Датчик катализатора: Автомобильные объявления — Доска объявлений

Датчик кислорода для автомобиля (что это такое)

Датчик кислорода нужен, чтобы регулировать смесь топлива и воздуха, поступающую в двигатель. Он обеспечивает максимальную мощность и меньший расход топлива. Поговорим для чего нужен датчика кислорода в машине и принцип его работы.

Для чего нужен

В отработавших газах бензинового двигателя автомобиля можно найти немало разных токсичных компонентов, но чаще встречаются эти:

• СО – окись углерода, угарный газ;
• СН – несгоревшие углеводороды;
• NOх – окислы азота.

Инженеры противопоставили этой опасной троице очень важное устройство, входящее в систему выпуска, – каталитический нейтрализатор отработавших газов. Иначе говоря, газы, пройдя через это устройство, из агрессивно-токсичных превращаются в сравнительно безопасные, нейтральные.

Чтобы нейтрализатор мог эффективно «облагораживать» поступающие в него газы, содержание каждого компонента в них должно укладываться в довольно узкие рамки, соответствующие сгоранию в цилиндрах стехиометрической рабочей смеси топлива и воздуха. Напомним, что ее состав характеризуется так называемым коэффициентом избытка воздуха a.

Если a больше 1,0 – смесь обедненная, бедная и т.д. И наоборот – смесь с a меньше 1,0 – обогащенная, богатая и т.д. Если воздуха ровно столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, смесь называют стехиометрической – это область значений a вблизи 1,0.

Зависимость эффективности нейтрализатора от состава рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Чтобы эффективность была не ниже 80%, колебания состава относительно оптимального не должны превышать 1%.

Как обеспечить высокую точность и одновременно стабильность? Цель была достигнута с появлением электронной системы автоматического регулирования с датчиком кислорода в отработавших газах – по-другому, лямбда-зондом. Этот датчик – важнейший элемент обратной связи в системе впрыска, позволяющей поддерживать стехиометрический состав на установившихся режимах работы двигателя с точностью до ±1%.

На современных авто можно увидеть датчики кислорода двух типов.

К первому отнесем датчики на основе диоксида циркония (циркониевые), ко второму – на основе оксида титана (титановые). Принцип работы один, разница только в конструкции.

Измерительный элемент датчика кислорода имеет напыление благородного металла – платины с внутренней и внешней сторон. Внутри – «твердый электролит» (керамика). Работает по принципу гальванического элемента с твердым электролитом: по достижении температуры 300–350°С керамика начинает проводить ионы кислорода.

Полезно помнить, что это минимально возможная температура функционирования измерительного элемента, тогда как при работе двигателя температура датчика около 600°С. Ограничена и максимальная рабочая температура – около 900–1000°С в зависимости от типа датчика, перегрев грозит его повреждением.

Принцип работы

При работе двигателя концентрация кислорода внутри выпускной системы и снаружи ее, в окружающем воздухе, совершенно разная. Вот эта разница и заставляет ионы кислорода двигаться в твердом электролите, в результате чего на электродах измерительного элемента появляется разность потенциалов – сигнал датчика кислорода.

Зависимость выходного сигнала зонда от температуры. Зона ниже 300°С – нерабочая: 1 – реакция на богатые смеси; 2 – реакция на бедные смеси.

Как видите, реакции на богатые и бедные смеси различаются очень сильно, но при падении температуры ниже 300°С разница постепенно уменьшается – эта зона уже нерабочая. Чтобы датчик после пуска двигателя быстрей прогревался, его размещают возможно ближе к мотору, но все же с учетом ограничений по максимальной температуре. Особенно «критична» длительная езда с полной мощностью двигателя.

Современные датчики кислорода – с электроподогревом, которым управляет электронный блок управления двигателем, меняя ток нагревателя. Соответственно, он контролирует и исправность цепи нагревателя, что очень важно.

Как работают датчики: датчик кислорода

Как это работает

Как установить

For technicians

For DIYers

Датчик кислорода, также называемый датчиком O2, выполняет функцию, указанную в его названии, а именно измеряет количество кислорода в отработавших газах. И хотя это может показаться несложной задачей, датчик O2 является одним из наиболее важных датчиков транспортного средства, который отвечает за соблюдение баланса между топливом и воздухом и сведение к минимуму объема вредных выбросов. Поэтому вам полезно будет узнать, для чего он предназначен, почему он выходит из строя, и, что важно, как его заменить в случае поломки.

