Принцип работы
Широкополосный кислородный датчик (также называемый широкодиапазонным) измеряет остаточную концентрацию кислорода в выхлопных газах и, в отличие от традиционных датчиков из диоксида циркония и диоксида титана, определяющих только λ=1, подходит для измерения более широкого диапазона топливо-воздушной смеси. Принцип его работы отличается от традиционных датчиков. Широкополосный датчик оснащен двумя основными камерами, одна из которых служит для измерения, а другая – для перекачивания: в первой значение концентрации кислорода измеряется и преобразуется в электрический сигнал, который сравнивается с контрольным напряжением 450 мВ; такое напряжение соответствует номинальному значению, эквивалентному стехиометрическому соотношению λ=1. Когда измеренное значение отклоняется от контрольного, перекачивающая камера перекачивает ионы кислорода в измеряющую камеру или из нее, тем самым корректируя в ней концентрацию кислорода так, чтобы поддерживалось контрольное напряжение 450 мВ. Значение и направление тока, необходимого перекачивающей камере для поддержания постоянной концентрации соответствует значению, эквивалентному концентрации кислорода в смеси.
Рассматриваемый автомобиль: VW PASSAT VII 1.6 TDI 88 кВт Расположение: На выбранном в качестве примера автомобиле кислородный датчик установлен за двигателем после турбонагнетателя и перед каталитическим нейтрализатором (расположение, обычно называемое «пре-каталитическим» или «передним»).
Сам датчик имеет 5 проводов, а жгут проводов автомобиля – 6.
Примечание: Датчик имеет 5 проводов, хотя разъем датчика имеет 6 контактных площадок. Два контакта соединяются с помощью интегрального резистора внутри разъема. В данном случае это контакты 1 и 2 (примечание: положение проводов внутри разъема может отличаться на различных моделях автомобилей/для различных запчастей, но цвета и назначение проводов остаются теми же)
Проверка питания в цепи нагревателя: Для проверки питания в цепи нагревателя при отключенном зажигании и двигателе подключите разъем датчика к жгуту проводов автомобиля и переведите мультиметр в режим измерения напряжения постоянного тока. При подключении черного щупа мультиметра к «земле» и красного щупа к контакту 5 должно считываться нормальное напряжение аккумулятора
Проверка сопротивления нагревателя: Для проверки сопротивления нагревателя внутри датчика при отключенном зажигании и двигателе отключите разъем датчика и переведите мультиметр в режим измерения сопротивления с порогом 200 Ом. Для выполнения измерения подключите черный щуп к контакту 3 и красный щуп к контакту 5 разъема датчика. Если точное значение неизвестно, в общем случае большинство нагревателей широкополосных датчиков имеет сопротивление прибл. 2,5-4 Ом.
Проверка управляющей цепи нагревателя: Для проверки электроуправления цепи нагревателя при включенном зажигании и двигателе на холостых оборотах подключите плюсовой щуп осциллографа к контакту 3 и заземление к «земле».Как изображено на рисунке, управление цепью нагревателя демонстрирует коэффициент заполнения, соответствующий примерно 2%, с частотой 100 Гц (осциллограмма отображает значение 98,1%, т.к. по умолчанию прибор настроен на расчет положительного значения сигнала)
Отслеживание сигнала датчика: Как было указано, широкополосные датчики могут выполнять измерения в диапазоне от очень бедной до очень богатой топливовоздушной смеси, вследствие чего идеально подходят для дизельных двигателей и бензиновых двигателей с прямым впрыском бедной смеси. Для проверки таких датчиков применяется иная методика. Широкополосные датчики необходимо контролировать с помощью диагностического инструмента. Измерение тока перекачивания с помощью мультиметра в большинстве случаев невозможно в обычной мастерской, так как для этого требуются особые инструменты, измеряющие очень низкие значения тока (обычные мультиметры не способны измерять значения до одногодвух миллиампер). Поэтому необходим специальный диагностический инструмент. Широкополосные датчики в дизельных двигателях как правило не контролируются,так как они всегда работают с широким диапазоном смесей. Однако такая проверка очень распространена и полезна для бензиновых двигателей с прямым впрыском, где значение λ может изменяться от 0,8 до 2,5.
Наблюдение за током перекачивания с помощью сканера: В «последовательных данных» можно отслеживать ток перекачивания в виде положительного или отрицательного значения. Также некоторые сканеры могут отображать «соотношение компонентов к λ» в виде графика. За счет полярности (положительной или отрицательной) можно понять, работает ли двигатель на богатой или бедной смеси. В качестве примера приведен график «соотношение компонентов к λ», где изображена зависимость значения λ от тока перекачивания. Ток перекачивания со знаком МИНУС = богатая смесь. Ток перекачивания со знаком ПЛЮС = бедная смесь. На практике при обогащении во время ускорения (при нажатии педали акселератора) λ (и ток перекачивания) быстро перемещается к отрицательной области графика (богатая смесь), а при избыточных оборотах двигателя (при отпускании педали акселератора) λ (и ток перекачивания) быстро перемещается к положительной области графика (бедная смесь).
Основные причины неверных λ-сигналов: Неверные или аномальные сигналы широкополосного датчика могут иметь различные причины, не связанные с неисправностью кислородного датчика. Сигнал может считаться аномальным из-за «компенсации» датчиком каких-либо посторонних неисправностей. Среди возможных причин:
- Неверное измерение массового расхода воздуха, приводящее к неэффективному интервалу впрыска;
- Неисправности топливного насоса, форсунок и т.д.
- Утечки воздуха (в выхлопной системе/воздухозаборной системе); - Неисправности системы зажигания;
- Плохое состояние двигателя;
- Неисправный клапан EGR.
