Работа датчика кислорода: Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

: как они работают и что они делают

Датчик кислорода (обычно именуемый «датчиком O2», поскольку O2 — это химическая формула кислорода) установлен в выпускном коллекторе автомобиля для контроля количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах, когда выхлопные газы выходят из двигатель.

Контролируя уровень кислорода и отправляя эту информацию на компьютер вашего двигателя, эти датчики сообщают вашему автомобилю, является ли топливная смесь богатой (недостаточно кислорода) или бедной (слишком много кислорода).Правильное соотношение воздух-топливо имеет решающее значение для поддержания плавности хода вашего автомобиля.

Поскольку датчик O2 играет важную роль в работе двигателя, выбросах и топливной экономичности, важно понимать, как они работают, и следить за тем, чтобы ваш датчик работал должным образом.

Количество кислородных датчиков в автомобиле варьируется. Каждый автомобиль, выпущенный после 1996 года, должен иметь кислородный датчик перед и после каждого каталитического нейтрализатора.Таким образом, в то время как большинство транспортных средств имеют два датчика кислорода, двигатели V6 и V8, оснащенные двойным выхлопом, имеют четыре датчика кислорода — один перед каталитическим нейтрализатором и за ним на каждом ряду двигателя.

Автомобильный датчик 02 используется для измерения количества кислорода в выхлопных газах и передачи этой обратной связи на компьютер вашего автомобиля. Затем компьютер использует эту информацию для корректировки воздушно-топливной смеси.

Датчики кислорода работают, вырабатывая собственное напряжение при нагревании (примерно 600 ° F).На конце датчика кислорода, который подключается к выпускному коллектору, находится циркониевая керамическая груша. Внутренняя и внешняя части колбы покрыты пористым слоем платины, которая служит электродами. Внутренняя часть колбы вентилируется изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу.

Когда внешняя часть баллона подвергается воздействию горячих газов выхлопных газов, разница в уровнях кислорода между баллоном и внешней атмосферой внутри датчика вызывает прохождение напряжения через баллон.

Если соотношение топлива бедное (недостаточно топлива в смеси), напряжение относительно низкое — примерно 0,1 вольт. Если соотношение топлива богатое (слишком много топлива в смеси), напряжение относительно высокое — примерно 0,9 вольт. Когда топливно-воздушная смесь находится в стехиометрическом соотношении (14,7 частей воздуха на 1 часть топлива), кислородный датчик выдает 0,45 вольт.

Кислородный датчик 1 является верхним кислородным датчиком по отношению к каталитическому нейтрализатору.Он измеряет воздушно-топливное соотношение выхлопных газов, выходящих из выпускного коллектора, и отправляет сигналы высокого и низкого напряжения в модуль управления трансмиссией, чтобы регулировать воздушно-топливную смесь. Когда модуль управления трансмиссией получает сигнал низкого напряжения (обедненной смеси), он компенсирует это за счет увеличения количества топлива в смеси. Когда модуль управления трансмиссией получает сигнал высокого напряжения (богатый), он обедняет смесь, уменьшая количество топлива, которое он добавляет в смесь.

Использование модулем управления трансмиссией входного сигнала кислородного датчика для регулирования топливной смеси известно как замкнутый контур управления с обратной связью.Эта работа с замкнутым контуром приводит к постоянному переключению между богатой и обедненной смесью, что позволяет каталитическому нейтрализатору минимизировать выбросы за счет поддержания надлежащего баланса общего среднего соотношения топливной смеси.

Однако при запуске холодного двигателя или выходе из строя кислородного датчика модуль управления трансмиссией переходит в режим разомкнутого контура. В режиме разомкнутого контура модуль управления трансмиссией не получает сигнал от кислородного датчика и заказывает фиксированную богатую топливную смесь. Работа в разомкнутом контуре приводит к увеличению расхода топлива и выбросов. Многие новые кислородные датчики содержат нагревательные элементы, помогающие им быстро достичь рабочей температуры, чтобы свести к минимуму время, затрачиваемое на работу без обратной связи.

Кислородный датчик 2 — нижний кислородный датчик по отношению к каталитическому нейтрализатору. Он измеряет соотношение воздух-топливо на выходе из каталитического нейтрализатора, чтобы убедиться, что каталитический нейтрализатор работает правильно.Каталитический нейтрализатор поддерживает стехиометрическое соотношение воздух-топливо 14,7: 1, в то время как модуль управления трансмиссией постоянно переключается между богатой и обедненной воздушно-топливной смесью из-за входного сигнала от верхнего кислородного датчика (датчик 1). Следовательно, нижний кислородный датчик (датчик 2) должен выдавать стабильное напряжение примерно 0,45 В.

При выходе из строя датчика 02 могут появиться различные диагностические коды неисправностей (DTC). В большинстве случаев неисправный датчик O2 приводит к включению светового индикатора двигателя, сопровождаемого кодом неисправности, который вы можете прочитать с помощью сканера OBD2, такого как FIXD. Основываясь на этом коде неисправности, он укажет на причину сбоя, а затем продолжит диагностику.

Симптомы неисправного датчика O2 могут включать следующее:

• Обедненная или богатая рабочая среда
• Плохое ускорение
• Колебания двигателя
• Черный дым из выхлопной трубы (богатое рабочее состояние) Черный дым — избыток топлива, выходящий из выхлопной трубы
• Неровный холостой ход
• Автомобиль остановился
• Пониженная топливная эффективность

Чтобы определить, неисправен ли у вас кислородный датчик vs.в обедненных или богатых условиях работы первым делом необходимо проверить работу датчика O2 с помощью диагностического прибора.

Поскольку датчик O2 играет важную роль в поддержании максимально эффективной и чистой работы вашего двигателя, важно убедиться, что он работает должным образом. Большинство кислородных датчиков обычно служат от 30 000 до 50 000 миль, или 3-5 лет, а более новые датчики служат еще дольше при надлежащем обслуживании и уходе.

Вы можете проверить кислородный датчик дома с помощью вольтметра или диагностического прибора OBD2, такого как датчик FIXD.Перейдите к потоку данных в реальном времени в приложении FIXD, чтобы увидеть напряжение и время отклика ваших датчиков O2.

