Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияет ли лямбда зонд на холодный запуск двигателя

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Контроль над качеством сгораемого состава топлива осуществляет лямбда-зонд, который расположен в агрессивной среде, но при этом очень хрупок и неустойчив, что приводит его к частым неисправностям. При поломанном лямбда-зонде автомобиль полноценно функционировать не может.

Механизм действия и разновидности лямбда-зонда

Лямбда-зонд постоянно ищет в химсоставе выхлопных газов кислород и определяет его процентное содержание. Если смесь в порядке, то показатель будет равняться 0,1-3%.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе.

Лямбда-зонд или как его еще называют кислородный датчик, может иметь различные модификации.

Так на моделях авто эконом-класса, а также устаревших автомобилях установлены двухканальные лямбда-зонды, определяющие только отклонения в ту или иную сторону показателей содержания кислорода в топливе.

Современные машины бизнес-класса и категории люкс получили в оснащение широкополосные лямбда-зонды, которые определяют отклонения в процентном отношении, что благотворно сказывается на работе мотора. В частности двигатель может стабильно удерживать холостые обороты, экономно расходовать горючее и повышать ресурс авто.

Со стороны электротехники кислородный датчик отзывается на изменение напряжения с центрального блока управления впрыском, который в свою очередь принимает необходимые меры.

Причины неисправности

Сломаться лямбда-зонд может по разным причинам, но неизменно станет хуже работать мотор, так как снижается качество топливной смеси.

На функционал лямбда-зонда может повлиять:

— дегерметизированный корпус датчика и как следствие проникновение внутрь воздуха и выхлопа

— повышение температуры в приборе из-за поломки в системе зажигания или непрофессионального тюнинга мотора

— внушительный срок эксплуатации

— блокировка рабочей поверхности прибора продуктами сгорания при некачественном горючем

— нарушения электропроводки и электросоединений

— удар по корпусу датчика с последующей поломкой внутренних элементов.

Этапы выхода из строя лямбда-зонда

Первым делом кислородный датчик прекращает нормально функционировать в повышенных режимах силового агрегата. На этом этапе электротехнические свойства мотора настолько падают, что лямбда-зонду не удается создать нужный сигнал. Холостые обороты дестабилизируются и начинают «плавать» в обширном диапазоне (300-600 об/мин). Внешне это выражается в подергиваниях авто, из-под капота раздаются хлопки, а на панели приборов загорается сигнал о неисправности мотора. Если снизить обороты двигателя, то тревожные симптомы исчезнут, но нужно обязательно обратить на них внимание.

Во вторую очередь кислородный датчик не работает на холодном моторе и заводится лишь при самой высокой температуре, а до этого ведет себя как при неисправной системе впуска или газораспределителя. То есть автомобиль дергается, если остановить подачу горючего, то резко замедляет ход, а мотор начинается греться свыше нормы.

Если автовладелец проигнорирует вышеперечисленные признаки, что лямбда-зонд выйдет из строя полностью. При таком исходе расход горючего взметнется на 10-15%, режим движения нарушится, а также увеличится токсичность выхлопных газов. В современных авто при неисправном кислородном датчике блокируются все действия водителя и авто переходит в аварийный режим.

Практически все автопроизводители заверяют, что отремонтировать кислородный датчик невозможно и спасет только полная замена этого прибора. Поэтому важно своевременно проводить диагностику, при которой выявится неисправный лямбда-зонд ,что спасет автомобиль от более существенной поломки.

Что такое лямбда зонд и как работает

Что это такое

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы λ, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, 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). Тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

Принцип работы

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. 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).

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

Если 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.

Читать еще:  Двигатель 406 неисправности и методы их устранения

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 поручить специалистам.

Отметим, что попытки замены неисправного устройства имитатором или применение обманок ни к чему не приведут. ЭБУ не распознает «чужие» сигналы и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

Всё, что нужно знать про лямбда-зонд


Как и в любой сложной системе, от которой требуется точная и бесперебойная работа, автомобиль оснащается различными датчиками и контрольными точками. Цель этого подхода ясна: при отказе одного узла остальные начинают сбоить, и нужно сразу видеть неисправность, чтобы вовремя устранить и ее, и возможные последствия. Одной из таких контрольных точек является датчик кислорода или лямбда-зонд, служащий для контроля за работой двигателя.

Назначение

Лямбда-зонд показывает концентрацию остаточного (несгоревшего) кислорода в выхлопе автомобиля.

Чтобы полностью сжечь один литр бензина требуется 14,7 кг воздуха (±0,1 кг). Это соотношение фактического к необходимому объему воздуха называют стехиометрическим или λ=1. При недостаточном количестве воздуха значение будет λ 1 (обедненная смесь). При недостатке кислорода топливо не будет полностью сгорать, то есть вместо углекислого газа СО2 в выхлопе будет содержаться ядовитый угарный газ СО. Это, так сказать, экологические последствия недостатка воздуха для двигателя. Есть и технические: хуже сгорает топливо – меньше мощность мотора, быстрей выходят из строя детали и компоненты двигателя. При переобогащенной топливной часть несгоревшего бензина будет попадать в выхлопную систему.

Избыток воздуха (обедненная смесь) чреват сгоранием топлива с превышением нормативной температуры, что опасно повреждением поршней, свечей зажигания, клапанов, и опять-таки снижением мощности двигателя. А ядовитый оксид азота NOх при избытке кислорода не разлагается на безопасный азот N и кислород Oх.

Еще одной деталью, зависящей от правильно оптимального сгорания топлива, является катализатор (каталитический нейтрализатор выхлопных газов). Чем лучше сбалансирована подача топлива и воздуха, тем меньше на него нагрузка, а значит, он дольше прослужит. Стоимость катализатора сегодня стартует от 200$.

Регулировка соотношения топлива и поступающего воздуха осуществляется изменением продолжительности впрыска топливных форсунок. Этим процессом управляет ЭБУ (электронный блок управления), получающий сигнал от датчика.

Итак, лямбда-зонд предназначен для анализа количества остаточного кислорода в выхлопе двигателя. Затем в соответствии с его показаниями происходит подстройка инжекторной системы для получения идеальной насыщенности топливно-воздушной смеси.

Система обратной связи

Электроника, управляющая работой мотора, настраивается нп оптимальные параметры работы еще на конвейере. Но условия работы автомобиля всегда отличаются от идеальных (европейских, азиатских или американских). Да и в процессе эксплуатации двигатель постепенно изнашивается, а значит, необходимо контролировать и корректировать его работу. Эту функцию и выполняет лямбда-зонд в паре с ЭБУ: снятие показаний содержимого выхлопной трубы и на их основании коррекция поступающего в двигатель количества топлива. Обратная связь действует как на бензиновых инжекторных, так и на современных дизельных двигателях: в обоих случаях без нормально работающей лямбды система не сможет оптимально рассчитать расход топлива.

Конструкция лямбда-зонда

Конструкция датчика:
1. Металлический корпус с резьбой и гайкой под ключ. 2. Уплотнительное кольцо.
3. Токосъемник электрического сигнала. 4. Керамический изолятор.
5. Провода. 6. Уплотнительная манжета проводов. 7. Контакт подогрева.
8. Наружный защитный корпус с отверстием для воздуха. 9. Подогрев.
10. Керамический наконечник. 11. Защитный экран с отверстиями.

Главным конструктивным элементом датчика является пустотелый керамический наконечник из оксида циркония, внутри и снаружи которого нанесено пористое платиновое покрытие (внутренний и наружный электроды). При нагреве до 300-350°С керамика приобретает свойства диэлектрика, проводящего сигналы от наружного электрода на внутренний, возникающие при разности соотношения кислорода и выхлопных газов внутри и снаружи системы выхлопа.

Принцип работы

Циркониевая керамика при нагреве приобретает свойства проводника: ионы кислорода проходят от одного электрода к другому, от области с большей концентрацией кислорода (атмосферы) в область с меньшей концентрацией (выхлоп). Создается электрический ток, сила которого напрямую зависит от плотности кислорода с одной и другой стороны. Этот показатель фиксируется, подается на ЭБУ, который, в свою очередь, регулирует продолжительность впрыска (подачи) топлива.

Для нормальной работы датчика его внутренний электрод и наружный должны быть надежно изолированы друг от друга, а погружная часть (которая располагается выпускной системе) – от атмосферного воздуха.

Место установки

В автомобилях устанавливается одна либо две лямбды.

Если конструкцией предусмотрен один датчик, то, в зависимости от того, есть в нем подогрев или нет, он ставится рядом с двигателем (для быстрого прогрева) или дальше, в более удобном месте.

Схема размещения датчика в системе выхлопа

Две лямбды устанавливаются на автомобили с каталитическим нейтрализатором, по обе стороны от него, и дают показания не только о работе двигателя, но и об эффективности работы самого катализатора. Если ставится пара датчиков, то на входе катализатора может находиться широкополосный, а на выходе – двухточечный, либо же оба двухточечные.

Читать еще:  Что делать если залили бензин в дизельный двигатель

Схема установки двух датчиков кислорода: до и после катализатора

Лямбда-зонд в выхлопной трубе

Виды и конструктивные особенности

Независимо от изменений и дополнений конструкции, принцип работы лямбды остается неизменным. Но производители, учитывая недостатки и слабые места зондов, постоянно вносят изменения, улучшающие их работу.

Подогрев

Одно из важных усовершенствований – искусственный подогрев керамического наконечника для ускорения его выхода на рабочую темературу.

Изначально лямбда-зонд (кислородный датчик) разогревался от раскаленных выхлопных газов, поэтому его устанавливали близко к двигателю, где наиболее высокая температура. Но все равно, для прогрева керамического корпуса до 350-400°С требовалось время, в течение которого датчик не работал. Сейчас в большинстве из них установлен электрический нагреватель, ускоряющий выход датчика на рабочий режим. Эта функция не только оптимизирует расход бензина, но и продлевает срок эксплуатации катализатора.

Двухточечный и широкополосный

Простейшая схема работы, описывающая принцип действия лямбда-зонда, относится как раз к двухточечному датчику. Именно он фиксирует разность концентрации кислорода в атмосфере и выхлопе.

Широкополосный датчик является следующим шагом эволюции этого устройства. В основе его работы лежит принудительная закачка кислорода, содержащегося в выпускной системе, в специальную камеру под действием силы тока (в норме 450 мВ). Чем ниже кислорода содержится в отработавших газах, тем выше нужна сила тока для закачки, и перемены данного параметра фиксируется датчиком.

Схема работы широкополосного датчика кислорода

Количество проводов

В зависимости конструкции и наличия дополнительных функций, на выходе лямбды может находиться от 1 до 5 проводков.

Двухточечные датчики без подогрева

Двухточечные датчики с подогревом

Схема проводов широкополосного датчика: Ip(+) — сигнал тока накачки,
Vs(+) — сигнал измерительной ячейки, Ip(-) и Vs(-) — заземление

Разные производители выпускают свои цвета проводов, но, как правило, темные (черные) всегда идут на сигнал.

Циркониевый или титановый?

Керамика для наконечника лямбда-зонда может изготавливаться не только на основе оксида циркония, но и на основе оксида титана. Принцип действия такого датчика несколько отличается: он измеряет не напряжение, а электрическое сопротивление кислорода в выхлопе: чем больше концентрация кислорода (обедненная смесь), тем ниже сопротивление. И наоборот, чем меньше кислорода (переобогащенная смесь), тем сопротивление будет выше.

Титановый датчик намного быстрей реагирует на изменения состава выхлопа, дольше служит, дает более точные показания. Но и цена его выше, чем циркониевых моделей: за качество и длительную работу приходится раскошеливаться.

Циркониевые датчики, хоть и уступают титановым, пользуются большим спросом: они дешевле, а работают вполне приемлемо, особенно при условии соблюдения правил эксплуатации.

Взаимозаменяемость

В случаях, когда по какой-то причине невозможно купить подходящий датчик, его приходится заменять подобным, подбирая наиболее близкий по параметрам.

При замене соблюдается такое правило: если на автомобиле стоял неподогреваемый датчик, вместо него можно поставить подогреваемый, если правильно подключить провод от нагревательного элемента. Но не наоборот! Если система рассчитана на подогрев датчика, ставить зонд без подогрева нельзя, на старте, когда он еще холодный, компьютер будет воспринимать его сигналы как неисправность.

Для тех, кто ездит на старых автомобилях, замена лямбды на более современную возможна, если грамотно переделать соединение с источником питания для нагрева, заземлением и т.д. Некоторые умельцы делают это самостоятельно, однако лучше обратиться в сервис, где мастера выполнят эту работу профессионально. Главное, чтобы резьба на новой лямбде совпала с резьбой гнезда под нее.

А вот заменить титановые датчики на циркониевые значительно сложней, поскольку в них использованы разные принципы получения данных. Без сложного шаманства с такой задачей не справиться.

Сейчас производители выпускают огромное количество модификаций датчиков, так что найти подходящий по параметрам несложно. В любом случае лучше ставить тот, что подходит к конструкции автомобиля без дополнительных плясок с бубном.

Датчик кислорода для дизельных двигателей

Когда на дизельных автомобилях начали применять электронное управление системой питания (вместо ТНВД), лямбда-зонды начали использоваться и на них. Цель та же: уменьшение вредных выхлопов, оптимизация работы двигателя, и в конечном итоге – экономия средств.

Использование лямбда-зонда особенно эффективно в режиме высоких нагрузок, при котором увеличивается дымообразование. И, как и в бензиновых двигателях, применение датчика кислорода помогает более эффективно использовать каталитический нейтрализатор.

Неисправности, их причины, диагностика, последствия и устранение

Лямбда-зонд – один из самых уязвимых датчиков в автомобиле. Его минимальная рабочая температура 350 ⁰ С, а во время работы он может нагреваться до 900 ⁰ С и выше. Выхлопные газы – среда агрессивная, что тоже не упрощает рабочую задачу. Отчего и как ломаются кислородные датчики?

Существуют естественные причины «старения» и выхода из строя лямбды: заправка некачественным топливом (с высоким содержанием свинцовых элементов или присадок), перегрев системы выхлопа и корпуса датчика, прогорание из-за воспламенения паров топлива в системе выпуска. Есть и поломки из-за ошибок в эксплуатации: загрязнение наконечника техническими жидкостями (маслом, антифризом), применение нерегламентированных герметиков во время установки датчика, неправильная установка (отсутствие герметичности). И, наконец, могут банально оборваться либо перетереться провода.

Читать еще:  Fubag провода для запуска двигателей smart cable 700

В каждом из этих случаев датчик бесповоротно выходит из строя, и система начинает работать в аварийном режиме. Симптомы поломки лямбда-зонда неоднозначны: они также могут свидетельствовать и про другие проблемы.

Поломка датчика сопровождается такими проблемами:

  • повышение расхода топлива (следствие тог самого аварийного режима работы);
  • увеличение токсичности выхлопа;
  • неровная работа мотора на холостых оборотах;
  • снижение мощности двигателя;
  • черный дым из выхлопной трубы;
  • перегрев самого датчика;
  • изменение цвета датчика, потрескивание после остановки автомобиля;
  • появление сигнала «СНЕСК ЕNGINЕ».

По «поведению» автомобиля сложно сделать однозначный вывод о неисправности именно лямбды. А вот визуальный осмотр места подключения зонда уже может сказать о его неисправности (изменение цвета, слишком сильный нагрев). И даже «СНЕСК ЕNGINЕ» требует разбирательств, этот сигнал загорается при любых сбоях в ЭБУ. Точный ответ на вопрос, в чем именно проблема, может дать только диагностика на СТО.

Причем, если «СНЕСК ЕNGINЕ» загорелся, найти причину неисправности лучше как можно скорей: неработающий лямбда-зонд тянет за собой поломки других деталей, после чего стоимость комплексного ремонта уходит в стратосферу.

Самостоятельно можно определить исправность лямбды простым способом: заменить ее на заведомо рабочую и посмотреть на результат. Если неполадки исчезли, лямбду придется менять.

Ремонт датчика кислорода

Отремонтировать испорченный датчик возможно лишь в том случае, если проблема с проводами и если к месту обрыва есть доступ. Во всех остальных случаях этот прибор восстановлению не подлежит: ни промывка в кислоте, ни оттирание нагара зубной щеткой не дадут сколько-нибудь эффективного результата. Испорченная лямбда подлежит замене. И, конечно, вместе с установкой нового датчика лучше разобраться и устранить ту причину, которая привела к поломке предыдущего. Тогда у нового будут все шансы откатать свои законные 100 тыс. км до регламентной замены.

В наших условиях кислородные датчики ломаются в процессе естественного старения: присадки в топливо и затрудненный пуск двигателя на морозе – главные враги лямбды. Лучше проверять датчик, как и сказано в регламенте, каждые 30 тыс. км, чтобы не пропустить момент замены. Как и с другими запчастями, своевременный сервис является статьей экономии средств и нервов.

О том, как выбрать новый лямбда-зонд, читайте наш «Гид покупателя».

Современные ГБО

От устройств, рассчитанных на карбюраторные моторы, система третьего поколения отличается в первую очередь наличием электронного блока управления (ЭБУ). Электроника, во-первых, отключает бензиновые форсунки, не позволяя им подавать бензин во время работы на газе. Во-вторых, при пуске мотора блок кратковременно переключает его на питание бензином, давая форсункам поработать – это исключает их коррозию и гарантирует беспроблемный запуск холодного мотора. Наконец, «газовая» система лямбда-контроля помогает сохранить работоспособность каталитического нейтрализатора. На основе данных лямбда-зонда электроника корректирует состав газо-воздушной смеси. По команде ЭБУ шаговый двигатель исполнительного механизма меняет проходное сечение канала, подводящего газ к цилиндрам. Это поддерживает состав выхлопа в щадящем для катализатора диапазоне и улучшает работу мотора за счет оптимизации процесса сгорания.

В старых инжекторных моделях, без катализатора, кислородный датчик (лямбда-зонд) может неверно оценивать состав «пропанового» выхлопа из-за того, что он существенно отличается от бензинового. Зонд при этом выдает «неверный» сигнал, и «сбитый с толку» ЭБУ не может обеспечить нормальную работу двигателя. В данном случае допускается упрощенный вариант модернизации: поскольку катализатор отсутствует, компьютеру достаточно скорректированного эмулятором сигнала от датчика – «мозг» примет его за «правильный» и запустит двигатель.

Кран-переключатель режимов «газ/бензин» в инжекторных версиях имеет два, а не три положения. Из его алгоритма исключен «нулевой вариант». Имеется в виду промежуточный между переключением с одного вида топлива на другое режим, при котором перекрыты и газ, и бензин, а двигатель вырабатывает бензин из поплавковой камеры карбюратора.

ГБО третьего поколения подают газ через один смеситель, встраиваемый в воздушный тракт впускного коллектора двигателя. Эти системы оборудуются «антихлопковыми» клапанами. Это нехитрое устройство препятствует воспламенению смеси во впускном коллекторе при сбое в системе зажигания.

Лучше всего особенностям инжекторных двигателей отвечают системы газового питания четвертого поколения. Это уже системы распределенного «впрыска» газа, который подается через форсунки, установленные во впускном коллекторе непосредственно перед впускными клапанами. Форсунки снабжены электроклапанами, которые открываются по команде электронного блока управления. Как в системах впрыска бензина, топливо подается в нужный момент и в оптимальном количестве. Благодаря этому достигаются значительные преимущества перед конструкциями предыдущей схемы: минимальное падение мощности при переходе с бензина на газ, небольшой расход газообразного топлива – практически 1:1 по отношению к бензину. Поскольку подаваемый сразу к клапанам газ не присутствует во впускном коллекторе, исключается вероятность появления «хлопков», что особенно важно, если коллектор пластиковый.

Наконец, ГБО последнего поколения оснащаются более совершенным ЭБУ. При определении оптимального состава смеси он учитывает информацию от лямбда-зондов, датчиков температуры и разрежения в системе впуска. Все это делает современные системы газового питания пригодными для монтажа на самые современные автомобили. Большинство современных моделей с компьютеризованными системами управления двигателем можно переводить на газ исключительно посредством ГБО четвертого и последущих поколений.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector