Кислородный датчик. Лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода

В статье вы узнаете, что такое кислородный датчик, рассмотрите его конструкцию и метод проведения замены на примере автомобилей ВАЗ с инжекторной системой впрыска. Такие устройства начали использоваться на отечественных автомобилях сравнительно недавно. А именно тогда, когда производитель "АвтоВАЗ" начал гнаться за соблюдением европейских норм токсичности. Ведь чтобы выйти на мировой рынок, необходимо, чтобы автомобили не загрязняли окружающую среду. А кислородные датчики позволяют снизить количество выбросов в несколько раз.

Конструкция датчика

Это несложное устройство заключено в корпус из металла. Причина для этого – работа в агрессивной среде. Очень сильный нагрев датчика происходит во время работы двигателя. На корпусе имеется резьба. Конструкцией предусмотрено наличие уплотнительного кольца, чтобы замер производился только лишь в выпускном тракте. В конструкции датчика имеется также специальный токосъемник электросигнала. В качестве изолятора используется керамика. От датчика кислорода идет жгут проводов в уплотнительной манжете. Имеется также контакт, предназначенный для запитывания подогревательной цепи. Снаружи находится экран для защиты. В нем имеется отверстие для доступа воздуха из атмосферы. Именно так устроен стандартный кислородный датчик ВАЗ. Нагревательная спираль – это один из важных элементов датчика кислорода. Наконечник устройства выполнен из керамики, которая выдерживает значительные перепады температур. Также имеется защитный экран, в котором находится отверстие для вывода выхлопных газов. На автомобилях, как правило, устанавливаются два датчика кислорода. Один предназначен для измерения массового содержания О2 в выхлопной системе, а второй – для корректировки работы двигателя. Он использует также показания первого.

Работа устройства

Датчик кислорода нормально может работать в определенном диапазоне температур. По этой причине минимальная температура составляет от 300 до 350 градусов по Цельсию. Существует несколько конструкций датчиков кислорода. Одни имеют дополнительный нагреватель, а вторые - нет. Те, у которых нет нагревательного элемента, монтируются непосредственно в выпускном тракте как можно ближе к блоку ДВС. А вот после каталитического нейтрализатора устанавливается датчик с дополнительным нагревом, так как в этом месте температура несколько ниже. Необходим этот датчик для того, чтобы правильно корректировать качество и количество смеси, подаваемой в камеры сгорания. Именно с этой целью и устанавливают кислородный датчик. Цена его большая из-за того, что в нем содержатся драгоценные металлы. Минимум 2000 рублей вам придется отдать за этот прибор.

Чем полезен ДК?

Благодаря применению этих устройств можно достичь минимального расхода топлива, увеличения мощности и динамики, но в большинстве случаев датчики кислорода используются для улучшения экологических показателей. Наверняка вы знаете, что бензиновый двигатель нормально работает лишь в том случае, если пропорции бензина и воздуха сравниваются 14 к 1. Другими словами, при расходе одного литра бензина двигатель потребляет 14 литров воздуха. Это идеальное соотношение. Если же заглянуть на реальную работу двигателя, то пропорция постоянно изменяется. Всё зависит от того, в каком режиме работает мотор. При помощи такого несложного, но дорогостоящего устройства, как лямбда-зонд, получается сообщить микроконтроллерной системе управления о том, что в выхлопных газах содержится слишком много CO2, следовательно, необходимо произвести корректировку.

Датчик кислорода и электронный блок управления

Микроконтроллерная система управления анализирует сигнал, поступающий с датчика кислорода. По алгоритму производится сравнение с тем значением, которое находится в памяти микропроцессора. В том случае, если уровень сигнала значительно отличается от заложенного в памяти, система управления подает необходимые импульсы на исполнительные устройства двигателя, регулируя топливоподачу в нужную сторону. При этом достигается наиболее точная и слаженная работа всех механизмов. Снижается расход бензина, а также количество вредных веществ, выбрасываемых из выпускного тракта. О том, как производится замена кислородного датчика, будет рассказано немного ниже. А сейчас немного о том, какие электрические характеристики имеет этот прибор.

Электрические характеристики

Если взглянуть на принцип работы лямбда-зонда, можно увидеть, что он на выходе имеет определенное значение напряжения, примерно равное 0,5 В. Но это в том случае, если содержание кислорода очень низкое. Если же кислорода становится больше, то напряжение на выходе датчика снижается в 4-5 раз. Одним из главных параметров этого устройства является скорость коммутации. В большей части инжекторных систем лямбда-зонд вырабатывает напряжение в двух интервалах: 0,04..0,1 и 0,7..1 В. Скорость коммутации должна быть не больше чем 120 миллисекунд. Обратите внимание на то, что микроконтроллерные системы управления двигателем, как правило, не фиксируют неисправность лямбда-зонда. По этой причине необходимо проводить соответствующую диагностику, чтобы удостовериться в том, что кислородный датчик исправен или же в нем имеется неполадка.

Замена датчика кислорода

На всех автомобилях проводить ремонт и замену этого устройства необходимо исключительно на остывшем двигателе. После этого отключаете клемму «–» от аккумулятора, чтобы избежать появления короткого замыкания. Если жгут проводов, которым произведено соединение датчика с бортовой сетью, зафиксирован хомутами, то обрежьте их. Рассоедините штекерную колодку, которой подключен лямбда-зонд. Теперь, воспользовавшись подходящим ключом, аккуратно выкручиваете прибор из корпуса каталитического нейтрализатора. В обратном порядке ставите новый. Крепите жгут при помощи хомутов из пластика. Обратите внимание на то, что при установке нового датчика запрещается использовать вулканизирующего типа герметики, так как это приведет к очень быстрому выходу из строя устройства. Также не следует затягивать корпус, прикладывая к гаечному ключу чрезмерное усилие. Это приведет к повреждению керамической его части.