Обычно передний (передний) датчик O2 1, который функционирует должным образом, будет переключаться с богатой на обедненную смесь с довольно устойчивой скоростью, создавая волнообразное образование. Напряжение, генерируемое датчиком O2, должно составлять от 0,1 В до 0,9 В, с 0,9 В на богатой стороне и 0,1 В на бедной стороне. Если ваши показания находятся в этом диапазоне, датчик O2 работает нормально.

Задний (нижний) кислородный датчик 2 является датчиком катализатора, и, если все работает нормально, этот датчик будет колебаться около половины вольта.Однако это измерение может варьироваться в зависимости от производителя.

Если датчик O2 не реагирует быстро на тестирование:

Если датчик кажется вялым или медленным во время тестирования и есть другие симптомы без кода неисправности, это может быть проблема «ленивого» датчика O2, который может вызвать другие проблемы.

Если напряжение датчика O2 залипает на богатой или обедненной смеси:

Попробуйте ввести противоположное условие, чтобы определить, связана ли проблема с датчиком кислорода или с топливовоздушной смесью.Например, если ваш датчик O2 заедает бедной смесью, добавьте топлива в ситуацию, чтобы увидеть, сработает ли он. Если датчик O2 находится на стороне богатой смеси, попробуйте создать утечку вакуума или увеличить количество кислорода, чтобы посмотреть, как и реагирует ли датчик.

С автомобильным сканером и приложением FIXD вы можете взять под свой контроль уход за автомобилем и сэкономить 1000 долларов. От автоматических предупреждений о техническом обслуживании, отправляемых прямо на ваш телефон, до данных в реальном времени, показывающих уровень топлива, уровни датчика кислорода, напряжение аккумулятора и многое другое, FIXD информирует вас, чтобы вы могли продлить срок службы вашего автомобиля и избежать ненужных дополнительных продаж.Узнайте больше о сканере и приложении FIXD OBD2 сегодня!

Что необходимо знать домашнему механику о датчиках O2

Современные компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования характеристик двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.

Одним из ключевых датчиков в этой системе является датчик кислорода.Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не в одиночку).

Первый датчик O2 был представлен в 1976 году на Volvo 240. Следующие в Калифорнии автомобили получили их в 1980 году, когда правила Калифорнии по выбросам требовали снижения выбросов. Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из которых целых четыре!

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

На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку на двигатель. Есть и другие датчики, которые отслеживают эти факторы, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью.Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

Петли

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования топливной смеси, что называется топливным «контуром управления с обратной связью». Компьютер ориентируется на датчик 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 к обедненной смеси, 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.

Когда не поступает сигнал от датчика O2, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или датчик 02 выходит из строя), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси.Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла 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 предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.

Как это работает

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 снаружи покрыта пористым слоем платины. Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.

Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попасть в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия.Трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск попадания грязи или воды, которые могут засорить датчик изнутри и вызвать его выход из строя. Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу.Чем больше разница, тем выше значение напряжения.

Датчик кислорода обычно вырабатывает примерно до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь бедная, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,1 вольт. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия около 14,7: 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.

Когда компьютер получает сигнал обогащения (высокое напряжение) от датчика O2, он понижает топливную смесь, чтобы уменьшить показания датчика.Когда показания датчика O2 становятся бедными (низкое напряжение), компьютер снова меняет направление, заставляя топливную смесь обогащаться. Это постоянное переключение топливной смеси вперед и назад происходит с разными скоростями 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 в корпус дроссельной заслонки несколько быстрее (2–3 раза в секунду при 2500 об / мин), тогда как двигатели с многоточечным впрыском являются самыми быстрыми (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 внутри небольшой нагревательный элемент, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры. Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного холостого хода, что может привести к возврату системы к разомкнутому контуру.

Датчики O2 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 него).

Новая роль датчиков O2 с OBDII

Начиная с нескольких автомобилей в 1994 и 1995 годах и всех автомобилей 1996 года и новее, количество кислородных датчиков на каждый двигатель увеличилось вдвое. Второй кислородный датчик теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля его эффективности. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному для каждого ряда цилиндров и по одному после каждого преобразователя).

Система OBDII предназначена для контроля выбросов двигателя. Это включает в себя наблюдение за всем, что может вызвать увеличение выбросов. Система OBDII сравнивает показания уровня кислорода датчиков O2 до и после преобразователя, чтобы увидеть, снижает ли преобразователь загрязняющие вещества в выхлопных газах. Если он не видит изменений в показаниях уровня кислорода, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению контрольной лампы неисправности (MIL).

Диагностика датчика

O2 невероятно прочны, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены. Характеристики датчика O2 имеют тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязняющие вещества накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность производить напряжение. Такое ухудшение может быть вызвано различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые топливные присадки.Датчик также может быть поврежден факторами окружающей среды, такими как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

По мере того, как датчик стареет и становится вялым, время, необходимое для реакции на изменения в топливно-воздушной смеси, замедляется, что приводит к увеличению выбросов. Это происходит потому, что колебания топливной смеси замедляются, что снижает эффективность преобразователя. Эффект более заметен на двигателях с многоточечным впрыском топлива (MFI), чем с электронной карбюрацией или впрыском через корпус дроссельной заслонки, потому что соотношение топлива изменяется намного быстрее при использовании MFI.Если датчик полностью умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию для большинства применений с впрыском топлива средний диапазон составляет три минуты. Это вызывает большой скачок расхода топлива, а также выбросов. А если преобразователь перегреется из-за богатой смеси, он может выйти из строя. Одно исследование EPA показало, что 70% автомобилей, не прошедших испытание на выбросы I / M 240, нуждались в новом датчике O2.

Единственный способ узнать, выполняет ли датчик O2 свою работу, — это регулярно его проверять.Вот почему на некоторых автомобилях (в основном импортных) есть световой индикатор с напоминанием о техническом обслуживании датчика. Хорошее время для проверки датчика — замена свечей зажигания.

Вы можете прочитать выходные данные датчика O2 с помощью сканирующего прибора или цифрового вольтметра, но переходы трудно увидеть, потому что числа сильно меняются. Вот где действительно сияет инструмент сканирования на базе ПК, такой как AutoTap. Вы можете использовать функции построения графиков, чтобы наблюдать за изменениями напряжения датчиков O2. Программное обеспечение отобразит 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).

Хороший датчик O2 должен выдавать колеблющуюся форму волны на холостом ходу, при которой напряжение изменяется 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 немедленно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимальный (0,9 В) выходной сигнал. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального (0,1 В) значения. Если датчик не переключается вперед и назад достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 разомкнута, закорочена или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и загореться контрольной лампой проверки двигателя или неисправности. Если дополнительная диагностика обнаруживает неисправность датчика, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно испорчены, 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.

Замена датчика

Очевидно, что неисправный датчик O2 требует замены. Но также может быть полезно периодически заменять датчик O2 для профилактического обслуживания. Замена стареющего датчика O2, который стал медленно работать, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.

Необогреваемые 1- или 2-проводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000–50 000 миль.Подогреваемые 3- и 4-проводные датчики O2 в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях, оборудованных OBDII (1996 г. и новее), рекомендуется интервал замены 100 000 миль.

Разбираемся с датчиками: датчик кислорода

Датчик кислорода, также известный как датчик O2, выполняет то, что предполагает его название — он измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Хотя это может показаться довольно скромной задачей, датчик O2 на самом деле является одним из самых важных датчиков на любом транспортном средстве, отвечающим за поддержание правильного баланса между воздухом и топливом для оптимальных выбросов.Из-за этого вы захотите знать, что он делает, почему выходит из строя, и, что важно, как его заменить, когда это произойдет.

Как работает датчик O2?

Большинство автомобилей имеют по крайней мере два кислородных датчика, расположенных по всей выхлопной системе; по крайней мере, один перед каталитическим нейтрализатором и один или несколько после каталитического нейтрализатора. Датчик предварительной очистки регулирует подачу топлива, а датчик ниже по потоку измеряет эффективность каталитического нейтрализатора.

O2 обычно можно разделить на узкополосные или широкополосные.Чувствительный элемент находится внутри датчика в стальном корпусе. Молекулы кислорода из выхлопных газов проходят через крошечные щели или отверстия в стальной оболочке датчика, чтобы достичь чувствительного элемента или нервной ячейки. На другой стороне нервной ячейки кислород из воздуха за пределами выхлопной трубы проходит вниз по датчику O2 и вступает в контакт. Разница в количестве кислорода между кислородом в наружном воздухе и в выхлопных газах способствует потоку ионов кислорода и создает напряжение.

Если смесь выхлопных газов слишком богата и в выхлопе слишком мало кислорода, в электронный блок управления двигателя (ЭБУ) отправляется сигнал для уменьшения количества топлива, добавляемого в цилиндр. Если смесь выхлопных газов слишком бедная, то отправляется сигнал об увеличении количества топлива, используемого в двигателе. Слишком много топлива производит углеводороды и окись углерода. Слишком мало топлива производит загрязняющие вещества в виде оксидов азота. Сигнал датчика помогает поддерживать правильную смесь. Датчики O2 с широким диапазоном имеют дополнительную ячейку откачки O2 для регулирования количества кислорода, присутствующего в чувствительном элементе.Это позволяет измерять гораздо более широкое соотношение воздух / топливо.

Почему датчики O2 выходят из строя?

Поскольку датчик кислорода находится в потоке выхлопных газов, он может быть загрязнен. Общие источники загрязнения включают чрезмерно богатую топливную смесь или прорыв масла в старом двигателе и охлаждающую жидкость двигателя, сгорающую в камере сгорания в результате утечки через прокладку двигателя. Он также подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур и, как и любой другой компонент, со временем изнашивается. Все это может повлиять на характеристики отклика датчика кислорода, что приведет к увеличению времени отклика или сдвигу кривой напряжения датчика и, в конечном итоге, к снижению характеристик датчика.

На что обращать внимание при отказе датчика O2

Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух / топливо, поэтому в конечном итоге он делает предположения. По этой причине есть несколько контрольных знаков, на которые следует обратить внимание:

• Контрольная лампа двигателя: хотя контрольная лампа двигателя может гореть по многим причинам, обычно это связано с проблемой, связанной с выбросами.
• Низкая экономия топлива: неисправный кислородный датчик нарушает подачу смеси из воздуха в топливную смесь, что приводит к увеличению расхода топлива.
• Неровная работа двигателя на холостом ходу или пропуски зажигания: поскольку выходной сигнал датчика кислорода помогает управлять синхронизацией двигателя, интервалами сгорания и соотношением воздуха к топливу, неисправный датчик может привести к неровной работе автомобиля.
• Низкая производительность двигателя.

Поиск и устранение неисправностей датчика O2

Чтобы определить источник неисправности датчика O2, выполните следующие действия:

• Считайте все коды неисправностей с помощью диагностического прибора. Обратите внимание, что при проблемах с датчиками O2 часто возникает несколько кодов неисправностей.
Лямбда-зонд
• имеет внутренний нагреватель, поэтому проверьте сопротивление нагревателя — обычно оно будет довольно низким.
• Проверьте подачу питания на ТЭН — часто эти провода одного цвета.
• Осмотрите электрический разъем на предмет повреждений или грязи.
• Осмотрите выпускной коллектор и топливные форсунки на предмет утечек, а также на состояние компонентов системы зажигания — они могут повлиять на работу датчика.
• Проверьте правильность показаний датчика O2, подтвердив значение O2 с помощью четырех или пяти анализаторов выбросов газов.
• С помощью осциллографа проверьте сигнал как на холостом ходу, так и на прибл. Скорость двигателя 2500 об / мин.
• Используйте данные в реальном времени, чтобы проверить наличие сигнала, если проводка датчика труднодоступна.
• Проверьте состояние защитной трубки элемента зонда на предмет повреждений и загрязнения.

Общие коды неисправностей

Общие коды неисправностей и причины включают:

• P0135 : Датчик кислорода перед катализатором 1, цепь подогрева / обрыв
• P0175 : слишком богатая система (банк 2)
• P0713 : Неисправность корректора топливной системы (банк 2)
• P0171 : слишком бедная система (банк 1)
• P0162 : Неисправность цепи датчика O2 (bank 2, датчик 3)

Как заменить датчик O2

Перед заменой датчика необходимо диагностировать проблему.Подключите диагностический прибор, такой как Delphi DS, выберите правильный автомобиль и прочтите код (ы) неисправности. Подтвердите код неисправности, выбрав данные в реальном времени и сравнив значение подозрительного неисправного датчика со значением известного исправного датчика. При необходимости обратитесь к данным производителя транспортного средства, чтобы найти правильное значение для сравнения. Другие инструменты или оборудование могут потребоваться, чтобы определить, является ли именно датчик, а не проводка, которая является причиной проблемы.

• Поскольку многие автомобили последних моделей имеют несколько кислородных датчиков, убедитесь, что вы правильно определили неисправный датчик, чтобы по ошибке не заменить неправильный.Производители автомобилей идентифицируют позиции «банк1» и «банк2» и «перед / зад» и «до / после» по-разному, поэтому следует позаботиться о том, чтобы убедиться, что вы определили правильный (проблемный) датчик. Лучший способ сделать это — просмотреть данные в реальном времени с помощью диагностического инструмента.
• Затем отключите проводное соединение.
• Затем с помощью гаечного ключа или специального торцевого ключа для O2 открутите датчик от гнезда. После откручивания выбросьте старый датчик и замените его новым.
• Большинство кислородных датчиков поставляются со специальным электропроводящим противозадирным составом, нанесенным на резьбу, так что это просто вопрос ввинчивания нового датчика в пустоту, оставленную старым.
• Чтобы защитить датчик от приваривания к резьбе, датчики Delphi поставляются с противозадирными составами, нанесенными заранее или включенными в комплект. При необходимости нанесите состав на новый датчик перед повторной установкой. Будьте осторожны, чтобы не нанести чрезмерное количество противозадирного средства на нитки, так как это может загрязнить чувствительную область.
• Затяните датчик с рекомендованным моментом затяжки.
• После того, как датчик будет на месте, вставьте электронный разъем.
• Теперь снова подключите диагностический прибор и удалите все связанные коды неисправностей.
• Наконец, включите зажигание и убедитесь, что индикатор проверки двигателя погас, затем выполните дорожное испытание.

Как работает кислородный датчик в автомобиле?

Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 года, имеют кислородный датчик .Датчик является частью системы контроля выбросов и передает данные в компьютер управления двигателем. Цель датчика — помочь двигателю работать с максимальной эффективностью, а также производить как можно меньше выбросов.

Бензиновый двигатель сжигает бензин в присутствии кислорода (подробные сведения см. В разделе «Как работают автомобильные двигатели»). Оказывается, существует определенное «идеальное» соотношение воздуха и бензина, и это соотношение составляет 14,7: 1 (разные виды топлива имеют разные идеальные соотношения — соотношение зависит от количества водорода и углерода, присутствующих в данном количестве. топлива).Если воздуха меньше, чем это идеальное соотношение, то после сгорания останется топливо. Это называется смесью богатая смесью . Богатые смеси плохи, потому что несгоревшее топливо создает загрязнение. Если воздуха больше, чем это идеальное соотношение, значит, имеется избыток кислорода. Это называется бедной смесью . Бедная смесь имеет тенденцию производить больше загрязняющих веществ оксидами азота, и в некоторых случаях это может привести к снижению производительности и даже к повреждению двигателя.

Датчик кислорода расположен в выхлопной трубе и может обнаруживать богатые и бедные смеси.Механизм в большинстве датчиков включает химическую реакцию, которая генерирует напряжение (подробности см. В патентах ниже). Компьютер двигателя смотрит на напряжение, чтобы определить, является ли смесь богатой или бедной, и соответственно регулирует количество топлива, поступающего в двигатель.

Причина, по которой двигателю нужен кислородный датчик, заключается в том, что количество кислорода, которое может потреблять двигатель, зависит от всех факторов, таких как высота, температура воздуха, температура двигателя, барометрическое давление. , нагрузка на двигатель и т. д.

Когда датчик кислорода выходит из строя, компьютер больше не может определять соотношение воздух / топливо, поэтому в конечном итоге он делает предположения. Ваша машина плохо работает и расходует больше топлива, чем нужно.

КАК ДИАГНОСТИРОВАТЬ И ЗАМЕНИТЬ

Компьютеризированные системы управления двигателем полагаются на входные данные от различных датчиков для регулирования характеристик двигателя, выбросов и других важных функций. Датчики должны предоставлять точную информацию, в противном случае могут возникнуть проблемы с управляемостью, повышенный расход топлива и сбои в выбросах.

Датчик кислорода — один из ключевых датчиков в этой системе. Его часто называют датчиком «O2», потому что O2 — это химическая формула кислорода (атомы кислорода всегда перемещаются парами, а не поодиночке). Его также можно назвать датчиком h3O2 для подогреваемого кислородного датчика, поскольку он имеет внутреннюю цепь нагревателя, которая доводит датчик до рабочей температуры после холодного запуска.

Первый датчик O2 был введен в 1976 году на Volvo 240. Следующие в Калифорнии автомобили получили их в 1980 году, когда калифорнийские правила выбросов требовали снижения выбросов.Федеральные законы о выбросах сделали датчики O2 практически обязательными для всех автомобилей и легких грузовиков, построенных с 1981 года. И теперь, когда действуют правила OBD-II (автомобили 1996 года и новее), многие автомобили теперь оснащены несколькими датчиками O2, некоторые из которых целых четыре!

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

На относительную насыщенность или обедненную смесь топливной смеси может влиять множество факторов, включая температуру воздуха, температуру охлаждающей жидкости двигателя, барометрическое давление, положение дроссельной заслонки, расход воздуха и нагрузку на двигатель. Существуют и другие датчики для отслеживания этих факторов, но датчик O2 является главным монитором того, что происходит с топливной смесью. Следовательно, любые проблемы с датчиком O2 могут вывести из строя всю систему.

КОНТУРА УПРАВЛЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Компьютер использует вход кислородного датчика для регулирования топливной смеси, что называется контуром управления с обратной связью по топливу.»Компьютер ориентируется на датчик 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 Результатом является постоянное переключение от богатой к обедненной смеси, что позволяет каталитическому нейтрализатору работать с максимальной эффективностью, сохраняя при этом средний общий баланс топливной смеси для минимизации выбросов.Это сложная установка, но она работает.

Когда не поступает сигнал от датчика O2, как в случае, когда холодный двигатель запускается впервые (или датчик 02 выходит из строя), компьютер заказывает фиксированную (неизменную) богатую топливную смесь. Это называется операцией «разомкнутого контура», потому что входной сигнал от датчика O2 не используется для регулирования топливной смеси.

Если двигатель не переходит в замкнутый цикл, когда датчик O2 достигает рабочей температуры, или выходит из замкнутого цикла 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 предотвратить переход системы в замкнутый контур, потому что компьютер также учитывает температуру охлаждающей жидкости двигателя при принятии решения о переходе в замкнутый цикл.

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 снаружи покрыта пористым слоем платины.Внутри колбы находятся две платиновые полоски, которые служат электродами или контактами.

Наружная часть колбы подвергается воздействию горячих газов в выхлопе, в то время как внутренняя часть колбы выходит изнутри через корпус датчика во внешнюю атмосферу. Кислородные датчики старого образца на самом деле имеют небольшое отверстие в корпусе, чтобы воздух мог попадать в датчик, но датчики O2 нового типа «дышат» через свои проводные разъемы и не имеют вентиляционного отверстия. Трудно поверить, но небольшое пространство между изоляцией и проводом обеспечивает достаточно места для проникновения воздуха в датчик (по этой причине никогда не следует наносить смазку на разъемы датчика O2, поскольку она может блокировать поток воздуха). .Проветривание датчика через провода, а не через отверстие в корпусе, снижает риск загрязнения датчика изнутри и его выхода из строя.

Разница в уровнях кислорода между выхлопным и наружным воздухом внутри датчика вызывает прохождение напряжения через керамическую грушу. Чем больше разница, тем выше значение напряжения.

Датчик кислорода обычно генерирует напряжение до 0,9 вольт, когда топливная смесь богатая и в выхлопных газах мало несгоревшего кислорода. Когда смесь обеднена, выходное напряжение датчика упадет примерно до 0,2 В или меньше. Когда топливно-воздушная смесь сбалансирована или находится в точке равновесия около 14,7 к 1, датчик будет показывать около 0,45 вольт.

Когда компьютер получает сигнал обогащения (высокое напряжение) от датчика O2, он понижает топливную смесь, чтобы уменьшить напряжение обратной связи датчика. Когда показания датчика O2 становятся бедными (низкое напряжение), компьютер снова меняет направление, заставляя топливную смесь обогащаться.Это постоянное переключение топливной смеси вперед и назад происходит с разными скоростями 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 в корпус дроссельной заслонки несколько быстрее (2–3 раза в секунду при 2500 об / мин), а двигатели с многоточечным впрыском являются самыми быстрыми (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 внутри небольшой нагревательный элемент, чтобы помочь им быстрее достичь рабочей температуры.Нагревательный элемент также может предотвратить слишком сильное охлаждение датчика во время длительного холостого хода, что может привести к возврату системы в открытый контур.

Датчики O2 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 в 1994 и 1995 годах и всех автомобилей 1996 года и новее, количество кислородных датчиков на каждый двигатель увеличилось вдвое.Второй датчик кислорода теперь используется после каталитического нейтрализатора для контроля его эффективности. На двигателях V6 или V8 с двойным выхлопом это означает, что можно использовать до четырех датчиков O2 (по одному для каждого ряда цилиндров и по одному после каждого преобразователя).

Система OBD II предназначена для контроля выбросов двигателя. Это включает в себя наблюдение за всем, что может вызвать увеличение выбросов.Система OBD II сравнивает показания уровня кислорода датчиков O2 до и после преобразователя, чтобы увидеть, снижает ли преобразователь загрязняющие вещества в выхлопных газах. Если он не видит изменений в показаниях уровня кислорода, это означает, что преобразователь не работает должным образом. Это приведет к включению контрольной лампы неисправности (MIL).

ДИАГНОСТИКА ДАТЧИКА КИСЛОРОДА

O2 невероятно надежны, учитывая условия эксплуатации, в которых они живут. Но датчики O2 изнашиваются и в конечном итоге должны быть заменены.

Характеристики датчика O2 имеют тенденцию к снижению с возрастом, поскольку загрязнения накапливаются на наконечнике датчика и постепенно снижают его способность производить напряжение. Такое ухудшение может быть вызвано различными веществами, попадающими в выхлопные газы, такими как свинец, силикон, сера, масляная зола и даже некоторые присадки к топливу. Датчик также может быть поврежден факторами окружающей среды, такими как вода, брызги дорожной соли, масло и грязь.

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

Если датчик полностью умирает, результатом может быть фиксированная богатая топливная смесь. По умолчанию для большинства применений с впрыском топлива средний диапазон составляет три минуты. Это вызывает большой скачок расхода топлива, а также выбросов.А если преобразователь перегреется из-за богатой смеси, он может выйти из строя.

Одно исследование EPA показало, что 70% автомобилей, не прошедших испытание на выбросы I / M 240, нуждались в новом датчике O2.

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

КОДЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА

P0030 …. Цепь управления нагревателем датчика кислорода (HO2S), ряд 1, датчик 1
P0031…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0032 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 1
P0033 . … Цепь управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0034 …. Управление перепускным клапаном турбонагнетателя Низкий уровень цепи
P0035 …. Высокий уровень цепи управления перепускным клапаном турбонагнетателя
P0036 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0037 …. Низкий уровень цепи управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 2
P0038 …. Цепь управления нагревателем датчика кислорода (HO2S), ряд 1, датчик 2
P0042 ….HO2S Цепь управления нагревателем, ряд 1, датчик 3
P0043 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0044 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 1, датчик 3
P0050 …. Цепь управления нагревателем HO2S Ряд 2, датчик 1
P0051 …. Низкий уровень цепи управления нагревателем HO2S Ряд 2, датчик 1
P0052 …. Высокий уровень цепи управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 1
P0056 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0057 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0058 . … Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 2
P0062…. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0063 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0064 …. Цепь управления нагревателем HO2S, ряд 2, датчик 3
P0130 …. Цепь датчика O2 Ряд 1, датчик 1
P0131 …. Цепь датчика О2, низкое напряжение, ряд 1, датчик 1
P0132 …. Цепь датчика О2, высокое напряжение, ряд 1, датчик 1
P0133 …. Цепь датчика О2, медленное реагирование, ряд 1, датчик 1
P0134 …. Нет активности в цепи датчика O2, блок 1, датчик 1
P0135 … Цепь нагревателя датчика O2, ряд 1, датчик 1
P0136…. Неисправность цепи датчика О2, ряд 1, датчик 2
P0137 …. Цепь датчика О2, низкое напряжение, ряд 1, датчик 2
P0138 …. Цепь датчика О2, высокое напряжение, ряд 1, датчик 2
P0139 …. Цепь датчика О2 Медленный отклик, блок 1, датчик 2
P0140 …. O2 в цепи датчика не обнаружено активности, банк 1, датчик 2
P0141 . … O2 Sensor Heater Circuit Bank 1 Sensor 2
P0142 …. O2 Sensor Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 3
P0143 …. Низкое напряжение цепи датчика O2, ряд 1, датчик 3
P0144…. Цепь датчика O2, блок 1, датчик 3, высокое напряжение
P0145 …. Цепь датчика O2, медленный отклик, блок 1, датчик 3
P0146 …. Цепь датчика O2, активность не обнаружена, датчик 3, банк 1
P0147 …. O2 Цепь нагревателя датчика, ряд 1, датчик 3

