Лямбда зонд что это такое и где находится


Датчик кислорода (Лямбда-зонд): как работает, проблемы, симптомы

На чтение 5 мин. Просмотров 2.7k. Опубликовано

Датчик кислорода (ДК) — он же лямбда-зонд — измеряет количество кислорода в выхлопных газах, отправляя сигнал на блок управления двигателя (ЭБУ).

Где находится датчик кислорода

Передний датчик кислорода ДК1 установлен в выпускном коллекторе или в передней выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Как вы знаете, каталитический нейтрализатор является основной частью системы контроля выбросов в автомобиле.

Задний кислородный датчик ДК2 установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора.

На 4-цилиндровых двигателях устанавливают как минимум два лямбда-зонда. Двигатели V6 и V8 имеют как минимум четыре датчика O2.

ЭБУ использует сигнал от переднего кислородного датчика для регулировки топливно-воздушной смеси путем добавления или уменьшения топлива.

Сигнал заднего датчика кислорода используется для контроля работы каталитического нейтрализатора. В современных автомобилях вместо переднего кислородного датчика используется датчик воздушно-топливного отношения. Он работает аналогично, но точнее.

Как работает датчик кислорода

Существует несколько типов лямбда-зондов, но для простоты в этой статье мы рассмотрим только обычные генерирующие напряжение датчики кислорода.

Как следует из названия, генерирующий напряжение датчик кислорода генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разнице в количестве кислорода внутри и снаружи выхлопного газа.

Для правильной работы лямбда-зонд необходимо нагреть до определенной температуры. Типичный современный датчик имеет внутренний электрический нагревательный элемент, который питается от ЭБУ двигателя.

Когда топливовоздушная смесь (ТВС), поступающая в двигатель, бедная (мало топлива и много воздуха), в выхлопе остается больше кислорода, и кислородный датчик создает очень небольшое напряжение (0,1 – 0,2 В).

Если ТВС обогащается (много топлива и мало воздуха), в выхлопе остается меньше кислорода, поэтому датчик будет генерировать бОльшее напряжение (около 0,9 В).

Регулировка соотношения топливовоздушной смеси

Передний датчик O2 отвечает за поддержание оптимального соотношения смеси воздух / топливо, поступающей в двигатель, которая составляет приблизительно 14,7:1 или 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Блок управления регулирует топливовоздушную смесь на основе обратной связи от переднего датчика кислорода. Когда передний лямбда-зонд обнаруживает высокий уровень кислорода, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на бедной смеси (недостаточно топлива) и поэтому добавляет топлива.

Когда уровень кислорода в выхлопе становится низким, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на богатой смеси (слишком много топлива) и уменьшает подачу топлива.

Этот процесс непрерывен. Компьютер двигателя постоянно переключается между обедненным и обогащенным состоянием, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздух / топливо. Этот процесс называется операцией замкнутого цикла.

Если вы посмотрите на сигнал напряжения переднего датчика кислорода, он будет циклически колебаться где-то между 0,2 вольт (бедная) и 0,9 вольт (богатая).

Когда автомобиль заводится холодным, передний кислородный датчик не прогрет полностью, и ЭБУ не использует сигнал ДК1 для регулировки топлива. Этот режим называется разомкнутым контуром. Только когда датчик полностью прогрелся, система впрыска топлива переходит в режим замкнутого контура.

В современных автомобилях вместо обычного датчика кислорода установлен широкополосный датчик топливовоздушного соотношения. Датчик соотношения воздух / топливо работает по-другому, но служит той же цели — для определения, является ли топливовоздушная смесь, поступающая в двигатель, обогащённой или обеднённой.

Датчик топливовоздушного соотношения является более точным и может измерять более широкий диапазон.

Задний датчик кислорода

Задний или нижний кислородный датчик установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из катализатора. Сигнал от заднего лямбда-зонда используется для контроля эффективности нейтрализатора.


Контроллер постоянно сравнивает сигналы от передних и задних датчиков O2. Основываясь на двух сигналах, ЭБУ знает, насколько хорошо каталитический нейтрализатор работает. Если катализатор выходит из строя, ЭБУ включает индикатор «Check Engine», чтобы вы знали об этом.

Задний датчик кислорода можно проверить с помощью диагностического сканера, адаптера ELM327 с программой Torque или осциллографа.

Идентификация датчика кислорода

Передний лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором обычно называют датчиком «выше по потоку» или датчиком 1.

Задний датчик, установленный после катализатора, называется датчик «ниже по потоку» или датчик 2.

Типичный рядный 4-цилиндровый двигатель имеет только один блок (ряд 1 / банк 1). Поэтому в рядном 4-цилиндровом двигателе термин «Банк 1, Датчик 1» просто относится к переднему датчику кислорода. «Банк 1, Датчик 2» — это задний кислородный датчик.

Читайте подробнее: Что такое Банк 1, Банк 2, Датчик 1, Датчик 2?

Двигатель V6 или V8 имеет два блока (или две части этого «V»). Обычно блок цилиндров, содержащий цилиндр № 1, называется «Банк 1».

Различные производители автомобилей определяют Банк 1 и Банк 2 по-разному. Чтобы узнать, где банк 1 и банк 2 в вашем автомобиле, вы можете посмотреть в руководстве по ремонту или в Google, указав год, марку, модель и объём двигателя.

Замена датчика кислорода

Проблемы с датчиком кислорода являются распространёнными. Неисправный лямбда-зонд может привести к увеличению расхода топлива, увеличению выбросов в атмосферу и различным проблемам во время вождения (провалы оборотов, плохое ускорение, плавающие обороты и т. д.). Если датчик кислорода неисправен, его необходимо заменить.

