Широкополосная лямбда своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Устройство Innovate MTX-L

Компании Innovate Motorsports является производителем узкоспециального оборудования, назначение которого - настраивание топливно-воздушной смеси. Основой стали высококачественные датчики Bosch, оснащенные контроллерами марки Innovate быстрого действия. Особую популярность снискали модели LC-1, LC-2 и, разумеется, MTX-L. Bosch 0 258 007 351 – это номер лямбды, которая включена в комплект MTX-L, Gauge O2 Sensor – это монитор состояния AFR, доп. кабель удлинитель является базой комплекта MTX-L. Bosch 0 258 007 351 является кислородным датчиком, который относится к продукции премиум-класса, предназначенной для машин типа Bentley Continental GT, несмотря на то, что ставился на WAG VolksWagen Phaeton. Располагает 5 проводами. Подключение самого датчик выполняется прямо к монитору MTX-L. При подаче напряжения на собранный MTX с лямбдой, результат буде заметен в любом случае. Дальше возможно подключение либо одного из каналов контроллера к мозгу, либо симуляции узкополосной лямбды 0-1, либо же широкополосного канала.

Комплектация Innovate MTX-L на базе BOSCH

Новое место в коллекторе

Когда устанавливается широкополосный зонд, обязательно соблюдать несколько правил. Прежде всего, Лямбду нужно устанавливать до катализатора. Потом не стоит устанавливать ее в хвосте выхлопной системы, потому что это приведет к тому, что отклик будет очень долгим. Также не ставьте очень близко к ГБЦ во избежание лишнего перегрева. Как правило, установку выполняют на расстоянии приблизительно 50 см от верхнего фланца выпускного коллектора.

Процедура установки MTX-L

Прежде всего, широкополосная лямбда понадобится исключительно после того, как будет установлен мозг, который можно настроить — OBD1. Отстегивать просто так 200 долларов за датчик как-то не логично. Во-вторых, существует спорный вопрос, какое подключение лучше: лямбды напрямую к ПК, либо же к ECU. Общим решением было определено, что лучше выполнять подключение к ECU, а после выполнять считывание параметры по даталогу. Именно так все и работает: датчиком подается сигнал на контроллер, затем контролером подается на ECU, а от ECU через даталог – уже в сам компьютер. Да, цепочка выглядит достаточно длинной. Однако дело в том, что при подключении лямбды к ECU, возникнет сигнал, синхронизированный с ним. Системе необходима связка.

Затем, если старый кислородный датчик не откручивался – лучше выполнить прогревание мотора, а затем осторожно открутить кислородный датчик. Если этого не сделать, есть вероятность, что открутится лишь часть датчика. Воспользуйтесь для этой цели либо ключом на 22, либо разрезным ключом на 22, либо же инструментом спец. Назначения Jonnesway AI010033. Дальше рекомендуется выполнить смазывание резьбы (исключительно резьбы!) медной смазкой, это позволит избежать прикипания лямбды к коллектору.

Затем возле мозга на расстоянии приблизительно 10-20 см от коннектора D14 (третья фишка, в нижнем ряду, 5 справа) отрезаем провод, который идет к лямбде, и зачищаем его. Здесь находится вход в мозг от датчика кислорода. Теперь посмотрите за аккумулятором, буквально под ним будет расположена резиновая заглушка с проводами, рекомендовано именно через нее проложить удлинитель MTX-L. Подготовительный этап окончен. Кабель-удлинитель имеет очень большую длину, вы можете бросить его в пространстве под капотом, а можете переместить в салон машины. Сразу отметим чрезмерную тугость клипсы между лямбдой и удлинителем, учитывайте это. Выполняете подключение лямбды к удлинителю, удлинителя к контроллеру в салоне авто. Далее у контроллера есть 3 провода. Из них на 2 нанесена маркировка In и Out – это относится к программированию контроллера, пока мы не будем этого касаться.

Как подключают MTX-L к ECU

Для начала отметим, что необходимо соблюдать меры предосторожности: работа лямбды проходит в коллекторе, и при работе мотора температура и коллектора, и лямбды достигает 700 градусов. Также избегайте использование лямбда-зонда в качестве заглушки. Если выполнить установку широкополосного зонда без его подключения, то при отсутствии прогрева и питания лямбда-зонд долго не проработает. У третьего кабеля, который идет от контроллера, есть 5 проводов. В табличке, приведенной ниже, можно посмотреть подключения:

Как калибруется MTX-L широкополосного датчика

Выполнять калибровку нужно для определения пределов значений, который измеряются. Важное условие – это чистота лямбда-зонда и его нахождение на воздухе, а не в коллекторе выпускного тракта. Выполните отключение лямбды от MTX-L монитора, это будет удобнее сделать в салоне, подкапотное пространство – не лучший вариант. Не подключая лямбду, выполните включение зажигания (не запускайте мотор). Вследствие этой процедуры произойдет стирание старых значений, на мониторе вы увидите ошибку E2, это свидетельствует об отсутствии лямбда-зонда. Все в порядке, нужно оставить на минуту монитор при включенном зажигании, после чего нужно выключить зажигание. Если вы видите ошибка E9 Innovate MTX-L, это означает, что напряжение низкое, такое может быть при незаведенном моторе.

Заново выполните подключение лямбды к монитору MTX-L и затем нужно включить зажигание. На мониторе появится надпись "htr", это значит "Heater" (то есть нагрев), процедура нагревания широкополосного датчика. Когда будете включать в первый раз, надпись поменяется на "CAL" – это означает первичную калибровку. По истечении 30-60 секунд MTX-L должен отобразить значение на датчике. Как правило, это 22.4. Каждый раз вначале включения будет выполняться нагревание, а затем уже значение датчика кислорода, независимо от того, какая температура у коллектора. По окончанию калибровки нужно будет выключить зажигание и выполнить установку лямбды в выпускной коллектор. Можно проводить отключение лямбды от MTX-L монитора и при этом не терять калибровку, для этого нужно только не выключать зажигание.

Продукция Innovate по номерам

Файлы, а также инструкции

Как настраивать в CROME

Итак, лямбду подключили, AFR отображается. Каким образом это используется для настройки? Тут не обойтись без прошиваемого OBD1 мозг. Для работы в нем понадобится P30 база (база P28 не подойдет). Сначала следует отключить проверку целостности прошивки (Plugins-Enhancements-Remove Checksum Routine) и включить даталог (Plugins-Enhancements-Quick Datalogger +RTP). Эти действия необходимы для даталога. Также нужно выполнить настройку самого CROME под лямбду. Для начала важно отметить, что CROME является крайне нестандартной программой. Вместо точек используем запятые 14.7->14,7. Суммарно решается для операционки Windows: открываем Панель управления->Язык и региональные стандарты->Доп.параметры ->Разделитель целой и дробной части установить как . (обязательно как точку)! Переходим к File-Settings. В первом окошке "General" нужно установить галку Air-Fuel Ratio – будет переводиться напряжение в AFR. Во вкладке "Tuner Logging" нужно заполнить значения так, как показано на картинке. В левой таблице идет сравнение напряжения и выдается AFR. Правая часть таблички ответственная за то, на каких оборотах, на какой передаче, при каких температурных показателях ОЖ снимать значения. Тут предоставляется полная картина, по мере приобретения опыта вы сами будете понимать, что нужно будет мерить, а что не нужно.

Как проверить лямбда зонд на работоспособность своими руками мультиметром и осциллографом, где находится датчик кислорода в авто

Современные транспортные средства оснащены множеством датчиков, контролирующих работоспособность узлов и агрегатов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие автомобилисты знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, сэкономив время и финансы.