 

Как работает датчик O2?

В большинстве автомобилей установлено по крайней мере два кислородных датчика, расположенных в выхлопной системе. Один из них обязательно устанавливается перед каталитическим нейтрализатором, а один или несколько — после каталитического нейтрализатора. Кислородный датчик, установленный перед каталитическим нейтрализатором, регулирует подачу топлива, а датчик, расположенный после него, измеряет эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Датчики O2 обычно можно отнести к категории узкодиапазонных или широкодиапазонных.  Чувствительный элемент находится внутри датчика, заключенного в стальной корпус. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные прорези или отверстия в стальной оболочке датчика, чтобы достичь чувствительного элемента, или ячейки Нернста. С другой стороны ячейки Нернста кислород из воздуха вне выхлопной системы перемещается вниз по датчику O2 и контактирует с ним. Разница в количестве кислорода между наружным воздухом выхлопными газми вызывает поток ионов кислорода и создаёт напряжение.

Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопе слишком мало кислорода, в электронный блок управления (ЭБУ) двигателя подается сигнал на уменьшение количества топлива, поступающего в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедна, то посылается сигнал на увеличение количества топлива, подающегося в двигатель. Если топлива слишком много, в выхлопных газах присутствуют углеводороды и угарный газ. Если топлива слишком мало — загрязняющие атмосферу оксиды азота. Сигнал датчика помогает поддерживать оптимальный состав смеси. Широкодиапазонные датчики O2 имеют дополнительную насосную ячейку O2 для регулирования количества кислорода, подающегося к чувствительному элементу.   Это позволяет производить измерения в гораздо более широком диапазоне соотношения компонентов топливной смеси.

Почему возникают неисправности датчиков кислорода?

Поскольку датчик кислорода находится в потоке выхлопных газов, он может загрязниться. Обычно причиной загрязнения является чрезмерно богатая топливная смесь или выброс масла в более старых двигателях, а также просачивание в камеру сгорания охлаждающей жидкости через прокладки. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, может со временем изнашиваться. Все это может повлиять на характеристики отклика кислородного датчика, что способно привести к увеличению времени отклика или изменению кривой напряжения датчика, а в долгосрочной перспективе — к снижению эффективности датчика.

Каковы признаки неисправности датчика кислорода?

При поломке датчика кислорода компьютер больше не может определять соотношение топливно-воздушной смеси, поэтому он вынужден «гадать». В связи с этим существует несколько контрольных признаков, на которые стоит обратить внимание:

• Индикатор проверки двигателя: хотя он может загореться по многим причинам, обычно это связано с выхлопными газами.

• Большой расход топлива: неисправный кислородный датчик нарушит правильное смешивание воздуха и топлива, что приведет к увеличению расхода топлива.

• Неровная работа двигателя на холостом ходу или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал датчика кислорода помогает контролировать синхронизацию двигателя, интервалы сгорания и топливно-воздушную смесь, неисправность датчика может стать причиной неровной работы двигателя.

• Вялый разгон.

Устранение неисправностей датчика O2

Чтобы определить причину неправильной работы датчика O2, выполните следующие действия:

• Считайте коды неисправностей с помощью диагностического прибора. Обратите внимание, что при обнаружении проблем с датчиками O2 прибор часто выдает несколько кодов неисправностей.

• Лямбда-зонды имеют внутренний нагреватель, поэтому следует проверить сопротивление нагревателя — оно обычно бывает довольно низким.

• Проверьте подачу питания на нагреватель — зачастую это провода одного цвета.

• Проверьте электрический разъем на наличие повреждений или грязи.

• Проверьте выпускной коллектор и топливные форсунки на наличие утечек, а также состояние элементов системы — это может повлиять на правильность работы датчика.

• Проверьте правильность показаний датчика O2, выполнив замер концентрации кислорода с помощью четырех- или пятикомпонентного газоанализатора.

• Используйте осциллограф для проверки сигнала на холостом ходу и при 2500 об/мин.

• Если доступ к проводке датчика затруднен, используйте данные в реальном времени, чтобы проверить наличие сигнала.

