Лямбда зонд

Рабочий цикл широкополосного датчика

Рабочую зону широкополосного лямбда зонда принято условно делить на 4 части. Это удобно для понимания принципа работы узла, во время диагностики, когда на приборной панели выходит ошибка системы.

1. Камера ионого электролизного насоса — А.
2. Чувствительный элемент или элемент Нернста — В.
3. Электроцепь — С.
4. ЭБУ — Д.

Отработанные газы, проходя по патрубку системы проникают в диффузионную щель, где происходит процесс дожигания. После дожига в камере образуется либо избыток, либо нехватка кислорода. Время каталитического сгорания твердых частиц в камере занимает 0.01 сек., но поскольку процесс дожига происходит только при высоком нагреве газа (от 200–300 градусов по Цельсию), камера нагревается через элемент нагревателя.

После догара топливного выхлопа в блоке, чувствительный элемент Нернста проводит сравнение, полученный состав воздуха с эталонным и передает информацию на ЭБУ мотора в одном из трех вариантов:

• недостаток кислорода (лямбда «минус»), смесь обедненная;
• переизбыток (лямбда «плюс»), смесь обогащенная;
• стехиометрия (лямбда =1) — уравновешенный параметр.

На основе показателей ЭБУ посылает импульс на ионный насосный блок. В зависимости от первичных данных блок управления передает одну из трех команд.

1. При переизбытке кислорода формируется положительный ток, смесь обедненная, необходимо провести лишний кислород в выхлопной патрубок.
2. Если смесь обогащенная, необходимо закачать кислород из коллектора выхлопной системы в камеру и сформировать отрицательный ток.
3. При стехиометрии ЭБУ не дает сигнал.

Во время формирования положительного или  отрицательного тока в блоке ионного насоса, формируется показатель качественного состава выхлопной смеси. ЭБУ считывает параметр тока на сторонах насоса и формирует сигналы на корректировку подачи топлива в систему впрыска.

После внедрения широкополостных датчиков в систему выходного коллектора значительно упростился процесс диагностики и отпала необходимость использовать газоанализаторы. Но не все так однозначно в работе современных датчиков.

Эволюция коронавируса

Ученые могут наблюдать эволюцию вируса в реальном времени и пытаются описать, как эта эволюция может повлиять на наш иммунитет и, в дальнейшем, на лечение и вакцины. Здесь мы делимся всем, что знаем о вариантах COVID-19 и различных эзотерических способах, которыми ученые обсуждают мутации и эволюцию.

Ученые и исследователи выявляют мутации путем секвенирования SARS-CoV-2, выделенного от пациентов, просматривая все 30 000 букв его генома. Они сравнивают это с самыми ранними зарегистрированными вирусами, обнаруженными в Ухане и наблюдают за изменениями.

Каждая частица SARS-CoV-2 покрыта шипами. Проникновение в клетку требует, чтобы клубообразные выступы фиксировались на белке на поверхности человеческой клетки, известном как ACE2, что облегчает проникновение вируса.

Если исследователи увидят, что мутация становится все более распространенной в популяции, есть вероятность, что она изменила характеристики SARS-CoV-2. Любые мутации в геноме коронавируса приводят к вариантам вируса, но некоторые из них вызывают больше беспокойства, чем другие.

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

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

«Основная функция лямбда-зонда заключается в определении окиси углерода в выхлопных газах того или иного транспортного средства. С учетом данных, получаемых от датчика кислорода, регулируется подача топлива в цилиндры. Когда лямбда-зонд неисправен, нарушения в работе двигателя очевидны: слишком большой расход топлива, специфический запах после глушения и т. д. Менять на резистор бессмысленно, поскольку компьютер воспринимает постоянное сопротивление резистора за неисправность».

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

«При неисправности лямбда-зонда обнаружил несколько характерных моментов (повышенные обороты, большой расход бензина и т. д.). Но самым явным признаком для меня стал набор скорости: авто сперва разгоняется, потом затыкается, и так снова и снова. Такое ощущение, что газ сбрасываешь, а потом опять выжимаешь. После замены датчика все описанные проблемы, в том числе и с набором скорости, исчезли».

3. Замена лямбда-зонда должна быть обоснованной.

«Хочется сказать о том, что вероятность деформации проводов намного выше вероятности поломки самого датчика. При первых подозрениях в поломке лямбда-зонда следует разъединить разъем, внимательно его осмотреть, а также обследовать провода на предмет их целостности. В местах входа в разъем провода часто пережимаются и теряют свою функциональность. После этого необходимо проверить работу датчика, а именно: измерить напряжение в различных режимах работы двигателя».

