Зачем нужен диагностический датчик кислорода?

В электронных системах управления двигателем (ЭСУД), позволяющих выполнить нормы токсичности выхлопа укладывающиеся в ЕВРО-3 и выше, используется диагностический датчик кислорода (Лямбда-зонд).

Помимо основного — управляющего датчика кислорода. Диагностический датчик кислорода устанавливается после нейтрализатора отработанных газов. Он выполняет сразу несколько функций. Зная их можно без особого труда разобраться для чего нужен диагностический датчик кислорода.

Основные функции дополнительного датчика кислорода.

1. Контроль работы каталитического нейтрализатора отработанных газов.

Каталитический нейтрализатор необходим для снижения содержания углеводородов, окиси углерода и оксилов азота в отработанных газах. Внутри него происходит окисление этих элементов, которые на выходе превращаются в водяной пар и углекислый газ. Что сразу же ощутимо снижает токсичность выхлопа. И экология в округе не страдает.

ЭБУ ЭСУД (контроллер) постоянно следит за этим процессом окисления. То есть, в режиме реального времени, контролирует работу катализатора (каталитического нейтрализатора). Свой контроль он осуществляет через диагностический датчик кислорода. Постоянно снимая с него показания напряжения.

Как происходит контроль работы катализатора?

ЭБУ ЭСУД принимает сигнал от управляющего датчика кислорода (Лямбда-зонда) о присутствии кислорода в отработанных газах на входе в катализатор. И одновременно с ним он принимает сигнал с дополнительного датчика кислорода о наличии кислорода в отработанных газах после катализатора. Если сигналы датчиков различаются. значит каталитический нейтрализатор работает нормально. Если нет, то он неисправен.

Выходной сигнал от дополнительного датчика кислорода, при исправном катализаторе, находится в пределах 590-750 мВ.

2. Выявление неисправности каталитического нейтрализатора.

Диагностический датчик кислорода позволяет своевременно определить неисправность катализатора.

В случае его неисправности (катализатор забит или поврежден) уровень кислорода до и после катализатора практически не будут отличаться. То есть блок управления (ЭБУ ЭСУД) будет получать близкое по значению напряжение с управляющего датчика кислорода и с диагностического датчика кислорода.

После чего в память ЭБУ заносится ошибка Р0420 («Эффективность катализатора ниже требуемого уровня»). А так же, в комбинации приборов, загорается контрольная лампа Check Engine («Проверь двигатель»).

3. Коррекция состава топливной смеси.

По показания дополнительно датчика кислорода, в некоторых модификациях ЭСУД, может корректироваться состав топливной смеси. Например, уменьшатся подача топлива через форсунки (снижается продолжительность впрыска) что бы снизить токсичность выхлопа.

Признаки неисправности диагностического датчика кислорода.

Со временем диагностический датчик кислорода выходит из строя. При этом возможно некоторое увеличение топливного аппетита двигателя. А так же снижение его мощности и приемистости. Одновременно с этим повышается токсичность выхлопа. И в итоге ЭБУ зажигает в комбинации приборов лампу Check Engine с занесением кода ошибки в свою память.

Неисправный диагностический датчик кислорода необходимо заменить на новый. При этом следует учитывать, что хоть он и имеет одинаковую конструкцию с управляющим датчиком и один и тот же принцип действия, они не взаимозаменяемы. Следует приобретать диагностический датчик конкретно под имеющуюся на данном двигателе систему управления (ЭСУД).

Например, на автомобиле 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).

Примечания и дополнения

Как работает датчик кислорода (Лямбда-зонд)?

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

Много кислорода в газах – происходит реакция его окисления на поверхности датчика, на контроллер поступает низкое напряжение (50 – 200 мВ). Это означает топливная смесь бедная, необходимо увеличить дозу впрыска. Мало кислорода – на поверхности датчика идут реакции восстановления кислорода, напряжение возрастает до 700 – 900 мВ. Для контроллера это сигнал, что топливная смесь богатая, необходимо ее обеднение.

Что такое режим «разомкнутой петли»?

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.