Диагностика датчика кислорода: Request blocked | HELLA

Полезные статьи по автодиагностике — Школа Пахомова

Главная

Полезные статьи

Первые шаги в автомобильной диагностике

Проверяем лямбда-зонд

На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на интернет-форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.

Датчик кислорода: от общего к частному

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Когда-то очень давно датчик кислорода представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся отработанными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них — подогреватель, один — масса, еще один — сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

• сканером
• мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.

О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Методика проверки датчика кислорода

Поняв, как работает датчик кислорода, легко понять методику его проверки.

Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна.

Как нам выяснить, в чем кроется проблема — в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.

1. Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да — то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.
2. Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.
3. Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» — а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.

Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливно-воздушную смесь.

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом.

Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси.

Обратите внимание: эквивалентно

Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае — очень хороший помощник диагноста.

Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, рассказано в статье «Газоанализ и диагностика».

Датчик кислорода: выводы

1. Нужно совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда.
2. Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу мотортестер.
3. Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.
4. По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.
5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

отключение замена проверка датчика кислорода в Москве

 

Какие бывают кислородные датчики

 

В настоящее время для регуляции воздушно-топливной смеси в двигателе существует большое количество конструкций и типов датчиков. К ним относятся:

• без нагревательного элемента — одно- или двухпроводниковые датчики кислорода располагаются близко к выхлопным отверстиям двигателя автомобиля. Требуют дополнительное время для достижения температуры, необходимой для корректного функционирования;
• с нагревательным элементом — трех- или четырехпроводниковые типы кислородных датчиков быстрее нагревают и устанавливают температуру, необходимую для нормальной работы двигателя. Размещаются ниже по потоку выхлопных газов и находятся в щадящем температурном режиме;
• FLO и UFLO — быстрый и особо быстрый разогрев основан на действии низкоомного высокотемпературного нагревателя;
• плоскостные — активным элементом выступают слои циркония и глинозема, что способствует более быстрому разогреву. Это становится возможным благодаря небольшой массе датчика кислорода и прямом контакте нагревателя с чувствительной частью;
• на основе диоксида титана — для работы датчиков кислорода на основе диоксида титана требуется подача базового опорного напряжения;
• широкополосные – установлены перед нейтрализатором, пятипроводные датчики кислорода минимизируют недостатки узкополосных элементов и держат напряжение в системе, что позволяет блоку управления впрыском оперативно регулировать скорость подачи топлива и управлять зажиганием двигателя автомобиля. Сигнал поступает в ЭБУ двигателя.

 

Диагностика лямбда зонда

 

Для того, чтобы установить исправен ли

лямбда зонд Форд или он вышел из строя, необходимо провести диагностику. Для этого, в первую очередь, требуется провести осмотр и определить тип неисправности. При визуальном обследовании лямбда зонда Шевроле можно обнаружить наличие черной сажи, отложение порошка или песка белого цвета, темно-коричневые отложения и др. Каждый из представленных признаков свидетельствует об определенной проблеме.

Кроме этого, для диагностики лямбда зонда Опель используются специальные приспособления, например сканер. Процедура проверки лямбда зонда Рено в этом случае выглядит следующим образом:

• подключить устройство к диагностическому разъему;
• прогреть двигатель и лямбда зонд в холостом режиме, а затем увеличить обороты двигателя до 2500 об/мин;
• убедиться, что система функционирует в замкнутом режиме;
• записать параметры напряжения датчика кислорода;
• определить показатели выходного сигнала системы;
• нижний уровень сигнала должен находиться в пределах от 0,1 до 0,3 В.

 

Специалисты сервиса «Бибизон» в Москве выполнят все необходимые манипуляции для того, чтобы проверить и определить работоспособность эмулятора лямбда зонда. В нашем арсенале имеется все необходимое оборудование для выполнения качественной диагностики датчиков кислорода различных моделей. Мы поможем определить причины выхода устройства из строя. В случае невозможности устранения неполадки произведем замену лямбда зонда Киа и лямбда зонд Мазда на новый.

Для обеспечения эффективной регуляции воздушно-топливной смеси, регуляции вредных выбросов и предотвращения увеличения расхода топлива, рекомендуется производить проверку и замену датчика кислорода каждые 2,5–3 года, а также отключение переднего лямбда зонда или отключение электронной обманки 2-го лямбда зонда. Для некоторых моделей в выпускной системе автомобиля при выявлении неисправности необходима установка двух кислородных датчиков, перед нейтрализатором и за ним.