В большинстве автомобилей замена ДК является довольно простой процедурой. Если вы хотите заменить кислородный датчик самостоятельно, с некоторыми навыками и руководством по ремонту, это не так сложно, но вам может понадобиться специальная торцевая головка для датчика (на фото).

Иногда может быть трудно вытащить старый лямбда-зонд, так как они часто сильно ржавеют.

Еще одна вещь, о которой следует знать — некоторые автомобили, как известно, имеют проблемы с заменяемыми датчиками кислорода.

Например, есть сведения о неоригинальном датчике кислорода, вызывающем проблемы в некоторых двигателях Chrysler. Если вы не уверены, лучше всегда использовать оригинальный датчик.

Первые признаки неисправности лямбда-зонда или как проверить датчик кислорода

О том, что такое лямбда зонд и для чего он нужен, к сожалению, знают далеко не все автовладельцы. Лямбда зонд — это кислородный датчик, который позволяет электронной системе контролировать и балансировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Он способен своевременно исправить структуру топливной смеси и предупредить дестабилизацию рабочего процесса двигателя.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В  принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

  • разгерметизация корпуса;
  • проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
  • перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
  • моральный износ;
  • неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
  • механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

что это такое, где находится и для чего нужно?

Современный автомобиль — это сложное в техническом плане устройство. Особенно поражает большое количество различных датчиков для измерения всех без исключения параметров работы двигателя.

Информация из этих датчиков поступает на электронный блок управления, в котором обрабатывается по сложным алгоритмам. На основе полученных данных ЭБУ выбирает оптимальный режим работы, передавая электрические импульсы на исполнительные устройства.

Одним из таких датчиков является лямбда-зонд, о котором мы уже несколько раз упоминали на страницах нашего автопортала Vodi.su. Для чего он нужен? Какие функции выполняет? Эти вопросы постараемся рассмотреть в данной статье.

Предназначение

Еще одно название данного измерительного устройства — датчик кислорода.

В большинстве моделей он устанавливается в выпускном коллекторе, в который под высоким давлением и при высоких температурах поступают отработанные газы из мотора автомобиля.

Достаточно сказать, что лямбда-зонд может корректно выполнять свои функции, когда он разогревается до 400 градусов.

Лямбда-зонд анализирует количество О2 в выхлопных газах.

В некоторых моделях имеется два таких сенсора:

  • один в выпускном коллекторе перед катализатором;
  • второй сразу же за катализатором для более точного определения параметров сгорания топлива.

Не сложно догадаться, что при наиболее эффективной работе двигателя, а также системы впрыска, количество О2 в выхлопе должно быть минимальным.

Если датчик определяет, что количество кислорода превышает норму, от него на электронный блок управления поступает сигнал, соответственно ЭБУ выбирает режим работы, при котором уменьшается подача воздушно-кислородной смеси в мотор транспортного средства.

Чувствительность датчика довольно высокая. Оптимальным режим работы силового агрегата считается, если смесь воздуха с горючим, поступающая в цилиндры, имеет такой состав: на 14,7 части воздуха приходится 1 часть горючего. При слаженной работе всех систем, количество остаточного кислорода в отработанных газах должно быть минимальным.

В принципе, если разобраться, лямбда-зонд практической роли не играет. Его установка оправдана лишь жесткими эко-нормами по количеству СО2 в выхлопе. За превышение этих норм в Европе предусмотрены серьезные штрафы.

Устройство и принцип работы

Устройство довольно сложное (для тех людей, которые плохо разбираются в химии). Детально мы его описывать не будем, приведем лишь общую информацию.

Принцип работы:

  • 2 электрода, внешний и внутренний. На внешнем электроде имеется платиновое напыление, которое очень чувствительно к содержанию кислорода. Внутренний датчик сделан из циркониевого сплава;
  • внутренний электрод находится под воздействием отработанных газов, внешний контактирует с атмосферным воздухом;
  • при разогревании внутреннего датчика в керамическом основании из диоксида циркония образуется разница потенциалов и появляется небольшое электрическое напряжение;
  • по данной разнице потенциалов и определяют содержание кислорода в отработанных газах.

В идеально выгоревшей смеси показатель Лямбда или коэффициент избытка воздуха (L) равен единице. Если L больше единицы, значит в смесь поступает слишком много кислорода и мало бензина. Если же L меньше единицы, значит кислород не выгорает полностью из-за избытка бензина.

Одним из элементов зонда является специальный нагревательный элемент, чтобы нагреть электроды до нужных температур.

Неисправности

Если датчик выйдет из строя или будет передавать неправильные данные, то электронные «мозги» автомобиля не смогут подавать корректные импульсы на систему впрыска об оптимальном составе воздушно-топливной смеси. То есть у вас может увеличиться расход топлива, или наоборот уменьшится тяга из-за подачи обедненной смеси.

Это в свою очередь приведет к ухудшению характеристик двигателя, падению мощности, уменьшению скорости и динамических показателей. Также можно будет слышать характерное потрескивание в каталитическом нейтрализаторе.

Причины поломки лямбда-зонда:

  • некачественный бензин с большим содержанием примесей — для России это частая причина, так как в топливе содержится много свинца;
  • попадание моторного масла на датчик из-за износа поршневых колец или их некачественной установки;
  • обрывы проводов, замыкания;
  • посторонние технические жидкости в выхлопе;
  • механические повреждения.

Стоит также сказать, что многие водители в России производят замену катализатора на пламегаситель. На Vodi.su мы уже писали, зачем это делают. После данной операции потребность во втором лямбда-зонде отпадает (который стоял в резонаторе за каталитическим нейтрализатором), так как пламегаситель не способен очищать отработанные газы так же эффективно, как катализатор.

В некоторых моделях отказаться от лямбда-зонда вполне возможно, путем перепрограммирования электронного блока управления. В других же сделать это невозможно.

Если же вы желаете, чтобы топливо расходовалось максимально экономно, а двигатель работал в оптимальном режиме, то лучше все таки лямбда-зонд оставить.

Загрузка...

Поделиться в социальных сетях

Лямбда-зонд в автомобиле: для чего нужен, последствия поломки

Что такое лямбда зонд?

Устройство автомобиля – это сложнейшая конструкция, которая имеет огромное количество датчиков. В чем-то автомобиль можно сравнить с человеческим организмом, и если проводить эту аналогию, то такой механизм, как лямбда зонд можно сравнить с дыхательной системой человека.

Действительно, если обратиться к механику с вопросом – что становится причиной резкого падения тяги у автомобиля, то скорее всего специалист усомнится в исправности лямбда зонда. В критической ситуации потребуется его замена, но на практике – в ряде случаев этого можно избежать

Для чего нужен лямбда зонд?

В ситуации поломки автомобиля знание принципа работы механизма не помешает никому. Во-первых, так механику будет сложнее одурачить владельца авто, приписывая к смете ненужные услуги. Во-вторых, водитель обладая знаниями технических особенностей деталей своего авто может сам поставить «диагноз», а возможно и устранить неполадку.

Так для чего же предназначен лямбда зонд? Он создает условия для работы каталитического нейтрализатора, который в свою очередь предназначен для фильтрации выхлопных газов. К слову, катализаторы обязаны своим широким распространением экологам и ярым борцам за чистоту окружающей среды. Именно катализаторы позволяют сделать выхлоп наименее вредным, а лямбда зонд осуществляет контроль за эффективной работой этого механизма.

Лямбда зонд унаследовал свое название от соответствующей буквы греческого алфавита. Также лямбдой принято называть величину количества кислорода в топливно-воздушной смеси, которая составляет 14,7 долей воздуха на 1 долю топлива. Обеспечить такую пропорциональность способен механизм электронного впрыска топлива с обратной связью с лямбда зондом.

%rtb-4%

Также предназначение лямбда зонда определяет его месторасположение – перед катализатором в выпускном коллекторе. Установленный на этом участке, лямбда зонд вычисляет объем излишек кислорода в топливно-воздушной смеси. При появлении дисбаланса прибор дает сигнал в блок управления впрыска. Но, порой одного датчика становится недостаточно, поэтому в последних моделях автомобилей все чаще предусмотрено два датчика кислорода, между которыми располагается катализатор. При такой конструкции контроля точность анализа выхлопа топлива увеличивается в разы.

В основе лямбда зонда гальванические элементы с твердым керамическим электролитом из диоксида циркония. Поверх покрытия нанесен слой оксида иттрия и напыление из токопроводящих пористых платиновых электродов. Электроды на поверхности механизма действуют по принципу забора выхлопа и воздуха из атмосферы. Лямбда зонд начинает работать только после того, как прогрев достигнет 300 градусов по Цельсию. Высокая температура приводит в действие циркониевый электролит, который пропускает сигнал об уровне выходного напряжения. При заведении непрогретого двигателя, датчики кислорода не работают, а их нагрузку при низкой температуре выполняют другие датчики двигателя.

Существуют также датчики, которые используют вместо циркония двуокись титана. Их принцип работы заключается в том, что они изменяют объемное сопротивление по количеству содержания кислорода в выхлопе. Большим минусом этого механизма является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут генерировать ЭДС. Однако, именно они включены в конфигурацию многих самых продаваемых моделей автомобилей.

Еще одной разновидностью датчиков являются механизмы с дополнительным подогревом. Такой принцип позволяет им быстрее активизироваться, а значит, результат показателей параметров получается более точный.

%rtb-4%

Последствия поломки лямбда зонда?

В первую очередь, поломка лямбда зонда может грозить авто владельцу увеличением расхода топлива и ухудшением разгона. Основная причина таких последствий заключается в том, что при поломке показания лямбда зонда не будут соответствовать действительности. По этой же причине соотношение топлива и кислорода в результате может получиться неидеальным. Однако, даже при неисправности лямбда зонда машина все же будет на ходу. Но, критичность ситуации зависит от устройства автомобиля. Существуют модели, которые при отказе этого механизма, могут расходовать топливо в колоссальных объемах, поэтому становится необходим экстренный ремонт.

Также существует ряд причин, способных вывести лямбда зонд из строя. К примеру, механизм может сломаться лишь частично, а именно – лямбда зонд продолжает работу, однако точность показаний резко падает. Лямбда зонд также может перестать активизироваться при определенной температуре. В любом случае, установить точную причину поломки может только специалист. Стоит отметить, что если лямбда зонд окончательно вышел из строя, то менять его нужно только на аналогичный механизм. В противном случае бортовой компьютер может просто не принимать его сигналы.

В случае, если отказывают сразу два датчика, то автомобиль может полностью выйти из строя. Единственный вариант передвижения, который остается в таком случае – это буксир или эвакуатор. Стоит помнить, что лямбда зонд чрезвычайно чувствителен к поломкам. Его могут вывести из строя некачественные поршневые кольца, сложный состав топлива и пропуски зажигания. В первую очередь, усугубить поломку может использование этилированного топлива, которое благодаря содержащемуся в нем свинцу выводит из строя платиновые электроды. Достаточно пару раз заправиться таким бензином, чтобы окончательно разрушить лямбда зонд.

Что такое катализатор в автомобиле?

Признаки забитого или разрушенного катализатора машины. Методы диагностирования неисправностей катализатора

Что такое лямбда зонд. Принцип работы, функции и причины неисправностей

Сегодня мы узнаем, что называется автомобильным лямбда зондом, для чего он нужен, какие функции и задачи выполняет, а также как узнать, что данный элемент топливной системы транспортного средства вышел из строя

 ЧТО ТАКОЕ ЛЯМБДА ЗОНД. ПРИНЦИП РАБОТЫ, ФУНКЦИИ И ПРИЧИНЫ НЕИСПРАВНОСТЕЙ


Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным лямбда зондом, для чего он нужен, какие функции и задачи выполняет, а также как узнать, что данный элемент топливной системы транспортного средства вышел из строя. Кроме того, расскажем про принцип функционирования и для чего была изобретена эта деталь автопроизводителями. В заключении мы наглядно увидим принципиальную схему работы лямбда зонда, а также, что в первую очередь влияет на стабильность и долговечность его работы.


Многие автолюбители довольно часто в своем обиходе употребляют такие автомобильные термины, как АБС и ЕСП, однако понятия инжектор, лямбда зонд многим уже позабылись. Для того, чтобы понимать какие задачи выполняет лямбда зонд, для чего он нужен, а также как проверить его на исправность, необходимо понимать, как он функционирует. Данные вопросы мы и разберем в нашем рассказе, чтобы у нас осталось детальное представление об этой ключевой детали топливной системы автомобиля.
Благодаря тому, что последние 20 лет применяются жесткие меры относительно экологических норм, они поспособствовали использованию на транспортных средствах специальных каталитических нейтрализаторов – устройств, которые снижают содержание вредных компонентов в отработанных газах. Катализатор – это довольно хороший элемент топливной системы, но эффективно функционировать он способен только в определенных условиях. Однако без систематического контроля состава топливно-воздушной смеси невозможно обеспечить долгий срок службы данного устройства, поэтому ему на помощь приходит специальный датчик кислорода, который и называется лямбда зондом.

1. Понятие, функции и задачи автомобильного лямбда зонда

Само название датчика кислорода лямбда исходит от древнегреческой литеры “лямбда“, которая издревле в автомобилестроении означала специальный коэффициент избытка воздуха в воздушно-топливной системе. Говоря простыми словами датчик кислорода или лямбда зонд измеряет состав отработанных газов автомобиля для поддержания оптимальной концентрации топлива и воздуха в топливо-воздушной смеси.


В том случае, когда состав топливо-воздушной смеси находится в оптимальном состоянии и на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива, то коэффициент лямбда в этом случае равен единице. Для того, чтобы обеспечить такую высочайшую точность, применяются высокоточные системы питания с электронным впрыском топлива, а также применяется устройство обратной связи под названием лямбда зонд. Поэтому считается, что в топливной системе, датчик лямбда зонд играет одну из ключевых ролей.
Процесс измерения избытка воздуха в топливной смеси происходит весьма неординарным способом, путем определения в отработанных газах содержания кислорода остаточного уровня. Вот и ответ на вопрос: “почему устанавливают датчик лямбда зонд на выпускном коллекторе перед катализатором?“. Благодаря работе электронного блока управления системы топлива, который считывает электрический сигнал датчика, происходит оптимизация состава топливной смеси при помощи изменения количества направляемого в рабочую область цилиндров топлива.

На современных моделях автомобилей устанавливают несколько датчиков кислорода (лямбда зондов), которые располагаются один стандартно, на выпускном коллекторе, а второй на выходе катализатора. Благодаря сочетанию двух датчиков достигается высокая точность приготовления топливо-воздушной смеси, а также происходит детальный контроль эффективности функционирования самого катализатора.

2. Принцип работы лямбда зонда

Точное и эффективное измерение кислорода остаточного уровня выхлопных газов лямбда зондом обеспечивается после разогрева системы до рабочей температуры от 250 до 450 градусов по Цельсию. Только такой температурный режим обеспечивает условия для того, чтобы циркониевый электролит приобретал высокую проводимость. Кроме того, разница в количестве кислорода с атмосферы и кислорода в трубе выхлопных газов ведет к появлению на электродах датчика лямбда зонда нужного выходного напряжения.


Принципиальная схема любого датчика кислорода или лямбда зонда на основе диоксида циркония, который расположен в выхлопной трубе включает в свой состав следующие элементы: 1. электролит твердого типа с маркировкой ZrO2; 2. наружный электрод; 3. внутренний электрод; 4. контакт заземления; 5. контакт сигнального типа; 6. отверстие для крепления к выхлопной трубе. Ниже на изображение можем наглядно видеть схему лямбда зонда и его основные компоненты.

Когда происходит запуск и прогрев мотора, управление впрыском топлива происходит без воздействия датчика кислорода, а корректировка топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам прочих устройств, например: положения заслонки дроссельного типа, рабочей температуры охлаждающей жидкости или числа оборотов коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.


Главной отличительной чертой циркониевого лямбда зонда является тот момент, что при незначительных отклонениях состава и концентрации топливо-воздушной смеси от эталонного значения напряжения, на выходе датчика оно изменяется ростом, а иногда скачком, в диапазоне от 0,1 до 0,8 Вольт. Ниже на изображении можем наглядно видеть зависимость напряжения датчика кислорода от коэффициента избытка воздуха при температуре лямбда зонда в диапазоне от 500 до 800 градусов по Цельсию.


