Принцип работы широкополосный лямбда зонд – Лямбда зонд (кислородный датчик): устройство и принцип работы, неполадки и способ замены

Широкополосные датчики топливовоздушной смеси TOYOTA

Широкополосные датчики топливовоздушной смеси TOYOTA

                                                                  

  Toyota Wide Range Air-Fuel Sensor

02t_01.jpg

02t_1.jpg

Обратим наше внимание на выходное напряжение  датчика B1S1 на экране сканера. Напряжение колеблется в районе 3.2-3.4 вольт.

02t_2.jpg

Датчик способен измерять действительное соотношение топливовоздушной смеси в широком  диапазоне  (от бедной, до богатой).  Выходное напряжение датчика не показывает  богатая/бедная, как это делает обычный датчик кислорода. Широкополосный датчик информирует блок управления о точном соотношении топливо/воздух, основываясь на содержании кислорода в выхлопных газах.

Испытание датчика должно проводиться  совместно со сканером. Тем не менее, существует ещё пара способов диагностики. Исходящий сигнал это не изменение напряжения, а двунаправленное изменение тока (до 0.020 ампер.). Блок управления преобразует аналоговое изменение тока в напряжение.

Это изменение напряжения и будет отображаться на экране сканера.

02t_3.jpg

На сканере напряжение датчика 3.29 вольта с соотношением  смеси AF FT B1 S1 0.99 (1% богатая), что почти идеально. Блок управляет составом смеси близко к стехиометрической. Падение напряжения датчика на экране сканера (от 3.30 до 2.80)  говорит об обогащении смеси (дефицит кислорода). Увеличение напряжения (от 3.30 до 3.80) есть признак обеднения смеси (избыток кислорода). Это напряжение нельзя снять осциллографом, как у обычного датчика О2 .

Напряжение на контактах датчика относительно стабильно, а напряжение на сканере будет изменяться в случае значительного обогащения или обеднения смеси, регистрируемого по составу выхлопных  газов.

02t_4.jpg

На экране мы видим ,что смесь обогащена на 19%, показания датчика на сканере 2.63В.

   На этих скриншотах хорошо видно, что блок всегда отображает реальное состояние смеси.  Значение параметра AF FT B1 S1   и есть лямбда.   

          

INJECTOR…………….. 2.9ms

ENGINE SPD………….. 694rpm

AFS B1 S1……………. 3.29V

SHORT FT #1…………… 2.3%

LONG FT #1……………. 4.6%

AF FT B1 S1…………… 0.99

What type of exhaust? 1% rich

Snapshot #3

INJECTOR…………….. 2.3ms

ENGINE SPD…………. 1154rpm

AFS B1 S1……………. 3.01V

SHORT FT #1………….. -0.1%

LONG FT #1……………. 4.6%

AF FT B1 S1…………… 0.93

What type of exhaust? 7% rich

Snapshot #2

INJECTOR…………….. 2.8ms

ENGINE SPD…………. 1786rpm

AFS B1 S1……………. 3.94V

SHORT FT #1………….. -0.1%

LONG FT #1…………… -0.1%

AF FT B1 S1…………… 1.27

What type of exhaust? 27% lean

 

Snapshot #4

INJECTOR…………….. 3.2ms

ENGINE SPD………….. 757rpm

AFS B1 S1……………. 2.78V

SHORT FT #1………….. -0.1%

LONG FT #1……………. 4.6%

AF FT B1 S1…………… 0.86

What type of exhaust? 14% rich

Некоторые сканеры   OBD II поддерживают параметр широкополосных датчиков на экране, отображая напряжение от 0 до 1 вольта. То есть заводское напряжение датчика делится на 5. На таблице видно как определять соотношение смеси по напряжению датчика, отображаемому на экране сканера

Mastertech

Toyota

2.5 volts

3.0 volts

3.3 volts

3.5 volts

4.0 volts

 

p> OBD II

Scan Tools

0.5 volts

0.6 volts

0.66 volts

0.7 volts

0.8 volts

 

Air:Fuel

Ratio

12.5:1

14.0:1

14.7:1

15.5:1

18.5:1

 

02t_5.jpg

Обратите внимание на верхний график, который показывает напряжение широкополосного датчика. Оно почти всё время находится около 0.64 вольта (умножим на 5,получим 3.2 вольта). Это для сканеров не поддерживающих широкополосных датчиков и работающих по версии EASE Toyota software.

Устройство и принцип работы широкополосного датчика.

02t_6.jpg

Устройство очень похоже на обычный датчик кислорода. Но датчик кислорода генерирует напряжение, а широкополосник генерирует ток, а напряжение постоянно(напряжение изменяется только в текущих параметрах на сканере).

02t_7.jpg

Блок управления задаёт постоянную разность напряжений на электродах датчика. Это фиксированные 300 милливольт. Ток будет генерироваться такой, чтобы удерживать эти 300 милливольт, как фиксированное значение. В зависимости от того, бедная смесь или богатая направление тока будет меняться.

02t_8.jpg

02t_9.jpg

02t_10.jpg

02t_11.jpg

На данных рисунках даны внешние характеристики широкополосного датчика. Хорошо видны величины тока при разных составах выхлопного газа. 

 

02t_12.jpg

На этих осциллограммах: верхняя — ток цепи нагрева датчика, а нижняя — управляющий сигнал этой цепи с блока управления. Значения тока более 6 ампер.

 Тестирование широкополосных датчиков.

02t_13.jpg

Датчики четырёхпроводные. На рисунке обогрев не показан.

Напряжение (300 милливольт) между двумя сигнальными проводами не меняется. Обсудим 2 метода тестирования. Так как рабочая температура датчика 650º, во время тестирования цепь обогрева всегда должна функционировать. Поэтому рассоединяем разъём датчика и сразу восстанавливаем цепь обогрева. Подсоединяем к сигнальным проводам мультиметр.

02t_14.jpg

02t_15.jpg

Теперь обогатим смесь на ХХ пропаном или снятием разряжения с вакуумного регулятора давления топлива. На шкале мы должны увидеть изменение напряжения как при работе обычного датчика кислорода. 1 вольт — максимальное обогащение.

02t_16.jpg

Следующий рисунок показывает реакцию датчика на обеднение смеси, посредством отключения одной из форсунок).Напряжение при этом снижается с 50 милливольт до 20 милливольт.

02t_17.jpg

Второй способ тестирования требует другого подключения мультиметра. Включаем прибор в линию 3.3 вольта. Соблюдаем полярность как на рисунке (красный + , чёрный –).

02t_18.jpg

Положительные значения тока отображают обеднённую смесь, отрицательные значения говорят об обогащённой смеси.

02t_19.jpg

При использовании графического мультиметра получается вот такая кривая тока (изменение состава смеси инициируем дроссельной заслонкой).Вертикальная шкала ток, горизонтальная время

02t_20.jpg

На этом графике отображается работа двигателя с отключенной форсункой, смесь бедная. В это время на сканере отображается напряжение 3.5 вольта для испытуемого датчика. Вольтаж выше 3.3 вольта говорит о бедной смеси.

02t_21.jpg

Горизонтальная шкала в миллисекундах.

Здесь форсунка снова включена и блок управления старается выйти на стехиометрический состав смеси.

02t_22.jpg

Так выглядит кривая тока датчика при открытии и закрытии дросселя со скорости 15 км/ч.

02t_23.jpg

А такую картинку можно воспроизвести на экране сканера для оценки работы широкополосного датчика, используя параметр его напряжения и МАФ сенсора. Обращаем внимание на синхронность пиков их параметров во время работы.


John Thornton, 
Underhood Service, 
January 2002

Адрес статьи:
http://www.lindertech.com/

Перевод с английского

Большая заочная Признательность 
Автору статьи за столь Полное и 
Информативное изложение материала.

Автокниги по ремонту Toyota (Тойота) на русском языке

Диагностика по широкополосным лямбда-зондам

В предыдущих статьях мы рассмотрели назначение, принципы работы и способы проверки «скачковых» датчиков кислорода (лямбда-зондов). Также были рассмотрены те возможности в поиске дефектов (диагностике) топливной системы автомобиля, которые открывает правильный анализ показаний этих датчиков.

Но все мировые автопроизводители постепенно отказываются от них и переходят на так называемые «широкополосные» лямбда-зонды. Почему так происходит? И чем плохи датчики, которые верой и правдой служили на протяжении многих лет? Чтобы ответить на данный вопрос, нам необходимо вернуться в прошлое и посмотреть, как развивалась борьба за экологию.

До 60-х годов прошлого века об экологии никто не думал. Автомобилей было мало, их «вклад» в загрязнение атмосферы был незначительным. Все изменилось во время автомобильного бума начала 60-х. Первым от «чуда» современной цивилизации под названием «автомобиль» пострадал американский штат Калифорния. Не очень удачное географическое положение и крайне неблагоприятная «роза ветров» — он очень плохо продувается, и людям от выхлопных газов просто стало нечем дышать. Был принят ряд законов, обязывающих автопроизводителей повышать качество выпускаемых автомобилей по экологическим параметрам. До недавнего времени это был громадный рынок сбыта автомобилей.

На нем торговали все мировые производители. А законы рынка очень жестоки – хочешь торговать на моем рынке, выполняй поставленные условия. Таким образом, требования законодательства Калифорнии распространились на весь мир. Отдельно хочется отметить рынок Европы. Тут «роза ветров» более благоприятная, экологические требования к автомобилям более мягкие. И стандарты по экологии сразу разделились на «американские» — более жесткие и «европейские» — чуть более мягкие. На данное время автомобильные рынки Старого и Нового Света практически заполнены. По расчетам аналитиков, свободные ниши имеются пока в России и Китае. Поэтому к рынкам этих стран приковано пристальное внимание всех автопроизводителей мира. До недавнего времени экологии на этих рынках придавалось незначительное значение. Но вступление России в ВТО потребовало ужесточения экологических норм для выпускаемых в стране автомобилей. Как же выполнить все более ужесточающиеся международные экологические требования?

Вредные выбросы — это несгоревшее топливо. При полном сгорании углеводородов всего топлива образуется только СО2 (углекислый газ) и Н2О (вода). Если топливо сгорает не полностью, в выхлопе образуются продукты неполного сгорания. Пресловутые СО и СН. Ну, а если топливо полностью не сгорает, что происходит с крутящим моментом? Правильно – он падает! Что происходит с расходом топлива (если вы просто выливаете его в выхлопную трубу)? Правильно – он растет! И вот здесь полностью пересеклись интересы экологов, производителей автомобилей и специалистов автосервисов. Исправный автомобиль имеет прекрасную динамику, низкий расход топлива и еще атмосферу не загрязняет! От чего зависит крутящий момент, расход топлива и вредные выбросы? Основное требование – система управления двигателем должна поддерживать стехиометрический состав смеси. По современным стандартам отклонение не должно превышать 2%. Для контроля над этим параметром как раз и служат датчики кислорода в выхлопе.

Начало широкого применения лямбда-зондов в автомобилестроении было положено еще в конце 70-х годов прошлого столетия. Появление «скачковых» датчиков кислорода позволило на тот момент решить эту задачу. Но для выполнения норм Евро-4 и Евро-5 точность этих датчиков перестала удовлетворять производителей. Их недостатком явилось то, что состав смеси они определяют только по наличию кислорода в выхлопе. Нет кислорода – либо стехиометрия, либо богатая смесь. Есть кислород – бедная смесь. Работают по принципу «да–нет». Системе лямбда — регулирования постоянно приходится чуть добавлять и убавлять топливо, чтобы понять, находится ли система в зоне стехиометрии. Это приводит к некоторой задержке реакции системы при возникновении неизбежных отклонений и имеет определенную погрешность при измерении их величин. Для увеличения точности потребовались датчики, которые могут определить избыток или нехватку кислорода в процентах. Так появились широкополосные датчики кислорода. При возникновении малейшего отклонения от правильного состава смеси они моментально дают блоку управления двигателя указание внести поправки и указывают их величину с достаточно большой точностью. На данный момент широкополосные датчики занимают лидирующее положение в автомобилестроении.