 

Причины неисправностей лямбда зонда

 

Выход из строя лямбда зонда обманки может быть спровоцирован различными причинами. Наиболее часто встречаются следующие ситуации:

• разрыв электроцепей подключения;
• термические перегрузки, вызванные перебоями зажигания;
• загрязнение продуктами сгорания топлива, содержащего повышенное количество октановых присадок;
• замыкание электропроводки;
• воздействие на датчик кремниевых присадок, антифриза, ТВ-смеси;
• неисправность системы вентиляции картера;
• износ уплотнителей поршней;
• механические повреждения запчастей автомобиля.

 

При обнаружении данных неисправностей системы лямбда зонда Рено необходимо как можно скорее обратиться к специалистам, которые в оперативном порядке проведут диагностику лямбда зонда и помогут выбрать и купить новый кислородный датчик или обманку лямбда зонда для вашей модели и марки автомобиля.

В компании «Бибизон» работают квалифицированные механики с 15-летним опытом работы с различными моделями автомобилей таких марок, как Киа, Форд, Шевроле, Опель, Рено, Мазда, Ауди, БМВ и др.

Мы предоставляем гарантию на свою работу, поэтому если в течение гарантийного срока у вас возникла проблема с лямбда зондом, вы можете обратиться в наш центр для ремонта абсолютно бесплатно.

По всем интересующим вопросам, включая стоимость услуг на конкретные марки автомобилей, подбору и цене запчастей для вашего автомобиля, звоните по номеру +7 (495) 191-41-71.

Проверка датчиков кислорода — General Technologies Corp.

Вы можете проверить датчики кислорода с помощью следующих инструментов:

• Мультиметры
• Токоизмерительные клещи
• Осциллографы
• Тестер датчика кислорода ST05

Предостережение: Обязательно соблюдайте меры предосторожности производителя кислородного датчика при тестировании, а также указания производителя инструмента и прочитайте руководство по обслуживанию автомобиля (или другой системы) перед выполнением любого теста. Кислородные датчики сильно нагреваются при работе, будьте осторожны! Но ждать! Прежде чем что-либо тестировать, вам нужно знать, с каким датчиком вы работаете и где он находится.

Типы датчиков кислорода

Есть несколько распространенных типов кислородных датчиков, установленных на транспортных средствах, которые имеют от одного до пяти проводов, соединяющих их с остальной частью автомобиля. Вы должны определить, с каким типом кислородного датчика вы работаете, прежде чем пытаться выполнить какой-либо тест:

• Циркониевые датчики, также известные как «узкополосные кислородные датчики», являются наиболее распространенным типом. Циркониевые датчики имеют два электрода, которые выдают 200 мВ (0,2 В) в «бедном» состоянии и 800 мВ (0,8 В) в богатом состоянии. В нормально работающем двигателе циркониевые датчики обычно выдают 450 мВ (0,45 В).
Широкополосные циркониевые датчики
• , часто называемые просто «широкополосными датчиками», также довольно распространены. Широкополосные датчики имеют четыре электронных соединения, одна пара из которых является их выходным сигналом.
Датчики
• Titania, представляющие собой тип узкополосных датчиков, которые встречаются редко, но не редко. Существует два типа датчиков Titania, один из которых работает в диапазоне полного диапазона 5 вольт, а другой — в 1 вольте.

Расположение датчиков кислорода

Кислородные датчики обычно расположены в одном из двух мест (вдоль выхлопа двигателя), и важно знать, с каким из них вы имеете дело. Позиции:

• Между выпускным коллектором и каталитическим нейтрализатором. Они известны как датчики «предварительного каталитического нейтрализатора» или «предкатализаторы»
.
• Между каталитическим нейтрализатором и выпускным патрубком (выхлопной трубой). Они известны как датчики кислорода «после каталитического нейтрализатора» или «после каталитического нейтрализатора».

Датчики кислорода перед каталитическим нейтрализатором обычно выдают сигнал, который варьируется между «бедным» и «богатым» (или высоким и низким).

Кислородные датчики после каталитического нейтрализатора обычно имеют плавный выходной сигнал, поскольку каталитический нейтрализатор смешивает оставшиеся несгоревшие выхлопные газы и вступает в реакцию кислорода с топливом.

Проверка датчика кислорода

«Проверка кислородного датчика» может означать много разных вещей. Наиболее распространенные тесты:

• Проверка нагревателя датчика кислорода. Обычно это проверка сопротивления нагревательного элемента или потребляемой мощности с помощью мультиметра или токоизмерительных клещей.
• Проверка среднего выходного уровня датчика кислорода. Это тест среднего выходного сигнала датчика, выполненный с помощью мультиметра.
• Проверка количества пересечений датчика кислорода. Это тест поведения датчика кислорода на работающем двигателе, выполняемый с помощью осциллографа или тестера/симулятора датчика кислорода ST05.
• Тесты отклика датчика кислорода. Они сильно различаются, но обычно выполняются с помощью пропановой горелки (или другого источника тепла) и некоторого измерительного устройства (например, мультиметра или тестера / симулятора датчика кислорода ST05).
• Тест срабатывания кислородного датчика Совета по воздушным ресурсам Калифорнии. Это специальный тест (описанный ниже), который так и не получил широкого распространения.

