Есть ли лямбда зонд на карбюраторном двигателе

Обновлено: 12.03.2025

Всем привет. На днях решил соорудить такое. Цель, чтобы не тыкать пальцем в небо при подборе жиклеров, толи богатит, толи беднит и на 10 раз переставлять жиклеры. Уже хоть приблизительно будет видно в какую сторону нужно купать. Так же можно отловить по какой причине происходят провалы при трогании либо при открытии 2 камеры. Ну, а поскольку, двигатель уже не стандартный и карбюратор стоит не для моего объема, это стает более востребованным вопросом.

Был закзан и куплен Bosch 0 258 006 537 Датчик кислородный, поскольку выхлоп у меня на 51 трубе фирмы стингер, то уже ничего варить не нужно, просто вкрутить заместо заглушки его.

К датчику спаял схемку на 2-х LM3914N со шкалой на 20 светодиодов. Лень сидеть рисовать ее. Если кому нужно, пишите в комментах, нарисую. Собранную схему отрегулировал на 1В. т.е. 20 светодиод загорается при подаче напряжения на вход 1В. Цена деления получилась 50 мВ (0,05 В).

Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном.

Показания лямбды, можно разделить на 3 уровня. Низкий уровень, т. е. обедненную смесь 0…0,2 В. Высокий 0,8…0,9 — богатая смесь.

Конечно, показания лямбды очень и очень приблизительны. Но по крайней мере, можно хоть увидеть в какую сторону играть с жиклерами. А покупать ШДК, жаба душит.

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!

Настроить двигатель — наука. Специалистов, способных на ощупь и на слух заставить играть мотор без фальши, поискать. Однако научить агрегат брать верные ноты можно, если немного поупражняться с карбюратором под контролем газоанализатора либо индикатора качества смеси ИКС-1. Газоанализатор для частного гаража — штука дорогая и сложная, ИКС — прост и дешев, но неточен. Замены ему не было, пока не обратились к деталям современных впрысковых машин. Так появился новый компактный прибор для настройки и регулировки.

Речь идет о лямбда-зонде. Он показывает, насколько полно сгорает топливо, определяя содержание кислорода (косвенно СО и СН) в выхлопе. А раз так — датчик кислорода (второе название лямбда-зонда) можно использовать в качестве инструмента для регулировки состава смеси любого бензинового мотора. Достаточно изготовить корпус для датчика, поместить прибор в глушитель, снять показания и подать их в удобной форме.

Такой прибор показан на фото 1. Устроен он просто: в цилиндрическом корпусе смонтированы лямбда-зонд «Бош», микропроцессор и светодиоды. Для анализа качества топливной смеси прибор просто вставляют в выхлопную трубу и крепят резиновым уплотнителем (фото 2). Последний нужен еще и для того, чтобы не было подсоса воздуха. Прибор настолько компактен и неприхотлив, что годится для самостоятельной работы в гараже.

Узнать, насколько эффективен индикатор, мы решили с помощью стационарного цифрового газоанализатора «Автотест МП» — прибора серьезного и точного, того самого, который используют на ПИКах (фото 3). Естественно, прошедшего метрологическую поверку. А для сравнения в компанию пригласили хорошо известный гаражным мастерам индикатор качества смеси ИКС-1 (фото 4).

Три человека на одной и той же машине, независимо друг от друга, проводили измерения. У первого с газоанализатором показания однозначны — это цифры. Второй с датчиком кислорода ориентируется по миганию светодиодов, третий с ИКС-1 и вовсе во многом опирается на интуицию, разглядывая цвет пламени и гадая, укладывается ли данный оттенок в ГОСТ. В результате по перемигиванию желтого и красного светодиодов лямбда-датчика получилась «норма», оранжевое пламя в глазке ИКС-1 ввело мастера в заблуждение — он оценил смесь как «обогащенную». Эталонный прибор зафиксировал 2,85% СО. Многовато, но в норму (ГОСТ 17.2.2.03–87) укладывается.

Теперь попробуем определить точность работы приборов, опираясь на показания стационарного газоанализатора. Для этого будем оценивать качество смеси, меняя положение регулировочных винтов карбюратора. Измерения проводятся на минимальных оборотах холостого хода и на повышенных. Выяснили: настроить карбюратор до приемлемого режима можно любым из трех приборов, были бы сноровка да опыт. Учтем: показания их субъективны и зависят от мнения мастеров.

