Управляющий датчик концентрации кислорода (УДК, лямбда-зонд) - замена

См. также Диагностический датчик кислорода (ДДК)

Наиболее эффективное снижение токсичности отработавших газов бензиновых двигателей достигается при массовом соотношении воздуха и топлива в смеси (14,5...14,6) : 1. Данное соотношение называется стехиометрическим. При этом составе топливовоздушной смеси каталитический нейтрализатор наиболее эффективно снижает количество углеводородов, окиси углерода и окислов азота, выбрасываемых с отработавшими газами. Для оптимизации состава отработавших газов с целью достижения наибольшей эффективности работы нейтрализатора применяется управление топливоподачей по замкнутому контуру с обратной связью по наличию кислорода в отработавших газах.

Контроллер рассчитывает длительность импульса впрыска по таким параметрам, как массовый расход воздуха, частота вращения коленчатого вала, температура охлаждающей жидкости и т.д. Для корректировки расчетов длительности импульса впрыска используется информация о наличии кислорода в отработавших газах, которую выдает датчик кислорода.

Рис. 1.1-06. Расположение УДК и ДДК в подкапотном пространстве автомобилей семейства LADA VESTA:
1 - управляющий датчик кислорода;
2 - диагностический датчик кислорода

Каталожный номер датчика см. тут

Управляющий датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд) устанавливается на трубе приемной (рис. 1.1-06), он ввернут в резьбовое отверстие выпускного коллектора перед нейтрализатором). Его чувствительный элемент находится в потоке отработавших газов. УДК генерирует напряжение, изменяющееся в диапазоне 180...950 мВ. Это выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия кислорода в отработавших газах и от температуры чувствительного элемента УДК.

Когда УДК находится в холодном состоянии, выходной сигнал датчика отсутствует, поскольку в этом состоянии его внутреннее электрическое сопротивление очень высокое -несколько МОм. По мере прогрева датчика сопротивление падает и появляется способность генерировать выходной сигнал.

Для эффективной работы УДК должен иметь температуру не ниже 300°С. Для быстрого прогрева после запуска двигателя УДК снабжен внутренним электрическим подогревающим элементом, которым управляет контроллер. Коэффициент заполнения импульсных сигналов управления нагревателем (отношение длительности включенного состояния к периоду следования импульсов) зависит от температуры УДК и режима работы двигателя.

Если температура датчика выше 300°С, то в момент перехода через точку стехиометрии, выходной сигнал датчика переключается между низким уровнем (180...250 мВ) и высоким (850...950 мВ). Низкий уровень сигнала соответствует бедной смеси (наличие кислорода), высокий - богатой (отсутствует кислород).

Лямбда-зонд - наиболее уязвимый датчик в системе впрыска автомобиля. Его ресурс составляет от 20 до 80 тыс. км в зависимости от качества бензина и масла в двигателе, условий эксплуатации, стиля вождения, исправности двигателя и т.д. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливовоздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы.

Технологии ремонта неисправных лямбда-зондов не существует - в случае поломки их обязательно надо заменить.

Перечень возможных неисправностей датчика концентрации кислорода достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, снижение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются, поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам.

Описание работы цепи

Контроллер выдает в цепь УДК стабильное опорное напряжение 1,7 В. Когда УДК не прогрет, напряжение выходного сигнала датчика находится в диапазоне 1,2... 1,7 В. По мере прогрева датчика его внутреннее сопротивление уменьшается, и он начинает генерировать меняющееся напряжение, выходящее за пределы этого диапазона. По изменению напряжения контроллер определяет, что УДК прогрелся, и его выходной сигнал может быть использован для управления топливоподачей в режиме замкнутого контура.

При нормальной работе системы подачи топлива в режиме замкнутого контура выходное напряжение УДК изменяется между низким и высоким уровнями.

Отравление датчика кислорода

УДК может быть отравлен в результате применения этилированного бензина или использования при сборке вулканизирующихся при комнатной температуре герметиков, содержащих в большом количестве силикон (соединения кремния) с высокой летучестью. Испарения силикона могут попасть в систему вентиляции картера и присутствовать при процессе сгорания. Присутствие соединений свинца или кремния в отработавших газах может привести к выходу УДК из строя.

Неисправности цепей УДК, дефект датчика, его отравление или непрогретое состояние могут вызвать длительное нахождение напряжения сигнала в диапазоне 1,2... 1,7 В. При этом в память контроллера занесется соответствующий код неисправности. Управление топливоподачей будет осуществляться по разомкнутому контуру.

Если контроллер получает сигнал с напряжением, свидетельствующим о длительном состоянии обедненности смеси, в его память заносится соответствующий код неисправности (низкий уровень сигнала датчика кислорода). Причиной неисправности может быть замыкание выходной цепи УДК на "массу", негерметичность системы впуска воздуха или пониженное давление топлива.

Если контроллер получает сигнал с напряжением, свидетельствующим о длительном состоянии обогащенности смеси, в его память заносится соответствующий код неисправности (высокий уровень сигнала датчика кислорода). Причиной неисправности может быть замыкание выходной цепи УДК на источник напряжения или повышенное давление топлива в рампе форсунок.

При возникновении кодов неисправности датчика кислорода контроллер осуществляет управление топливоподачей в режиме разомкнутого контура.

Техническое обслуживание датчика кислорода

При повреждениях жгута, колодки или штекеров датчика кислорода, ДК необходимо заменить. Ремонт жгута, колодки или штекеров не допускается. Для нормальной работы ДК должен сообщаться с атмосферным воздухом. Сообщение с атмосферным воздухом обеспечивается воздушными зазорами проводов датчика. Попытка отремонтировать провода, колодки или штекеры может привести к нарушению сообщения с атмосферным воздухом и ухудшению работы ДК.

При обслуживании ДК необходимо соблюдать следующие требования:

Не допускается попадание жидкости для чистки контактов или других материалов на датчик или колодки жгутов. Эти материалы могут попасть в ДК и вызвать нарушение работы. Кроме того, не допускаются повреждения изоляции проводов, приводящие к их оголению.

Запрещается сильно сгибать или перекручивать жгут ДК и присоединяемый к нему жгут проводов системы впрыска. Это может нарушить поступление атмосферного воздуха в ДК.

Для исключения неисправности в результате попадания воды необходимо не допускать повреждений уплотнения на периферии колодки жгута системы управления.

ВНИМАНИЕ. С новым датчиком обращаться осторожно. Не допускать попадания смазки или грязи на колодку жгута проводов датчика и конец корпуса датчика с прорезями.

Замена

Для работы потребуется...

...специальный разрезной ключ «на 22».

ВНИМАНИЕ
Во избежание повреждения датчик необходимо снимать и устанавливать только с помощью соответствующего инструмента.

Если датчик используется повторно, обработайте резьбу специальной монтажной пастой, избегая попадания пасты на защитную трубку, так как это может привести к сбоям в работе датчика. Новые датчики ведущих производителей заранее обработаны пастой. Поскольку датчик всасывает эталонный воздух через корпус, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой.

1. Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

2. Нажмите фиксатор и отсоедините колодку жгута проводов от колодки датчика.

3. Отсоедините держатель колодки датчика от кронштейна на двигателе.

4. Выверните датчик из катколлектора (для наглядности показано на снятом катколлекторе).

5. Установите датчик в порядке, обратном снятию.

    Момент затяжки 25-45 Н-м.