| Меню сайта |
|
 |
| Все про машину |
|
|
| Статистика |
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
| Форма входа |
|
|
|
 | |  |
| Главная » 2013 » Октябрь » 8 » Отже, лямбда-зонд, він же датчик кисню.
21:43 Отже, лямбда-зонд, він же датчик кисню. |
Отже, лямбда-зонд, він же датчик кисню.
Теорія.
Жорсткі
екологічні норми давно узаконили застосування на автомобілях
каталітичних нейтралізаторів (у побуті - каталізатори) - пристроїв, що
сприяють зниженню вмісту шкідливих речовин у вихлопних газах. Каталізатор річ хороша, але ефективно працює лише за певних умов. Без
постійного контролю складу паливно-повітряної суміші каталізатор помре
дуже швидко - ось тут і приходить на допомогу датчик кисню, він же
О2-датчик, він же лямбда-зонд (ЛЗ).
Назва
датчика походить від грецької букви L (лямбда), яка в
автомобілебудуванні позначає коефіцієнт надлишку повітря в
паливно-повітряної суміші. При оптимальному складі цієї суміші, коли на 14,7 частини повітря припадає 1 частина палива, L дорівнює 1 (графік 1). «Вікно» ефективної роботи каталізатора дуже вузьке: L = 1 ± 0,01. Забезпечити
таку точність можливо тільки за допомогою систем живлення з електронним
(дискретним) уприскуванням палива і при використанні в ланцюзі
зворотного зв'язку лямбда-зонда.
Графік 1. Залежність потужності двигуна (P) і витрати палива (Q) від коефіцієнта надлишку повітря (L)
Надлишок
повітря в суміші вимірюється досить оригінальним способом - шляхом
визначення у вихлопних газах вмісту залишкового кисню (О2). Тому лямбда-зонд і стоїть у випускному колекторі перед каталізатором. Електричний
сигнал датчика зчитується електронним блоком управління системи
упорскування палива (ЕБУ), а той у свою чергу оптимізує склад суміші
шляхом зміни кількості подаваного в циліндри палива. На деяких сучасних моделях автомобілів є ще один лямбда-зонд. Розташований він на виході каталізатора. Цим досягається велика точність приготування суміші та контролюється ефективність роботи каталізатора (рис. 1).
Рис. 1. Схема L-корекції з одним і двома датчиками кисню двигуна
1
- впускний колектор, 2 - двигун; 3 - блок керування двигуном; 4 -
паливна форсунка; 5 - основний лямбда-зонд; 6 - додатковий лямбда-зонд; 7
- каталітичний нейтралізатор.
Як це працює
Лямбда-зонд діє за принципом гальванічного елемента з твердим електролітом у вигляді кераміки з діоксиду цирконію (ZrO2). Кераміка легирована оксидом ітрію, а поверх неї напилю струмопровідні пористі електроди з платини. Один з електродів «дихає» вихлопними газами, а другий - повітрям з атмосфери (рис.2). Ефективне вимір залишкового кисню у відпрацьованих газах лямбда-зонд забезпечує після розігріву до температури 300 - 400оС. Тільки
в таких умовах цирконієвий електроліт набуває провідність, а різниця в
кількості атмосферного кисню і кисню у вихлопній трубі веде до появи на
електродах лямбда-зонда вихідної напруги.
Рис. 2. Схема датчика кисню на основі діоксиду цирконію, розташованого у вихлопній трубі
1
- твердий електроліт ZrO2; 2, 3 - зовнішній і внутрішній електроди; 4 -
контакт заземлення; 5 - «сигнальний контакт»; 6 - вихлопна труба.
При
пуску і прогрівання холодного двигуна управління уприскуванням палива
здійснюється без участі цього датчика, а корекція складу
паливо-повітряної суміші здійснюється за сигналами інших датчиків
(положення дросельної заслінки, температури охолоджуючої рідини, числа
обертів коленвала та ін.) Особливістю
цирконієвого лямбда-зонда є те, що при малих відхиленнях складу суміші
від ідеального (0,97 <L <1,03) напруга на його виході змінюється
стрибком в інтервалі 0,1 - 0,9 В (графік 2).
Графік 2. Залежність напружень лямбда-зонда від коефіцієнта надлишку повітря (L) при температурі датчика 500-800оС
А - умовна точка середніх показань (U вих »0,5 В, при L = 1,0). (Збагачення суміші (зменшення О2 у вихлопі). Збіднення суміші (збільшення О2 у вихлопі).
Крім цирконієвих, існують кисневі датчики на основі двоокису титану (TiO2). При зміні вмісту кисню (О2) у відпрацьованих газах вони змінюють своє об'ємний опір. Генерувати
ЕРС титанові датчики не можуть; вони конструктивно складні і дорожче
цирконієвих, тому, незважаючи на застосування в деяких автомобілях
(Nissan, BMW, Jaguar), широкого поширення не отримали.
Для
підвищення чутливості лямбда-зондів при знижених температурах і після
запуску холодного двигуна використовують примусовий підігрів. Нагрівальний елемент (НЕ) розташований всередині керамічного тіла датчика і підключається до електромережі автомобіля (рис. 3).
Рис. 3. Конструкція датчика кисню з підігрівачем
1
- керамічне підставу; 2, 8 - контакти НЕ; 3 - нагрівальний елемент
(НЕ); 4 - твердий електроліт ZrO2 з напиленими платиновими електродами, 5
- захисний кожух з прорізами; 6 - металевий корпус з різьбленням
кріплення; 7 - кільце ущільнювача; 9 - висновки датчика.
Якщо ЛЗ «бреше»
У
цьому випадку ЕБУ починає працювати за усередненими параметрами,
записаним у його пам'яті: при цьому склад утворюється паливно-повітряної
суміші буде відрізнятися від ідеального. У
результаті з'явиться підвищена витрата палива, нестійка робота двигуна
на холостому ходу, збільшення вмісту СО у відпрацьованих газах, зниження
динамічних характеристик, але машина при цьому залишається на ходу. У
деяких моделях автомобілів ЕБУ реагує на відмову лямбда-зонда дуже
серйозно і починає так завзято збільшувати кількість подаваного в
циліндри палива, що запас пального в баку "тане" на очах, з труби валить
чорний дим, СТ «зашкалює», а двигун «тупіє »і на найближчу СТО вам, швидше за все, доведеться добиратися на буксирі.
Перелік
можливих несправностей лямбда-зонда досить великий і деякі з них
(втрата чутливості, зменшення швидкодії) самодіагностикою автомобіля не
фіксуються. Тому остаточне рішення про заміну датчика можна прийняти тільки після його ретельної перевірки, яку найкраще доручити фахівцям. Слід
особливо відзначити, що спроби заміни несправного лямбда-зонда
імітатором ні до чого не приведуть - ЕБУ не може розпізнавати «чужі»
сигнали, і не використовує їх для корекції складу приготавливаемой
горючої суміші, тобто попросту «ігнорує».
При
згорілому або відключеному лямбда-зонді вміст СО у вихлопі зростає на
порядок: від 0,1 - 0,3% до 3 - 7% і зменшити його значення не завжди
вдається, тому що запасу ходу гвинта якості суміші може не вистачити. В автомобілях, система L-корекції яких має два кисневих датчика, справа йде ще складніше. У
разі відмови другого лямбда-зонда (або «пробивання» секції
каталізатора) добитися нормальної роботи двигуна практично неможливо.
Взагалі лямбда-зонд - найбільш уразливий датчик автомобіля з системою уприскування. Його ресурс становить 40 - 80 тис. км в залежності від умов експлуатації та справності двигуна. Поганий
стан маслоз'ємних кілець, потрапляння антифризу в циліндри та випускні
трубопроводи, збагачена паливно-повітряна суміш, збої в системі
запалювання сильно скорочують термін його служби. Застосування
етилованого бензину категорично неприпустимо - свинець «отруює»
платинові електроди лямбда-зонда за кілька безконтрольних заправок.
Рис. 4. Контактні висновки найбільш поширених цирконієвих лямбда-зондів
а - без підігрівача, б, с - з підігрівачем.
* Колір висновку може відрізнятися від зазначеного.
Взаємозамінність.
Рекомендований заводом-виробником лямбда-зонд і подібні за конструкцією цирконієві датчики взаємозамінні. Можлива заміна неподогреваемих датчиків на підігріваються (але не навпаки!). Однак
при цьому може виникнути проблема несумісності роз'ємів і відсутності в
машині ланцюга живлення для нагрівача лямбда-зонда. Відсутні дроти можна прокласти самостійно, а замість роз'єму використовувати стандартні автомобільні контакти.
Кольорова
маркування висновків лямбда-зондів може розрізнятися, але сигнальний
провід завжди буде мати темний колір (зазвичай - чорний). «Масовий» провід може бути білим, сірим або жовтим (рис. 4). Титанові лямбда-зонди від цирконієвих легко відрізнити за кольором «накального» виведення підігрівача - він завжди червоний. При
заміні 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактний необхідно надійно
з'єднати з «масою» автомобіля дріт заземлення підігрівача і сигнальний
«мінус», а накальний провід підігрівача через реле і запобіжник
підключити до «плюса» акумулятора.
Підключення безпосередньо до котушки запалювання небажано, т. к. в ланцюзі її живлення може стояти понижувальний опір. Підключитися до контактів паливного насоса досить складно. Найкраще підключити реле підігрівача лямбда-зонда до замка запалювання....
|
|
Категория: Датчики |
Просмотров: 546 |
Добавил: FreeDOM
| Рейтинг: 0.0/0 |
| |
 | |  |
|
| Поиск |
|
|
| Календарь |
|
|
| Архив записей |
|
|
|