Калифорнийский тест датчика кислорода

В 1990-х годах Калифорнийский совет по воздушным ресурсам ввел стандарт для тестирования автомобильных кислородных датчиков. Чтобы пройти этот тест, кислородный датчик должен перейти от «низкого» к «высокому» менее чем за 100 мс, когда двигатель прогрет и работает на 1800 об/мин. По разным причинам этот тест так и не получил широкого распространения в автомобильной промышленности, поэтому большинство кислородных датчиков не проходят тест, даже если они совершенно новые и работают должным образом. Вы не должны полагаться на тест, если только производитель кислородного датчика прямо не заявляет, что его устройство соответствует тесту Калифорнии.

Как проверить датчик кислорода с помощью мультиметра

Самый простой тест кислородного датчика с помощью (цифрового) мультиметра – проверить, не сломан ли нагревательный элемент (при условии, что рассматриваемый датчик самонагревается). Вы можете проверить нагревательный элемент кислородного датчика,

1. Включение мультиметра в режим «Сопротивление».
2. Подсоедините измерительные провода к штырям или проводам разъема питания и заземления нагревателя.
3. Прочтите показания мультиметра, большинство этих нагревателей имеют внутреннее сопротивление от 10 Ом до 20 Ом (в холодном состоянии).

Следующий тест, который вы можете запустить на датчике кислорода с самонагревом, — это проверить, подается ли питание на его нагревательный элемент. Чтобы сделать этот тест:

1. Убедитесь, что выхлопная система двигателя холодная. Некоторые обогреватели не включаются, если выхлопные трубы двигателя горячие.
2. Включить мультиметр в режим «Напряжение постоянного тока».
3. Подключить мультиметр к проводам или контактам питания отопителя. Back-probes — лучший инструмент для этого. Если у вас нет доступа к обратным датчикам, может быть проще всего подключить мультиметр к линиям электропередач, отсоединив кислородный датчик от его жгута и подключив мультиметр к разъему. Вам следует прочитать руководство по обслуживанию двигателя, чтобы узнать, что здесь можно и чего нельзя делать.
4. Включите двигатель.
5. Следите за показаниями мультиметра, они должны быть в пределах от 12В до 14В.

Если вы работаете с широкополосным циркониевым датчиком, вы также можете попробовать проверить его среднее выходное напряжение, которое обычно должно составлять около 450 мВ и быть стабильным при работающем и прогретом двигателе. Узкополосные датчики (диоксид циркония и титана), особенно предварительный каталитический нейтрализатор, сложно проверить с помощью мультиметра. Мультиметры не реагируют достаточно быстро, чтобы уловить быстро меняющийся выходной сигнал узкополосного датчика.

Как проверить датчик кислорода с помощью клещей

Клещи значительно ускоряют и упрощают проверку самонагрева датчика кислорода. Все, что вам нужно сделать, это:

1. Убедитесь, что выхлопная система двигателя холодная.
2. Включить токоизмерительные клещи в режим «Постоянный ток/Постоянный ток».
3. Наденьте зажим на любой из проводов питания нагревателя кислородного датчика (но не на оба). Будьте осторожны, чтобы не положить руку или инструмент на двигатель или выхлопную трубу
4. Включите двигатель.
5. Наблюдайте за показаниями, которые должны быть в пределах от 0,25 А до 1,5 А.

Некоторые из преимуществ использования токоизмерительных клещей (по сравнению с обычным мультиметром) заключаются в том, что он быстрее, информативнее и менее навязчив, так как не мешает нормальной работе двигателя.

Как проверить кислородный датчик с помощью осциллографа

Осциллографы являются очень полезными инструментами и гораздо более информативны, чем мультиметры, но их использование с кислородными датчиками может быть сложным. Обычно лучше использовать осциллограф с питанием от батареи или с изолированными входами, поскольку транспортные средства могут не иметь общего заземления с сетью в гараже или магазине. Если транспортное средство «плавает» выше или ниже напряжения источника питания осциллографа, может разрядиться значительный ток в тысячи вольт, что приведет к повреждению цепей автомобиля или осциллографа. Второй проблемой при использовании осциллографа для проверки датчиков кислорода является фактическое подключение осциллографа к цепи (цепям) датчика кислорода, что лучше всего выполняется с помощью обратных датчиков. Чтобы использовать осциллограф на датчике кислорода, вы должны:

1. Убедитесь, что входы вашего осциллографа должным образом изолированы от сети гаража или магазина.
2. Убедитесь, что двигатель холодный.
3. Подсоедините щупы осциллографа к линиям ячеек датчика кислорода (убедитесь, что вы используете эталонный/заземляющий зажим осциллографа). Убедитесь, что провода не будут мешать движущимся частям двигателя.
4.  Запустить двигатель
5. Наблюдайте за выходными сигналами кислородного датчика во время работы двигателя и во времени. Выходные данные датчика кислорода должны быть низкими, пока двигатель прогревается, а затем повышаться до среднего значения, соответствующего «сбалансированной» смеси. Выходные данные датчика перед каталитическим нейтрализатором обычно должны быстро колебаться между «богатым» и «обедненным». Выходные данные после каталитического нейтрализатора должны быть намного более стабильными, примерно на «сбалансированном» уровне. Количество пересечений сигнала со своим средним значением является важным параметром, и каждая система (ECM/PCM, двигатель и кислородный датчик) имеет характерное количество пересечений в секунду.
6. Выключите двигатель.
7. Подождите, пока двигатель не остынет.
8. Снимите щупы осциллографа.

Тестирование с помощью тестера датчика кислорода ST05

Наш собственный тестер/симулятор датчика кислорода ST05, вероятно, является лучшим и самым простым в использовании инструментом для проверки датчиков кислорода. ST05 не повредит кислородные датчики и поставляется со специальными зажимами, которые можно либо прикрепить к открытому металлу, либо использовать для прокалывания сигнальных проводов (где это приемлемо).

1. Убедитесь, что двигатель холодный.
2. Подсоедините измерительные провода ST05 к выходам кислородного датчика. ST05 сообщит вам (через буквенно-цифровой дисплей с правой стороны), если обнаружит неправильное соединение, например, отсутствие соединения, соединение с проводами нагревателя или обратную полярность.
3. Включите двигатель.
4. Наблюдайте за дисплеями ST05 по мере прогрева двигателя и с течением времени. Выход кислородного датчика (отображаемый на левой панели ST05) обычно должен начинаться с низкого уровня и повышаться по мере прогрева. Когда двигатель прогрет, вы можете увидеть «количество пересечений» на правом дисплее. Количество пересечений сигнала со своим средним значением является важным параметром, и каждая система (ECM/PCM, двигатель и кислородный датчик) имеет характерное количество пересечений в секунду. Выходные данные датчика перед каталитическим нейтрализатором обычно должны быстро колебаться между «богатым» и «обедненным». Выходные данные после каталитического нейтрализатора должны быть намного более стабильными, примерно на «сбалансированном» уровне.
5. Выключите двигатель.
6. Подождите, пока двигатель не остынет.
7. Снимите измерительные провода ST05.

Таким образом, ST05 может предоставить вам столько же информации о датчике кислорода на работающем двигателе, сколько и осциллограф, при этом он дешевле и намного проще в использовании. ST05 также может управлять выходным сигналом кислородного датчика (вход ECM / PCM) «бедным» или «богатым» (низким или высоким), что часто полезно для тестирования, но это выходит за рамки этого поста.

Вот и все!

Если вас интересует дополнительная информация о нашем тестере датчика кислорода, вы можете найти ее на странице продукта тестера/симулятора датчика кислорода ST05. Если у вас есть идеи по темам, которые мы должны осветить в будущих сообщениях блога, отправьте нам электронное письмо.

КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ И ЗАМЕНИТЬ

Дом, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный блог, ссылки, указатель

Ларри Карли, авторское право AA1Car.com, 2022 г.

Компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования производительности двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, иначе могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и проблемы с выбросами.

Датчик кислорода является одним из ключевых датчиков в этой системе. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда путешествуют парами, а не поодиночке). Его также можно назвать датчиком кислорода с подогревом h3O2, потому что он имеет внутреннюю цепь нагревателя для доведения датчика до рабочей температуры после холодного запуска.

Первый датчик O2 был установлен в 1976 году на Volvo 240. В 1980 году калифорнийские автомобили получили такие датчики, когда калифорнийские правила выбросов требовали более низких выбросов. Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, выпущенных с 1981 года. И теперь, когда существуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, а некоторые даже четырьмя!

Датчик O2 установлен в выпускном коллекторе для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигателя. Мониторинг уровня кислорода в выхлопных газах — это способ измерения топливной смеси. Он сообщает компьютеру, горит ли топливная смесь богатой (меньше кислорода) или обедненной (больше кислорода).

На относительную насыщенность или бедность топливной смеси может влиять множество факторов, в том числе температура воздуха, температура охлаждающей жидкости двигателя, атмосферное давление, положение дроссельной заслонки, поток воздуха и нагрузка на двигатель. Существуют и другие датчики для контроля этих факторов, но датчик O2 является основным монитором того, что происходит с топливной смесью. Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

КОНТУР ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования состава топливной смеси, что называется «контуром регулирования с обратной связью». Компьютер получает сигналы от датчика O2 и реагирует изменением топливной смеси. Это приводит к соответствующему изменению показаний датчика O2. Это называется работой «замкнутого контура», потому что компьютер использует вход датчика O2 для регулирования топливной смеси. Результатом является постоянное переключение от богатой смеси к обедненной, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом среднюю общую топливную смесь в надлежащем балансе для минимизации выбросов. Это сложная установка, но она работает.

При отсутствии сигнала от датчика О2, как в случае первого запуска холодного двигателя (или отказа датчика 02), ЭБУ заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется работой «разомкнутого контура», поскольку для регулирования состава топливной смеси не используется входной сигнал от датчика O2.

Если двигатель не переходит в замкнутый контур, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого контура из-за потери сигнала датчика O2, двигатель будет работать на слишком богатой смеси, что приведет к увеличению расхода топлива и выбросов. Неисправный датчик охлаждающей жидкости также может помешать системе перейти в замкнутый контур, поскольку компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый контур.

КАК РАБОТАЕТ КИСЛОРОДНЫЙ ДАТЧИК

Датчик O2 работает как миниатюрный генератор и вырабатывает собственное напряжение, когда нагревается. Внутри вентилируемой крышки на конце датчика, который ввинчивается в выпускной коллектор, находится циркониевая керамическая колба. Колба покрыта снаружи пористым слоем платины. Внутри колбы находятся две полоски платины, которые служат электродами или контактами.

Внешняя часть колбы подвергается воздействию горячих газов выхлопных газов, в то время как внутренняя часть колбы выходит наружу через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого типа на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, через которое воздух может попасть в датчик, но новые кислородные датчики «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия. Трудно поверить, но крошечное пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для просачивания воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует использовать смазку на разъемах датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). . Вентиляция датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск попадания грязи или воды, которые могут загрязнить датчик изнутри и привести к его выходу из строя.

Разница в уровнях кислорода между выхлопными газами и наружным воздухом внутри датчика вызывает протекание напряжения через керамическую колбу. Чем больше разница, тем выше показания напряжения.

Кислородный датчик обычно вырабатывает до 0,9 В, когда топливная смесь богата и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика падает примерно до 0,2 вольта или меньше. Когда воздушно-топливная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия примерно 14,7 к 1, датчик будет показывать около 0,45 вольта.

Когда компьютер получает богатый сигнал (высокое напряжение) от датчика O2, он обедняет топливную смесь, чтобы уменьшить напряжение обратной связи датчика. Когда показания датчика O2 становятся обедненными (низкое напряжение), компьютер снова реверсирует, что приводит к обогащению топливной смеси. Это постоянное перескакивание топливной смеси вперед и назад происходит с разной скоростью в зависимости от топливной системы. Скорость перехода самая низкая на двигателях с карбюраторами с обратной связью, обычно один раз в секунду при 2500 об/мин. Двигатели с впрыском через дроссельную заслонку несколько быстрее (2-3 раза в секунду при 2500 об/мин), а двигатели с многоточечным впрыском — самые быстрые (5-7 раз в секунду при 2500 об/мин).

Датчик кислорода должен быть горячим (около 600 градусов или выше), прежде чем он начнет генерировать сигнал напряжения, поэтому многие датчики кислорода имеют небольшой нагревательный элемент внутри, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры. Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного простоя, что может привести к тому, что система вернется в разомкнутый контур.

Датчики кислорода

с подогревом используются в основном в новых автомобилях и обычно имеют 3 или 4 провода. Старые однопроводные датчики O2 не имеют нагревателей. При замене датчика O2 убедитесь, что он того же типа, что и оригинальный (с подогревом или без подогрева)

ДАТЧИКИ O2 И OBD II

Начиная с нескольких автомобилей 1994 и 1995 годов и всех автомобилей 1996 года выпуска и новее, количество кислородных датчиков на двигатель удвоилось. Второй датчик кислорода теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля эффективности работы нейтрализатора. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному на каждый ряд цилиндров и по одному после каждого нейтрализатора).

Управление подачей топлива с обратной связью EFI использует входные данные датчика O2 для управления топливной смесью.

Система OBD II предназначена для контроля характеристик выбросов двигателя. Это включает в себя отслеживание всего, что может привести к увеличению выбросов. Система OBD II сравнивает показания датчиков O2 уровня кислорода до и после нейтрализатора, чтобы определить, снижает ли нейтрализатор содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах. Если показания уровня кислорода практически не изменяются, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению индикаторной лампы неисправности (MIL).

ДИАГНОСТИКА КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Датчики O2

удивительно прочны, учитывая рабочую среду, в которой они работают. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены.

Производительность датчика O2 имеет тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность генерировать напряжение. Этот вид износа может быть вызван различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые топливные присадки. Датчик также может быть поврежден такими факторами окружающей среды, как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в воздушно-топливной смеси, уменьшается, что приводит к увеличению выбросов. Это происходит потому, что переключение топливной смеси замедляется, что снижает эффективность преобразователя. Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронным карбюратором или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется гораздо быстрее в приложениях MFI.

Если датчик вообще умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию в большинстве приложений с впрыском топлива средний диапазон через три минуты. Это вызывает большой скачок в расходе топлива, а также выбросов. А если нейтрализатор перегреется из-за богатой смеси, то он может выйти из строя.

Одно исследование Агентства по охране окружающей среды показало, что 70% автомобилей, которые не прошли тест на выбросы I/M 240, нуждались в новом кислородном датчике.

Большинство проблем с датчиком O2 приводят к тому, что система OBD II устанавливает один или несколько диагностических кодов неисправности (DTC) и включает индикатор Check Engine. Это коды OBD, связанные с неисправностями датчика O2:

.

КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

P0030…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0031…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0032….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0033…. Цепь управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0034….Низкий уровень сигнала в цепи управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0035….Высокий уровень сигнала в цепи управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0036…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0037…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0038….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0042…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0043…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0044….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0050. … Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0051…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0052….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0056…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0057…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0058….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0062…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0063…. Низкий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0064….Высокий уровень сигнала в цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0130…. Цепь датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0131… Низкое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0132….Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0133…. Медленный отклик цепи датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0134. … Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 1
P0135…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0136….Неисправность цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0137… Низкое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0138….Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0139…. Медленная реакция цепи датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0140…. Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 2
P0141… Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 2
P0142….Неисправность цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0143…. Низкое напряжение цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0144…. Высокое напряжение в цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0145…. Медленный отклик цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0146… Цепь датчика O2 не обнаружена активность, ряд 1, датчик 3
P0147…. Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 3

Если датчик O2 немного вялый или слегка смещен на обогащенную или обедненную смесь, он может не установить код неисправности. Единственный способ узнать, нормально ли работает датчик O2, — это проверить его реакцию на изменения в топливно-воздушной смеси. Вы можете прочитать выходное напряжение датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно прыгают. Лучший способ наблюдать за изменениями выходного напряжения датчика O2 — использовать цифровой запоминающий осциллограф (DSO). Осциллограф будет отображать выходное напряжение датчика в виде волнистой линии, которая показывает как его амплитуду (минимальное и максимальное напряжение), так и его частоту (скорость перехода от богатого к бедному).

Схемы датчика кислорода.

Хороший датчик O2 должен генерировать колебательный сигнал на холостом ходу, который делает переходы напряжения от почти минимального (0,1 В) до почти максимального (0,9 В). Искусственное обогащение топливной смеси путем подачи пропана во впускной коллектор должно привести к тому, что датчик среагирует почти мгновенно (в течение 100 миллисекунд) и достигнет максимального выходного сигнала (0,9 В). Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального значения (0,1 В). Если датчик не щелкает туда-сюда достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 размыкается, замыкается или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и включить контрольную лампу Check Engine или индикатор неисправности. Если при дополнительной диагностике датчик неисправен, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно изношены, продолжают работать достаточно хорошо, чтобы не устанавливать код неисправности, но недостаточно хорошо, чтобы предотвратить увеличение выбросов и расхода топлива. Таким образом, отсутствие кода неисправности или контрольной лампы не означает, что датчик O2 работает правильно. Датчик может быть ленивым или предвзятым, богатым или обедненным.

Компания Lenehan Research производит портативный тестер датчика O2, который проверяет время отклика датчика O2, чтобы показать, хороший он или плохой. Тестер требует, чтобы кислородный датчик прыгал с уровня ниже 175 мВ до уровня выше 800 мВ менее чем за 100 мс, когда дроссельная заслонка открыта. щелкнул. Если датчик не реагирует достаточно быстро, он не проходит тест. Тестер также показывает работу замкнутого контура на быстром сверхярком цветном 10-светодиодном дисплее и проверяет управление PCM системы контроля обратной связи по топливу.

ЗАМЕНА КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА

Очевидно, что любой неисправный датчик O2 необходимо заменить. Но также может быть полезной периодическая замена датчика O2 для профилактического обслуживания. Замена стареющего датчика O2, который стал вялым, может восстановить максимальную эффективность использования топлива, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы нейтрализатора.

Необогреваемые 1- или 2-проводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000–50 000 миль. 3- и 4-проводные датчики O2 с подогревом на середине 19С 80-х до середины 1990-х годов приложения можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях с OBD II (1996 г. и новее) может быть рекомендован интервал замены в 100 000 миль.

Лямбда-зонд можно снять с выпускного коллектора с помощью специального гнезда кислородного датчика (имеющего вырез для очистки проводов) или гнезда на 22 мм. Датчик выйдет легче, если двигатель слегка теплый, но не горячий на ощупь. Поместите гнездо на датчик и поверните против часовой стрелки, чтобы ослабить его. Если он замерз, нанесите проникающее масло и нагрейте вокруг основания датчика.

При установке нового кислородного датчика «прямой посадки» или OEM разъем проводки на новом датчике подключается к разъему без каких-либо модификаций. Но если вы устанавливаете «универсальный» кислородный датчик, вам придется отрезать исходный разъем проводки, чтобы провода нового датчика можно было соединить с проводами, которые шли к разъему. В 4-проводных датчиках один провод является сигнальным проводом, один – заземлением, а два других – цепью нагревателя. Провода имеют цветовую маркировку, но цвета на универсальном датчике, вероятно, не будут соответствовать цветам на оригинальном датчике. См. приведенную ниже таблицу с цветовой кодировкой, используемой для датчиков кислорода различных марок:

Стандартные цветовые коды проводки датчика кислорода.

---

Кислородный датчик Вопросы и ответы

Сколько кислородных датчиков на современных двигателях?

Зависит от года выпуска и типа двигателя. На большинстве четырех- и шестицилиндровых двигателей с рядным расположением цилиндров обычно имеется один кислородный датчик, установленный в выпускном коллекторе. На двигателях V6, V8 и V10 обычно два датчика кислорода, по одному в каждом выпускном коллекторе. Это позволяет компьютеру контролировать воздушно-топливную смесь каждого ряда цилиндров.

На автомобилях более поздних моделей с OBD II (некоторые модели 1993 и 1994 годов, а также все модели 1995 года и новее) также устанавливаются один или два дополнительных кислородных датчика внутри или позади каталитического нейтрализатора для контроля эффективности нейтрализатора. Они называются датчиками O2 ниже по потоку, и их будет по одному на каждый нейтрализатор, если двигатель имеет двойные выхлопы с отдельными нейтрализаторами.

Как датчики кислорода идентифицируются на сканирующем приборе?

При отображении на сканирующем приборе правый и левый датчики кислорода выше по потоку обычно помечаются как Ряд 1, Датчик 1 и Ряд 2, Датчик 1. Датчик Ряда 1 всегда будет находиться на той же стороне двигателя V6 или V8, что и номер цилиндра. один.

На сканирующем приборе нижний датчик на четырехцилиндровом или рядном шестицилиндровом двигателе с одинарным выхлопом обычно помечен как ряд 1, датчик 2. На двигателях V6, V8 или V10 нижний датчик O2 может быть помечен как ряд 1 или ряд 2. , Датчик 2. Если двигатель V6, V8 или V10 имеет двойные выхлопные трубы с двойными нейтрализаторами, датчики O2 ниже по потоку будут помечены как ряд 1, датчик 2 и ряд 2, датчик 2. Или нижний датчик кислорода может быть помечен как датчик ряда 1. 3, если двигатель имеет два датчика кислорода перед выпускным коллектором (некоторые делают это для более точного контроля выбросов).

Важно знать, как идентифицируются датчики O2, поскольку диагностический код неисправности, указывающий на неисправный датчик O2, требует замены определенного датчика. Датчик 1 банка 1 может быть задним датчиком O2 на поперечном V6 или на переднем выпускном коллекторе. Более того, датчики O2 на поперечном двигателе могут быть помечены иначе, чем датчики на заднеприводном автомобиле. От одного производителя автомобилей к другому не так много общего в том, как маркируются датчики O2, поэтому всегда обращайтесь к документации по обслуживанию OEM, чтобы узнать, какой датчик является датчиком 1 ряда 1, а какой — датчиком 1 ряда 2. Это информацию может быть трудно найти. Некоторые OEM-производители четко определяют, какой датчик O2 какой, а другие нет. Если вы сомневаетесь, позвоните дилеру и спросите кого-нибудь в сервисном отделе.

Чтобы узнать, где находится кислородный датчик, щелкните здесь.

Как расположенный ниже по потоку датчик O2 контролирует эффективность преобразователя?

Нижний кислородный датчик в каталитическом нейтрализаторе или за ним работает точно так же, как верхний кислородный датчик в выпускном коллекторе. Датчик выдает напряжение, которое меняется при изменении количества несгоревшего кислорода в выхлопе. Если датчик O2 является традиционным датчиком циркониевого типа, выходное напряжение падает примерно до 0,2 В, когда топливная смесь бедна (больше кислорода в выхлопных газах). Когда топливная смесь богата (меньше кислорода в выхлопных газах), выходной сигнал датчика подскакивает до максимума около 0,9.вольт. Сигнал высокого или низкого напряжения сообщает PCM, что топливная смесь богата или бедна.

На некоторых новых автомобилях используется новый тип датчика топлива с широким соотношением компонентов (WRAF). Вместо того, чтобы создавать сигнал высокого или низкого напряжения, сигнал изменяется прямо пропорционально количеству кислорода в выхлопных газах. Это обеспечивает более точное измерение для лучшего контроля топлива. Эти датчики также называют широкополосными кислородными датчиками, потому что они могут считывать очень бедные воздушно-топливные смеси.

Система OBD II контролирует эффективность нейтрализатора, сравнивая сигналы верхнего и нижнего кислородных датчиков. Если нейтрализатор выполняет свою работу и уменьшает количество загрязняющих веществ в выхлопных газах, нижний кислородный датчик должен проявлять небольшую активность (несколько переходов от бедной смеси к богатой, которые также называются «перекрестными отсчетами»). Показания напряжения датчика также должны быть достаточно стабильными (не меняться вверх или вниз) и составлять в среднем 0,45 вольта или выше.

Если сигнал от нижнего датчика кислорода начинает отражать сигнал от верхнего датчика кислорода, это означает, что эффективность нейтрализатора упала, и нейтрализатор не очищает загрязняющие вещества в выхлопных газах. Порог для установки диагностического кода неисправности (DTC) и включения индикаторной лампы неисправности (MIL) — это когда выбросы, по оценкам, превышают федеральные ограничения в 1,5 раза. Дополнительные сведения о проблемах с конвертером см. в разделе «Устранение неполадок с кодом катализатора P0420».

Если эффективность нейтрализатора снизилась до такой степени, что транспортное средство может превысить предел загрязнения, PCM включит контрольную лампу неисправности (MIL) и установит диагностический код неисправности. В этот момент может потребоваться дополнительная диагностика для подтверждения неисправного преобразователя. Если верхний и нижний датчики O2 работают нормально и показывают снижение эффективности преобразователя, преобразователь необходимо заменить, чтобы восстановить соответствие требованиям по выбросам. Автомобиль не пройдет тест на выбросы OBD II, если в PCM есть какие-либо коды преобразователя.

В чем разница между «обогреваемым» и «необогреваемым» кислородным датчиком?

Датчики кислорода

с подогревом имеют внутренний контур нагревателя, который быстрее нагревает датчик до рабочей температуры, чем ненагреваемый датчик. Кислородный датчик должен быть горячим (от 600 до 650 градусов по Фаренгейту), прежде чем он будет генерировать сигнал напряжения. Горячие выхлопные газы двигателя обеспечивают достаточно тепла, чтобы довести датчик O2 до рабочей температуры, но это может занять несколько минут в зависимости от температуры окружающей среды, нагрузки и скорости двигателя. В это время система контроля обратной связи по топливу остается в «разомкнутом контуре» и не использует сигнал датчика O2 для корректировки состава топливной смеси. Обычно это приводит к обогащению топливной смеси, перерасходу топлива и увеличению выбросов.

При добавлении внутреннего контура нагревателя к кислородному датчику напряжение может быть направлено через нагреватель, как только двигатель начнет нагревать датчик. Нагревательный элемент представляет собой резистор, который раскаляется докрасна, когда через него проходит ток. Подогреватель доводит датчик до рабочей температуры в течение от 20 до 60 секунд в зависимости от датчика, а также поддерживает кислородный датчик горячим, даже когда двигатель работает на холостом ходу в течение длительного периода времени.