На написання цього матеріалу наштовхнуло велика кількість питань на інтернет-форумі, пов'язаних з нерозумінням (або нерозумінням) принципу роботи датчика кисню, або лямбда-зонда.
Датчик кисню: від загального до приватного
Перш за все, потрібно йти від загального до приватного і розуміти роботу системи в цілому. Тільки тоді складеться правильне розуміння роботи цього вельми важливого елемента ЕСУД і стануть зрозумілі методи діагностики.
Щоб не заглиблюватися в нетрі і не перевантажувати читача інформацією, поведу мову про цирконієвому лямбда-зонді, використовуваному на автомобілях ВАЗ. Бажають розібратися більш глибоко можуть самостійно знайти і прочитати матеріали про титанові датчики, про широкосмугові датчики кисню (ШДК) і придумати методи їх перевірки. Ми ж поговоримо про найпоширеніший датчику, знайомому більшості діагностів.
Колись дуже давно датчик кисню був тільки чутливий елемент, без якого-небудь підігрівача. Нагрівання датчика здійснювався відпрацьованими газами і займав досить тривалий час. Жорсткі норми токсичності вимагали швидкого вступу датчика в повноцінну роботу, внаслідок чого лямбда-зонд обзавівся вбудованим підігрівачем. Тому датчик кисню ВАЗ має 4 виведення: два з них - підігрівач, один - маса, ще один - сигнал.
З усіх цих висновків нас цікавить тільки сигнальний.
Форму напруги на ньому можна побачити двома способами:
- сканером
- мотортестером, підключивши щупи і запустивши самописець
Другий варіант кращий. Чому? Тому, що мотортестер дає можливість оцінити не тільки поточні і пікові значення, але і форму сигналу, і швидкість його зміни. Швидкість зміни - це як раз і є характеристика справності датчика.
Отже, головне: датчик кисню реагує на кисень. Чи не на склад суміші. Чи не на кут випередження запалювання. Нема на що-небудь ще. Тільки на кисень. Це потрібно усвідомити обов'язково.
Про фізичному принципі роботи датчика розказано в багатьох книгах, присвячених електронним системам управління двигуном, і ми на ньому зупинятися не будемо.
На сигнальний висновок датчика з ЕБУ подається опорна напруга 0.45 В. Щоб бути повністю впевненим, можна відключити роз'єм датчика і перевірити цю напругу мультиметром або сканером. Все в порядку? Тоді підключаємо датчик назад.
До слова, на старих іномарках опорна напруга «спливає», і в результаті нормальна робота зонда і всієї системи порушується. Найчастіше опорна напруга при відключеному датчику буває вище необхідних 0.45 В. Проблема вирішується шляхом підбору і установки резистора, підтягує напруга до «масі», тим самим повертаючи опорна напруга на необхідний рівень.
Далі схема роботи датчика проста. Якщо кисню в газах, що омивають датчик, багато, то напруга на ньому впаде нижче опорного 0.45 В, приблизно до 0.1В. Якщо кисню мало, напруга стане вище, близько 0.8-0.9 В. Прелесть цирконієвого датчика в тому, що він «перестрибує» з низького на високу напругу при такому вмісті кисню в відпрацьованих газах, яке відповідає стехиометрической суміші. Це чудове його властивість використовується для підтримки складу суміші на стехиометрическом рівні.
Методика перевірки датчика кисню
Зрозумівши, як працює датчик кисню, легко зрозуміти методику його перевірки.
Припустимо, ЕБУ видає помилку, пов'язану з цим датчиком. Наприклад, Р0131 «Низький рівень сигналу датчика кисню 1». Потрібно розуміти, що датчик відображає стан системи, і якщо суміш дійсно бідна, то він це відіб'є. І заміна його абсолютно безглузда.
Як нам з'ясувати, в чому криється проблема - в датчику або в системі? Дуже просто. Змоделюємо ту чи іншу ситуацію.
- Наприклад, при скарзі на бідну суміш і низькій напрузі на сигнально виведення датчика збільшимо подачу палива, пережавши шланг зворотного зливу. Або, при його відсутності, березневі у впускний колектор бензину зі шприца. Як відреагував датчик? Показав чи збагачену суміш? Якщо так - то немає ніякого сенсу його змінювати, потрібно шукати причину, чому система подає недостатня кількість палива.
- Якщо ж суміш багата, і зонд це відображає, спробуйте створити штучний підсмоктування, знявши який-небудь вакуумний шланг. Напруга на датчику впало? Значить, він абсолютно справний.
- Третій варіант (досить рідкісний, але має місце). Створюємо підсмоктування, перетискаємо «обратку» - а сигнал на датчику не змінюється, так і висить на рівні 0.45 В, або змінюється, але дуже повільно і в невеликих межах. Все, датчик помер. Бо він повинен чуйно реагувати на зміни складу суміші, швидко змінюючи напругу на сигнальному виведення.
Для більш глибокого розуміння додам, що при наявності невеликого досвіду легко встановити ступінь зношеності датчика. Це робиться по крутизні фронтів переходу з багатою суміші на бідну і назад. Хороший, справний датчик реагує швидко, перехід майже що вертикальний (дивитися, само собою, мотортестером). Отруєний або просто зношений датчик реагує повільно, фронти переходів пологі. Такий датчик вимагає заміни.
Розуміючи, що датчик реагує на кисень, можна легко з'ясувати ще один поширений момент. При пропусках займання, коли з циліндра в випускний тракт викидається суміш атмосферного повітря і бензину, лямбда-зонд відреагує на велику кількість кисню, що міститься в цій суміші. Тому при пропусках займання дуже можливе виникнення помилки, що вказує на бідну паливно-повітряну суміш.
Хочеться звернути увагу ще на один важливий момент: можливий підсос атмосферного повітря у випускний тракт перед лямбда-зондом.
Зверніть увагу: еквівалентно
Суміш при цьому може бути (і буде) багатою, а сигнал зонда помилково сприймається системою як наявність бідної суміші. І ЕБУ її збагатить! У підсумку маємо парадоксальну ситуацію: помилка «бідна суміш», а газоаналізатор показує, що вона багата. До речі сказати, газоаналізатор в даному випадку - дуже хороший помічник діагноста.
Як користуватися витягується з його допомогою інформацією, розказано в статті «газоаналізу і діагностика».
Датчик кисню: висновки
- Потрібно зовсім чітко відрізняти несправність ЕСУД від несправності лямбда-зонда.
- Перевірити зонд можна, контролюючи напруга на його сигнальному виведення сканером або підключивши до сигнального висновку мотортестер.
- Штучно змоделювавши обедненную або, навпаки, збагачену суміш і відстеживши реакцію зонда, можна зробити достовірний висновок про його справності.
- За крутизні переходу напруги від стану «багато» до стану «бідно» і навпаки легко зробити висновок про стан лямбда-зонда і його залишковий ресурс.
- Наявність помилки, що вказує на дефект лямбда-зонда, аж ніяк не є приводом для його заміни.