Что такое лямбда-зонд, и где он находится

В связи с ужесточением экологических норм для уменьшения токсичности выхлопных газов машины начали оборудовать каталитическим нейтрализатором (катализатором). Качество и продолжительность его работы находится в прямой зависимости от состава топливно-воздушной смеси (ТВС). В зависимости от сигналов, передаваемых лямбда-зондом, регулируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.

Лямбда-зонд — система, определяющая, какое количество остаточного кислорода содержится в выхлопных газах. Иначе его можно назвать — кислородный датчик.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором

Качественная очистка от токсичных выхлопов в катализаторе проводится только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности действия нейтрализатора и повышения точности исследования состояния выхлопных газов на многих моделях устанавливают второй лямбда-зонд на выходе катализатора.

Для повышения эффективности на современных автомобилях устанавливается дополнительный лямбда-зонд на выходе катализатора

Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.

Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.

Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле

Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ1.

График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

Циркониевые;
Титановые;
Широкополосные.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

Симптомы неисправности

Основными признаками, свидетельствующими о поломке кислородного датчика, считаются:

Нужно иметь в виду, что все эти отклонения могут быть симптомами и других поломок.

Длительность службы лямбда-зонда примерно 60-130 тыс. км. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства может стать:

Применение при монтаже датчиков, не рассчитанных на высокие температуры герметиков (силиконовых);
Некачественный бензин (повышенное содержание этила, свинца, тяжёлых металлов);
Попадание масла в выхлопную систему в результате износа маслосъёмных колец или колпачков;
Перегрев датчика в результате некорректно выставленного зажигания, переобогащённой ТВС;
Множественные попытки завести мотор, приводящие к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
Нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
Нарушение целостности конструкции датчика.

Способы диагностики кислородного датчика

Специалисты советуют проверять корректность работы лямбда-зонда каждые 10000 км пробега, даже если проблем в работе устройства не наблюдается.

Диагностику начинают с проверки надёжности соединения клеммы с датчиком и на наличие механических повреждений. Далее выкручивают лямбда-зонд из коллектора и осматривают защитный кожух. Небольшие отложения очищают.

Если в ходе визуального осмотра на защитной трубке датчика кислорода были выявлены следы сажи, сильные белые, серые или блестящие отложения, то лямбда-зонд следует заменить

Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

Проверка датчика на работоспособность проводится по следующим параметрам:

Схема подключения к лямбда-зонду в зависимости от его типа

Наличие напряжения в цепи подогрева определяют мультиметром или вольтметром в следующей последовательности:

Не снимая разъём с датчика, включают зажигание.
Щупы присоединяют к цепи подогрева.
Показания на приборе должны совпадать с напряжением на аккумуляторе — 12В.

Замеры опорного напряжения проводятся теми же аппаратами. Последовательность действий:

Включают зажигание.
Замеряют напряжение между сигнальным проводом и массой.
Прибор должен показать 0,45 В.

Для проверки нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы диагностики:

Снимают разъём с устройства.
Замеряют сопротивление между контактами нагревателя.
Показания на разных кислородниках различные, но не должны выходить за пределы 2-10 Ом.

Важно! Отсутствие сопротивления говорит о разрыве в цепи нагревателя.

Вольтметр или мультиметр используются для проверки сигнала датчика. Для этого:

Заводят двигатель.
Прогревают его до рабочей температуры.
Щупы прибора соединяют с сигнальным проводом и проводом массы.
Обороты мотора увеличивают до 3000 об/мин.
Следят за замерами напряжения. Должны наблюдаться скачки в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.

Если хотя бы при одной из проверок показатели разнятся от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.

Видео: проверка лямбда-зонда тестером

Проверка осциллографом

Главным преимуществом данной диагностики лямбда-зонда перед проверкой вольтметром и мультиметром является фиксация времени между однотипными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

Щуп прибора подключают к сигнальному проводу.
Мотор прогревают до рабочей температуры.
Обороты двигателя повышают до 2000-2600 об/мин.
По показаниям осциллографа определяют работоспособность кислородного датчика.

Диагностика осциллографом даёт наиболее полную картину работы лямбда-зонда

Превышение временного показателя или пересечение пределов напряжения нижнего 0,1 В и верхнего 0,9 В говорит о неисправном кислородном датчике.

Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом

Другие способы проверки

Перечень ошибок лямбда-зонда

Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Плановая и своевременная диагностика датчика кислорода поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера способна продлить срок эксплуатации не только самого датчика, но и катализатора.

ШЛЗ продолжение. Собираем показометр широкополосного лямбда зонда. — Nissan Laurel, 2.5 л., 1998 года на DRIVE2

Очень неудобно бегать в машину и постоянно менять штатный лямбда зонд на широкополосный для проверки, поэтому все делается очень медленно. Вварить вторую гайку еще не успел.Прибор что-то показывает ))).

Поженил его с Нистюном для наглядности.

Схема довольно сырая и капризная.Очень не хотел писать теорию про работу ШЛЗ, но немного все таки придется.Это устройство не из тех, что просто собрал по примеру и оно работает. Нет, так не получится и в работу датчика придется все таки вникать.Идея в том, что при стехиометрической смеси напряжение на ячейке Нернста = 0.45В. (см рисунок)И мы ШИМ выходом микроконтроллера стараемся создать на молекулярной помпе такое напряжение (а, если быть точным, ток), при котором в измерительной камере как раз будет эта стехиометрическая смесь и на ячейке Нернста будет те самые 0.45В. Для управления ШИМ служит алгоритм ПИД регулятора.Настройка ПИД регулятора, это вообще занятие не для слабонервных.Как его настраивать никто не знает ))). Поэтому мы меняем параметры методом подбора.

В результате, то у нас дикое перерегулирование и показания скачут от мин к макс, то наоборот, система становится такой тормозной, что пока дождешься этих пресловутых 0.45В…

И вот как только поймали, измеряем ток, который проходит через молекулярный насос и по таблице из даташита на Бош ШЛЗ находим конечную величину. Т.е. лямбду…И это только часть задачи… а ведь еще есть подогрев…

В результате нужно строить газовую лабораторию и готовить идеальную смесь )))

Но… Бош, как оказалось позаботился о нас и сделал специальную микросхему — интерфейс для своих же датчиков. Ее, кстати, ставят в ЭБУ автомобилей, что ездят с ЩЛЗ. Говорят, ее тяжело купить. Но в Китае есть все…

Вот примерная схема обвязки.Как видно, без микроконтроллера никак не обойтись, так как микросхема не управляет подогревом. И придется им управлять все таки с микроконтроллера. Микросхема с микроконтроллером общается по SPI (тоже придется разбираться). Но все таки, я думаю, что Бош сделали хорошую микросхему для своих датчиков и все заработает, как надо )))

На десерт заколхозил детонметр — прибор подключается к штатному датчику детонации и измеряет напряжение на нем (с максимальной частотой, как возможно). На фото 2.5В — видимо какое-то опорное напряжение с ЭБУ.Проверить сложно, т.к. очень не хочется принудительно пускать мотор в детонацию…

Собрал контроллер и дисплей к ШЛЗ Bosch — Honda Civic Hatchback, 2.0 л., 1999 года на DRIVE2

С февраля лежит новая широкополосная лямбда бош, но она нично не значит без контроллера. Давно была мысль попробовать собрать аналог innovate lc-1 или aem uego. Схем в интернете достаточно много, сам контроллер стоит копейки по деталям, самое дорогое это сама лямбда, которая есть))).Так же нужен дисплей, чтоб принимал линейный сигнал 0-5в с контроллера и переводил его в значения AFR. Давно подготовлены печатные платы, давно набраны детальки…но вот времени собрать и отладить никак не находилось. И все таки руки дошли. Итак схема простая так как в основе лежит контроллер ATMEGA 8, она же использвуется в показометре. Сама схема взята у америкосов с сайта разработчка waltech. Разработка эта opensourсe поэтому все желающие могут скачать прошивку, печатки и партлист. Так же с контроллера выходит сигнал в виде, котором дает обычная лямбда — подключается к мозгу, чтоб тот чек не зажигал, родную то лямбду мы выкидываем.Для чего это мне необходимо — куплен хондаверт для нормальной настройки гибрида. Осталось только купить шлз типа LC1, но так как сама лямбда есть, и руки с паяльником можно сказать единое целое)))) решил попробовать собрать сам…не получится купить готовое всегда успею.Итак на фото сама лямбда справа, контроллер с 2мя светодиодами и показометр слева. Левый светодиод это индикатор питания, правый это индикатор когда включается подогреватель лямбды, тут все рулится с контроллера, поэтому перегрев лямбды не произойдет и температура всегда поддерживается необходимая. При включении дисплей показывает 00.0, после прогрева лямбды контроллер начинает снимать показания с лямбды и выводит на показометр. На чистом воздухе AFR уходит далеко за 20, сам показометр умеет показывать с 0 до 20, больше нет необходимости 20 это очень очень бедная смесь, а 0 это считай чистое топливо. обычно AFR лежит в пределах 11-14.7. Поэтому контроллер при превышении AFR равного 20 начинает показывать 99,9 что означает превышение диапазона. Реакцию лямбды на газ из зажигалки можно увидеть на видео. Когда много газа то показывает 00,0 потом газ выветривается и показывает соотношение топливо/воздух. Стоимость всего контроллера не больше 350р, лямбда бош стоит в районе 2500р как то так. Innovate стоит около 7000р

Создание контроллера ШПЛЗ для контроля смеси своими руками.

Итак, так как я занимаюсь автотюнингом, меня иногда посещают мысли, по изготовлению мелких поделок для своего проекта. Например, задался целью, сделать на коленке контроллер для широкополосного лямбда-зонда. Рассказывать для чего это — не буду, в Интернетах и так много информации по этим приблудам. На рынке, существуют множество контроллеров, в том числе и с показометрами, но цель у нас другая: необходимо сделать мелкий проект, который можно внедрять в любые поделки. В моём случае — для подключения к MegaSquirt.

Сразу скажу, я не претендую на авторство, я просто взял всеми известный контроллер от открытого проекта Waltech WBO2, который доработал немецкий коллега, точнее уменьшил и убрал лишнее.

Ничего трудного, в сборке и поиске деталей нет, схема отлажена и работоспособна.

Прошивку для контроллера, можно скачать с официального сайта Waltech.

Ну а тут, можно заказать печатную плату недорого, я для Вас уже добавил проект, достаточно просто заказать на свой адрес и оплатить. Вроде около 15$ за 3 платки.

В приложении, всё необходимое для изготовления печатной платы, перечень деталек и естественно, принципиальная схема.

Узнай первым о выходе нового полезного контента

Датчик кислорода: устройство, используемое для регистрации количества кислорода, остающегося в выхлопе двигателя автомобиля. Он расположен в выхлопной системе рядом с каталитическим нейтрализатором. На основе данных, полученных от кислородного датчика, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси.Коэффициент избыточного воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда (λ), благодаря чему датчик получил второе название — лямбда-зонд.

Где находится датчик кислорода

Передний датчик кислорода ДК1 установлен в выпускном коллекторе или в передней выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Как вы знаете, каталитический нейтрализатор является основной частью системы контроля выбросов в автомобиле.

Задний кислородный датчик ДК2 установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора.

На 4-цилиндровых двигателях устанавливают как минимум два лямбда-зонда. Двигатели V6 и V8 имеют как минимум четыре датчика O2.

ЭБУ использует сигнал от переднего кислородного датчика для регулировки топливно-воздушной смеси путем добавления или уменьшения топлива.

Сигнал заднего датчика кислорода используется для контроля работы каталитического нейтрализатора. В современных автомобилях вместо переднего кислородного датчика используется датчик воздушно-топливного отношения. Он работает аналогично, но точнее.

Разбираем контакты

В отличие от двухконтактного датчика, широкополосный имеет несколько иное устройство.

К нему подводится целая колодка с проводами. За что отвечает каждый из них? Ниже мы расскажем о распиновке широкополосного датчика кислорода:

Пин-1. Отвечает за ток ионного насоса. Напряжение на этом контакте должно составлять не менее 10 микроампер.
Пин-2. Отвечает за массу. Допустимое отклонение – не больше 100 mV.
Пин-3. Отвечает за работу гальванического элемента (сигнал Нернста). В отключенном разъеме уровень напряжения должен составлять порядка 0,45 В. При подключенном разъеме данная цифра находится в пределах 1 В.
Пин-4 и 5. Эти контакты отвечают за напряжение на подогревателе. Управляется подогреватель широкополосного датчика путем широтно-импульсной модуляции. В случае отказа подогревателя, при компьютерной диагностике будут следующие коды ошибок: РОО36 и РОО64.

Как работает датчик кислорода

Существует несколько типов лямбда-зондов, но для простоты в этой статье мы рассмотрим только обычные генерирующие напряжение датчики кислорода.

Как следует из названия, генерирующий напряжение датчик кислорода генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разнице в количестве кислорода внутри и снаружи выхлопного газа.

Для правильной работы лямбда-зонд необходимо нагреть до определенной температуры. Типичный современный датчик имеет внутренний электрический нагревательный элемент, который питается от ЭБУ двигателя.

Когда топливовоздушная смесь (ТВС), поступающая в двигатель, бедная (мало топлива и много воздуха), в выхлопе остается больше кислорода, и кислородный датчик создает очень небольшое напряжение (0,1 – 0,2 В).

Если ТВС обогащается (много топлива и мало воздуха), в выхлопе остается меньше кислорода, поэтому датчик будет генерировать бОльшее напряжение (около 0,9 В).

Устройство

Конструкция данного механизма предполагает наличие следующих элементов:

Металлический корпус с резьбой.
Электрический нагреватель.
Наконечник.
Защитный экран.
Токопроводящий контакт.
Уплотнительная манжета для провода.
Изолятор.

В основе механизма лежат два чувствительных электрода. Внешний имеет платиновое напыление, благодаря которому электрод сильно чувствителен к кислороду. Внутренний же изготовлен из циркония. Устанавливается датчик таким образом, чтобы сквозь него проходили отработанные газы. Внешний электрод улавливает О2, после чего измеряется потенциал между двумя наконечниками. Чем он выше, тем больше кислорода в системе.

Широкополосный датчик кислорода являет собой усовершенствованную конструкцию двухконтактного механизма. Отметим, что потенциал разницы измеряется под воздействием определенной силы тока.

Регулировка соотношения топливовоздушной смеси

Передний датчик O2 отвечает за поддержание оптимального соотношения смеси воздух / топливо, поступающей в двигатель, которая составляет приблизительно 14,7:1 или 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Блок управления регулирует топливовоздушную смесь на основе обратной связи от переднего датчика кислорода. Когда передний лямбда-зонд обнаруживает высокий уровень кислорода, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на бедной смеси (недостаточно топлива) и поэтому добавляет топлива.

Когда уровень кислорода в выхлопе становится низким, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на богатой смеси (слишком много топлива) и уменьшает подачу топлива.

Этот процесс непрерывен. Компьютер двигателя постоянно переключается между обедненным и обогащенным состоянием, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздух / топливо. Этот процесс называется операцией замкнутого цикла.

Если вы посмотрите на сигнал напряжения переднего датчика кислорода, он будет циклически колебаться где-то между 0,2 вольт (бедная) и 0,9 вольт (богатая).

Когда автомобиль заводится холодным, передний кислородный датчик не прогрет полностью, и ЭБУ не использует сигнал ДК1 для регулировки топлива. Этот режим называется разомкнутым контуром. Только когда датчик полностью прогрелся, система впрыска топлива переходит в режим замкнутого контура.

В современных автомобилях вместо обычного датчика кислорода установлен широкополосный датчик топливовоздушного соотношения. Датчик соотношения воздух / топливо работает по-другому, но служит той же цели — для определения, является ли топливовоздушная смесь, поступающая в двигатель, обогащённой или обеднённой.

Датчик топливовоздушного соотношения является более точным и может измерять более широкий диапазон.

Важная особенность

Поэтому в новом поколении датчиков (широкополосного типа) используется специальный подогреватель. Его функция – повысить температуру наконечников. Это необходимо, чтобы устройство включилось в работу сразу же после холодного старта двигателя. При достижении температуры в триста градусов, керамический элемент становится твердым электролитом, который пропускает сквозь себя ионы кислорода, скопившиеся на платиновой электродной сетке.

Нагревательный элемент расположен внутри корпуса датчика и питается принудительно от бортовой сети автомобиля.

Задний датчик кислорода

Задний или нижний кислородный датчик установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из катализатора. Сигнал от заднего лямбда-зонда используется для контроля эффективности нейтрализатора.

Задний датчик кислорода можно проверить с помощью диагностического сканера, адаптера ELM327 с программой Torque или осциллографа.

Как понять, что лямбда-зонд вышел из строя и заменить его: советы автолюбителей

1. Если лямбда-зонд неисправен, заметны нарушения в работе двигателя.

2. Основной признак поломки лямбда-зонда – набор скорости.

Идентификация датчика кислорода

Читайте подробнее: Что такое Банк 1, Банк 2, Датчик 1, Датчик 2?

Различные производители автомобилей определяют Банк 1 и Банк 2 по-разному. Чтобы узнать, где банк 1 и банк 2 в вашем автомобиле, вы можете посмотреть в руководстве по ремонту или в Google, указав год, марку, модель и объём двигателя.

Address 01: Engine Labels: 06A-906-033-BGU.lbl
Control Module Part Number: 06A 906 033 CA
Component and/or Version: SIMOS71 1.6l 2VG 5755
Software Coding: 0000071
Work Shop Code: WSC 01279 785 00200
VCID: 60CFC6A5B392304189-8034
3 Faults Found:

17589 — Linear O2 Sensor; Reference Voltage
P1181 — 006 — Open Circuit — MIL ON
Freeze Frame:
RPM: 608 /min
Bin. Bits: 00000100
Voltage: 0.000 V
Voltage: 0.440 V

17511 — Oxygen (Lambda) Sensor Heating; B1 S1
P1103 — 009 — Performance too Low
Freeze Frame:
RPM: 1056 /min
Mass Air / Rev.: 267.1 mg/str
Voltage: 1.940 V
Voltage: 14.28 V

19617 — Linear Oxygen (Lambda) Sensor B1 S1; Pump Current Wire
P3161 — 008 — Open Circuit — MIL ON
Freeze Frame:
RPM: 1216 /min
Bin. Bits: 00100000
Voltage: 5.000 V
Voltage: 0.080 V

Новый оригинальный широкополосник стоит весьма значительных денег, при этом датчик от именитого брэнда NTK только чуть дороже какого-нибудь M&D. Принципы такого ценообразования мне не совсем понятны, а кучу денег вываливать — задушила жаба, плюс — интересно же попробовать чего там китайцы изготовили.

Японцы баловались еще и датчиками обедненной смеси — штука в наших краях крайне редкая и экзотическая. От обычного циркониевого отличается тем, что может работать в том числе и в режимах переобедненной смеси, но на немного другом принципе — ток через датчик в режимах обедненной смеси зависит от концентрации кислорода. Поэтому в режиме нормальной смеси он работает как обычный датчик, а в режиме обедненной смеси на него подается напряжения и контролируется протекающий ток. Если я, конечно, ничего не путаю.

Ну и в итоге производители придумали широкополосные лямбда-зонды. Отличительная внешняя особенность — 5 проводов. Пара картинок: внутреннего устройства и графика зависимости тока от содержания кислорода (ниже опишу что это)

вот что пишет фирма NTK о принципе действия:

Широкополосные датчики имеют две ячейки — измерительную ячейку и ячейку накачки. С помощью измерительной ячейки измеряется содержание кислорода в отработавшем газе, находящемся в камере детекции и затем сравнивается с заданной величиной 450 мВ.

Если эта величина отличается, то ячейка накачки включает ток накачки, при этом в камеру детекции поступают ионы кислорода до тех пор, пока величина напряжения измерительной ячейки не будет снова соответствовать 450 мВ.

Этот ток накачки является измерительной величиной, которая почти линейно описывает точную лябда-величину смеси. При стехиометрической смеси эта величина равна нулю, поскольку частичное давление кислорода в камере детекции соответствует упомянутой заданной величине.

Общая идея работы такова: на проводе Vs поддерживается напряжение 450мВ, путём изменения тока накачки Ip. Величина и направление этого тока показывают состав смеси.

Чуть подробнее о типовой схеме включения: компаратор А сравнивает сигнал кислородной ячейки Vs с эталоном 450мВ и выдает результат на контроллер, который управляет источником тока В для поддержания Vs равного эталонным 450мВ. Этот ток (Ip) измеряется операционным усилителем С по падению напряжения на резисторе 62 Ом и включенном параллельно корректирующем резисторе. Значение этого тока и показывает коэффициент избытка воздуха λ. как они связаны — см график выше.

Широкополосники можно условно разделить на два типа — BOSCH и NTK. У них немного отличается конструкция, в частности, у бошевского датчика присутствует внешний калибровочный резистор, у NTK — нет его. Соответственно, и работа ЭБУ с датчиками тоже немного отличается. Кроме того заметно отличается распиновка датчиков, то есть поставить один вместо другого просто так не получится. Внешне проще всего отличить по цветам проводов: у условного боша будет серый-белый-красный-желтый-черный, у условного нтк — серый-белый-синий-желтый-черный

На этом теоретическую часть я думаю можно закончить и перейти к сути обзора.

Самое сложное — выкрутить старый датчик. стоит он в глушителе и как правило значительно пригорает, что крайне затрудняет его выкручивание. А в данном конкретном автомобиле еще и подлезть к нему — нетривиальная задача. Но мне удалось открутить его прям из моторного отсека, потому что из ямы его и не видно даже толком…

Старый датчик:

Вместе с новым:

Ну и группенфото старого датчика с двумя новыми:

Вкручиваем датчик, и идём подключать ноутбук и проверять работу.

Коррекции меняются, воздух-топливо меняется, лямбда работает, ошибки не появились.

Счастье однако длилось не долго. Через пару дней начали появляться ошибки по лямбда-зонду:

19058 — Linear Oxygen (Lambda) Sensor B1 S1 Pump Current Trim Circuit
P2626 — 000 — Open
Freeze Frame:
RPM: 1376 /min
Mass Air / Rev.: 87.2 mg/str
Voltage: 5.100 V
Bin. Bits: 00000100
(no units): 0.99
Voltage: 0.000 V

16514 — Oxygen (Lambda) Sensor B1 S1
P0130 — 000 — Malfunction in Circuit
Freeze Frame:

При этом на холостых всё работает отлично, и тесты датчик проходит, но в движении при сбросе газа — увы имеем вот такую картину с большим значением параметра A/F что вроде бы и правильно по логике, но неправильно с точки зрения ЭБУ, и как следствие — вышеприведенные ошибки

Таким образом можно констатировать, что широкополосные датчики — датчики непростые, и могут не работать нормально с некоторыми системами. При этом в данном конкретном случае датчик нормально работает на всех режимах кроме режима принудительного холостого хода (отсечки топлива при сбросе газа). При этом нельзя сказать что датчик работает совсем уж неправильно, но тем не менее такое его поведение не нравится блоку управления и он зажигает лампочку.

Читайте также: