Меню

Напряжение кислородного датчика тойота

Напряжение кислородного датчика тойота

©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.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0 . 45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0 . 45 В, примерно до 0 . 1 В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0 . 8 – 0 . 9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Поняв, как работает датчик, легко осознать методику его проверки. Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р 0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1 ». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна!

Как же нам выяснить, в чем кроется проблема – в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.

1 . Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да – то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.

2 . Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.

3 . Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» – а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0 . 45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 10 квт ресанта как подключить

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.

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом. Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси. Обратите внимание: эквивалентно! Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае – очень хороший помощник диагноста. Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, описано в этой статье.

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.

4 . По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.

5 . Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

Источник



Напряжение кислородного датчика тойота

Широкополосные датчики топливовоздушной смеси TOYOTA

02t_01.jpg

02t_1.jpg

Обратим наше внимание на выходное напряжение датчика B1S1 на экране сканера. Напряжение колеблется в районе 3.2-3.4 вольт.

02t_2.jpg

Датчик способен измерять действительное соотношение топливовоздушной смеси в широком диапазоне (от бедной, до богатой). Выходное напряжение датчика не показывает богатая/бедная, как это делает обычный датчик кислорода. Широкополосный датчик информирует блок управления о точном соотношении топливо/воздух, основываясь на содержании кислорода в выхлопных газах.

Испытание датчика должно проводиться совместно со сканером. Тем не менее, существует ещё пара способов диагностики. Исходящий сигнал это не изменение напряжения, а двунаправленное изменение тока (до 0.020 ампер.). Блок управления преобразует аналоговое изменение тока в напряжение.

Это изменение напряжения и будет отображаться на экране сканера.

02t_3.jpg

На сканере напряжение датчика 3.29 вольта с соотношением смеси AF FT B1 S1 0.99 (1% богатая), что почти идеально. Блок управляет составом смеси близко к стехиометрической. Падение напряжения датчика на экране сканера (от 3.30 до 2.80) говорит об обогащении смеси (дефицит кислорода). Увеличение напряжения (от 3.30 до 3.80) есть признак обеднения смеси (избыток кислорода). Это напряжение нельзя снять осциллографом, как у обычного датчика О2 .

Напряжение на контактах датчика относительно стабильно, а напряжение на сканере будет изменяться в случае значительного обогащения или обеднения смеси, регистрируемого по составу выхлопных газов.

02t_4.jpg

На экране мы видим ,что смесь обогащена на 19%, показания датчика на сканере 2.63В.

На этих скриншотах хорошо видно, что блок всегда отображает реальное состояние смеси. Значение параметра AF FT B1 S1 и есть лямбда.

ENGINE SPD. 694rpm

AF FT B1 S1. 0.99

What type of exhaust? 1% rich

ENGINE SPD. 1154rpm

AF FT B1 S1. 0.93

What type of exhaust? 7% rich

Читайте также:  Способность человека преодолевать внешнее сопротивление за счет напряжения мышц это

ENGINE SPD. 1786rpm

AF FT B1 S1. 1.27

What type of exhaust? 27% lean

ENGINE SPD. 757rpm

AF FT B1 S1. 0.86

What type of exhaust? 14% rich

Некоторые сканеры OBD II поддерживают параметр широкополосных датчиков на экране, отображая напряжение от 0 до 1 вольта. То есть заводское напряжение датчика делится на 5. На таблице видно как определять соотношение смеси по напряжению датчика, отображаемому на экране сканера

02t_5.jpg

Обратите внимание на верхний график, который показывает напряжение широкополосного датчика. Оно почти всё время находится около 0.64 вольта (умножим на 5,получим 3.2 вольта). Это для сканеров не поддерживающих широкополосных датчиков и работающих по версии EASE Toyota software.

Устройство и принцип работы широкополосного датчика.

02t_6.jpg

Устройство очень похоже на обычный датчик кислорода. Но датчик кислорода генерирует напряжение, а широкополосник генерирует ток, а напряжение постоянно(напряжение изменяется только в текущих параметрах на сканере).

02t_7.jpg

Блок управления задаёт постоянную разность напряжений на электродах датчика. Это фиксированные 300 милливольт. Ток будет генерироваться такой, чтобы удерживать эти 300 милливольт, как фиксированное значение. В зависимости от того, бедная смесь или богатая направление тока будет меняться.

02t_8.jpg

02t_9.jpg

02t_10.jpg

02t_11.jpg

На данных рисунках даны внешние характеристики широкополосного датчика. Хорошо видны величины тока при разных составах выхлопного газа.

02t_12.jpg

На этих осциллограммах: верхняя — ток цепи нагрева датчика, а нижняя — управляющий сигнал этой цепи с блока управления. Значения тока более 6 ампер.

Тестирование широкополосных датчиков.

02t_13.jpg

Датчики четырёхпроводные. На рисунке обогрев не показан.

Напряжение (300 милливольт) между двумя сигнальными проводами не меняется. Обсудим 2 метода тестирования. Так как рабочая температура датчика 650º, во время тестирования цепь обогрева всегда должна функционировать. Поэтому рассоединяем разъём датчика и сразу восстанавливаем цепь обогрева. Подсоединяем к сигнальным проводам мультиметр.

02t_14.jpg

02t_15.jpg

Теперь обогатим смесь на ХХ пропаном или снятием разряжения с вакуумного регулятора давления топлива. На шкале мы должны увидеть изменение напряжения как при работе обычного датчика кислорода. 1 вольт — максимальное обогащение.

02t_16.jpg

Следующий рисунок показывает реакцию датчика на обеднение смеси, посредством отключения одной из форсунок).Напряжение при этом снижается с 50 милливольт до 20 милливольт.

02t_17.jpg

Второй способ тестирования требует другого подключения мультиметра. Включаем прибор в линию 3.3 вольта. Соблюдаем полярность как на рисунке (красный + , чёрный –).

02t_18.jpg

Положительные значения тока отображают обеднённую смесь, отрицательные значения говорят об обогащённой смеси.

02t_19.jpg

При использовании графического мультиметра получается вот такая кривая тока (изменение состава смеси инициируем дроссельной заслонкой).Вертикальная шкала ток, горизонтальная время

02t_20.jpg

На этом графике отображается работа двигателя с отключенной форсункой, смесь бедная. В это время на сканере отображается напряжение 3.5 вольта для испытуемого датчика. Вольтаж выше 3.3 вольта говорит о бедной смеси.

02t_21.jpg

Горизонтальная шкала в миллисекундах.

Здесь форсунка снова включена и блок управления старается выйти на стехиометрический состав смеси.

02t_22.jpg

Так выглядит кривая тока датчика при открытии и закрытии дросселя со скорости 15 км/ч.

02t_23.jpg

А такую картинку можно воспроизвести на экране сканера для оценки работы широкополосного датчика, используя параметр его напряжения и МАФ сенсора. Обращаем внимание на синхронность пиков их параметров во время работы.

J ohn Thornton,
Underhood Service,
January 2002

Перевод с английского

Большая заочная Признательность
Автору статьи за столь Полное и
Информативное изложение материала.

Источник

Как самому проверить кислородный датчик — лямбда-зонд?

Кислородный датчик – устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, полученных кислородным датчиком, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) корректирует расчет оптимальной пропорции топливовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха в ее составе обозначается в автомобилестроении греческой буквой лямбда ( λ), благодаря чему датчик получил второе название – лямбда-зонд.

Все современные автомобили оборудованы датчиками кислорода (лямбда зонды). Они являются очень важной составляющей системы впрыска топлива на инжекторных двигателях. При выходе из строя лямбда зонда, увеличивается расход топлива причем в разы. у меня мотор 1,6 кушал 20 литров на 100 км пробега. Для проверки лямбды не достаточно иметь простой мультиметр, так как сигнал с датчика на переходных режимах меняется практически мгновенно, и тестер просто не успевает его измерить. Поэтому было принято решение, сделать простой недорогой тестер, специально для проверки датчиков кислорода. В качестве индикации служит линейка из 10 светодиодов которая позволяет оперативно контролировать выходной сигнал с датчика и определить его исправность.

Читайте также:  Автоматический стабилизатор напряжения руселф

Внимание! датчики кислорода бывают одно, двух, трех и четырех проводные! Однопроводные очень старые модели с ними все понятно масса и сигнальный провод. В двух проводных датчиках черный провод сигнал, а серый масса. Трех проводные имеют 2 белых провода подогрев, черный сигнал, масса берется с коллектора. Четырех проводной датчик также как 3х проводной 2 белых подогрев, черный сигнал, серый масса.

Тестер для проверки лямбда-зонда своими руками

Схема тестера для проверки лямбда зонда довольно проста, ее сердце микросхема-генератор LM3914, которая может работать в 2х режимах, бегущая полоса или бегущая точка. на входе стоит делитель который настроен на входное напряжение 0-1 V, каждый светодиод 0,1 V. Чего как раз достаточно практически для всех типов зондов, обычно диапазон лямбда зондов 0-0,9 V.

Настройка заключается в подстройке делителя напряжения на входе тестера, подстроечным резистором. Для этого нужен регулируемый блок питания и мультиметр. Необходимо выставить напряжение 0,5 V на блоке питания и добиться загорания 5 и 6 светодиодов. т.е. средина светодиодной линейки, далее поднимаем напряжение до 0,9 V и смотрим чтоб горел предпоследний светодиод. На этом настройка окончена.
Все собрано на печатной плате размером 31 х 27 мм. светодиоды подключены проводами. Питается устройство от 3х батареек типа ААА.

Что касается корпуса, здесь на усмотрение. Кто что придумает, так он и будет выглядеть.

Конечно же есть и другие варианты схем такого тестера, собраны они также на микросхеме-генераторе LM3914:

Если внимательно присмотреться к схеме каждого варианта, можно найти небольшие различия включения микросхемы, здесь выбирать только Вам!

Кислородный датчик можно проверить также простым мультиметром, зная основные параметры работы датчика.

Переводим режим мультиметра в измерение постоянного напряжения в пределах «20 В». Включаем зажигание автомобиля, но не заводим двигатель. На приборе должно быть значение «0,45 В». Это нормальное показание, опорное напряжение в норме.

Если оно отсутствует или сильно занижено, значит, блок управления двигателем не выдает необходимого опорного напряжения на лямбда-датчик. Он правильно работать не будет. Нужно искать проблему в ЭБУ мотора.

В случае двухпроводной лямбды может отсутствовать «земля» на сером проводе. Возможен обрыв на нем или блок управления не «присылает» минус – проблемы в электронике блока. Чтобы в этом убедиться, можно минусовый щуп мультиметра подключить к «минусу» аккумулятора. Если на приборе покажутся заветные «0,45 В», значит нет «массы» в ЭБУ.

Проверяем работоспособность активного элемента лямбда-зонда

Щупы прибора оставляем в таком же положении. Заводим мотор автомобиля, даем ему немного прогреться. Показания мультиметра должны изменяться приблизительно в течение 1 секунды от 0,1 до 0,9 В. Если они неизменные, то датчик неисправен.

Показания прибора при работающем двигателе не меняются, значит лямбда не работает!

Чтобы сильнее убедиться в работоспособности лямбды, можно снять с ресивера вакуумный шланг, то есть увеличить количество воздуха во впускном коллекторе после ДМРВ (датчика массового расхода воздуха), тем самым обеднить смесь. Показания мультиметра должны измениться, то есть, границы амплитуды изменения напряжения поменяются.

Обманка кислородного датчика (лямбда-зонда)

Есть категория автолюбителей, предпочитающих обход различных электронных узлов автомобиля. Обманка всё решит! Здесь выскажу своё личное мнение.

Зачем отключать или выводить из работоспособности целые узлы автомобиля, превращая его в Жигули? Покупаем сразу простейший автомобиль и не морочим никому голову!

Тем не менее, приведём варианты обманок кислородного датчика

Как видим по схемам обманок, они типовые. Но, покупая хороший автомобиль, нужно предполагать расходы на его содержание и обслуживание. Такие варианты отключения датчиков ни к чему хорошему не приводят!

Источник