• Проверьте состояние защитной трубки чувствительного элемента датчика на наличие признаков повреждения и загрязнения

Коды распространённых неисправностей

Ниже приведены коды самых распространённых неисправностей и причины их возникновения:

• P0135: датчик кислорода перед каталитическим нейтрализатором 1, отопительный контур / разомкнут
• P0175: богатая топливная смесь (ряд 2)
• P0713: неправильно сбалансирован состав смеси (ряд 2)
• P0171: бедная топливная смесь (ряд 1)
• P0162: неисправность цепи датчика O2 (ряд 2, датчик 3)

Советы по замене кислородных датчиков

Прежде чем заменить датчик, вам необходимо выявить причину неисправности. Подключите диагностический прибор, например Delphi DS, выберите нужный автомобиль и считайте код(-ы) неисправности(-ей).  Подтвердите код неисправности, выбрав действительные данные и сравнив значение с датчика, в котором вы предполагаете неисправность, со значением заведомо рабочего датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя автомобиля, чтобы найти правильное значение для сравнения. Чтобы убедиться в том, что проблема обусловлена неисправным датчиком, а не проводкой, могут потребоваться другие инструменты или оборудование. 

• Поскольку во многих автомобилях новых моделей имеется несколько датчиков кислорода, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить исправный.  Производители транспортных средств несколько по-разному обозначают положение датчиков «ряд 1» и «ряд 2», «перед/зад» и «до/после», поэтому следует убедиться в том, что вы нашли нужный (неисправный) датчик.

  Лучший способ сделать это — с помощью диагностического инструмента посмотреть данные в реальном времени.

• После этого отсоедините провод от датчика.

• С помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа для датчиков кислорода выкрутите датчик из его посадочного места.  Затем утилизируйте старый датчик и замените его новым.

• В большинстве случаев резьбовое соединение датчика имеет специальное токопроводящее покрытие от прикипания, поэтому достаточно просто установить новый датчик на место старого.

• Чтобы предотвратить схватывание датчика в резьбе, все датчики Delphi поставляются с высокотемпературным противозадирным составом, который либо наносится на заводе-изготовителе, либо прилагается в комплекте.  При необходимости нанесите состав на новый датчик перед установкой. Не наносите чрезмерное количество противозадирного средства на резьбу, так как это может привести к загрязнению чувствительного элемента.

• Затяните датчик рекомендованным моментом.

• После установки датчика подключите электронный разъем.

• Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все сопутствующие коды неисправностей.

• Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, а затем проведите ходовые испытания.

Понимание того, как работает датчик катализатора

от GDS Team | 1 апреля 2016 г. | Каталитические и инфракрасные датчики

Доступен широкий ассортимент датчиков газа; Какой тип вы используете, зависит от рабочей среды и того, какие типы газа могут присутствовать, например, природный газ, окись углерода или органические соединения в воздухе. Каталитические датчики часто используются для обнаружения углеводородов, но их работа зависит от присутствия кислорода.

Как работают датчики катализатора

Каталитические датчики состоят из двух основных элементов: детектора, содержащего каталитический материал, чувствительный к горючим газам, и компенсационного элемента, который является инертным. Горючие газы будут гореть в присутствии кислорода только на детекторе, вызывая повышение температуры и соответствующее повышение электрического сопротивления. Температура и сопротивление инертного компенсатора остаются прежними.

Формируется цепь, включающая оба элемента, и настраивается переменный резистор для поддержания баланса в чистом воздухе. Когда горючие газы повышают температуру детектора и повышают его сопротивление, это вызывает дисбаланс в цепи и выдает сигнал выходного напряжения. Относительная сила этого сигнала может определить концентрацию горючих газов.

Преимущества каталитических датчиков
* Простота установки, использования и калибровки
* Экономичность, долгий срок службы и низкая стоимость замены.
* Очень надежен
* Может быть откалиброван для таких газов, как водород, который не может быть обнаружен инфракрасными сканерами
* Нечувствителен к оптике и более надежен в пыльной среде
* Более надежен при высокой температуре
* Менее чувствителен к влажности и изменения в воздухе
* Обнаруживает большинство углеводородных газов

Недостатки
* Датчики катализатора могут стать неактивными из-за загрязнения химическими веществами, содержащими соединения хлора и силикона, а также сернистыми и другими коррозионно-активными химическими веществами.
* Единственным способом проверки датчиков является воздействие на них известного количества газа и повторная калибровка по мере необходимости.
* Для работы им требуется кислород
* Длительное воздействие концентрированных углеводородов может ухудшить рабочие характеристики.
* При экстремальной концентрации газа датчик может быть поврежден и показывать низкий уровень сигнала или его отсутствие

