Датчик кислорода ЭСУД двигателя 2111 ВАЗ 2113, 2114, 2115

В электронной системе управления (ЭСУД) двигателя 2111 (1,5 л., 8 клапанов) автомобиля ВАЗ 2113, ВАЗ 2114 и ВАЗ 2115 применяется датчик измерения концентрации кислорода в отработанных газах (Лямбда-зонд, ДК).

Попробуем разобраться для чего он нужен, как работает, какие у него имеются неисправности и как они влияют на работу двигателя автомобиля. А так же нас будет интересовать применяемость датчика кислорода конкретно на двигатель 2111 ВАЗ 2113, 2114, 2115 с разными ЭСУД.

Датчик кислорода (Лямбда-зонд) ЭСУД ВАЗ 2113, ВАЗ 2114 и ВАЗ 2115

1. Для чего нужен датчика кислорода (Лямбда-зонд).

Датчик кислорода измеряет количество кислорода в отработанных газах. По этим показателям контроллер (ЭБУ ЭСУД) определяет какая в данный момент, богатая (мало кислорода) или бедная (много кислорода) топливная смесь поступает в двигатель.

После чего ЭБУ сразу же корректирует количество впрыскиваемого через форсунки, в цилиндры двигателя, топлива. Уменьшая или увеличивая продолжительность впрыска.

2. Как устроен датчик кислорода.

Датчик кислорода (ДК) работает в паре с каталитическим нейтрализатором.

Он состоит из корпуса, чувствительного элемента, способного генерировать напряжение от 500 до 900 мВ. Нагревательного элемента, служащего для быстрого нагрева чувствительного элемента и выхода на рабочую температуру. А так же проводов электрической цепи с соединительной колодкой. См. фото в начале статьи.

В системах управления двигателем (ЭСУД) с контроллерами BOSH и Январь 5 нагревательный элемент датчика кислорода включается при необходимости.

3. Расположение датчика кислорода на автомобиле ВАЗ 2113, ВАЗ 2114 и ВАЗ 2115.

На автомобилях ВАЗ 2113, ВАЗ 2114 и ВАЗ 2115 с двигателем 2111 (1,5 л., 8 клапанов) датчик кислорода устанавливается в нижней части приемной трубы глушителя (штанов).

4. Особенности работы датчика кислорода (ДК).

Для того чтобы определить длительность открытия форсунок и соответственно объем впрыскиваемого топлива контроллер (ЭБУ) каждые 7 мс собирает сигналы со всех датчиков системы управления двигателем ЭСУД. А именно о нагрузке, текущих оборотах двигателя, скорости движения автомобиля и пр.

Эти данные обрабатывает его программа, в которую в качестве постоянной величины вводится значение Лямбда (стехиометрическое соотношение воздуха и бензина в топливной смеси — 14.7/1). При таком составе топливная смесь сгорает наиболее полно и в воздух попадает меньше вредных веществ.

Лямбда-зонд ВАЗ 21083 — Лямбда-зонд ЭСУД ВАЗ 2113, 2114, 2115 инжектор

Чтобы блок управления мог проконтролировать состав топливной смеси в режиме реального времени и скорректировать его в сторону стехиометрического соотношения, ему необходимы данные о составе топливной смеси на данный конкретный момент. Эти данные он получает с датчика концентрации кислорода (Лямбда-зонда).

Специальное покрытие чувствительного элемента датчика кислорода обладает свойством взаимодействовать с кислородом, имеющимся в выхлопных газах двигателя.

Если много кислорода в газах, то происходит реакция его окисления на поверхности датчика. И на контроллер поступает низкое напряжение (50 – 200 мВ). Это сигнал для него, что топливная смесь бедная и срочно необходимо увеличить количество подаваемого через форсунки топлива.

Если мало кислорода, то на поверхности датчика идут реакции восстановления кислорода. И напряжение сразу возрастает до 700 – 900 мВ. Для контроллера это сигнал, что топливная смесь богатая и необходимо ее обеднение. См. «Как работает датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд) ЭСУД?».

5. Режимы работы ДК — «замкнутая петля» и «разомкнутая петля».

Датчик кислорода работает только в прогретом как минимум до 300 градусов состоянии. Для вывода датчика на рабочий режим в нем установлен нагревательный элемент.

Пока двигатель холодный, контроллер подает на датчик кислорода опорный сигнал 450 мВт, взамен получает сигнал 300-600 мВ. В такой ситуации расчет топливоподачи ведется без учета показаний датчика кислорода, так называемый режим «разомкнутой петли». Учитываются показания только датчиков положения коленчатого вала, датчика массового расхода воздуха, датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры охлаждающей жидкости. Взамен показаний датчика кислорода применяются некие усредненные значения, имеющиеся в программе. Топливная смесь в этом случае несколько переобогащена, но это и требуется для не прогретого двигателя.

По мере прогрева датчика его показания выходят за пределы 300 – 600 мВ и контроллер начинает расчет топливоподачи в режиме «замкнутой петли», то есть с учетом показаний датчика кислорода.

6. Основные неисправности датчика кислорода.

Самая распространенная неисправность, это когда поверхность датчика кислорода загрязнена сажей. Такое может произойти в связи с постоянным переобогащением топливной смеси из-за пропусков зажигания. Например, при неисправности системы зажигания или применения некачественного топлива.

В этом случае на контроллер поступает сигнал о том, что топливная смесь бедная, и он увеличивает ее обогащение. Как следствие возрастает расход топлива. Нейтрализатор, дожигающий богатую смесь, перегревается, его соты оплавляются и через некоторое время он выходит из строя.

— Помимо этого выводят из строя датчик кислорода этилированный бензин, масло и тосол попавшие в топливную смесь, а так же пары герметиков, применяемых при ремонте двигателя. См. «Чем можно «отравить» датчика кислорода ЭСУД двигателя?».

— Одним из первых признаков выхода из строя датчика кислорода является появление неустойчивого холостого хода двигателя (хотя эта неисправность может быть связана с другими причинами), а через некоторое время вообще отказ двигателя работать на холостом ходу.

При появлении признаков неисправности датчика кислорода следует провести его проверку. См. «Признаки (симптомы) неисправности датчика концентрации кислорода».

7. Применяемость датчика кислорода на двигателе 2111 автомобилей ВАЗ 2113, ВАЗ 2114, ВАЗ 2115.

В ЭСУД двигателя 2111 автомобилей ВАЗ 2113, 2114, 2115 с контроллерами BOSH M1.5.4 (2111-1411020-70), BOSH M1.5.4N (2111-1411020-60), Январь 5.1 (2111-1411020-61), VS 5.1 (2111-1411020-62) и нейтрализатором отработавших газов – нормы токсичности выхлопа ЕВРО-2, применяется датчик кислорода BOSH 2112-3850010-20.

На ВАЗ 2113, 2114, 2115 с контроллером BOSH MР7.0Н (2111-1411020-50) и нейтрализатором – ЕВРО-3, применяется датчики кислорода BOSH 2112-3850010-20 (управляющий) и BOSH 2112-3850010-30 (диагностический).

Как работает датчик концентрации кислорода (лямбда-зонд) ЭСУД? — Датчик кислорода BOSCH

Примечания и дополнения

— В системах управления инжекторными двигателями автомобилей ВАЗ 2113, 2114, 2115 под нормы токсичности Евро-3 помимо датчика концентрации кислорода применяется еще один, так называемый диагностический датчик кислорода (ДДК). Он устанавливается в выпускном тракте двигателя автомобиля после нейтрализатора. Принцип действия его аналогичен основному (управляющему) датчику кислорода. Его показания необходимы блоку управления для корректировки состава топливной смеси и контроля за полнотой сжигания отработанных газов нейтрализатором.

— Состав топливовоздушной смеси, при котором происходит наиболее полное ее сгорание в двигателе, называется стехиометрическим. Это соотношение 14.7/1 (14.7 частей воздуха и 1 часть топлива). Его устанавливает контроллер, ориентируясь на показания датчика кислорода. Еще одно название стехиометрического состава топливной смеси – Лямбда, поэтому датчик кислорода называется Лямбда-зонд.