4. При замене лямбда-зонда нужно учитывать один очень важный нюанс.

«Процесс замены датчика нельзя назвать сложным, но он требует определенной подготовки. Самая важная часть предшествующего работе процесса – подготовка специального ключа на 22 с прорезью, который понадобится, чтобы снять датчик.

Без такого приспособления лямбда-зонд может не поддаться. Стандартный рожковый ключ, как правило, не позволяет захватить основание датчика из-за наличия возле него отливов на выпускном коллекторе. При отсутствии отливов ключом можно повредить грани у гайки датчика, ведь она сильно прикипает к выпускному коллектору и изготовлена из довольно мягкого металла.

Столкнувшись с данной проблемой, я узнал, что оригинальный ключ для автомобиля «Хонда» стоит больше 70 евро, потому решил изготовить приспособление для снятия лямбда-зонда самостоятельно.

Расскажу, как. Во-первых, взял накидной ключ на 22 и приварил к нему гайку на 30. После этого на ключе и приваренной к нему гайке сделал сквозную прорезь на одном боку. Она нужна для того, чтобы заводить внутрь ключа и гайки провода лямбды, ведь разъем на концах проводов датчика кислорода не проходит через накидной ключ на 22.

Итак, разъем лямбда-зонда нужно продеть через дополнительный накидной ключ на 30, который уже прикреплен к гайке на 30, приваренной к ключу на 22. Этими двумя ключами можно отвернуть даже наглухо закрепленную лямбду. Получается просто, экономно и эффективно».

5. Лямбда-зонд можно заменить своими руками.

«У меня получилось заменить лямбда-зонд на своем автомобиле самостоятельно.

Оригинальной устройство было однопроводным, и на замену я также купил однопроводной лямбда-зонд фирмы Bosh.

Опишу алгоритм замены:

• Нагреваем двигатель (так будет легче открутить винты крепления крышки выпускного коллектора и сам датчик).
• Отключаем «минус» аккумулятора.
• Разъединяем разъем подключения лямбды.
• Анализируем ситуацию: смотрим, можно ли выкрутить лямбда-зонд и есть ли подходящий для этих целей инструмент (о том, как изготовить приспособление для снятия лямбды читайте чуть выше).
• Выкручиваем датчик. Пробуем установить замену, проверяем, подходит ли резьба, смотрим на глубину вкручивания.
• На расстоянии 15 см от корпуса лямбда-зонда отрезаем провода. Действия, описанные в этом пункте и в следующем актуальны для случаев, если вы имеете дело с неоригинальным датчиком.
• Соединяем провод нового датчика с проводом от старого лямбда-зонда. В стандартную комплектацию к устройству обычно входит соединительная трубка размером 2-3 см. Провод нового датчика вставляем в термотрубку, которая также входит в комплект.

Зачищаем провода (не более 1 см) и вставляем в трубку с двух сторон. Затем сжимаем трубку максимальным усилием и проверяем надежность соединения. В конце термотрубку следует завести на место соединения и прогреть эту область при помощи зажигалки (не забывайте вращать соединение в процессе нагрева).

• Закручиваем новый датчик, присоединяем разъем.
• Устанавливаем защитную крышку коллектора.
• Подключаем «минус» аккумулятора, включаем двигатель, а затем проверяем его работу».

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор – это устройство, назначение которого является снижение вредных выбросов в окружающую среду. Катализатор очень полезная вещь, только для его корректной работы следует соблюдать некоторые условия. Огромное влияние на работу катализатора оказывает состав топливно-воздушной смеси. Именно от качества топливно-воздушной смеси и зависит ресурс работы катализатора. Поэтому и был разработан датчик Лямбда зонд, который отвечает за контроль состава этой же топливно-воздушной смеси. В просто народе его называют датчик кислорода.

Что такое Лямбда зонд икак выглядит датчик Лямбда зонд?

Не секрет, что свое название датчик получил от обозначения коэффициента избытка воздуха, который обозначается греческой буквой Лямбда. Лямбда зонд применяется для измерения состава отработавших газов и содействует в дальнейшем для поддержания оптимального состава смеси топлива и воздуха. Оптимальное соотношение топливно-воздушной смеси обеспечит качественное сгорание, что уменьшит выброс вредных веществ в атмосферу.

Оптимальный состав топливно-воздушной смеси это когда на 14,7 частей воздуха приходится 1 часть топлива, при этом Лямбда равняется одному. На старых советских двигателях такого сложно было добиться. А в современных автомобилях для этого используют системы питания с электронным впрыском топлива, которая взаимодействует с датчиком Лямбда-зонд.

Как измеряется избыток воздуха в топливно-воздушной смеси?

Избыток воздуха в топливно-воздушной смеси измеряется путем определения в отработавших газах содержания остаточного кислорода (О₂). Этим объясняется и расположение датчика в выпускном коллекторе непосредственно перед катализатором.

Для считывания сигнала с Лямбда датчика используется электронный блок управления системы впрыска топлива (ЭБУ), который отвечает за оптимизацию состава топливно-воздушной смеси, то уменьшая, то увеличивая подачу топлива в цилиндры двигателя.

Некоторые производители автомобилей пошли еще дальше, и начали устанавливать по два Лямбда датчика в выхлопной системе, перед катализатором и после него. Два датчика Лямбда устанавливали для того, чтобы увеличить точность приготовления горючей смеси и улучшить работу катализатора.

Принцип работы лямбда-зонда

Схема датчика кислорода лямбда зонда на основе диоксида циркония: 1 – твердый электролит; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – сигнальный контакт; 6 – выхлопная труба.

Наиболее качественное измерение выхлопных газов Лямбда датчиком обеспечивается при температуре 300-400 градусов Цельсия. При такой температуре Циркониевый электролит становиться более проводимым, вследствие чего на электродах датчика появляются выходное напряжение.

Поэтому при запуске и прогреве двигателя датчик не используется. На этих режимах работы двигателя контроль качества топливно-воздушной смеси осуществляют датчики положения дроссельной заслонки, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик количества оборотов коленчатого вала.

На схеме представлена зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при 500-800°С температуре датчика.

Для качественной работы датчика при низких температурах применяют принудительные нагревательные элементы.

Что будет если не работает датчик Лямбда?

Если не работает датчик лямбда зонд, тогда ЭБУ выбирает средние параметры работы, считывая данные с своей памяти. Параметры топливно-воздушной смеси будут разниться от идеальной.

К чему приведет поломка Лямбда датчика?

Поломка Лямбда датчика приведет к повышению расхода топлива, на холостом ходу двигатель будет работать неравномерно, в выхлопных газах будет содержаться повышенный уровень СО, упадет мощность двигателя, но автомобиль будет на ходу.

Самому проверить Лямбда датчик достаточно сложно, поэтому лучше проконсультироваться с специалистами.

Какой срок службы Лямбда датчика?

Срок службы Лямбда датчика зависит от качества заливаемого топлива. Бывает так, что достаточно нескольких заправок некачественным бензином и датчик приходит в негодность. Средний срок службы Лямбда датчика составляет от 40 до 80 тыс. км пробега.

Основные типы устройств

Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут отличаться по нескольким критериям:

• по числу проводов — от 1 до 6;
• по организации сенсорного элемента (есть два вида — пластинчатые и пальчиковые);
• по крепежу в выхлопной трубе — фланцевые или на резьбе;
• по диапазону измерений параметра лямбды — широкополосные (измерение производится в диапазоне от 0.7 до 1.6) или узкополосные, контролирующие уровень лямбда на уровне выше единицы.

Каждый из типов устройств имеет свои особенности.

Одно контактные устройства.

Оборудованы одним сигнальным проводом. Именно по нему передается сигнал, генерируемый устройством.

2-контаткные датчики.

Оборудуются двумя проводами. Один является сигнальным, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.

С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.

3-контактные.

Здесь предусмотрен сигнальный провод, один «массовый» провод и третий провод, направляемый к нагревательному устройству.

Особенность таких датчиков — быстрое достижение нужной температуры, повышенный период службы устройства, а также меньшие требования к выхлопной системе.

Нагревательный элемент, который монтируется в системе, имеет мощность 12 или 18 Вт.

4-контактные – устройства.

В них предусмотрено четыре провода:

• сигнальный проводник,
• провод, питающий нагревательное устройство;
• третий провод — «земля»;
• четвертый провод — может использоваться для решения каких-либо других задач (в зависимости от системы управления автомобиля).

Может быть такое положение контактов.

Чистим лямбда зонд (датчик кислорода) в домашних условиях

К примеру, его можно использовать в качестве заземления или же для питания нагревательного элемента.

Особенность современных лямбда-зондов в том, что они взаимозаменяемы и имеют схожую конструкцию.

К примеру, можно менять датчики с подогревом на устройства без подогрева. При этом возможны проблемы с разъемами или невозможностью запитать устройство.

В случае нехватки проводов их можно проложить самостоятельно, а в качестве разъема использовать контакты автомобиля.

Маркировка может отличаться, но провод подачи сигнала всегда окрашивается в черный цвет.

«Масса» может быть желтой, серой или белой.

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.

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:

1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
3. 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):

• Измерительной;
• Насосной.

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

Новые варианты COVID-19

Коронавирус SARS-CoV-2 постоянно эволюционировал с тех пор, как был впервые обнаружен у людей более года назад. Вирусы размножаются чрезвычайно быстро, и каждый раз, когда это происходит, есть небольшой шанс, что они мутируют. Это нормально. Особенно, если вы вирус.

Но в последние несколько недель ученые исследовали варианты SARS-CoV-2 с несколькими мутациями, возникающими гораздо быстрее, чем ожидалось. Обычно каждые несколько месяцев в коронавирусе наблюдаются от одного до двух в значительной степени несущественных генетических изменений. Появляются новые варианты с целым рядом мутаций, все в одно и то же время. В декабре 2020 года Великобритания объявила о варианте коронавируса, а два других варианта позже были обнаружены в Южной Африке и Бразилии. Ученые внимательно следят за появлением новых штаммов и оценивают их, потому что они могут усугубить пандемию.

Основные задачи вируса – распространение и выживание.

Эпидемиологам, вирусологам и иммунологам теперь поручено понять, как эти мутации в новых вариантах могут изменить вирус и как наш организм реагирует на них. Мутации могут изменить SARS-CoV-2 таким образом, что он может даже избежать иммунного ответа, вызванного вакцинами. Предварительные исследования показывают, что существующие вакцины должны быть способны справиться с тремя наиболее опасными вариантами, но данные продолжают поступать.

Механическая обманка лямбда-зонда

Любой автомобильный катализатор представляет собой банку глушителя с расположенными в ней металлическими или керамическими сотами с напылением из драгоценного металла (золото, платина и т. д.). Благодаря реакции окисления выпускные газы, проходя через такое устройство, очищаются от вредных примесей, снижается уровень токсичности выхлопа.

Каталитический нейтрализатор (КН) работает в условиях высоких температур, поэтому его ресурс относительно небольшой. Срок службы детали дополнительно сокращается при использовании некачественного топлива – соты забиваются нагаром, образующимся в результате неполного сгорания топливной смеси. Покупка нового КН обходится достаточно дорого, а так как менять его приходится довольно часто, многие собственники авто стараются избавиться от этого элемента выпускной системы, установив пламегаситель или стингер.

Простое удаление КН имеет побочное явление: на автомобилях с моторами Евро-4 и выше датчик кислорода, установленный за катализатором, фиксирует превышение нормы токсичности выхлопа, в результате на панели приборов загорается лампа Check Engine. Есть три способа избавиться от ошибки:

• установить дополнительную механическую проставку;
• внести изменения в электрическую схему кислородного датчика;
• перепрограммировать блок управления двигателем.

Механическая обманка представляет собой металлическую втулку определенной длины, с отверстием небольшого диаметра внутри. Также во внутренней части этого приспособления находится керамическая крошка с каталитическим покрытием. По сути, втулка представляет собой мини-катализатор, но здесь происходит очистка только тех отработанных газов, которые попадают на кислородный датчик. Следует отметить, что существует и простые обманки, выполненные в виде обыкновенной втулки с отверстием, внутри которой нет никаких элементов. Изготовить элементарную проставку может любой токарь, в этом случае не обязательно покупать фабричное изделие. Преимущества подобных устройств:

• недорогая цена (в среднем от 400 до 1000 рублей);
• легкость в монтаже;
• надежная и простая конструкция.

Однако, у механической обманки есть и свои недостатки – на некоторых моделях авто установить приспособление не удается (не хватает места в силу конструктивных особенностей), приспособление не всегда дает нужный эффект (ошибка полностью не исчезает). Еще нужно заметить, что на машинах с двигателями Euro-5 электронную систему с помощью дополнительной проставки обмануть не получается, Check Engine здесь все равно продолжает загораться.