Отметим, что для повышения чувствительности датчиков кислорода на пониженных рабочих температурах и после запуска не прогретого двигателя применяют специальный принудительный подогрев лямбда зонда. Как правило, нагревательное устройство располагается внутри корпуса зонда и подключается к электрической цепи транспортного средства. Для подключения к электрической цепи применяется специальная проводка, которая обеспечивает высокую и быструю передачу электрической энергии к источнику потребления тока.

3. Как установить, что лямбда зонд перестал работать

Первым и основным признаком того, что лямбда зонд перестал стабильно функционировать или вышел из строя является тот момент, когда электронный блок управления начинает работать по усредненным показателям, которые записываются в его памяти. Кроме того, состав топливо-воздушной смеси, которая образуется в системе будет значительно отличаться от эталонного значения. В результате чего появляется повышенный расход топлива, нестабильная работа мотора на холостых оборотах, повышение содержания углекислого газа, общее снижение мощности двигателя, однако при этом транспортное средство находится в движении. 

Весь список возможных неисправностей датчика кислорода довольно широкий и некоторые поломки очень тяжело обнаружить самостоятельно, как правило, они не фиксируются. Поэтому для того, чтобы принять окончательное решение о неисправности лямбда зонда нужно детально его проверить. Такую проверку лучше всего осуществлять на специальном оборудовании станций технического обслуживания транспортных средств. Кроме того, заметим, что попытки заменить неисправный датчик кислорода эмуляторами (заглушками) ни к чему хорошему не приведет, так как электронный блок управления топливной системы автомобиля не сможет распознавать посторонние сигналы и не будет их использовать для корректировки состава приготавливаемой топливо-воздушной смеси, то есть произойдет обычное игнорирование инородного устройства.


Видео: “Автомобильный лямбда зонд (датчик кислорода): функции и неисправности”


В заключении отметим, что датчик кислорода или лямбда зонд является одним из самых уязвимых устройств в современном транспортном средстве. Ресурс лямбда зонда составляет в среднем от 50 до 85 тысяч километров пробега, в зависимости от условий эксплуатации, а также исправности мотора и его узлов. Крайне чувствителен датчик кислорода к качеству заправляемого топлива. Заметим, что после нескольких заправок не качественным топливом датчик перестает работать в штатном режиме и может просто выйти из строя. Для того, чтобы наверняка убедиться в неисправности лямбда зонда, необходимо производить диагностику этого устройства только на специализированных станциях технического осмотра транспортных средств.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. 
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

Датчик кислорода:назначение,виды,устройство,фото,принцип работы | АВТОМАШИНЫ

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 кислородником, 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.

Содержание статьи

  • Типы датчиков кислорода
  • Циркониевый
  • Титановый
  • Широкополосный
  • Основные положения и функции Кислородного датчика : Теория.
  • Конструкция и принцип работы кислородного датчика
  • Принцип работы кислородного датчика на языке автомобилистов ( основные моменты):
  • Распространённые причины неисправностей лямбда зонда и способы их устранения
  • Электронная проверка лямбда зонда
  • Замена лямбда зонда
  • Вопрос — ответ
    • Устройство и принцип работы современного гидротрансформатора:описание,фото
    • Подвеска МакФерсон (McPherson): устройство,описание,назначение,фото
    • Датчик детонации:описание,виды,устройство,принцип работы
    • Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды

Типы датчиков кислорода

Циркониевый датчик стоит впереди катализатора и сам генерирует напряжение, либо отрицательное, либо положительное. Опорное напряжение такого датчика составляет 0,45 В, которое отклоняется либо до 0,9 В, либо до 0,1 В. Главное отличие такого датчика от титанового является именно тот факт, что циркониевый самостоятельно генерирует напряжение.

При ремонте стоить помнить, что к такому датчику ни в коему случае нельзя припаивать какие попало провода, потому что именно в изоляции проложены каналы для прохождения эталонного воздуха. Если такового не будет, то датчик попросту не будет правильно работать.

Широкополосный датчик – это новейшая конструкция лямбда-зонда на данный момент. Его устройство позволяет не просто определять бедную или богатую смесь на входе в цилиндры, но так же и определять степень отклонения. Именно такие параметры сделали его более точным, в то же время широкополосный кислородный датчик быстрее реагирует на изменения состава выхлопных газов.

Всем известно, что любой кислородный датчик начинает работать только после 350 градусов. Здесь же для более быстрого достижения рабочей температуры устанавливается нагревательных элемент.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

  • Измерительной;
  • Насосной.

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

Основные положения и функции Кислородного датчика :
Теория.

Жесткие экологические нормы во многих странах мира, стали диктовать количество выбросов вредных веществ, тем самым узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе – катализаторы) – устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Катализатор — нужный и ответственный узел автомобиля, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси катализатор умрёт ( потеряет свои основные свойства и функции) очень быстро – для того чтобы, как можно дольше продлить его жизнь и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы L (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива (речь идет о объемном соотношении величин), L равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: L=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда. Таким образом, Лямбда зонд создан и поставлен инженерами для информирования компьютера, инжекторного автомобиля об отклонении от нормы соотношения топливно воздушной смеси.

 

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (L)

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом ( причем этот способ не является обходным путем, а дает уверенно точные показания ) – определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором.

Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. Таким образом, происходит регулировка не воздуха, а именно топлива, относительно воздуха, тем самым достигается максимальный процент сгорания топлива в цилиндрах, максимально эффективная работа катализатора, и как следствие максимальный крутящий момент двигателя автомобиля.

Причем на большинстве современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд, так же возможна установка дополнительных датчиков работающих в связке (например датчик температуры катализатора, расположен он на выходе катализатора). Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

Рис. 1. Схема L-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя 1 – впускной коллектор; 2 – двигатель; 3 – блок управления двигателем; 4 – топливная форсунка; 5 – основной лямбда-зонд; 6 – дополнительный лямбда-зонд; 7 – каталитический нейтрализатор.