Если датчик O2 работает незначительно вялым или слегка смещен на богатую 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 меняются.Лучше всего наблюдать за изменениями выходного напряжения датчика O2 с помощью цифрового запоминающего осциллографа (DSO). Осциллограф отобразит 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 обедненному).

Хороший датчик O2 должен выдавать колеблющуюся форму волны на холостом ходу, при которой напряжение изменяется 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 немедленно (в течение 100 миллисекунд) и перейдет на максимальный (0,9 В) выходной сигнал. Создание обедненной смеси путем открытия вакуумной линии должно привести к падению выходного сигнала датчика до минимального (0,1 В) значения. Если датчик не переключается вперед и назад достаточно быстро, это может указывать на необходимость замены.

Если цепь датчика O2 разомкнута, закорочена или выходит за пределы допустимого диапазона, она может установить код неисправности и загореться контрольной лампой проверки двигателя или неисправности.Если дополнительная диагностика выявляет неисправность датчика, требуется его замена. Но многие датчики O2, которые сильно испорчены, 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 смещенным, богатым или бедным.

Компания под названием Lenehan Research производит портативный тестер датчика O2, который проверяет время отклика датчика O2, чтобы определить, хорошее оно или плохое.Тестер требует, чтобы датчик кислорода перескочил с уровня ниже 175 мВ до уровня выше 800 мВ менее чем за 100 мс, когда дроссельная заслонка находится в — отрезал. Если датчик не реагирует достаточно быстро, тест не проходит. Тестер также показывает работу с обратной связью на быстром, сверхъярком цветном 10-светодиодном дисплее и проверяет управление PCM системой управления с обратной связью по топливу.

ЗАМЕНА ДАТЧИКА КИСЛОРОДА

Очевидно, что неисправный датчик O2 требует замены. Но также может быть полезно периодически заменять датчик O2 для профилактического обслуживания.Замена стареющего датчика O2, который стал медленно работать, может восстановить максимальную топливную эффективность, минимизировать выбросы выхлопных газов и продлить срок службы преобразователя.

Необогреваемые 1- или 2-проводные датчики O2 на автомобилях с 1976 по начало 1990-х годов можно заменять каждые 30 000 — 50 000 миль. Подогреваемые 3- и 4-проводные датчики O2 в приложениях с середины 1980-х до середины 1990-х годов можно менять каждые 60 000 миль. На автомобилях, оборудованных OBD ​​II (1996 г. и новее), можно рекомендовать интервал замены 100 000 миль.

Датчик кислорода можно снять с выпускного коллектора с помощью специального гнезда датчика кислорода (в котором есть вырез для очистки проводов) или гнезда 22 мм. Датчик выйдет легче, если двигатель немного 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 основание датчика.

При установке нового кислородного датчика прямого монтажа или оригинального кислородного датчика разъем проводки нового датчика вставляется в разъем без каких-либо изменений.Но если вы устанавливаете «универсальный» кислородный датчик, исходный разъем проводки придется отрезать, чтобы провода на новом датчике можно было соединить с проводами, идущими к разъему. В 4-проводных датчиках один провод является сигнальным, один — заземлением, а два других — для цепи нагревателя. Провода имеют цветовую кодировку, но цвета на универсальном датчике, вероятно, не будут совпадать с цветами на исходном датчике. См. Таблицу ниже с цветовой кодировкой, используемой на датчиках кислорода различных марок:

Вопросы и ответы по датчику кислорода

Сколько датчиков кислорода установлено на современных двигателях?

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

На более поздних моделях автомобилей с OBD II (некоторые модели 1993 и 94 года, а также все модели 1995 года и новее) один или два дополнительных кислородных датчика также устанавливаются внутри или за каталитическим нейтрализатором для контроля эффективности преобразователя.Они называются датчиками O2, расположенными ниже по потоку, и их будет по одному для каждого преобразователя, если двигатель имеет двойные выхлопы с отдельными преобразователями.

Как кислородные датчики идентифицируются на диагностическом приборе?

При отображении на диагностическом приборе правый и левый верхние кислородные датчики обычно обозначаются Bank 1, Sensor 1 и Bank 2, Sensor 1. Датчик Bank 1 всегда будет находиться на той же стороне двигателя V6 или V8, что и номер цилиндра. один.

На диагностическом приборе нижний датчик на четырех- или рядном шестицилиндровом двигателе с одним выхлопом обычно обозначается Bank 1, Sensor 2.На двигателях V6, V8 или V10 нижний датчик O2 может быть помечен как банк 1 или банк 2, датчик 2. Если двигатель V6, V8 или V10 имеет двойной выхлоп с двойными преобразователями, нижние датчики O2 будут обозначены как банк 1, Датчик 2 и ряд 2, датчик 2. Или нижний кислородный датчик может быть помечен как блок 1 Датчик 3, если двигатель имеет два верхних кислородных датчика в выпускном коллекторе (некоторые делают для более точного контроля выбросов).

Важно знать, как идентифицируются датчики O2, потому что диагностический код неисправности, указывающий на неисправный датчик O2, требует замены определенного датчика.Блок 1 Датчик 1 может быть задним датчиком O2 на поперечном V6 или датчиком на переднем выпускном коллекторе. Более того, датчики O2 на поперечном двигателе могут быть помечены иначе, чем датчики на заднем приводе. От одного производителя транспортного средства к другому не так много единообразия в том, как маркируются датчики O2, поэтому всегда обращайтесь к документации OEM по обслуживанию, чтобы узнать, какой датчик является датчиком 1 банка 1, а какой датчиком 1 банка 2. информацию бывает трудно найти.Некоторые OEM-производители четко определяют, какой датчик O2 является каким, а другие — нет. В случае сомнений позвоните дилеру и спросите кого-нибудь в сервисной службе.

Чтобы узнать, где находится датчик кислорода, щелкните здесь.

Как датчик O2 ниже по потоку контролирует эффективность преобразователя?

Нижний кислородный датчик в каталитическом нейтрализаторе или за ним работает точно так же, как верхний кислородный датчик в выпускном коллекторе. Датчик вырабатывает напряжение, которое изменяется при изменении количества несгоревшего кислорода в выхлопных газах.Если датчик O2 представляет собой традиционный датчик циркониевого типа, выходное напряжение падает примерно до 0,2 В при обедненной топливной смеси (больше кислорода в выхлопе). Когда топливная смесь богатая (меньше кислорода в выхлопе), выходной сигнал датчика подскакивает до максимума около 0,9 вольт. Сигнал высокого или низкого напряжения сообщает PCM, что топливная смесь богатая или бедная.

На некоторых более новых автомобилях используется новый тип датчика воздушного топлива с широким соотношением сторон (WRAF). Вместо того, чтобы генерировать 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 называются широкополосными датчиками кислорода, поскольку они могут считывать очень бедные топливно-воздушные смеси.

Система OBD II контролирует эффективность преобразователя, сравнивая сигналы верхнего и нижнего кислородных датчиков. Если преобразователь выполняет свою работу и снижает количество загрязняющих веществ в выхлопных газах, нижний кислородный датчик должен показывать небольшую активность (несколько переходов от обедненной к богатой, которые также называются «перекрестным подсчетом»).Показание напряжения датчика также должно быть достаточно стабильным (не повышаться или понижаться) и составлять в среднем 0,45 В или выше.

Если сигнал нижнего кислородного датчика начинает отражать сигнал верхнего кислородного датчика (ов), это означает, что эффективность преобразователя упала и преобразователь не очищает загрязняющие вещества в выхлопных газах. Пороговое значение для установки диагностического кода неисправности (DTC) и включения контрольной лампы неисправности (MIL) — это когда выбросы, по оценкам, превышают федеральные ограничения на 1.5 раз. См. Раздел «Поиск и устранение неисправностей кода катализатора P0420» для получения дополнительной информации о проблемах преобразователя.

Если эффективность преобразователя снизилась до точки, при которой транспортное средство может превышать 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 датчики O2 на входе и выходе 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 коды преобразователя.

В чем разница между «подогреваемым» и «ненагреваемым» кислородным датчиком?

Датчики кислорода с подогревом имеют внутреннюю цепь нагревателя, которая доводит датчик до рабочей температуры быстрее, чем датчик без нагрева. Кислородный датчик должен быть горячим (примерно от 600 до 650 градусов по Фаренгейту), прежде чем он сгенерирует сигнал напряжения. Горячий выхлоп двигателя будет обеспечивать достаточно тепла, чтобы довести датчик O2 до рабочей температуры, но это может занять несколько минут в зависимости от температуры окружающей среды, нагрузки двигателя и скорости.В это время система управления с обратной связью по топливу остается в «разомкнутом контуре» и не использует сигнал датчика O2 для регулировки топливной смеси. Обычно это приводит к богатой топливной смеси, потраченному впустую топливу и более высоким выбросам.

За счет добавления цепи внутреннего нагревателя к датчику кислорода можно направить напряжение через нагреватель, как только двигатель начнет нагревать датчик. Нагревательный элемент представляет собой резистор, который накаляется докрасна, когда через него проходит ток. Нагреватель доводит датчик до рабочей температуры в течение от 20 до 60 секунд в зависимости от датчика, а также поддерживает датчик кислорода в горячем состоянии, даже когда двигатель работает на холостом ходу в течение длительного периода времени.

Датчики O2 с подогревом обычно имеют два-три или четыре провода (дополнительные провода предназначены для цепи нагревателя). Примечание. Сменные датчики O2 должны иметь такое же количество проводов, что и исходные, и иметь такое же внутреннее сопротивление.

Система OBD II также контролирует цепь нагревателя и устанавливает код неисправности, если цепь нагревателя внутри датчика O2 неисправна. Нагреватель является частью датчика и не может быть заменен отдельно, поэтому, если цепь нагревателя разомкнута или закорочена и проблема не во внешней проводке или разъеме датчика, датчик O2 необходимо заменить.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы просмотреть или загрузить эту статью в виде файла PDF

Связанные статьи о датчиках двигателя:

Расположение датчиков кислорода

Определение проблем с выбросами (датчики O2)

Анализ датчиков двигателя

Общие сведения о системах управления двигателем

Модули управления трансмиссией (PCM)

Все о бортовой диагностике II ( OBD II)

Обнуление диагностики OBD II

Монитор OBD не готов

Каталитические преобразователи

Поиск и устранение неисправностей Катализатор P0420 Код

Низкая экономия топлива (причины)

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive

Нужна информация из заводского руководства по обслуживанию вашего автомобиля?

Датчики O2 для природного газа | Датчики кислорода Racing

В современных компьютеризированных системах управления двигатели полагаются на датчики для предоставления точной информации при регулировке воздушно-топливной смеси.Установленные в выпускном коллекторе датчики O2 контролируют количество несгоревшего кислорода. Собранная информация используется бортовым компьютером автомобиля для регулирования выбросов для достижения максимальной производительности двигателя. На вашем трамвае двигатель запускается без сигнала датчика O2 (это называется разомкнутым контуром). Это позволяет получить богатую смесь во время прогрева двигателя.

Наконечник датчика кислорода в большинстве автомобилей излучает сигнал напряжения, когда колба датчика O2 подвергается воздействию горячих выхлопных газов. Датчик отправляет информацию на компьютер.Если кислорода меньше, двигатель работает на богатой смеси. И наоборот, если кислорода больше, двигатель работает на обедненной смеси. Большинство автомобилей последних моделей оснащено источником тепла для немедленного нагрева датчика и получения более точного сигнала напряжения. Это позволяет системе перейти в замкнутый цикл для более быстрой обратной связи, поэтому топливная смесь быстрее сбалансируется для уменьшения нежелательных выбросов.

По мере накопления загрязнений на наконечнике датчика способность генерировать сигнал (напряжение) снижается, и производительность датчика O2 ухудшается.Расход топлива и выбросы в окружающую среду увеличиваются из-за более медленной реакции датчика O2. Если датчик O2 не может быстро переключаться вперед и назад, его необходимо заменить. Как оператор транспортного средства, вы не можете полагаться на коды ошибок, поскольку неисправный датчик может или не может вызвать код неисправности. Когда датчик O2 выходит из строя, компьютер работает по разомкнутому контуру.

Каждый раз, когда возникает проблема с производительностью двигателя, следует проверять датчик O2. Датчик можно проверить, сняв его с выпускного коллектора и подключив к цифровому вольтметру.Для нагрева чувствительного элемента используется источник тепла, например пропановая горелка, а выходное напряжение подтверждается вольтметром. Всегда рекомендуется проверять датчик O2 при каждой замене свечей зажигания в вашем двигателе. Более того, всегда разумно устанавливать автомобильные свечи зажигания E3 или гоночные свечи E3 в свой автомобиль или грузовик.

E3 DiamondFire используются в самых разных мусоровозах, школьных автобусах, транзитных автобусах и во многих системах, работающих на природном газе. Имея очень конкурентоспособную цену, датчики E3 соответствуют или превосходят спецификации двигателей, пользующихся большим спросом на природном газе и газе плюс.Высокопроизводительные датчики O2 для гонок E3 специально разработаны, чтобы выдерживать суровые условия соревнований по автоспорту. Сменные датчики имеют прочную конструкцию и предварительно заделанные разъемы для быстрой установки. Технология E3 DiamondFire обеспечивает улучшенный отклик двигателя, более длительный срок службы датчика и надежную работу круга за кругом.

Как работает датчик кислорода в двигателе?

Что такое датчик кислорода?

Технически кислород очень важен для двигателя.Он определяет правильную работу двигателя. Таким образом, для достижения правильного соотношения воздух-топливо производители используют кислородные датчики в выхлопных системах. Кроме того, кислородный датчик выхлопных газов также известен как «лямбда-зонд». Он расположен перед каталитическим нейтрализатором в выхлопной трубе. Датчик генерирует напряжение относительно количества кислорода в выхлопных газах. Таким образом, он обеспечивает обратную связь в режиме реального времени с системой управления двигателем о составе смеси.

Кроме того, откалибрована система управления двигателем (EMS).Он обеспечивает оптимальную мощность двигателя, выбросы и экономичность во всем рабочем диапазоне двигателя. Датчик кислорода помогает EMS контролировать оптимальные выбросы в выхлопной системе. Таким образом достигается идеальное соотношение воздух-топливо 14,7: 1.

Дизайн:

Кроме того, кислородный датчик состоит из «гальванической батареи». Датчик содержит два пористых платиновых электрода. Кроме того, между ними находится керамический электролит (диоксид циркония). Датчик кислорода генерирует напряжение.Он варьируется от 100 мВ (0,1 В) до 900 мВ (0,9 В). Это зависит от уровня кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода сравнивает атмосферный кислород, обычно около 21%, с количеством кислорода в выхлопных газах.

Обычно богатая смесь содержит больше топлива на одну часть кислорода. Это означает, что в нем 0% кислорода. Таким образом, датчик выдает высокое напряжение около 900 мВ. Бедная смесь содержит меньше топлива на часть кислорода. Он может содержать от 3% до 4% кислорода.Итак, датчик выдает низкое напряжение 100 мВ. Однако среднее напряжение датчика составляет ~ 450 мВ, что дает идеальное соотношение смеси 14,7: 1.

Критерии:

Rich Mixture — большая разница между уровнями кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Это приводит к высокой проводимости между электродами. Следовательно, выходное напряжение высокое — около 900 мВ.

Lean Mixture — меньшая разница между уровнями кислорода. Это приводит к меньшей проводимости и меньшему выходному напряжению, обычно около 100 мВ.

Нормальная смесь — когда уровень смеси составляет примерно 14,7: 1. Тогда выходной сигнал кислородного датчика будет около 450 мВ.

Датчики кислорода Характеристики:

1. Имеет проволоку из нержавеющей стали. Он обеспечивает лучшую устойчивость к коррозии и термическим нагрузкам.
2. Производители используют позолоченные клеммы на контактах сигнального и опорного разъемов. Кроме того, он обеспечивает превосходный контакт даже для минутных сигналов напряжения / тока.
3. Корпус датчика с двойной лазерной сваркой предотвращает попадание влаги на чувствительный элемент / нагреватель.
4. Производители проводят функциональную проверку качества датчиков O2 при 1000 ° C.
5. Производители также испытывают давление в керамической гильзе 420 бар, чтобы убедиться в целостности.
6. Измерительный элемент кислородного датчика во время производства проходит испытания на «газопроницаемость».

Датчик O2 Функция:

Кроме того, кислород очень важен для человеческого организма. Точно так же важно запустить двигатель и получить лучшую производительность. Датчик кислорода помогает поддерживать «идеальное» соотношение воздух / топливо 14.7: 1 или Lambda 1. Он обеспечивает значение лямбда, равное 1, для различных условий работы двигателя. Кроме того, он сравнивает количество кислорода в выхлопных газах с количеством кислорода в атмосфере. При таком разном количестве кислорода кислородный датчик вырабатывает и отправляет выходное напряжение в систему управления топливом двигателя.

Кроме того, AC Delco, Bosch, Denso и Hitachi являются одними из ведущих производителей датчиков O2 в мире.

Примечание: изображения (любезно предоставлены соответствующими производителями)

Смотреть Датчик кислорода в действии:

Подробнее: Как работают датчики двигателя? >>

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог.