Устройство и неисправности датчика кислорода лямбда зонд

Датчик кислорода лямбда зонд относится к устройствам, которые реагируют на несгоревшее полностью топливо в выхлопных газах. Термин – датчик кислорода не совсем правильное название этого устройства. Хотя датчик в определенной степени оценивает количество кислорода, которая осталось в выхлопных газах, и соответственно не участвовало в процессе горения топлива.

Лямбда зонт подключен к общей системе управления двигателем, и может подавать сигналы о нарушении пропорций выхлопных газов. Сигналы поступают на электронный блок управления, где систематизируются, сравниваются. После этого блок управления подает сигнал на исполнительные элементы, которые отвечают за подачу топлива и подачу воздуха в систему. Таким образом, датчик кислорода лямбда зонд можно рассматривать, как корректирующий датчик.

Принцип работы лямбда зонда

Для того чтобы топливо внутри двигателя сгорало наиболее эффективно, требуется постоянное слежение за пропорцией между количеством топлива и количеством кислорода в воздушно-топливной смеси. Пропорцию топлива и воздуха контролируют датчики, которые установлены перед входным коллектором двигателя. Но для того чтобы определить, насколько правильно сгорает топливо внутри камеры сгорания, нужно отслеживать и определенные параметры выхлопных газов. Именно для этих целей и нужен лямбда зонд.

Лямбда зонд используется исключительно на автомобилях с инжекторными двигателями. Т.е. там, где можно внести корректировки в подачу топлива. Датчик кислорода лямбда зонд установлен на входе отработанных газов, т.е. в выхлопной системе. На некоторых автомобилях смонтированы два этих устройства. Один датчик устанавливается до катализатора, второй датчик смонтирован после катализатора. Такая система двойных датчиков позволяет системе более отчетливо понимать процессы, которые происходят при сгорании топлива.

Получив данные о составе выхлопных газов, датчик посылает их в виде электрического импульса на электронный блок управления, который и принимает решение о дозировке топлива, о чем посылает сигнал на управляемые форсунки. Датчик выясняет, сколько в отработанных газах содержится несгоревшего кислорода и сколько несгоревшего топлива. Этот процесс происходит за счет возникновения электрического потенциала, если в выхлопных газах обнаруживается и кислород и топливо. Если на датчик воздействовать только кислородом, электрический потенциал не появляется. Таким образом, датчик реагирует только на определенную смесь.

Лямбда зонд важен не только как элемент, позволяющий корректировать пропорцию топливной смеси, но и как элемент, который способствует тому, чтобы в атмосферу попадало как можно меньше вредных веществ, которые содержатся в несгоревшем полностью топливе. Поэтому модели современных автомобилей комплектуются спаренными лямбда зондами и каталитическими катализаторами, отсекающими вредные вещества.

Устройство лямбда зонда

Основой лямбда зонда являются два электрода (внутренний и внешний). Внутренний электрод сделан из циркония. Внешний электрод имеет напыление из платины. Это напыление имеет пористую структуру, для того чтобы лучше реагировать на количество кислорода и запускать гальванический эффект.

Циркониевый электрод обладает одним уникальным свойством. Для возникновения в нем электрического разряда под воздействием кислорода в смеси с топливом, он должен обязательно быть нагретым до достаточно высокой температуры 300-1000 градусов. Температура выхлопных газов не способна давать стабильно высокую температуру, поэтому в лямбда зонде предусмотрена система нагрева электрода.

Когда выхлопные газы проходят сквозь решетку датчика, они воздействуют на внешний и внутренний электроды. Между двумя электродами из разных металлов возникает электрический потенциал, который становится больше, чем больше в газе несгоревшего кислорода и несгоревшего топлива. Исходя из возникшего напряжения система блока электронного управления принимает решение о подаче того или иного сигнала на исполнительные элементы, которые отвечают за подачу топлива.

Конструктивно кислородные датчики могут быть двух видов. Датчик точечного типа имеет два электрода из разных материалов. И между этими электродами существует определенный зазор, по которому и проходит поток выхлопного газа. Второй тип датчиков – широкополосный. Этот вариант датчика более совершенный и дает более качественную информацию о составе выхлопных газов. В нем используются керамические детали, на которых при помощи напыления нанесены металлы, которые в состоянии создавать между собой разность потенциалов. Для сравнения в датчик закачивается не только выхлопной газ, но и атмосферный воздух.

Возможные неисправности и их причины

Электроды датчика кислорода чрезвычайно чувствительны к возникновению на них налета самого разного происхождения. В случае если на электродах возникает налет, они перестают реагировать на кислород, который находится в выхлопных газах. По сути нарушается эффект возникновения разницы потенциалов, по той причине, что датчик просто загрязнен.

Налет образуется вследствие использования топлива низкого качества, в котором повышенное содержание тяжелых металлов, в частности, свинца. На поверхности датчиков образуется плотный свинцовый налет, которые делает невозможным контролировать выхлопные газы по их химическому составу. Не менее проблемной является появление на электродах датчика и налета из сажи, который появляется из-за неправильно работающей топливной системы или неправильного зажигания. Топливо сгорает с большим выделением сажи, которая и оседает на электродах датчика. В случае с появлением сажи, ее можно еще убрать. В случае с возникновением свинцового налета, датчик кислорода полностью выходит из строя.

Если датчик кислорода лямбда зонд начинает работать некорректно, в выхлопных газах повышается концентрация CO2. Двигатель начинает потреблять топлива больше, чем обычно. Но увеличение потребления топлива двигателем может произойти не только при проблемах с лямбда зондом. Но при возникновении сигнала на панели управления о некорректной работе датчика кислорода, диагноз ставится очень быстро.