Конструкция и принцип работы кислородного датчика

Конструкция кислородного датчика

Существует несколько видов лямбда-зондов, применяемых на современных автомобилях. Рассмотрим конструкцию и принцип работы наиболее популярного из них — датчика кислорода на основе диоксида циркония (ZrO2). Датчик состоит из следующих основных элементов:

  • Наружный электрод — осуществляет контакт с выхлопными газами.
  • Внутренний электрод — контактирует с атмосферой.
  • Нагревательный элемент — используется для подогрева кислородного датчика и более быстрого вывода его на рабочую температуру (около 300 °C).
  • Твердый электролит — расположен между двумя электродами (диоксид циркония).
  • Корпус.
  • Защитный кожух наконечника — имеет специальные отверстия (перфорацию) для проникновения отработавших газов.
Устройство наконечника лямбда-зонда

Внешний и внутренний электроды покрыты платиновым напылением. Принцип работы такого лямбда зонда основан на возникновении разности потенциалов между слоями платины (электроды), которые чувствительны к кислороду. Она возникает при нагревании электролита, когда через него происходит движение ионов кислорода от атмосферного воздуха и выхлопных газов. Напряжение, возникающее на электродах датчика, зависит от концентрации кислорода в отработавших газах. Чем она выше, тем ниже напряжение. Диапазон напряжений сигнала кислородного датчика находится в пределах от 100 до 900 мВ. Сигнал имеет синусоидальную форму, у которой выделяются три области: от 100 до 450 мВ — бедная смесь, от 450 до 900 мВ — богатая смесь, значение 450 мВ соответствует стехиометрическому составу топливовоздушной смеси.

Принцип работы кислородного датчика на языке автомобилистов ( основные моменты):

Кислород содержит отрицательно заряженные ионы, которые собираются на платиновых электродах, и когда датчик достигает температуры около 400°C, любая разность потенциалов образует электрическое напряжение. В случае если смесь бедная, содержание кислорода в отработавших газах высокое. При сравнении с содержанием кислорода в атмосфере существует только очень маленькая разность потенциалов, и, как следствие, возникает небольшое напряжение (около 0,2–0,3 В).

В случае если смесь богатая, то содержание кислорода в отработавших газах низкое. Создается большая разность потенциалов, поэтому возникает относительно более высокое напряжение (0,7–0,9 В). Система управления двигателем будет непрерывно подстраивать длительность импульсного сигнала под форсунки с целью выйти на среднее напряжение, составляющее около 0,4–0,6 В при значении лямбда около 1.0. Поскольку в процессе движения режимы работы двигателя постоянно изменяются, значение напряжения колеблется в обе стороны от среднего значения.

Поэтому данный датчик в силу своей неспособности определить небольшие изменения в содержании кислорода известен как узкополосный. Датчик, установленный после каталитического нейтрализатора отработавших газов, действует по тому же способу, что и датчик перед ним, но с одним очень большим отличием. После того, как газы были обработаны каталитическим нейтрализатором, содержание кислорода в них остается на неизменном уровне. Это обеспечивает постоянное напряжение около 0,4–0,6 В. Теперь система управления двигателем может эффективно отслеживать работу каталитического нейтрализатора отработавших газов.

Распространённые причины неисправностей лямбда зонда и способы их устранения

Датчики содержания кислорода в топливовоздушной смеси со временем выходят из строя, что можно определить по нестабильной работе двигателя и увеличенному расходу горючего. Причины неисправности лямбда — это заправка топлива низкого качества, неполадки системы приготовления и подачи горючего, попадание на датчик спецжидкостей. Неполадки проявляется следующими признаками:

  • резкий рост оборотов до максимальных значений и мгновенное отключение мотора;
  • ухудшение качества подаваемой в цилиндры смеси, снижение полноты сгорания;
  • колебания оборотов холостого хода;
  • значительное снижение мощности при увеличении оборотов;
  • сбои в работе электронных блоков из-за задержек в подаче сигналов с датчика;
  • движение автомобиля рывками;
  • появление в двигательном отсеке звуков, которые нехарактерны при нормальной работе мотора;
  • поздний впрыск при нажатии педали.

Для восстановления работоспособности электроники и системы впрыска понадобится замена или правильная очистка лямбда зонда. При очистке нужно снять керамический наконечник и удалить загрязнения при помощи химических средств.

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Вопрос — ответ

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.

B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

• 412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
• Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух — топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
• Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).
• Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации.

При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
O: Соотношение «воздух — топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух — топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь).

ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух — топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

Устройство и принцип работы современного гидротрансформатора:описание,фото
Подвеска МакФерсон (McPherson): устройство,описание,назначение,фото
Датчик детонации:описание,виды,устройство,принцип работы
Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды

лямбда-зонд Википедия

Прибор для измерения концентрации кислорода

Кислородный монитор с датчиком оксида циркония

Датчик кислорода (или лямбда-зонд , где лямбда относится к соотношению воздух-топливный эквивалент, обычно обозначаемому λ) - это электронное устройство, которое измеряет долю кислорода (O 2 ) в газе или анализируемая жидкость.

Он был разработан Robert Bosch GmbH в конце 1960-х годов под руководством Dr.Гюнтер Бауман. Оригинальный чувствительный элемент изготовлен из циркониевой керамики в форме наперстка, покрытой тонким слоем платины как на выхлопной, так и на контрольной сторонах, и поставляется как в нагреваемой, так и в ненагреваемой форме. Датчик планарного типа появился на рынке в 1990 году и значительно уменьшил массу керамического чувствительного элемента, а также включил нагреватель в керамическую структуру. [1] В результате датчик срабатывал раньше и быстрее реагировал.

Наиболее распространенное применение - измерение концентрации кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания автомобилей и других транспортных средств для расчета и, при необходимости, динамической регулировки соотношения воздух-топливо, чтобы каталитические нейтрализаторы могли работать оптимально, и также определить, правильно ли работает преобразователь.Дайверы также используют подобное устройство для измерения парциального давления кислорода в дыхательном газе.

Ученые используют кислородные датчики для измерения дыхания или производства кислорода и используют другой подход. Датчики кислорода используются в анализаторах кислорода, которые находят широкое применение в медицине, например, в анестезиологических мониторах, респираторах и концентраторах кислорода.

Датчики кислорода также используются в системах предотвращения пожаров с пониженным содержанием кислорода, чтобы постоянно контролировать концентрацию кислорода внутри защищаемых объемов.

Есть много разных способов измерения кислорода. К ним относятся такие технологии, как диоксид циркония, электрохимические (также известные как гальванические), инфракрасные, ультразвуковые, парамагнитные и, совсем недавно, лазерные методы.

Применение в автомобильной промышленности []

Трехпроводной датчик кислорода, подходящий для использования в Volvo 240 или аналогичном автомобиле.

Автомобильные кислородные датчики, в просторечии известные как датчики O 2 («ō два»), делают возможными современные электронные системы впрыска топлива и контроля выбросов.Они помогают определить в реальном времени, является ли соотношение воздух-топливо в двигателе внутреннего сгорания богатым или бедным. Поскольку кислородные датчики расположены в выхлопном потоке, они не измеряют напрямую воздух или топливо, поступающее в двигатель, но когда информация от кислородных датчиков сочетается с информацией из других источников, ее можно использовать для косвенного определения воздушно-топливного отношения. . Впрыск топлива с обратной связью с замкнутым контуром изменяет выходную мощность топливной форсунки в соответствии с данными датчика в реальном времени, а не с заданной (разомкнутой) топливной картой.Помимо обеспечения эффективной работы электронного впрыска топлива, этот метод контроля выбросов может снизить количество как несгоревшего топлива, так и оксидов азота, попадающих в атмосферу. Несгоревшее топливо представляет собой загрязнение в виде переносимых по воздуху углеводородов, в то время как оксиды азота (NO x газы) являются результатом температуры камеры сгорания, превышающей 1300 кельвинов, из-за избытка воздуха в топливной смеси, поэтому способствуют образованию смога и кислотный дождь. Volvo была первым производителем автомобилей, который применил эту технологию в конце 1970-х вместе с трехкомпонентным катализатором, используемым в каталитическом нейтрализаторе.

Датчик фактически не измеряет концентрацию кислорода, а скорее разницу между количеством кислорода в выхлопных газах и количеством кислорода в воздухе. Богатая смесь вызывает потребность в кислороде. Это требование вызывает повышение напряжения из-за переноса ионов кислорода через слой датчика. Бедная смесь вызывает низкое напряжение, так как имеется избыток кислорода.

В современных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием используются кислородные датчики и каталитические нейтрализаторы для снижения выбросов выхлопных газов.Информация о концентрации кислорода отправляется в компьютер управления двигателем или блок управления двигателем (ЭБУ), который регулирует количество топлива, впрыскиваемого в двигатель, чтобы компенсировать избыток воздуха или топлива. ЭБУ пытается поддерживать в среднем определенное соотношение воздух-топливо, интерпретируя информацию, полученную от датчика кислорода. Основная цель - компромисс между мощностью, экономией топлива и выбросами, и в большинстве случаев достигается за счет соотношения воздух-топливо, близкого к стехиометрическому. Для двигателей с искровым зажиганием (таких, как те, которые работают на бензине или сжиженном нефтяном газе, а не на дизельном топливе), современные системы имеют дело с тремя типами выбросов: углеводороды (которые выделяются, когда топливо сгорает не полностью, например, при пропуске зажигания). или работа на богатой смеси), оксид углерода (который является результатом работы на слегка обогащенной смеси) и NO x (которые преобладают, когда смесь бедная).Отказ этих датчиков в результате нормального старения, использования этилированного топлива или топлива, загрязненного, например, силиконом или силикатами, может привести к повреждению каталитического нейтрализатора автомобиля и дорогостоящему ремонту.

Подделка или изменение сигнала, который кислородный датчик посылает в компьютер двигателя, может нанести ущерб контролю выбросов и даже повредить автомобиль. Когда двигатель работает в условиях низкой нагрузки (например, при очень плавном ускорении или поддержании постоянной скорости), он работает в «режиме с обратной связью».Это относится к петле обратной связи между ЭБУ и кислородным датчиком (датчиками), в котором ЭБУ регулирует количество топлива и ожидает увидеть результирующее изменение реакции датчика кислорода. Этот цикл вынуждает двигатель работать как на слегка обедненной, так и на слегка богатой смеси на последовательных контурах, поскольку он пытается в среднем поддерживать в основном стехиометрическое соотношение. Если в результате модификаций двигатель будет работать умеренно обедненным, произойдет небольшое повышение эффективности использования топлива, иногда за счет увеличения выбросов NO x , гораздо более высоких температур выхлопных газов, а иногда и небольшого увеличения мощности, которое может быстро превращаются в пропуски зажигания и резкую потерю мощности, а также возможное повреждение двигателя и каталитического нейтрализатора (из-за пропусков зажигания) при сверхнизком соотношении воздух-топливо.Если модификации приводят к тому, что двигатель работает на обогащенной смеси, тогда произойдет небольшое увеличение мощности до определенного предела (после чего двигатель начнет переполняться из-за слишком большого количества несгоревшего топлива), но за счет снижения топливной эффективности и увеличения количества несгоревших углеводородов. в выхлопе, что вызывает перегрев каталитического нейтрализатора. Продолжительная работа на богатых смесях может вызвать катастрофический отказ каталитического нейтрализатора (см. Обратный огонь). ЭБУ также контролирует синхронизацию зажигания двигателя вместе с шириной импульса топливной форсунки, поэтому модификации, которые изменяют работу двигателя на слишком бедную или слишком богатую, могут привести к неэффективному расходу топлива, когда топливо воспламеняется слишком рано или слишком поздно в цикле сгорания. .

