Нужен ли лямбда зонд на карбюраторе
©А. Пахомов 2007 (aka IS_18, Ижевск)
На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на нашем форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.
Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.
Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, я поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.
Итак, датчик кислорода. Когда-то очень давно он представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся выхлопными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них – подогреватель, один – масса, еще один – сигнал.
Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный. Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:
а) сканером
б) мотортестером, подключив щупы и запустив самописец.
Второй вариант, вообще говоря, предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения – это как раз характеристика исправности датчика.
Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно. Как именно это происходит, в подробностях описано здесь.
На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтоб быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.
Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.
Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливо-воздушную смесь.
1. Нужно совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда.
2. Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу мотортестер.
3. Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.
5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.
С ним точнее, чем без него
Точность — понятие относительное
Лямбда-зонд — это фактически два электрода, разделенные твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония. Редко — из диоксида титана.
Внешний электрод (скрыт под защитным колпачком с прорезями) находится в потоке выхлопных газов.
Внутренний электрод расположен в воздухе под атмосферным давлением. Воздух попадает внутрь либо через место, где в датчик входит проводка, .
. либо через специальные отверстия, прикрытые неким пористым материалом.
Внутри у него две ячейки — измерительная и насосная. Еще с простых датчиков стехиометрической смеси соответствует напряжение в 0,45 В. Если оно изменяется, насосная ячейка подает в измерительную или откачивает оттуда некое количество воздуха. И по изменению тока, требуемого для этого, блок управления видит состав смеси и корректирует подачу топлива.
Диапазон измерений лежит в пределах до 5 В. Естественно, используется нагревательный элемент. А связь с ЭБУ состоит из пяти или шести проводов. С конца 90-х (эконормы Евро-3) широкополосный датчик стал неотъемлемым атрибутом автомобилей классом выше среднего. А с начала — середины 2000-х, ближе к появлению Евро-4 или уже с этими экотребованиями, датчики состава смеси вытеснили обычные лямбда-зонды. Тогда же или чуть раньше за катализатором, придвинутым вплотную к выпускному коллектору, появился второй датчик.
Ресурс велик, но есть нюансы
Симптомы потери работоспособности датчика могут быть разными. Объединяет едва ли не все системы то, что, скорее всего, загорится check engine. Но и это не обязательное условие. Растет расход топлива, однако не всегда настолько, что владелец это обязательно заметит. От переливов топлива из выхлопной трубы может попахивать бензином. Кроме того, двигатель способен перебоить на холостом ходу и иметь провалы тяги на разгоне. Да попросту глохнуть.
— Теоретически любые примеси в бензине могут вывести лямбда-зонд из строя. Тем более моторное масло, которое, если расход на угар велик, в сгоревшем виде попадает на его внешний электрод. Точных значений последнего не скажу. Отмечу лишь, что сейчас все-таки повальных отказов не наблюдаем.
Без работоспособного датчика перед катализатором блок управления будет неправильно готовить топливовоздушную смесь, переливать или обеднять. В первом случае излишки топлива будут догорать в катализаторе. При бедной смеси в камерах сгорания не будет вспышки и несгоревший бензин опять же отправится в нейтрализатор. Излишне говорить, что с ним в итоге произойдет.
Нагревательный элемент датчика выходит из строя не только от старости, хотя это самая распространенная причина. Может и от механического воздействия. Коллега ремонтировал подвеску собственного автомобиля, молотком попал по выпускному тракту рядом с датчиком и, очевидно, стряхнул его. Оценивать смесь он не прекратил, однако нагрев потерял. При отрицательных температурах из-за отсутствия подогрева увеличившийся расход топлива реально почувствовать. Не только при низкотемпературных пусках, но, например, в городских пробках, когда выпускной коллектор может охлаждаться ниже 300℃.
Посетила меня мысль как то…
Что происходит с моей машиной во время движения, как горит смесь? Технари это все уже давно придумали, но решил поставить датчик кислорода на машину и индикатор.
Перечень деталей для доработки:
Лямбда зонд Bosch 2112-3850010-20 (выходное напряжение 0-1 Вольт) — 25$
Прибор для вывода показаний — 22$
Гайку для ступицы на класику (нужна для лямбды)
Новые штаны — 8$
Провода, реле, предохранитель, разьем для лямбды — 6$
Итого: около 70
Так как всем извесно, что штаны для инжектора отличаются. Значит взял гайку и штаны и пошел к сварщику. долго мучались но приварили! Проблема была в угле наклона датчика, в пирарся в поперечный стабилизатор, терся об кузов… но 20 мин гемара и все ок!
следующий шаг был установка прибора в салон. Прикрутил его. вывел провода. Прибор имел 4 провода.
1 провод — масса
2 провод — постоянный плюс для данных с лямбды
3 провод на зажигание
4 провод берет показания лямбды.
Разобрался с проводами лямбды. это два белых провода (обогрев и подключать обезательно, а то глючит без него) и еще два проводаЖ серый постоянный минус который был закручен на массу. ну и черный (стгнальный) он и был подключен через разьем к прибору.
Посмотрел по капотом и понял, что нужно переделать подавание питания. Снял с катушки питалово вместе с питанием на гбо и прокинул его через реле. Плюс брал напрямую с аккумулятора.
Хочу заметить! провода + и — что отвечают за лямбду и ее показания нужно брать напрямую, да бы исключить потерю. а именно масса прямо с кузова, а плюс с клемы аккумулятора.
на ходу понадевал гофрочки на некоторые провода.
Включил зажигание, завелся. и что я увидел?
оказывается ГБО работало не так как нужно!
чучка пошаманил над ним и УЛЯ! машина стала как зверь!
Теперь стоит задача сбалансировать проставку для Солекса для газа (смеситель газовый), жиклерами или уровнем в поплавковой камере (пока еще не решил). Проставка сильно влияет на смесеобразование. она увеличивает разряжение в колодцах, тем самым вытягивает больше бенза (переобогащает смесь). но так как ээто не сильно кретично сейчас (стоит смеситель на две камеры). и езжу восновном на газу.
Всем привет! В наше время сильно распространен чип-тюнинг впрысковых моторов. Параметров, которые могут быть "подправлены"- много, но, по-существу, основных два: угол опережения зажигания при различных нагрузках, оборотах и температурах и состав смеси. В случае с карбюраторными моторами доработка производится ровно по тем же параметрам, но если в случае с впрыском это осуществляется программно, то в карбюраторном варианте-за счет подбора сечений соответствующих дозирующих элементов. В России это мало развито, однако я занимаюсь этим постоянно и готов рассказать, как это делается, на примере доработки карбюратора Holley 6280 автомобиля Крайслер.
Итак, наш "пациент"- Холли 6280 с feedback solenoid. Немного о том, как он устроен и для чего пришлось в него "залезать":
Как известно, на развитие топливных систем 70-80х годов основополагающее влияние оказали топливные кризисы и резкое ужесточение норм токсичности. В этих условиях потребовались такие технические решения, которые, во-первых, помогут снизить расход топлива, а во-вторых- уменьшат токсичность выхлопа по СО, СН и NO. Типичным явлением того времени стали карбюраторы с "обратной связью", где состав смеси корректировался с помощью лямбда-зонда. Примеров таких систем множество: от Солексов экспортных 2108 до Рочестеров полицеских Крайслеров и Доджей. В чем же суть работы такого карбюратора?(см.на фотографии). Параллельно главной дозируещей системе-она заведомо сделана "бедной", — устанавливается электромагнитный клапан, который меняет свою скважность от подачи напряжения с ЭБУ, которое, в свою очередь, связано с "кислородником" и датчиками температуры. Таким образом, в широком диапазоне поддерживается стехиометрический(14,5:1) состав смеси, который на полном дросселе обогащается за счет "стандартного" экономайзера, а на холостом ходу- регулируется винтами "качества". Такие карбюраторы имеют небольшие сечения диффузоров и смесительных камер, скорость потока там высока и ГДС очень отзывчива на увеличение расхода воздуха, поэтому ускорительные насосы там малой производительности(экономия топлива!) Что это вкупе дает по мнению разработчиков? Во-первых, уменьшается расход топлива за счет более строгого дозирования состава топливной эмульсии; во-вторых, продлевается "жизнь" нейтрализатора. Обычно такие системы питания работают в паре с электронным зажиганием, которое "подстраивает" угол максимально ранним по датчику детонации за счет анализа нагрузки по ДАД, температуры и оборотов. Собственно говоря, подобные карбюраторы и ЭСУД нельзя назвать удачными, поскольку они потеряли простоту "обычного" карбюратора, при этом по надежности и точности уступают классическому "инжехтуру", часто имея малые сечения, дросселируют мотор на "верхах", снижая мощности, однако на тот исторический момент работоспособный впрыск был очень дорог для массового авто, поэтому альтернативы таким системам еще не было(гл.конструктор "мопаровских" моторов, в том числе легендарных LA и Magnum, В.Виртман рассказывал, что в 1980е стоимость дроссельного моновпрыскового узла была в три раза больше лямбда-карба).
Главной причиной ненадежности является то, что "фидбековые" карбюраторы имеют развитую электронную периферию, которая с годами не "молодеет" и которую практически нереально починить в случае поломки: отгнила, к примеру, "нога" у залитого компаундом транзистора и вся "умная" система сходит с ума. Именно поэтому толстомордые "бурбуляторщики", которые с умным видом ковыряют карбы от Жигулей и считают себя мастерами некоего умирающего Искусства, говорят: "Японские и американские автомобили не обслуживаем!" Я же по-опыту скажу, что все это нормально чинится, стоит только отказаться от лябда-коррекции и пережиклерить карб.
Итак, что мы имеем:
Первый заезд. Холостой ход устанавливаем на обогащенную смесь- 13:1(это где-то около 3% СО). Проверяем машину на ходу на частичных нагрузках: на переходной системе идем уже от 14, а дальше на главной происходит сильнейший "завал" в обеднение: 15,5-16. Ок, газ в палас на кикдауне!Смесь обедняется до совсем уж непотребных 16 и выше, потом кратковременно обогащется до Лямбда=1 и начинает стремительно обедняться- машину как будто "стреноживают", мотор ревет на "второй" и 110 км.ч, а тяги нет. Зато появилась опасная высокооборотная детонация. Возвращаемся на базу. Итак, какие выводы?
1. Система хх и переходная хорошие-работают как надо. С ними мы ничего делать не будем.
2. Главная дозирующая система чрезмерно обеднена-начнем работу с топливными жиклерами.
3. Ускорительный насос имеет недостаточную резкость впрыска- об этом ниже.
4. Производительность экономайзера мала-он не обеспечивает обогащение смеси на полном дросселе, которую, тем более, на верхах "давят" чрезмерно развитые воздушные жиклеры.
Первым делом выворачиваем ГТЖ и меряем их:
Стандартный вариант 1,2 мм, т.е.около 275-280. В итоге разверткой делаем 435(почему именно так-секрет)))
В случае с ускорительным насосом дело немного сложнее. Напомню, что он нужен для недопущения переобеднения при резком окрытии дросселя, когда скорость потока падает, вызывая уменьшение разряжения у распылителей ГДС. Подача насоса имеет свою фазу, т.е. объем и продолжительность впрыска. В случае с Холли впрыск у него достаточно продолжительный, но вот его резкость-мала, отсюда обеднение. Если мембранному насосу характеристику можно задать профилем кулачка и решить проблему, то у нас поршневой, поэтому на свой риск увеличиваю диаметр сопел насоса вдвое.
Что касается экономайзера, то на этом карбюраторе он пневматический и очень простой:
Игла, на которую давит шток, своей конической частью перекрывает отвестие подачи топлива. Вот и все, производительность можно менять в малых пределах за счет подбора седел и игл разных диаметров. В итоге, ни одно седло и игла из комплектов не удовлетворили-все равно очень обогащение "слабое", — поэтому самую тонкую иглу я утончил надфилем. Что же в результате?
В пол! Смесь мгновенно скачет на 11,5 и уверенно держится на 12,5-12,8 на всем диапазоне полного дросселя. Обеднение ушло, машина стала "шлифовать" и "переть":
Проверяем частичные нагрузки:
То, что надо: смесь, близкая к стехиометрической- хорошая динамика при приемлемом расходе. При повышении скорости за 80 км.ч. начинает обогащаться до 0,9:
Можно было бы "удержать" 14,5 на всем "доэкономайзерном" диапазоне, увеличив воздушные жиклеры, которые бы "передавливали" бы топливо на верхах, выравнивая характеристику, но решили все-таки остановиться на первоначальном варианте.
В итоге наш "чип-тюнинг" завершился удачей-двигатель Крайслера работает по оптимальному составу смеси: наиболее "горячему" на полных нагрузках, "нормальному" а=1 на частичных, без провалов в любых дорожных ситуациях. Машина стала значительно динамичнее и, главное, удалось выкинуть всю электронную обвязку. Отдельно отмечу расход- он не увеличился! Кстати, почему? Есть у кого соображения? Ответы жду в комментариях. И если нужно что либо по моторам и карбюраторам-обращайтесь!
Всем привет. Недавно узнал, что на моей бочке стоит лямбда зонд. Карб keihin 2 1.8 ru.
Подскажите, какую функцию он выполняет на карбе? И стоит ли его оставлять или вырезать с катализатором как и многие бочководы?
Комментарии 35
Была такая штука, ориентируется по температуре двигателя, датчику остатка кислорода и оборотам. Работает проще простого, осмотрит обогащение смеси и открывает или не открывает клапана подачи воздуха во впускной коллектор в обход карбюратора тем самым обедняя смесь. На ХХ не вмешивается, до прогрева двигателя до 70 градусов тоже не вмешивается.
По сути если она работает то это заметно мешает авто нормально ехать. Еще она пищит в случае если что-то неисправно. Я так понимаю устанавливали как правильно замечено ранее для уменьшения налогов чтоб попасть в класс евро1.
на расход влияет в какую нибудь сторону?
Меньше расходует авто чуть но и не тянет. На практике получается что непонятно как будет тянуть авто что прилично мешает ездить.
тянет вроде не плохо. Думаю это устройство уже не работает. Нужно будет снять всё это дело, и заодно вырезать катализатор для лучшего выдыхания двигателя
Зажигание когда включаешь клапана этого устройства щелкают, оно само включается в параллель с катушкой зажигания т.е. когда зажигание включается. Посмотри, ее питание висит отдельным проводом на катушке зажигания, если висит конечно, иначе оно не включено. Частоту оборотов тоже берет с катушки. Датчик температуры еще находится в разрезе шланга от радиатора на бачок расширительный, к нему естественно тоже провод идет. Два клапана на кронштейне на брызговике, зачем два непонятно работают все равно вместе, к ним тоже провода. К клапанам воздух из корпуса воздушного фильтра, от клапанов в специальный фланец под подушкой карбюратора с двумя штуцерами к которым от клапанов воздух идет тот что в обход карбюра.
Я всю систему снял почти сразу потому-что чувствуется что с ней то едет то не едет авто. Катализатора керамического у меня нет, возможно его и не было а была просто банка с местом под лямбду. Думаю если он есть то лучше его не ломать если он в идеале, более шумно будет работать выхлоп.
Читайте также: