Сам себе диагност: Как проверить Лямбда-зонд

Источник: PavlodarAuto.kz
С датчиком разбирался: Б. Миша
Фото и видео: Б. Миша

О перепечатке информации

Бытует мнение, что при нагрузке в двигатель подается обогащенная смесь - это не совсем так. При разных режимах, при разной нагрузке двигателя, наш бортовой контроллер все время пытался держать смесь на средних значениях, благодаря показаниям лямбда-зонда.

Заодно решили проверить еще и версию про обеднение смеси, когда машина, к примеру, спускается с горы. Версия полностью подтвердилась. Смесь действительно обеднялась, а может и вовсе отключалась подача топлива. На сигнальном проводе лямбда-зонда 0 Вольт. А это говорит о том, что количество кислорода в выхлопной трубе столько же, сколько и в воздухе, окружающим автомобиль.

После нашей первой публикации Сам себе диагност: Как проверить датчик массового расхода воздуха на почту и прочие средства обратной связи стали сыпаться вопросы о датчике лямбда-зонд. Два вопроса, которые задавали машиновладельцы, как проверить датчик (самому не имея сложных инструментов для диагностики) и какие формы сигнала он индуцирует.

С этими серьезными вопросами разбирался Б. Миша.

Анимация - принцип работы системы с лямбда-зондом
(положительный потенциал на сигнальном проводе датчика напрямую зависит от разности количества кислорода в выхлопной трубе и количестве кислорода, окружающего выхлопную систему)

Прежде чем начать рассказывать о датчике кислорода, стоит отметить, что статья не претендует на мануал по диагностике датчика лямбда-зонд, однако направлена на то, чтобы понять принципы работы этого устройства и сформировать достаточное представление о форме сигнала кислородного датчика.

Датчик лямбда-зонд часто называют кислородным датчиком по той простой причине, что выходной сигнал датчика зависит от содержания кислорода в выхлопных газах автомобиля. Именно содержание кислорода, а не что-то еще. По содержанию кислорода в выхлопе можно судить о долях топлива и воздуха в смеси, которая подается в цилиндры. Для справки, известно, что воздушно-топливная смесь полностью сгорает, только при условии, если в смеси будет содержаться 14,7 частей воздуха и 1 часть топлива соответственно. Если же топлива будет больше, то часть углеводородов полностью так и не окислиться (горение - это и есть окисление. А для окисления нужен кислород. В богатой смеси, для полного окисления, кислорода не хватает), либо окислиться в катализаторе - такая смесь считается богатой (первые признаки - черные закопченные свечи). Если же смесь бедная, то в выхлопных газах обязательно будет присутствовать избыточное количество кислорода, который, кстати, так и не вступил в реакцию окисления топлива. Именно для такого точного расчета состава топливно-воздушной смеси и нужен лямбда-зонд в автомобиле.

Кислородные датчики я разделил на 2 типа - широкополосный лямбда зонд и обычные 2х уровневые датчики с 1, 2х, 3х и 4х жильными электрическими разъемами. Широкополосные кислородники в этой статье рассмотрены не будут. Если у 2х уровневого типа лямбда-зондов на выходе индуцируется сигнал относительно простой формы и уровень этого сигнала дает представление о содержании кислорода в выхлопных газах, то широкополосный лямбда-зонд, плюс ко всему, дает еще и информацию о численном значении смеси и требует от диагноста не только большего познания, но и специального оборудования.

Второй тип датчиков можно встретить на большинстве павлодарских машин. Однако за широкополосниками будущее, и они постепенно вытеснят примитивные 2х уровневые лямбда-зонды вовсе. (Скажу больше, не в обиду нашим автовладельцам, уже давно вытеснили. Только у нас такие машины недавно стали появляться и основная масса автопарка все же машины со старыми евро нормами по выбросам и токсичности).

Исправный и прогретый датчик лямбда-зонд

В свою очередь примитивные 2х уровневые датчики кислорода я разделил на 2 вида - датчики на основе оксида циркония и оксида титана. Я не случайно сделал такое деление по типам и видам. Дело в том, что у каждого типа и вида лямбда-зонда своя форма выходного сигнала. Например, лямбда-зонд на основе оксида циркония индуцирует на своем сигнальном проводе положительный потенциал разностью с массой автомобиля от 0,1 до 1 Вольт, а датчики на основе оксида титана уже дают разность потенциалов от 0,1 до 5 Вольт.

В идеале, для точной проверки формы сигнала с датчика, к примеру, из оксида циркония, нужен осциллограф. Сигнал с лямбда-зонда будет представлять собой волнообразную кривую, которая изменяется по времени от 0 до 1В, а если же датчик из оксида титана, то изменения будут уже от 0 до 5 вольт, но все той же волнообразной формы. На исправной лямбде сигнал будет меняться довольно часто. Если измерять напряжение вольтметром, то примерно 2-3 раза в секунду (не забывайте о том, что приборы по чувствительности разные). Однако, это можно узреть только на полностью прогретом датчике. Сигнал, на холодном датчике, меняет свою форму очень "неохотно" и больше похож на прямую, которая время от времени изменяется на небольшую величину и по мере прогрева сменяется все чаще и чаще.

Не прогретый лямбда-зонд

В результате проверки нашего датчика лямбда-зонда осциллографом и вольтметром мы опровергли несколько гаражных баек, которые можно услышать в реальности или прочитать на форумах в интернете.

Первая байка - это обогащение смеси при нагрузке на двигатель, например, когда автомобиль двигается в гору. Это действительно просто байка. Благодаря лямбда-зонду смесь корректируется постоянно и программа контроллера все время пытается держать ее на среднем значении 14 к 1. По другому и быть не может, иначе зачем выбрасывать в атмосферу несгоревшие углеводороды?

Вторая байка - это показание в 1 Вольт на непрогретой лямбде и якобы замкнутости ее внутренней цепи. Это действительно вымысел и как утверждают специалисты и подтвердили мы (просто любители поковыряться) на непрогретом лямбда-зонде сигнал сменяется очень медленно и зависит больше от обогащения смеси (видимо по показаниям датчика температуры охлаждающей жидкости).

Однако третья байка про обеднение смеси, когда автомобиль движется вниз с горы, оказалась и вовсе не байка. Если верить показаниям вольтметра, то можно смело заявлять, что это действительно так - вольтметр показал 0, а это свидетельствует о том, что количество кислорода в выхлопной системе автомобиле равно количеству кислорода окружающего эту же систему выхлопа.

Вам это о чем-либо говорит? Удачи на дорогах ;)

Видео: Автомобиль в движении
(понаблюдайте за показаниями вольтметра - показания около нуля, когда водитель сбрасывает газ и машина идет накатом)

Видео: Двигатель не прогрет
(На улице +23 градуса. Показания начинают сменяться через некоторое время, когда датчик начинает нагреваться)