Для рассмотрения принципов работы широкополосных датчиков кислорода обратимся к ставшему уже классическим описанию, данному фирмой Bosch в конце прошлого столетия и вошедшему практически во все учебные пособия и публикации в СМИ и в Интернете. К сожалению, данное описание не дает понимания алгоритмов их работы и (судя по вопросам на форумах) не всегда понятно специалистам автосервисов. Попробуем исправить эту ситуацию.

Условно систему лямбда — регулирования с широполосным датчиком кислорода можно разделить на 4 зоны (см. рис.1). Зона А – ионный насос, зона В – «скачковый» лямбда – зонд (элемент Нернста), зона С – разъем и проводка, зона D – блок управления двигателем (ЭБУ) 4.

               

                                                                                   Рисунок 1

Выхлопные газы 1 из выхлопной трубы 2 через канал поступают в диффузионную щель 6. Здесь они подвергаются каталитическому дожиганию (как в обычном катализаторе), и здесь же (в зависимости от первоначального состава смеси в двигателе) образуется либо избыток, либо недостаток кислорода. Поскольку толщина щели невелика – около 50 мкм, процесс происходит очень быстро. Но для протекания реакции каталитического дожигания нужна температура (в зависимости от конструкции – от 200 до 300 градусов Цельсия). Учитывая тот факт, что температура отработавших газов (ОГ) на холостом ходу может и не достигать указанных значений, необходимым элементом является нагреватель 3. Непрогретый лямбда-зонд не работоспособен.

Далее в работу вступает элемент Нернста 7 (зона В). Сравнивая состав контрольного воздуха в камере 5 с составом газов в щели 6, он дает информацию ЭБУ о наличии или отсутствии кислорода в ней. Только «да — нет». На основании этих показаний ЭБУ 4 дает команду ионному насосу 8 (зона А):

1. Откачать лишний кислород из щели в выхлопные газы, если избыточный кислород там присутствует. Бедная смесь. Ток положительный.

2. Закачать недостающий кислород в щель, если его там нехватка. Богатая смесь. Ионный насос «отнимает» кислород у продуктов выхлопа и перекачивает его в щель. Ток отрицательный.

3. Ничего не делать, если смесь стехиометрическая. Ток нулевой.

Ток ионного насоса прямо пропорционален разности концентраций кислорода на разных его сторонах. Таким образом, по полярности и величине тока этого элемента сразу же определяется состав смеси. Получив указание от ЭБУ, ионный насос пытается привести состав ОГ в щели, соответствующий стехиометрии. По его току ЭБУ понимает, куда и насколько отклонилась смесь, и сразу принимает меры по корректировке времени впрыска в ту или иную сторону. Колебания смеси ему не нужны – ЭБУ сразу видит абсолютные величины отклонений и выводит стехиометрию в идеал.

С началом применения широкополосных лямбда– зондов работа диагностов значительно облегчилась. Такой прибор, как газоанализатор, стал попросту ненужным. Если ЭБУ выводит показания в виде тока, то «нулевой» ток говорит о том, что системе лямбда-регулирования удалось вывести стехиометрию. По показанию коррекции смотрим, какой ценой и в какую сторону ему это удалось (см. рис. 2).

                       

                                                                                            Рисунок 2

Если ток не нулевой, это означает, что системе вывести стехиометрию не удалось. Причин тут две:

1. Неисправен сам лямбда-зонд. Как показывает практика, код ошибки в этом случае возникает крайне редко. Причина проста – чтобы проверить исправность датчика, ЭБУ обязан включить систему мониторинга, т.е. принудительно обогатить или обеднить смесь. А это приводит к нарушению экологии! Поэтому мониторинг зонда проводится нечасто. Например, два автомобиля Opel Vectra, оборудованные системой впрыска Bosch и принимавшие участие в съемках фильма ОРТ «Левый автосервис», обнаружили отказ этого датчика только через несколько часов после его возникновения.

2.Дефект критичен. Система корректировки по лямбда-зонду уже дошла до пределов своей регулировки, но смесь по-прежнему отклоняется от стехиометрии. В этом случае возможен код «Превышение пределов топливной коррекции».

Действия диагноста в этих случаях таковы:

1. Проверка самого лямбда-зонда.

2. Если зонд исправен, определяем состав смеси. Стандарт OBD2 гласит однозначно: положительный ток – бедная смесь. Отрицательный ток – смесь богатая. График зависимости тока от состава смеси приведен на рис.3. Ну а причины и способы устранения отклонения состава смеси достаточно подробно описаны в учебных пособиях. Не будем повторяться.

                            

                                                                                              Рисунок 3

Так выглядит идеальная картинка. Реалии куда более сложнее. Итак, давайте рассмотрим те «подводные камни», которые нас ждут при анализе показаний широкополосного лямбда-зонда.

Первый «подводный камень»: не все производители придерживаются стандарта. Очень часто ко мне приезжали автомобили, на которых стандарт был нарушен — положительный ток соответствовал богатой смеси, отрицательный – бедной. Но не стоит сразу винить производителей этих датчиков. Полярность тока зависит только от схемотехники и программного обеспечения ЭБУ.

ПРОВЕРКА: Необходимо в воздухозаборник работающего автомобиля добавить немного горючего вещества (принудительно обогатить смесь). На нашем автотехцентре мы используем обычный очиститель карбюратора. При наличии изменений показаний датчика однозначно говорим о его исправности и определяем, в какой полярности выводятся его показания на экран сканера.

Самый сложный случай, когда при этой проверке реакции широкополосного лямбда-зонда нет. Однозначного ответа – где дефект, дать невозможно. Вернемся опять к рис.1 .

Дефект возможен в зонах А и В (сам датчик), зоне С (проводка) либо в самом ЭБУ – зона D. В большинстве сервисов предлагают замену датчика, как наиболее вероятную причину. Но учитывая его стоимость, есть смысл обратиться к зоне С (проводке и разъему) для более глубокого поиска дефекта.

Pin 1. Ток ионного насоса. Проводится миллиамперметром на 10 mA и в большинстве случаев этот замер затруднителен.

Pin 2. Масса. Отклонение от «массы» двигателя не более 100 mV. Если «масса» идет с ЭБУ, возможно наличие смещения, заложенного производите- лем. Необходимо свериться с мануалами.

Pin 3. Сигнал элемента Нернста. При отключенном разъеме должен составлять 450 mV. При подключенном разъеме – напряжение должно находиться в пределах 0…1v. Но некоторые производители могут отклоняться от этого правила. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность этой цепи.

Pin 4 и 5. Напряжение подогревателя. На современных автомобилях управляется с помощью Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ). Проверка необязательна, ибо в случае ее отказа код ошибки с Р0036 по Р0064 (Heater Control HO2S) пробивается практически моментально.

Второй «подводный камень»: ЭБУ не может «понимать» ток. Его входные цепи способны оцифровывать только напряжения. И блоки управления начинают выводить на сканер не ток, а падение напряжения на каком-то нагрузочном сопротивлении в ЭБУ. В зависимости от схемотехники блока оно в норме может иметь абсолютно разное значение. В потоке данных выводится не ток, а какое-то абстрактное напряжение. Мануалы на конкретный автомобиль его указывают.

Но способы проверки точно такие же. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность датчика, а просмотр топливной коррекции позволяет понять, в каком состоянии находится система топливоподачи автомобиля.

Третий «подводный камень»: большинство широкополосных датчиков не взаимозаменяемы. Реклама настойчиво предлагает разнообразный выбор. На форумах часто звучат вопросы: «Какой датчик лучше поставить?». Как быть рядовому потребителю? Что выбрать?

Ответ дают сами производители автомобилей. Ставить нужно только те датчики, которые рекомендовал завод-изготовитель. В противном случае, производитель не в состоянии гарантировать правильную работу системы.

«Компания NGK Spark Plug Co., Ltd стала одним из пионеров в области лямбда-регулирования в начале 1980-х годов, когда на рынке был представлен регулируемый катализатор. Сегодня ассортимент продукции, выпускаемой под маркой NTK, включает цирконий-оксидные, титановые, широкополосные лямбда-зонды и покрывает порядка 7600 модификаций автомобилей. Все лямбда-зонды соответствуют спецификации оригинальной комплектации (в том числе по длине проводов, штекерам и электрическим параметрам), что гарантирует простоту установки и безупречную эксплуатацию. Каждый лямбда-зонд NTK обеспечивает оптимальные рабочие условия для функционирования катализатора, идеальное образование смеси, а также способствует сокращению выброса вредных веществ и поддержанию расхода топлива на минимальном уровне. Любой автомобиль, оснащённый регулируемым катализатором, имеет, как минимум, один кислородный датчик. Современным же автомобилям требуется не менее двух датчиков. Широкополосные датчики могут регулировать соотношение воздуха и топлива в топливно-воздушной смеси в широком диапазоне, что особенно важно для современных двигателей, работающих на обеднённых смесях, при значениях лямбда гораздо больше чем 1».

Автор: Федор Рязанов
15.05.2014 г.

Широкополосный лямбда-зонд – особенности работы и диагностика

Широкополосный лямбда-зонд обеспечивает формирование правильной топливно-воздушной смеси в современных двигателях с системой впрыска.

 

Если этот датчик не работает должным образом, то обеспечение современных экологических норм будет невозможным. 

Лямбда-зонд измеряет остаточное содержание кислорода в выхлопных газах и сравнивает его с содержанием кислорода в окружающем воздухе. В результате блок управления двигателем способен регулировать количество впрыскиваемого топлива таким образом, чтобы обеспечивался оптимальный состав топливовоздушной смеси. Это является необходимым условием для эффективной работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Обычные однополосные лямбда-зонды с технологией диоксида титана и диоксида циркония обнаруживают только переход от богатой смеси (недостаток воздуха) к обедненной смеси (избыток воздуха) и наоборот.

Поскольку современные дизельные и бензиновые двигатели работают вне стехиометрического соотношения лямбда = 1, были разработаны так называемые широкополосные лямбда-зонды. Широкополосный зонд имеет более широкий диапазон измерения и точно измеряет как в богатых, так и в бедных областях. Широкополосные зонды внутри оснащены двумя ячейками: измерительной и ячейкой накачки. В измерительной ячейке измеряется концентрация кислорода, а затем преобразуется в сигнал напряжения, который сравнивается с опорным напряжением 450 мВ. Если это значение отклоняется от эталонного значения, включается ячейка накачки и ионы кислорода поступают в или из измерительной ячейки для коррекции концентрации кислорода, таким образом, чтобы опорное напряжение поддерживалось на уровне 450 мВ. Значение и полярность электрического тока, требуемого ячейкой накачки для поддержания постоянной концентрации, представляют собой эквивалент концентрации кислорода в смеси. Если лямбда-зонд выходит из строя, сжигание в современном двигателе больше не может контролироваться должным образом, что отрицательно сказывается на составе и эффективности очистки выхлопных газов.

Измерение сигнала и диагностика лямбда-зонда

Чтобы проверить функцию лямбда-зонда, сначала необходимо установить зонд в разъем. В VW Passat B7 с двигателем 1,6 TDI оба расположены непосредственно в моторном отсеке. Чтобы проверить включение нагревательного контура и встроенного нагревательного резистора, необходим мультиметр для измерения напряжения и сопротивления зонда. Для проверки электрического управления нагревательным контуром необходим осциллограф. Наблюдение за работой лямбда-зонда проводят при помощи диагностического устройства. Однако это относится только к бензиновым двигателям, где значение лямбда находится в границах 1 в двигателях с впрыском перед впускным клапаном и может варьироваться в пределах от 0,8 до 2,5 в силовых установках с непосредственным впрыском. В дизелях нет смысла наблюдать за сигналом лямбда-зонда, так как они всегда работают в очень широком диапазоне состава смеси. Значение лямбда в дизеле может изменяться от 1,4 до 12. Используя данные диагностического устройства, теперь можно контролировать ток накачки как положительное или отрицательное значение изменения коэффициента избытка воздуха. Некоторые диагностические устройства также отображают графическое изменение значения коэффициента лямбда на дисплее. Основываясь на полярности (плюс или минус) тока накачки, теперь можно определить, работает ли двигатель с богатой или бедной смесью. Отрицательные значения сигнала указывают на богатую смесь, а положительные — на обедненную. На практике значение лямбда быстро переходит в отрицательный диапазон (богатая смесь). Если убрать ногу с педали акселератора после короткого нажатия, значение лямбда должно быстро перемещаться в положительный диапазон (обедненная смесь). Плохие или аномальные сигналы от широкополосных лямбда-зондов могут иметь много причин и не обязательно должны быть связаны с неисправным лямбда-зондом. Одной из причин может быть неправильное измерение массы воздуха, что приводит к плохому управлению впрыском. Проблемы с топливным насосом и форсунками также могут вызывать неправильные значения. То же самое относится к утечкам воздуха в выхлопной системе или в цепи впуска воздуха, а также к проблемам в системе зажигания. Причиной может быть также плохое состояние двигателя и неисправный клапан EGR.

Honda Civic Широкополосный лямбда зонд: Innovate MTX-L, установка

НА САЙТЕ ВЕДУТСЯ РАБОТЫ. ВОЗМОЖНЫ СБОИ, НЕКОРРЕКТНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ.

Случайная статья узнай что то новое



Введение

Широкополосный лямбда зонд — незаменимый прибор при настройке работы двигателя. Во-первых, для первичного понимания — это некое устройство для измерения количества кислорода в отработанных газах. Устанавливается в выпускном тракте. Разберем по словам выражение — широкополосный лямбда зонд. Широкополосный — означает, что диапазон измерений выходит за пределы штатных значений. Штатный (узкополосный) датчик кислорода работает в диапазоне 0-1 Вольт (0.1-0.9 обычно). Узкополосный датчик меряет в диапазоне 0.9-1.1 Лямбды, что соответствует смеси 13.18-16.10 AFR. Широкополосный датчик Innovate меряет в диапазоне 7.4 — 22.4 AFR. Широкополосный кислородный датчик меряет в диапазоне 0-5 вольт соответственно. Как вы понимаете, есть значение Лямбда. Есть значение AFR. Это одно и тоже значение просто в разных единицах. 1 Lambda = 14.7 AFR.  Если вы заметили, узкополосный датчик меряет в диапазоне 13-16 AFR, что в принципе на первый взгляд может хватить для настройки атмосферного — 1.5 мотора. Есть два но! Двигатель на скорости 8000 RPM, совершает 1 оборот за 7.5 мс. Узкополосная лямбда успевает срабатывать на 100-300мс, что соответствует примерно 600 RPM. Узкополосная лямбда успевает обрабатывать точно только очень низкие обороты, более высокие обороты будут идти с инерционной погрешностью. Широкополосная лямбда примерно меряет 8мс, что соответствует примерно 7500 RPM (и это не предел). Поэтому корректно отстроить на сток лямбде можно только холостой ход.

Типовой вид монитора MTX-L Innovate

Типовой вид монитора MTX-L Innovate

Innovate MTX-L

Я люблю работать с продуктами фирм, кто занимается конкретикой. Если вы покупаете шины фирмы Yokohama, то вы вряд ли будете рассматривать эту фирму как производитель телевизоров. Компания Innovate Motorsports занимается оборудованием для настройки топливно-воздушной смеси. За основу взяты качественные датчики Bosch с быстродейственными контроллерами Innovate. Популярные модели — LC-1, LC-2 и конечно MTX-L, который я и выбрал по совету друга. Bosch 0 258 007 351 — номер лямбды идущей в комплекте MTX-L, Gauge O2 Sensor — монитор состояния AFR, дополнительный кабель удлинитель — это база комплекта MTX-L. Данный датчик кислорода Bosch 0 258 007 351 является премиум продукцией для автомобилей типа Bentley Continental GT, хотя и ставился на WAG VolksWagen Phaeton. Имеет 5 проводов. Сам датчик подключается напрямую к монитору MTX-L. Если подать напряжение на собранный MTX с лямбдой, то вы в любом случае увидите результат. Далее вы можете либо подключить один из каналов контроллера к мозгу, либо широкополосный канал, либо симуляция узкополосной лямбды 0-1.

Комплект Innovate MTX-L на базе BOSCH

Комплект Innovate MTX-L на базе BOSCH

Новое место в коллекторе

При установке широкополосного зонда нужно пользоваться несколькими правилами. Во-первых, Лямбда должна стоят до катализатора. Во-вторых, не нужно ее ставить в хвост выхлопной системы, иначе у вас получится очень долгий отклик. Не нужно ставить максимально близко к ГБЦ, лишний перегрев не нужен! Обычно ставят на расстояние примерно 50см от верхнего фланца выпускного коллектора.

Установка MTX-L

Во-первых, широкополосная лямбда вам нужна только после установки мозга, который можно настроить — OBD1. Просто так отдавать 200$ за датчик — мне кажется это не интересно. Во-вторых, есть спор о том, что лучше подключить — лямбду напрямую к компьютеру, или же к ECU. Общим мнением решено, что лучше подключить к ECU, а далее считывать параметры по даталогу. Да, вы правильно поняли, что датчик выдает сигнал на контролер, контролер выдает на ECU, а ECU по даталогу в уже в компьютер. Скажете что цепочка длинная? Но дело в том, что подключив лямбду к ECU, вы будете видеть синхронизированный с ним сигнал. Система должна быть связана.  Далее, если вы не откручивали свой старый кислородный датчик — советую прогреть двигатель, а уже после аккуратно открутить кислородный датчик. Иначе на холодную есть шанс открутить только часть датчика. В качества инструмента используйте либо ключ на 22, либо разрезной ключ на 22, либо спец инструмент Jonnesway AI010033 . Резьбу, и только резьбу, советую смазать медной смазкой, так лямбда не прикипит к коллектору.
После этого, около мозга вы должны на расстоянии примерно 10-20 см от коннектора D14 (третья фишка, нижний ряд, 5 справа) отрезать провод, идущий к лямбде, и зачистить его. Это вход в мозг от кислородного датчика. За аккумулятором, прямо под ним, вы найдете резиновую заглушку с проводами, советую именно через нее провести удлинитель MTX-L. Все, с подготовкой законченно. Кабель-удлинитель очень длинный, можно оставить в подкапотном пространстве, а можно убрать в салон. Сразу скажу, что клипса между лямбдой и удлинителем очень тугая. Подключаете лямбду к удлинителю, удлинитель к контроллеру в салоне. А дальше контролер имеет 3 провода. 2 из них имеет маркировку In и Out — это программирование контроллера, пока не будем их обсуждать.

Подключение MTX-L к ECU

Во-первых, предосторожности: лямбда работает в коллекторе, и поэтому во время работы двигателя коллектор и лямбда нагреваются до 700 градусов. Так же не следует использовать лямбда зонд как заглушку. Если вы установите широкополосный зонд, но не подключите его, то без прогрева и питания  лямбда зонд выйдет быстро из строя. Третий кабель, идущий от контроллера, имеет 5 проводов. Ниже таблица подключения:

Таблица подключения проводов MTX-L

##### Цвет Описание
  Красный 12 вольтовое напряжение, обязательно подключите его после зажигания. Так как если лямбда будет висеть на постоянном питании — то утром вы получите севший АКБ. Так же вам нужно 3 Ампера тока. Многие сажают Лямбда зонд на прикуриватель — в нем порядка 20 ампер.
  Черный Земля, заземление, минус. Любая часть корпуса автомобиля или черный провод штатной проводки. Но советую все таки убедится что это точно минус, прозвонив его.
  Белый Белый провод нужен для изменения яркости дисплея монитора. Обычно при включение габаритов и фар, яркость приборов внутри салона должна уменьшиться. Подключается непосредственно к питанию ламп. Если вы не планируйте менять яркость, просто подключите белый провод к черному — на землю.
  Желтый Аналоговый выход 1. Широкополосный выход, где 0V=7.35 а 5v=22.39. Подключать нужно в замен пина старой лямбды (выше описано) — D14 OBD1.
  Коричневый Аналоговый выход 2. Эмуляция стоковой лямбды, где 1.1v=14 и 0.1v = 15. Подключить так же к D14 взамен канала 1. Если канал не планируется использовать просто — заизолируйте его. На землю подключать не нужно.

Калибровка MTX-L широкополосного датчика

Калибровка нужна, чтобы определить пределы измеряемых значений. Во-первых, лямбда зонд должен быть чистым и находится на воздухе — не в коллекторе выпускного тракта. Отключите лямбду от MTX-L монитора, проще это делать в салоне, а не в подкапотном пространстве. Без подключенной лямбды включите зажигание (запускать двигатель не нужно). Данная процедура сотрет старые значения, на мониторе появится ошибка E2, означающая отсутствие лямбда зонда. Все нормально, оставьте на минутку монитор с включенным зажиганием, затем выключите зажигание. Ошибка E9 Innovate MTX-L — свидетельствует о низком напряжение, бывает на незаведенном двигателе. Подключите лямбду снова к монитору MTX-L и включите зажигание. Монитор покажет надпись «htr» что означает «Heater» (нагрев), процедура нагрева широкополосного датчика. При первом включение надпись изменится на «CAL» — первичная калибровка. После 30-60 секунд MTX-L должен показать значение на датчике. Обычно это 22.4. Всегда, сначала включения будет проходить нагрев, а после уже значение датчика кислорода, вне зависимости, какую температуру имеет коллектор. Когда калибровка закончена, необходимо выключить зажигание и установить лямбду в выпускной коллектор. Вы можете отключать лямбду от MTX-L монитора, не потеряв калибровку — только не включайте зажигание.

Номера некоторых Innovate продуктов

  • 3812 — переходник с 4 пина на AudioJack 2.5мм
  • 3846 — 4 пиновый кабель
  • 3728 — Держатель лямбда зонда на выхлопной трубе
  • 3838 — Болт заглушка с бочонком для «заваривания» в трубу под лямбду в нештатное место
  • 3729 — HBX-1 Дополнительная защита лямбды при работе свыше 900 градусов
  • 3828 — 550см удлинитель датчика кислорода
  • 3764 — тоже что и 3838
  • 3737 — Датчик BOSCH LSU 4.2 — OEM 0258007351
  • 3840 — 4 пиновый кабель с DB-9 разъемом, ComPort-RS232
  • 3810 — 240см удлинитель датчика кислорода
  • 3843 — 90см удлинитель датчика кислорода

Инструкция и файлы

Настройка в CROME

Лямбда подключена, AFR показывается. Как это использовать для настройки? Вам нужен прошиваемый OBD1 мозг. В нем нужно работать с базой P30 (P28 не подходит). Для начала отключите проверку целостности прошивки (Plugins-Enhancements-Remove Checksum Routine) включите даталог (Plugins-Enhancements-Quick Datalogger +RTP). Это нужно для даталога.
Сам CROME тоже необходимо настроить под лямбду. Во первых скажу что CROME очень не стандартная программа (наблюдаю с 1.2-1.6.9 версии). Взамен точек нужно использовать запятые 14.7->14,7. Решается суммарно для ОС Windows : панель управления->язык и региональные стандарты->дополнительные параметры ->разделитель целой и дробной части установить как . (точку)! Далее File-Settings. В первом окне «General» устанавливаем галочку Air-Fuel Ratio (перевод напряжения в AFR) — перевод значений в AFR. На вкладке «Tuner Logging» заполняйте значения как показано ниже. Левая таблица сравнивает напряжение и выдает AFR. Правая часть таблицы отвечает за то, на каких оборотах, передачи, при каких значениях температуры ОЖ снимать значения. Я даю полную картину, с опытом вы поймете что вам мерить нужно, а что нет.

Настройка широкополосного зонда в Crome

Настройка широкополосного зонда в Crome

Калибровочная таблица LC-1 Innovate для CROME

Напряжение датчика, В Air-Fuel Ratio (AFR)
0.007.35
0.258.10
0.508.85
0.759.61
1.0010.36
1.2511.11
1.5011.86
1.7512.61
2.0013.37
2.2514.12
2.5014.87
2.7515.62
3.0016.37
3.2517.13
3.5017.89
3.7518.63
4.0019.38
4.2520.13
4.5020.89
4.7521.64
5.0022.39

Статья подготовлена: Илья Серб и Андрей Варламов


Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

Широкополосный лямбда-зонд занедорого. Чуда не произошло


В один «прекрасный день» жена сообщила «радостную новость» — в машине загорелся чек. Ремонт своей машины всегда даётся тяжело — за него ж не платят 😉

Диагностика показала неисправность первого лямбда-зонда. А лямбда-зонд тут непростой…


Лог я к сожалению не сохранил, но «сгенерировал» вам вот такую подделку:

Address 01: Engine Labels: 06A-906-033-BGU.lbl
Control Module Part Number: 06A 906 033 CA
Component and/or Version: SIMOS71 1.6l 2VG 5755
Software Coding: 0000071
Work Shop Code: WSC 01279 785 00200
VCID: 60CFC6A5B392304189-8034
3 Faults Found:

17589 — Linear O2 Sensor; Reference Voltage
P1181 — 006 — Open Circuit — MIL ON
Freeze Frame:
RPM: 608 /min
Bin. Bits: 00000100
Voltage: 0.000 V
Voltage: 0.440 V

17511 — Oxygen (Lambda) Sensor Heating; B1 S1
P1103 — 009 — Performance too Low
Freeze Frame:
RPM: 1056 /min
Mass Air / Rev.: 267.1 mg/str
Voltage: 1.940 V
Voltage: 14.28 V

19617 — Linear Oxygen (Lambda) Sensor B1 S1; Pump Current Wire
P3161 — 008 — Open Circuit — MIL ON
Freeze Frame:
RPM: 1216 /min
Bin. Bits: 00100000
Voltage: 5.000 V
Voltage: 0.080 V

Новый оригинальный широкополосник стоит весьма значительных денег, при этом датчик от именитого брэнда NTK только чуть дороже какого-нибудь M&D. Принципы такого ценообразования мне не совсем понятны, а кучу денег вываливать — задушила жаба, плюс — интересно же попробовать чего там китайцы изготовили.

Кратенький «экскурс в теорию», для тех кому это интересно. Лямбда-зонды предназначены для достижения правильной смеси, то есть соотношения воздух-топливо — они выдают блоку управления текущее содержание кислорода в выхлопе, на основании чего ЭБУ понимает текущее соотношение воздух-топливо и корректирует топливоподачу. Изначально они предназначались скорее для поддержания оптимальной смеси для работы катализатора. Первые лямбда-зонды

Лямбда зонд (кислородный датчик): устройство и принцип работы, неполадки и способ замены

string(10) "error stat"

Ввиду постоянного ухудшения экологических условий и для снижения (к сожалению, абсолютной ликвидации загрязняющих источников на данный момент достичь пока не удалось) загрязнения окружающей среды правительствами многих стран мира были введены крайне жесткие требования к выбросам выхлопных газов (т.е. были введены нормы содержания вредных веществ в автомобильных выхлопах). Поэтому для этих целей в автомобилестроении начали применять специальной устройство – катализатор, который отвечает за снижение концентрации вредных продуктов сгорания в выхлопных газах.

Катализатор является важным узлом в выхлопной системе. Но для того, чтобы он работал с максимальной эффективностью, требуется соблюдение строго определенных условий (постоянный контроль состава подаваемой топливной смеси и % содержания воздуха на выходе). Без их соблюдения катализатор довольно быстро выйдет из строя, и перестанет выполнять свои функции.

Лямбда зонд

Именно для поддержания оптимальной работы катализатора инженерами было разработано решение в виде специального кислородного датчика, который также носит название «Лямбда зонд» (от буквы греческого алфавита «L» — «лямбда», которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в воздушно-топливной смеси).

Принцип работы лямбда зонда

С одной стороны, схема работы данного устройства довольно несложная. Заключается она в измерении концентраций кислорода при выходе из выпускного коллектора и затем после прохождения выхлопных газов через катализатор. Тем самым осуществляется контроль работы катализатора. Но на самом деле принцип действия кислородных датчиков немного сложнее, и сейчас попробуем понять, как работает лямбда зонд.

Замеры концентрации кислорода осуществляются двумя специальными электродами, которые вступают в реакцию с воздушной смесью. Полученные результаты затем преобразовываются в электрические импульсы, которые передаются на электронный блок управления двигателем (ЭБУ). Но, если говорить более понятным языком, то при появлении изменения в соотношении концентрации атмосферного воздуха и воздуха, оставшегося после сгорания топлива, напряжение между электродами меняется (уменьшается при повышенном содержании воздуха и увеличивается при пониженном).

После того, как лямбда зонд измерит напряжение между электродами, он пересылает эти данные на ЭБУ, который сравнивает полученные показания с нормативными показателями, которые записаны в его памяти. При необходимости (если напряжение выходит за нормы) ЭБУ производит корректировку состава подаваемой воздушно-топливной смеси.

Кислородные датчики начинают измерять концентрацию воздуха только в том случае, когда достигается оптимальная температура двигателя. Поэтому для снятия необходимых показателей и поддержания нормы выброса загрязнителей применяется специальный подогреваемый кислородный датчик (под корпусом которого находится подогревающая система, напрямую подсоединяемая к электрической системе автомобиля). Провода лямбда зонда плотно удерживаются благодаря уплотнительным манжетам и керамическому изолятору.

Расположение кислородного датчика

Установка первого лямбда зонда производится в выпускном коллекторе. При этом подключение зондов происходит непосредственно перед тем местом, где находится катализатор (для обеспечения его бесперебойной и длительной работы). В двигателях некоторых марок автомобилей на производстве осуществляется установка второго лямбда зонда. Наличие второго лямбда зонда дает возможность значительно повысить эффективность измерения концентрации воздуха, получая более точные показатели. Благодаря этому катализатор будет работать намного дольше и лучше, а количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ заметно снизится.

По своей конструкции кислородные датчики подразделяются на такие типы:

  • Широкополосный лямбда зонд (ШЛЗ). Применяется как входной датчик.
  • Двухточечный лямбда зонд (ДЛЗ). Устанавливается как перед, так и за катализатором. Измеряет содержание воздуха в выхлопе автомобиля и атмосфере.

Неисправность лямбда зонда

Как и в отношении любой детали, неисправность лямбда зонда – это лишь дело времени. И, хоть некоторым может показаться, что кислородный датчик играет не такую уж важную роль в функционировании автомобиля – это далеко не так. Сломанный зонд, при дальнейшей эксплуатации транспортного средства, способен привести к довольно серьезным поломкам, вплоть до перехода двигателя в режим аварийной работы. Почему?

Признаки неисправности лямбда зонда

  • При езде со сломанным кислородным датчиком ЭБУ начинает регулировать состав топливно-воздушной смеси согласно тем параметрам (к слову, довольно усредненным), которые записаны в памяти данного устройства. При этом состав топливной смеси весьма далек от нормативных показателей.
  • Повышается расход топлива (этот симптом является одним из ключевых сигналов о поломке кислородного датчика). Двигатель на холостом ходу начинает неустойчиво работать.
  • Повышение содержания вредных выбросов.
  • Определенные модели автомобилей при поломке кислородного датчика реагируют довольно неадекватно. ЭБУ начинает нагнетать в цилиндры все больше горючего, в результате чего запас топлива израсходуется крайне быстро. Выхлопные газы приобретают ярко выраженный черный цвет, а нагрузка на двигатель значительно повышается.

Для дальнейшей езды можно отключить лямбда зонд, но рано или поздно все равно придется обращаться в автосервис. Одним из самых простых и эффективных решений проблемы является установка обманок лямбда зонда. Они позволяют погасить чек на приборной панели и позволить блоку управления двигателем перейти на штатный режим работы.

Ремонт лямбда зонда

Перед тем, как произвести необходимые ремонтные работы, необходимо выкрутить кислородный датчик. Для этого в большинстве случаев необходимо наличие одного инструмента – разводного ключа. С его помощью можно легко откручивать зонд. Но перед тем, как открутить это устройство, тщательно осмотрите его корпус на наличие ржавчины. Отложения чаще всего находятся в месте прикрепления датчика к посадочному месту. Поэтому снятие лямбда зонда, корпус которого частично покрыт ржавчиной, лучше доверить опытным мастерам в автосервисе.

Как почистить лямбда зонд?

Для снятия нагара с кислородного датчика можно использовать ортофосфорную кислоту комнатной температуры. Замачивание зонда в данном веществе на протяжении 10 минут способствует удалению посторонних отложений, а также осевшего свинца со стержня устройства. Но нельзя держать зонд в кислоте слишком долго, так как это приведет к повреждению платиновых электродов.

Для большого количества автолюбителей замена лямбда зонда – это лучшее решение проблемы его неисправностей, так как в этом случае отпадает необходимость траты времени на чистку лямбда зонда и проведение сопутствующих операций. Поэтому для поддержания оптимальной работы катализатора рекомендуется менять кислородный датчик каждые 2-3 года (сохраняя чек для возможной замены по гарантии). Но, так как он может сломаться раньше указанного срока, то для предотвращения этого рекомендуется регулярная проверка лямбда зонда.

Как проверить лямбда зонд тестером?

Для проверки работоспособности кислородного датчика используются специальные считывающие устройства – тестеры (более точное название – «мультиметры»), которые сочетают в себе функции нескольких измерительных приборов.

Перед тем, как проверить лямбда зонд мультиметром, необходимо завести автомобиль, дать двигателю прогреться и после заглушить его. Затем, после осмотра зонда на предмет загрязнений (которые необходимо удалить, либо при их отсутствии) необходимо подключить мультиметр к лямбда зонду (который предварительно отсоединяется от колодки). После нужно завести автомобиль и довести количество оборотов до 2500. Если показания тестера не превышают при этом 0,9 Вт, то датчик исправен. В противном случае (если показатель меньше 0,8 Вт) иного выхода, кроме как поменять лямбда зонд, нет. При этом необходимо учитывать их распиновку.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о