Успешное использование
* Избегайте использования силиконовых спреев или материалов вблизи датчика катализатора, так как частицы кремния могут покрыть детектор и помешать его правильной работе. Не упаковывайте и не храните датчик вместе с силикагелем.
* Рабочие характеристики датчика могут ухудшиться из-за воздействия щелочей, таких как соли и соленая вода.
* Органические пары, такие как спирт, могут проникнуть внутрь детектора и повредить его.
* Вода на датчике каталитического нейтрализатора может ухудшить его работу, а образование льда на датчике в холодных условиях может привести к его повреждению.
* Датчик катализатора следует располагать так, чтобы он не подвергался ударам и вибрациям, которые могут его повредить. Вибрация также может вызвать ложные показания.
* Датчики, хранившиеся в течение длительного времени, при повторном подключении должны быть откалиброваны.
* Если необходимо отремонтировать датчик катализатора, припаяйте его вручную без смолы, так как высокие температуры или пары смолы могут повлиять на работу датчика.

В конце концов, каталитический датчик — это испытанная и проверенная технология, которая надежно работает в течение длительного периода времени. Если он правильно установлен и обслуживается, он может спасти жизнь.

Кислородный датчик: Эффективность катализатора

Монитор эффективности катализатора проверяет, работает ли каталитический нейтрализатор с достаточно высокой эффективностью, чтобы поддерживать выбросы выхлопных газов в пределах заданных значений. PCM сравнивает сигналы от верхнего и нижнего кислородных датчиков, чтобы определить состояние нейтрализатора. Эти «тесты» называются мониторами готовности.

Непрерывные и непостоянные тесты готовности

Монитор — это часть или сегмент операции, которую обычно выполняет транспортное средство, или операции, которую необходимо выполнить для проверки определенного аспекта или состояния транспортного средства. Существует два основных типа мониторов готовности: непрерывные и непостоянные. Непрерывные мониторы постоянно проверяются и оцениваются во время работы двигателя. Непрерывные мониторы должны соответствовать определенным условиям, прежде чем тест может быть завершен.

Некоторые операции, такие как пропуски зажигания или проблемы с топливной системой, могут быть постоянными, непостоянными или и теми, и другими, и могут быть проверены во время обоих типов мониторов. Непрерывные мониторы также будут различаться для бензиновых и дизельных двигателей.

Новый автомобиль может сообщать о состоянии монитора выбросов во время текущего ездового цикла. Эти мониторы начинаются с самого начала всякий раз, когда цикл мониторинга соответствует критериям для выполнения теста готовности. Старые автомобили могут не поддерживать эту функцию. Поскольку мониторы представляют собой процедуру самопроверки, которую водитель не должен инициировать, лучший способ подготовить их к проведению самопроверки — это вождение автомобиля. Однако вождение в одиночку не будет соответствовать всем необходимым условиям. Есть несколько конкретных требований, которые варьируются от производителя к производителю.

Убедитесь, что MIL (световой индикатор неисправности) не включен. Если есть какие-либо сохраненные коды эффективности или связанные с ними коды или даже ожидающий диагностический код неисправности, они могут помешать запуску или завершению работы монитора.

Наконец, вы должны завершить «ездовой цикл». Ездовой цикл позволяет автомобилю запустить бортовую диагностику. Это позволяет мониторам готовности пройти предустановленную процедуру диагностики.

Что такое эффективность?

Преобразователь имеет рейтинг эффективности, рассчитанный производителем автомобиля. Эффективность преобразователя связана с топливной коррекцией двигателя. Коррекция подачи топлива контролируется кислородными датчиками и постоянно регулируется PCM. Это помогает поддерживать правильную температуру преобразователя для наиболее эффективной работы. Одной из функций конвертера является сохранение в нем определенного количества кислорода. Если двигатель работает на слишком богатой смеси, он не может хранить кислород. Если он работает на слишком обедненной смеси, уровень кислорода может помешать конвертеру достичь оптимального диапазона нагрева.

Богатое состояние означает меньше кислорода; бедное состояние означает избыток кислорода. Богатое состояние будет означать, что PCM хочет обеднить топливную смесь. Между тем, обедненное состояние будет означать, что PCM хочет попытаться увеличить топливную смесь.

Стехиометрическое соотношение топливовоздушной смеси 14,7:1 (по массе). Для правильной работы преобразователя необходимо достичь стехиометрического значения, чтобы катализатор мог реагировать с кислородом и достигать надлежащей рабочей температуры. Каталитический нейтрализатор начинает функционировать при температуре от 400 до 600 градусов по Фаренгейту. Нормальная рабочая температура может варьироваться от 1200 до 1600 градусов.

Эффективность нейтрализатора можно проверить с помощью диагностического прибора, а также по наблюдению за переключением датчиков O2 между богатым и бедным. Лабораторные осциллографы также можно использовать для наблюдения за переключением. Как только эффективность упадет ниже определенного уровня и будут выполнены другие критерии, будет установлен код эффективности.

Эффективность большинства преобразователей в новом состоянии составляет около 99 процентов, а затем быстро снижается до 95 процентов. Пока эффективность не упадет более чем на несколько процентных пунктов, преобразователь отлично справится с очисткой выхлопных газов. Но если КПД падает ниже 92 процента, обычно включается лампа MIL.

Новые автомобили должны соответствовать еще более строгим требованиям к автомобилям с низким уровнем выбросов (LEV). Теперь еще меньше места для маневра. Падение эффективности преобразователя всего на 3 процента может привести к тому, что выбросы превысят федеральные ограничения. Стандарт LEV допускает только 0,225 грамма углеводородов на милю.

Некоторые OEM-производители обновили калибровки датчиков катализатора. Новая калибровка может быть повторно прошита в PCM. Но, если на автомобиле уже есть поврежденный преобразователь, то перепрошивка ему вообще ничего не даст. Но, если преобразователь близок к пороговому пределу, повторная вспышка может продлить срок службы преобразователя и предотвратить загорание индикатора еще на 10 000 или даже до 80 000 миль.

Причины снижения эффективности преобразователя

Неисправные датчики O2 также могут привести к снижению эффективности преобразователя. Одна из вещей, которую многие технические специалисты не проверяют, вероятно, проще всего — соединения датчика O2. Разъем является не только источником питания и заземления, но и источником необходимого подвода воздуха к циркониевому датчику. Если разъем заполнен маслом или мусором, воздух не может проходить по проводам к датчику внутри. Старые однопроводные датчики O2 имели перфорированную область снаружи и не использовали провода для подачи кислорода.

Много лет назад у меня была машина с силиконовым герметиком, полностью закрывающим разъемы. Код присутствовал, но ущерб уже был нанесен. Все четыре датчика O2 должны были быть заменены. Эффективность преобразователя была под вопросом, но после нескольких запусков мониторов код так и не вернулся.

Очевидно, что вопросы, связанные с настройкой, должны учитываться для повышения эффективности преобразователя. Все, что угодно, от состояния клапана PCV, сломанных подвесок выхлопных газов, которые повреждают внутреннюю структуру нейтрализатора, до клапана EGR и связанных с ним проблем с EGR, может повлиять на эффективность. Утечки выхлопных газов перед датчиками O2 также могут сильно повлиять на эффективность. Установка неправильных датчиков O2 в неправильном положении также может быть проблемой. Для справки: датчики B1 находятся на стороне цилиндра № 1 двигателя, а датчики B2 — на противоположной стороне. Я не в первый раз вижу задний датчик O2 спереди или автомобиль с кодом датчика B1, а кто-то меняет датчик B2. Имейте в виду, что многие автомобили теперь имеют несколько каталитических нейтрализаторов, и необходимо проявлять больше осторожности, чтобы убедиться, что вы меняете правильный.

Как видите, эффективность современных автомобилей зависит не от одной детали, а от общего состояния всех задействованных компонентов. Профилактическое обслуживание может помочь продлить срок службы каталитического нейтрализатора, а также обратить внимание на индикатор обслуживания, когда появляется код эффективности нейтрализатора. Имейте в виду, что эффективность преобразователя определяется тем, что происходит в камере сгорания и тем, что датчики O2 сообщают PCM.

По большей части код эффективности является результатом чего-то, что уже произошло, и не обязательно отказа каталитического нейтрализатора.