Так каким же прибором можно настроить быстрее? Винт качества каждый раз заворачиваем на одинаковое количество оборотов, а потом постепенно выводим в норму, отталкиваясь от показаний приборов. Медленнее всех оказался газоанализатор МП. Это неудивительно: прибор очень инерционен, а если проскочил норму — начинай сначала. Однако точность настройки здесь наивысшая. Вопрос в том, нужна ли она. Небольшая погрешность вряд ли повлияет на работу двигателя и на выхлоп.

Быстрее всех с настройкой справился мастер, орудующий ИКС-1, — цвет пламени при изменении состава смеси меняется практически мгновенно. Однако СО оказалось занижено — фактор субъективности оценки цвета внес свою лепту.

Лямбда-датчик занял среднее место как по времени настройки, так и по точности. Реакция прибора на изменение состава смеси практически мгновенная. Однако сам переход «от красного к зеленому» на светодиодах поймать не просто — они все время перемигиваются и вращать винт приходится медленно.

Подведем итоги. Определить СО и СН обоим индикаторам не под силу. А вот подобрать оптимальный состав смеси можно. Если двигатель «здоров», то этого достаточно для того, чтобы «втиснуться» в нормы выхлопа. Светодиодный индикатор работает быстро и весьма точно и не требует, чтобы у мастера был «соколиный» глаз и особое чутье.

Лямбда-индикатор. Способ измерения: анализ реакции недоокисленных соединений СО и СН с кислородом. Малогабаритный. Электропитание — 12 В от бортовой сети автомобиля. Отображает информацию светодиодами трех цветов. Условно совместим с выхлопными трубами различных автомобилей. Требует плотной посадки в трубу. Боится этилированного бензина.

Газоанализатор «Автотест МП». Способ применения: определяет содержание СО, СН в выхлопных газах по инфракрасному излучению, измеряет частоту вращения коленвала. Предназначен для точных измерений, используется на ПИКах. Питание от сети 220 В. Шкала цифровая. Годен для любых двигателей и выхлопных труб.

Индикатор ИКС-1. Обеспечивает непосредственное наблюдение за горением смеси в цилиндре и определяет ее состав по цвету пламени. Вворачивается вместо свечи. Компактен. Дешев. Электропитания не требуется. Для работы необходим навык.

Практически на всех современных автомобилях устанавливается специальное устройство лямбда зонд. Оно определяет уровень кислорода в активной зоне двигателя. В статье будут рассмотрены вопросы того, какие функции выполняется это устройство, по каким причинам оно может выйти из строя и как выполнить его замену пошагово.

Лямбда зонд (датчик кислорода в автомобиле): что это

Датчик кислорода в автомобиле ставится на любые ТС. Это автомобили, грузовики, автобусы, спецтехника. Большинство лямбда зондов рассчитаны на 60-80 тысяч километров пробега. При выходе из строя устройство необходимо отремонтировать или заменить. При отсутствии исправного устройства большинство современных автомобилей переходят в аварийный режим работы.

Зачем нужен лямбда-зонд

Сценарии сгорания топлива в зависимости от того, достигается ли там оптимальное соотношение топлива/кислорода:

λ меньше 1. В активной зоне наблюдается недостаток кислорода. Часть топлива не сгорает (недостает кислорода), что приводит к увеличение расходов топлива.
λ равен 1. Это оптимальный сценарий. Топливо полностью сгорает в активной зоне, а мотор работает стабильно, без рывков.
λ больше 1. В активной зоне топливо сгорает быстро, поскольку наблюдается его недостаток (тогда как кислорода наоборот много). Двигатель начинает работать рывками, что ухудшит функционирование машины.

Лямбда зонд не регулирует количество кислорода и топлива в активной зоне. Он оценивает концентрацию кислорода в выхлопных газах и подает эту информацию на ЭБУ двигателя. Если кислорода много или мало, электронный блок уменьшает или увеличивает подачу топлива, что приводит к приведению соотношения топливо/кислород к нормативному показателю λ.

Механика работы лямбда-зонда:

Обратите внимание! В качестве второго лямбда зонда используется тот же самый прибор. Он имеет аналогичное строение, работает по тем же самым принципам, точно так же подключается к автомобилю и так далее. Отличается он функциями и расположением.

Виды лямбда-зондов

Циркониевый. Корпус выполнен на металлической основе (обычно это сталь). Содержит керамический блок, на который напыляется соединение на основе диоксида циркония. Сверху устанавливаются тонкие платиновые пластины, способные генерировать электрический ток (они выполняют функцию электродов). Устройство работает при температуре 300-350 градусов. Подогрев газов не предусмотрен в связи с легкоплавкостью циркония и отдельных элементов лямбда зонда.
Титановый. По конструкции похож на предыдущую модель, однако напыление выполнено на основе титана. Этот металл относится к категории тугоплавких, поэтому на титановый лямбда зонд дополнительно устанавливается нагревательный элемент. Нагреватель увеличивает температуру газа в активной зоне. Это позволяет получать более точные значения для газовой смеси, увеличивает срок годности зонда.
Широкополосной. Циркониевые и титановые лямбда зонды, которые мы рассматривали выше, обычно выполняются в виде узкополосных устройств. Но также существуют широкополосные устройства (на основе циркония и титана). Они содержат две дополнительных ячейки, которые играют ряд вспомогательных, но чрезвычайно важных функций. Они серьезно улучшают качество замеров, увеличивают срок годности устройства и так далее.

При наличии выбора отдать предпочтение следует широкополосным устройствам на титановой основе. Они стоят дорого, однако обеспечивают наиболее высокое качество замеров и обладают большим сроком годности.

Как работает датчик кислорода автомобиля

Чтобы разобраться с режимом работы лямбда зонда, нужно знать его конструкцию. Основные элементы:

Корпус. Имеет полую цилиндрическую форму, внутри которой содержатся функциональные элементы лямбда зонда. Обычно выполняется на основе стали.
Уплотнитель с резьбой. Крепится на одном из краев лямбда зонда. Резьба используется для крепления запчасти на трубе, которая содержит соответствующие выемки.
Керамический наконечник с защитным экраном. Располагается рядом с уплотнителем. Имеет керамическую основу, которая содержит чувствительные элементы на основе оксида циркония/титана и тонкого слоя платины. Нужна для сбора отработанных газов. Может генерировать электрический ток (выступает в качестве электрода).
Наружный экран. Крепится на середину корпуса, содержит напыление на основе диоксида циркония или титана. Может генерировать электрический ток (выступает в качестве электрода).
Выводящие провода. Крепятся на другую сторону корпуса. Передают электрический сигнал при его наличии на ЭБУ двигателя. Общее количество проводов может составлять от 2 до 4.
Нагревательный элемент. Крепится к корпусу лямбда-зонда, способен нагревать корпус. Это улучшает качество анализа газа и продлевает срок годности лямбда зонда.
Датчик также содержит другие вспомогательные элементы. Это электрические провода для передачи импульса внутри зонда, токосъемник, манжета и другие.

Неисправен лямбда зонд: причины и ремонт

Лямбда зонд выходит из строя по различным причинам. Это высокие нагрузки на выхлопную систему машины, повреждение электрической проводки, использование низкокачественного бензина и другие. Ниже рассмотрим основные сценарии возникновения неисправностей, а также узнаем, как эти проблемы с лямбда зондом разрешаются.

Образование нагара

Устанавливается поломка по следующим признакам:

Демонтируйте устройство, аккуратно снимите защитный колпачок.
Налейте в емкость 80-100 мл ортофосфорной кислоты.
Поместите в емкость колпачок, чтобы его край остался снаружи (например, привяжите к чему-либо).
Спустя 20-30 минут достаньте датчик, промойте водой и высушите его.
Установите обратно наконечник, нанесите защитную пасту и приварите конструкцию (например, методом аргонной сварки).

Перегрев устройства

Устанавливается перегрев по таким признакам:

Проблема возникает только при высоких нагрузках (езда на высокой скорости, подъем в гору).
Серьезно растут расходы топлива.
Ухудшается работа системы разгона и торможения.

Повреждение электропроводки

Еще одной популярной причиной выхода из строя лямбда зонда является повреждение проводки. Каждое устройство оборудовано электрическими проводами (от 2 до 4), которые передают сигнал на блок управления мотором. В случае повреждения проводки сигнал становится нестабильным, что приводит к разбалансировке работы мотора. Повреждение проводов часто имеет механическую природу (например, водитель попал в ДТП).

Повреждение электрической проводки устанавливается по таким признакам:

В случае повреждения проводов рекомендуется поставить новый лямбда зонд. Можно выполнить замену поврежденного участка цепи, если у Вас завалялись провода от старого зонда. Для ремонта старый кислородный датчик демонтируется из системы, потом срезается старый поврежденный элемент (с соединительной вилкой или без). На ее место устанавливается неповрежденная электропроводка от старого лямбда зонда.

Выход из строя нагревателя

Нагревательный элемент крепится внутри лямбда зонда прочно, поэтому разобрать запчасть и достать поврежденный нагреватель сложно. Если у Вас возникла такая проблема, купите новый зонд и поставите его взамен старого. Если не планируете ездить при высоких нагрузках, то замену можно не производить. То есть на поврежденном лямбда зонде можно ездить до полного выхода из строя.

Срок службы лямбда-зонда

Срок службы устройства зависит от многих параметров. Это качество комплектующих запчастей, чистота используемого топлива, характер управления машиной водителя, уровень нагрузок. Большинство циркониевых устройств рассчитано на 60-80 тысяч километров пробега. Узкополосные титановые и широкополосные титановые работают до 100 и 120 тысяч километров. Срок службы можно узнать в инструкции к прибору, а также уточнить у продавца при покупке.

В случае обычного некоммерческого использования машины (то есть не для перевозки грузов и для доставки пассажиров) устройство работает 1-3 года. Поэтому рекомендуется держать под рукой парочку запасных устройств, чтобы при необходимости можно было всегда оперативно выполнить замену испортившего прибора. Также придерживайтесь советов и рекомендаций, которые позволят продлить срок службы датчика:

Замена лямбда-зонда

В замене нет ничего сложного. Перед проведением работ поставьте машину на подъемник, а также купить новое устройство. Примерный алгоритм замены детали рассмотрен ниже.

С помощью гаечного ключа отсоедините отрицательно заряженную клемму на аккумуляторе автомобиля. Гайки на электрических элементах не затягиваются сильно, поэтому с их отсоединением проблем быть не должно. Как ослабите гайку, отведите клемму в сторону, чтобы полностью обесточить электрические элементы автомобиля.

Найдите на выхлопной системе лямбда-элемент и аккуратно отсоедините электроразъем. В разъеме старый датчик кислорода сидит плотно, но не туго, поэтому Вы легко сможете отсоединить устройство с помощью нескольких движений руками. Разъем следует развести в сторону, чтобы они располагались друг от друга на расстоянии минимум 20-30 сантиметров.

На завершающем этапе установите обратно металлическую пластину, подключите минусовую клемму к аккумулятору. Сбросьте настройки или обновить память на электронном блоке, который управляет работой двигателя. Обнулить настройки можно на управляющей панели или с помощью программы на смартфоне, если Ваш ЭБУ поддерживает такую функцию. Чтобы активировать датчик, снимите машину с эстакады и проедьте на ней несколько десятков километров. После этого устройство начнет функционировать в обычном режиме.

Работы рекомендуется проводить в плотных чистых перчатках. Многие элементы выхлопной системы будут горячими (перчатки помогут не обжечься). Также перчатки помогут защититься от разрядов электрического тока на этапе демонтажа клеммы.

Какой фирмы лучше лямбда зонд и как его выбрать

В продаже можно встретить сотни различных лямбда зондов. Общее количество производителей в России насчитывает 20-30 компаний. Самыми лучшими фирмами-производителями являются следующие организации:

Обманка лямбда-зонда

Датчики кислорода являются чувствительными приборами, которые обычно рассчитаны на 60-80 тысяч километров пробега. В случае выхода датчика из строя на управляющей панели может появиться сигнал Engine Check. Сам автомобиль может быть переведен в аварийный режим работы. Чтобы восстановить работу авто, следует поставить либо оригинальный зонд, либо прибор-обманку. Она подает на электронную систему ложный сигнал, что позволяет избежать перевода авто в аварийный режим. Существует две категории обманок:

Выводы и итоги:

15 лет я ремонтирую разного рода автомобилей, включая такие марки как Ваз, Уаз, Chevrolet, Mazda, Kia и многие другие. Все что связано с коробкой, двигателем или ходовой. Вы можете написать мне свой вопрос ниже в комментариях и я постараюсь развернуто на него ответить.

Читайте также: