизи точки стехиометрии.
Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов. Выходное напряжение зависит от концентрации кислорода в отработавших газах. Когда ЛЗ находится в холодном состоянии, он не способен генерировать собственную ЭДС, и напряжение на выходе равно опорному (или близко к нему). Для ускорения прогрева датчика до рабочей температуры он снабжен электрическим нагревательным элементом. Электронный блок управления постоянно подаёт на цепь датчика стабильное опорное напряжение 450 милливольт. По мере прогрева датчика при работающем двигателе его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать собственное напряжение, которое перекрывает выдаваемое ЭБУ стабильное опорное напряжение. Когда ЭБУ "видит" изменяющееся напряжение, ему становится известным, что датчик прогрелся, и его сигнал готов для применения в целях регулирования состава смеси.
Напряжение с датчика ниже опорного 450 мв. (0,1 В) указывает на бедную смесь, выше опорного (0,9 В) – на богатую смесь.



Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его со значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением экономии топлива, получения максимальной отдачи от двигателя и минимизацией вредных выбросов.

Признаки неисправности датчика кислорода:
1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
2. Повышенный расход топлива.
3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля.
4. На современных автомобилях загорается индикатор «СНЕСК ЕNGINЕ»

Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода:
1. Применение этилированного бензина или низкокачественного топлива.
2. Использование при ремонте двигателя силиконовых герметиков.
3. Выход из строя вследствии неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д.
4. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств.
5. Обрыв, плохой контакт или замыкание на массу электропроводки цепи датчика.
6. Внешнее загрязнение датчика, например антикором, битумом. Поскольку атмосферный воздух должен поступать к внутренней полости датчика, все что загрязняет наружнюю поверхность или блокирует поступление воздуха вызывает нарушение в работе датчика.
Ресурс датчиков кислорода составляет до 100 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации. Далее чувствительный элемент датчика стареет, на изменение состава топлива начинает медленней откликаться, что приводит к повышенному расходу топлива.

Проверка датчика кислорода.

и сканер. В случае выхода из строя датчика кислорода, контрольная лампа Check Engine сигнализирует о неисправности. Двигатель должен быть прогрет до рабочей температуры, а подогрев датчика нормально функционировать. Перед проведением теста, надо удостоверится, что прошивка контроллера двигателя поддерживает регулировку состава смеси по датчику кислорода, то есть он не отключен программно посредством чип-тюнинга.
1. При обогащении горючей смеси напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,7 В;
2. При обеднении горючей смеси напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. Время срабатывания при переключении Lean-Rich - не более 350 мс.
Если сигнал на выходе датчика не меняется или время реакции превышает заданную величину, то его надо менять. При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси.

Одной из разновидностью лямбда-зонда является широкополосный датчик кислорода. Основное его отличие заключается в возможности отслеживать точное соотношение топливовоздушной смеси в широком диапазоне от 1:12 до 1:19.
Проверка широкополосного датчика должна проводиться совместно со сканером.

30.05.2013

Датчик кислорода устанавливается на инжекторные Вазы (кроме первых моделей с контролером Bosch 1.5.4).

Датчик кислорода – неотъемлемая часть системы питания двигателя. Данный датчик предназначен для оценки состояния выхлопа (наличие кислорода в выхлопе). Иными словами, данный датчик, ориентируясь по количеству кислорода в выхлопе, регулирует рабочую смесь.

Датчик кислорода так же имеет второе, но не менее популярное название «Лямбда-зонд». Запомните, что датчик кислорода и лямбда-зонд – это один и тот же датчик.

Принцип работы датчика кислорода (лямбда-зонд)

Рабочая поверхность датчика представляет собой керамический материал, покрытый платиной.

Рабочая температура датчик составляет 350 градусов по Цельсию и выше. Поэтому, до нагрева лямбды зонда, первые 5 минут после запуска двигателя, рабочая смесь регулируется по показаниям других датчиков системы питания двигателя. Чтобы ускорить прогрев датчика до рабочей температуры, в него монтируют электронагреватель.

Принцип работы датчика заключается в следующем: выхлопные газы покрывают рабочую поверхность лямбды, который в свою очередь реагирует на разность уровня кислорода в выхлопных газах и окружающей среде. Затем он посылает сигнал , который в свою очередь регулирует рабочую смесь.

Где находится датчик кислорода (лямбда-зонд)?

Для двигателя 1,5л

Лямбда зонд (под номером 11) устанавливается в выхлопной системе на приемной трубе. Вкручивается с верху, перед резонатором или проставкой (если резонатора нет). Иными словами: ставьте автомобиль на яму, и ищите по всей выхлопной системе датчик, торчащий на верх. Датчик кислорода – единственный датчик, который устанавливается в выхлопную систему – поэтому не промахнетесь.

Для двигателя 1,6л

Выхлопная система для двигателя 1,6л

Выхлопная система данного двигателя немного отличается от выхлопной системы 1,5л. Обратите внимание на рисунок: В данной системе выхлопа запланированы 2 датчика кислорода (по номером 2) — оба находятся на катоколлекторе. На данные двигатели устанавливается как 1 так и 2 датчика концентрации кислорода: Норма токсичности Евро-2 — 1 датчик кислорода, Евро-3 — 2 датчика кислорода.

Как часто менять датчик кислорода?

Ресурс ВАЗовского лямбда-зонда составляет 80-160т. км , в зависимости от качества бензина и других немаловажных моментов. Сервисная замена датчика кислорода на ВАЗах по мануалу должна проходить на отметке 60-70 т.км.

Как правильно, в повседневной эксплуатации автомобиля, хозяева отключают датчик кислорода, прошивая мозги ().

Можно ли просто отключить датчик?

Многие спрашивают: а можно ли отключить датчик, отсоединив разъем? и к чему это приведут?

Ответ: Отсоединив разъем датчика, Эбу переходит на примерные параметры, поэтому смесь будет то богатая — то бедная, расход возрастет, пропадет динамика. Если делать по уму, то можно отключить датчик, перепрошив мозги с помощью чип-тюннинга или просто заменить датчик на новый.

Признаки неисправности датчика кислорода

1. Большой расход бензина (от 12л и более). По мимо данного датчика, большой расход топлива может быть и по другим причинам ()
2. Нестабильный холостой ход. Так же причинами данной неисправности могут быть: мертвый , и т.д.
3. Провалы при ускорении, падение динамики и мощности двигателя. Так же причинами низкой динамики могут служить неисправности в следующих элементах: , низкая и т.д.

Почему умирает лямбда-зонд?

Выше мы уже уточнили, что ресурс датчика кислорода составляет 80-160 т.км. Наверное у вас возник вопрос: почему же такой разброс в ресурсе, целых 80 т.км? На самом деле, ресурс датчика зависит от условий, в которых эксплуатировался автомобиль:

• плохой бензин, в выхлопе которого содержится много свинца и железа, забивают электроды датчика за несколько заправок;
• плохое состояние маслосъемных колец, колпачков. Из-за них масло может попадать в смесь, а вместе с ним и в выхлопную систему;
• из-за зажатых клапанов, в систему выхлопа вырываются хлопки, которые разрушают рабочую поверхность датчика;
• из-за неправильной смеси, угла опережения зажигания, в следствии чего датчик перегревается, треск от высокой температуры нейтрализатора или катализатора.

Сколько стоит датчик кислорода?

Стоимость лямбда-зонда варьируется от региона и модели от 1000 до 2000р.

Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах, состав которых зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Информация, которую выдает датчик в виде напряжения (или изменения сопротивления), используется электронным блоком управления впрыском (или карбюратором) для корректировки количества подаваемого топлива.Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их «дожигание» в каталитическом нейтрализаторе.

Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха — отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива.В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной. Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9.

Устройство датчика кислорода

1 — металлический корпус с резьбой
2 — уплотнительное кольцо
3 — токосъемник электрического сигнала
4 — керамический изолятор
5 — проводка
6 — манжета проводов уплотнительная
7 — токопроводящий контакт цепи подогрева
8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха
9 — подогрев
10 — наконечник из керамики
11 — защитный экран с отверстием для отработавших

Принцип работы

Основная часть датчика — керамический наконечник, сделанный на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхности которого методом напыления наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания отработавших газов во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой. Керамический наконечник находится в потоке отработавших газов, поступающих через отверстия в защитном экране. Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300-350’С. Поэтому, для быстрого прогрева после пуска двигателя, современные датчики снабжают электрическим нагревательным элементом, представляющим из себя керамический стержень со спиралью накаливания внутри. Датчики кислорода с различным количеством проводов: провод сигнала, провод «массы» сигнала, провод питания подогрева, провод «массы» подогрева. Датчики без нагревателя могут иметь один, или два сигнальных провода, датчики со встроенным электрическим нагревателем — три или четыре провода. Как правило, провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных — к сигнальному проводу.

Все элементы датчика кислорода изготовлены из жаростойких материалов, так как его рабочая температура может достигать 950°С. Выходящие провода имеют термостойкую изоляцию. В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательными элементами — перед нейтрализатором. В некоторых автомобилях в каталитическом нейтрализаторе установлен датчик температуры, который не следует путать с кислородным. Иногда устанавливается два кислородных датчика — до нейтрализатора и после него.

Датчики кислорода бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда-регулированием).
Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. Земля этго датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение.

Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного земляного провода сигнальной цепи. Недостатки таких зондов: рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. До достижения этой температуры датчик не работает и не выдает сигнала. Стало быть необходимо устанавливать этот датчик как можно ближе к цилиндрам двигателя, чтобы он подогревался и обтекался наиболее горячим потоком выхлопных газов. Процесс нагрева датчика затягивается и это вносит задержку в момент включения обратной связи в работу контроллера. Кроме того, использование самой трубы в качестве проводника сигнала (земля) требует нанесения на резьбу специальной токопроводящей смазки при установке датчика в выхлопной трубопровод и увеличивает вероятность сбоя (отсутствия контакта) в цепи обратной связи. Указанных недостатков лишены трех- и четырехпроводные лямбда зонды.

В трехпроводный добавлен специальный нагревательный элемент, который включен как правило всегда при работе двигателя и, тем самым, сокращает время выхода датчика на рабочую температуру. А так же позволяет устанавливать лямбда-зонд на удалении от выхлопного коллектора, рядом с катализатором. Однако остается один недостаток — токопроводящий выхлопной коллектор и необходимость в токопроводящей смазке. Этого недостатка лишен четырехпроводный лямбда-зонд — у него все провода служат для своих целей — два на подогрев, а два — сигнальные. При этом вкручивать его можно так как заблагорассудится.

Несколько слов о взаимозаменяемости датчиков. Лямбда-зонд с подогревом может устанавливаться вместо такого же, но без подогрева. При этом необходимо смонтировать на автомобиль цепь подогрева и подключить ее к цепи, запитываемой при включении зажигания. Самое выгодное — в параллель к цепи питания электробензонасоса. Не допускается обратная замена — установка однопроводного датчика вместо трех- и более- проводных. Работать не будет. Ну и конечно необходимо, чтобы резьба датчика совпадала с резьбой, нарезанной в штуцере.

Функционально датчик кислорода работает, как переключатель и выдает напряжение выше порогового (0.45V) при низком содержании кислорода в выхлопных газах. При высоком уровне кислорода датчик снижает это пороговое напряжение. При этом, важным параметром является скорость переключения. В большинстве систем впрыска топлива датчик кислорода имеет выходное напряжение от 40-100мВ. до 0.7-1В. Длительность фронта должна быть не более 120мСек.

Следует отметить, что многие неисправности датчика кислорода контроллерами не фиксируются и судить о его исправной работе можно только после соответствующей проверки осциллографом.

На Рис.3 показан сигнал нормально работающего датчика кислорода на прогретом двигателе, работающего на ХХ. Здесь и далее умышленно показаны только амплитудные характеристики сигнала, т.к. временные параметры на разных системах и двигателях могут иметь существенные различия.

На Рис.4 показан выходной сигнал еще работающего, но изрядно послужившего и практически забитого датчика кислорода На Рис.4 показан выходной сигнал еще работающего, но изрядно послужившего и практически забитого датчика кислорода. Данная осциллограмма зафиксировала падение амплитуды выходного сигнала ниже 0V, что говорит о неисправности датчика. Данная неисправность датчика чаще всего фиксируется системой самодиагностики и на приборной панели загорается лампочка «CHECK ENGINE», которая сигнализирует о неисправности.

На Рис.5 представлена наиболее распространенная «болезнь» датчиков кислорода, которая выражена в замедленной его реакции На Рис.5 представлена наиболее распространенная «болезнь» датчиков кислорода, которая выражена в замедленной его реакции. Время фронта сигнала (t) значительно превышает 120 мСек. Данная неисправность датчика неминуемо вызывает увеличенный расход топлива и заметное снижение динамики автомобиля, а система самодиагностики ее не зафиксирует, т.к. данный параметр не отслеживается контроллером.

а Рис.6-8 показаны осциллограммы «замерзших» датчиков На Рис.6-8 показаны осциллограммы «замерзших» датчиков, неисправности которых не фиксируются контроллером, т.к. амплитудные значения сигналов не выходят из заданного для них диапазона. Чаще всего это 0-1В. Таким образом,однозначно фиксируется только полное отсутствие сигнала и его минусовое значение, в этих случаях ошибка индицируется лампой «CHECK ENGINE».

Осциллограмма «замерзшего» датчика Однако, следует заметить, что в некоторых контроллерах предусмотрена возможность диагностики и обнаружения неисправности по косвенным признакам (соотношение показаний датчика скорости автомобиля или датчика положения коленвала, датчика положения дроссельной заслонки, расходомера воздуха и др.).

При обнаружении неисправности датчика кислорода, контроллер переходит в режим управления впрыском по усредненным параметрам и завышает обогащение топливной смеси в сравнении с обычным ее составом (~1:14.7).

Причины выхода из строя датчика кислорода

• Применение этилированного бензина
• Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон
• Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т.д. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны
• Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания
• Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств
• Обрыв, плохой контакт или замыкание на «массу» выходной цепи датчика
• Негерметичность в выпускной системе

Возможные признаки неисправности датчика кислорода

• Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах
• Повышенный расход топлива
• Ухудшение динамических характеристик автомобиля
• Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя
• Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния
• На некоторых автомобилях загорание лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» при установившемся режиме движения

Правила снятия и установки датчика

Демонтаж датчика, во избежание повреждений, производят только на холодном двигателе, перед этим отсоединяют провода датчика (при выключенном зажигании). Перед заменой датчика необходимо проверить его маркировку, которая должна соответствовать указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля. Производят внешний осмотр, чтобы убедиться в отсутствии механических повреждений, проверить наличие уплотнительного кольца и проверить наличие на резьбовой части специальной противопригарной смазки.

Заворачивают от руки датчик кислорода до упора и затягивают с усилием 3,5-4,5 кгм. Соединение должно быть герметичным.
Соединяют электрический разъем (разъемы).

Проверяют работоспособность по контролируемым параметрам. В некоторых случаях датчик крепится к выпускному трубопроводу с помощью специальной пластины. Между пластиной и выпускным трубопроводом должна находиться специальная герметизирующая прокладка. Основные контролируемые параметры Проверка параметров датчика кислорода осуществляется при достижении им рабочей температуры (350+50°С) с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.

Датчик концентрации кислорода

В современных автомобильных двигателях, снабженных системой впрыска топлива и каталитическим нейтрализатором, необходимо точно контролировать состав топливовоздушной смеси (ТВ-смеси) и поддерживать коэффициент избытка воздуха на постоянном уровне (а=1), чем обеспечиваются экономия топлива и уменьшение содержания токсичных веществ в выхлопе. Для этого применяются датчики концентрации кислорода (ДКК), устанавливаемые в системе отвода выхлопных газов вырабатывающие сигнал зависящий от концентрации кислорода в выхлопе. При изменении концентрации кислорода в отработавших газах ДКК формирует выходное напряжение, которое изменяется приблизительно от 0, 1 В (высокое содержание кислорода - бедная смесь), до 0, 9 В (при низком содержании кислорода - богатая смесь). Для нормальной работы датчик должен иметь температуру не ниже 300°С. Поэтому для быстрого прогрева датчика после пуска двигателя, в него встроен нагревательный элемент. Сигнал от ДКК используется в ЭБУ двигателя для коррекции длительности открытого состояния форсунок и поддержания, тем самым, стехиометрического состава топливовоздушной смеси. Если смесь бедная (низкая разность потенциалов на выходе датчика), то в ЭБУ-Д вырабатывается команда на обогащение смеси. Если смесь богатая (высокая разность потенциалов) - дается команда на обеднение смеси.

В основном используются циркониевые и титановые датчики концентрации кислорода, работа которых основывается на том факте, что их выходное напряжение остается постоянно (равным 0, 45 В при а=1), но может изменяться скачком от 0, 1 В до 0, 9 В при изменении коэффициента избытка воздуха в диапазоне ос=0, 99...1, 1 при переходе через значение а=1.
Имеется несколько разновидностей датчиков концентрации кислорода:

Датчик с одним потенциальным выводом и заземляемым корпусом. От потенциального вывода сигнал поступает в ЭБУ-Д. В качестве второго сигнального провода используется масса автомобиля.
Датчик с двумя потенциальными выводами. Здесь измерительная цепь датчика не связана с массой, а используется второй провод.
Датчик с тремя выводами, на одном из которых - измерительный сигнал, два провода - для питания электронагревателя датчика. В качестве измерительной земли используется масса автомобиля.
Датчик с четырьмя выводами. Здесь и нагреватель и датчик изолированы от массы.
Диагностика датчика кислорода с помощью сканера

Процедура диагностики следующая:
Подключить сканер к диагностическому разъему автомобиля.
В режиме холостого хода хорошо прогреть двигатель и датчик концентрации кислорода, затем под¬нять обороты до 2500 об/ мин.
Убедиться, что система управления двигателем работает в замкнутом режиме.
Установить на сканере режим записи параметров ДКК и произвести запись.
Просмотреть запись и определить параметры выходного сигнала датчика кислорода.
При исправности системы подачи топлива и датчика ДКК, амплитуда сигнала должна равномерно колебаться с частотой 3-10 Гц (чем выше частота, тем надежнее работает система), при постоянной частоте вращения коленвала двигателя (w=40..42 Гц). Нижний уровень сигнала должен находиться в диапазоне 0, 1-0, 3 В, верхний - между уровнями 0, 6-0, 9 В. Фронты сигнала крутые.
Диагностика датчика кислорода с помощью мультиметра

Используется цифровой мультиметр (лучше автомобильный) в режиме измерения постоянного напряжения с высоким входным сопротивлением. Подключение мультиметра к датчику кислорода показано на рис. 4.

Двигатель прогревают, система управления должна работать в замкнутом режиме, мультиметр покажет среднее значение напряжения на выходе датчика:
если датчик не реагирует на изменяющуюся концентрацию кислорода в выхлопных газах, на его выходе будет постоянное напряжение примерно 450 мВ. Однако вывод о неисправности датчика делать преждевременно, так как исправный датчик с симметричным выходным сигналом даст выходной сигнал со средним значением напряжения 450-500 мВ;
показания более 550 мВ означают, что большую часть времени напряжение на выходе датчика высокое, т.е. топливная система подает в двигатель богатую смесь, или датчик закоксован;
показания менее 350 мВ означают, что большую часть времени напряжение на выходе датчика низкое, т.е. топливная система подает в двигатель бедную смесь. Возможна утечка разрежения во впускном коллекторе или ограничена подача топлива через засорившиеся фильтр или форсунку. Если используемый мультиметр поддерживает режим определения максимального и минимального значения сигнала, результат будет более информативен (табл. 2).

Диагностика проверка датчиков электронной системы управления двигателем

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа

Осциллограф является удобным средством для проверки датчика кислорода. Прибор подключается к выходу датчика, двигатель прогревается, система управления должна работать в замкнутом режиме. Осциллограмма для случая полной исправности датчика ДКК показана на рис. 5: колебания равномерные, максимальное напряжение больше 800 мВ, минимальное - меньше 200 мВ, частота 0, 5-10 Гц, фронты крутые.

На рис. 6 представлены осциллограммы выходного сигнала датчика кислорода при ускорении и торможении автомобиля на испытательном тормозном стенде. Топливная смесь соответственно обогащается или обедняется.
Диагностика проверка датчиков электронной системы управления двигателем

По осциллограмме выходного сигнала датчика кислорода можно проверить правильность работы системы управления двигателем в замкнутом режиме. Двигатель должен быть прогрет. Наблюдая за экраном осциллографа следует подать немного пропана из баллона в воздухозаборник двигателя. Датчик отреагирует на обогащение смеси: осциллограмма сначала будет такой как показано на рис. 7, затем ЭБУ-Д уменьшит подачу топлива и снова установятся колебания, как на рис. 5. После прекращения подачи пропана, сначала осциллограмма будет, как на рис. 8, затем восстановится рабочий режим (рис. 5).

В соответствии с требованиями стандарта ОВD-2 система управления двигателем с двумя датчиками кислорода контролирует исправность каталитического нейтрализатора. Для этого используется второй датчик кислорода на его выходе. На рис. 9 показаны осциллограммы выходных напряжений датчиков кислорода на входе и выходе каталитического нейтрализатора.

Диагностика проверка датчиков электронной системы управления двигателем

Неисправности, приводящие к неверным показаниям датчика кислорода

Напомним, что датчик кислорода реагирует на порционное давление кислорода в выхлопном газе, а не на наличие топлива. Поэтому, в некоторых случаях датчик кислорода ложно индицирует либо бедную, либо богатую смесь.
При пропуске зажигания (например, неисправна или закоксована свеча), не вступивший в реакцию горения кислород поступает из цилиндра в выпускной коллектор, где датчик кислорода ложно регистрирует обеднение топливовоздушной смеси.
При негерметичности выпускного коллектора датчик кислорода будет реагировать на кислород воздуха поступающего извне.

В любых случаях электронный блок управления двигателем реагирует на ложное обеднение ТВ-смеси как на истинное и автоматически увеличивает подачу топлива в цилиндры. Это приводит к забрызгиванию свечей зажигания, к пропускам воспламенения и к значительному перерасходу топлива.

Датчик кислорода выдает ложный сигнал об обогащении ТВ-смеси, если имеет место «отравление» датчика. Отравление наступает при появлении некоторых веществ в выпускном коллекторе, что вызывает изменение статических характеристик датчика кислорода и постепенный выход его из строя. Чаще всего отравителями являются свинец (Pb) из этилированного бензина или кремний (Si) из силиконовых герметиков (рис. 10).

Ложное обогащение может иметь место и при неисправности перепускного клапана в системе рециркуляции выхлопных газов от электрических наводок со стороны близкорасположенного высоковольтного провода системы зажигания, а также при плохом заземлении датчика кислорода.
Внешний осмотр датчика кислорода

Неисправный датчик кислорода ремонту не подлежит и требует замены, но перед заменой целесообразно внимательно осмотреть снятый датчик. Это поможет выяснить причину из-за которой датчик вышел из строя. В противном случае новый датчик прослужит недолго.

Черная сажа на датчике обычно образуется при работе на богатой ТВ-смеси.
Отложение на датчике белого (как мел) порошка бывает при «отравлении» датчика кремнием, например, если при ремонте двигателя был неправильно применен силиконовый герметик. Наличие белого песка на датчике означает его отравление антифризом из системы охлаждения. Датчик в этом случае может быть и зеленого цвета, при этом, скорее всего, дефектны головка цилиндров или прокладка головки. Темно-коричневые отложения на датчике свидетельствует, что в выхлопных газах слишком много масла (неисправна система вентиляции картера, изношены уплотнительные кольца поршней и т.д.).