Когда двигатель внутреннего сгорания находится под высокой нагрузкой (например, с широко открытой дроссельной заслонкой), выходной сигнал кислородного датчика игнорируется, и ЭБУ автоматически обогащает смесь для защиты двигателя, так как пропуски зажигания под нагрузкой с большей вероятностью могут вызвать повреждение. . Это называется двигателем, работающим в «режиме разомкнутого контура». В этом состоянии любые изменения на выходе датчика игнорируются. Во многих автомобилях (за исключением некоторых моделей с турбонаддувом) входные данные от расходомера воздуха также игнорируются, поскольку в противном случае они могут снизить производительность двигателя из-за слишком богатой или слишком бедной смеси и повысить риск повреждения двигателя из-за детонация, если смесь слишком бедная.

Функция лямбда-зонда []

Лямбда-зонды обеспечивают обратную связь с ЭБУ. Там, где это применимо, бензиновые, пропановые и газовые двигатели оснащены трехкомпонентными катализаторами в соответствии с законодательством о выбросах дорожных транспортных средств. Используя сигнал лямбда-зонда, ЭБУ может управлять двигателем, слегка обогащенным лямбда = 1, это идеальная рабочая смесь для эффективного использования трехкомпонентного катализатора. [2] Компания Robert Bosch GmbH представила первый автомобильный лямбда-зонд в 1976 году, [3] , и в том же году он был впервые использован Volvo и Saab.Датчики были введены в США примерно с 1979 года и требовались на всех моделях автомобилей во многих странах Европы в 1993 году.

Измеряя долю кислорода в оставшемся выхлопном газе, а также зная объем и температуру воздуха, поступающего в цилиндры, среди прочего, ЭБУ может использовать справочные таблицы для определения количества топлива, необходимого для сжигания в стехиометрическое соотношение (14,7: 1 воздух: топливо по массе для бензина) для обеспечения полного сгорания.

Зонд []

Чувствительный элемент представляет собой керамический цилиндр, покрытый внутри и снаружи пористыми платиновыми электродами; вся сборка защищена металлической сеткой.Он работает путем измерения разницы в кислороде между выхлопными газами и наружным воздухом и генерирует напряжение или изменяет его сопротивление в зависимости от разницы между ними.

Датчики работают эффективно только при нагревании до приблизительно 316 ° C (600 ° F), поэтому в большинстве новых лямбда-зондов есть нагревательные элементы, заключенные в керамику, которые быстро нагревают керамический наконечник до температуры. Более старые датчики без нагревательных элементов в конечном итоге будут нагреваться выхлопными газами, но между запуском двигателя и достижением теплового равновесия между компонентами выхлопной системы проходит определенное время.Время, необходимое для того, чтобы выхлопные газы довели датчик до температуры, зависит от температуры окружающего воздуха и геометрии выхлопной системы. Без утеплителя процесс может занять несколько минут. Есть проблемы с загрязнением, которые приписываются этому медленному процессу запуска, включая аналогичную проблему с рабочей температурой каталитического нейтрализатора.

К зонду обычно прикрепляют четыре провода: два для лямбда-выхода и два для питания нагревателя, хотя некоторые автопроизводители используют металлический корпус в качестве заземления для сигнала сенсорного элемента, в результате чего получается три провода.Ранее датчики без электрического нагрева имели один или два провода.

Работа датчика []

Датчик циркония []
Планарный циркониевый датчик (схематическое изображение)

Лямбда-зонд из диоксида циркония или диоксида циркония основан на твердотельном электрохимическом топливном элементе, который называется ячейкой Нернста. Его два электрода обеспечивают выходное напряжение, соответствующее количеству кислорода в выхлопных газах по сравнению с количеством кислорода в атмосфере.

Выходное напряжение 0,2 В (200 мВ) постоянного тока представляет собой «бедную смесь» топлива и кислорода, когда количество кислорода, поступающего в цилиндр, достаточно для полного окисления монооксида углерода (CO), образующегося при сжигании воздуха и топливо, в диоксид углерода (CO 2 ).Выходное напряжение 0,8 В (800 мВ) постоянного тока представляет собой «богатую смесь», в которой много несгоревшего топлива и мало остаточного кислорода. Идеальная уставка составляет приблизительно 0,45 В (450 мВ) постоянного тока. Здесь количество воздуха и топлива находится в оптимальном соотношении, которое составляет ~ 0,5% обедненной смеси от стехиометрической точки, так что выхлопные газы содержат минимальное количество окиси углерода.

Напряжение, создаваемое датчиком, нелинейно по отношению к концентрации кислорода. Датчик наиболее чувствителен вблизи стехиометрической точки (где λ = 1) и менее чувствителен при очень бедной или очень богатой смеси.

ЭБУ - это система управления, которая использует обратную связь от датчика для регулировки топливно-воздушной смеси. Как и во всех системах управления, важна постоянная времени датчика; способность ЭБУ управлять соотношением топливо-воздух зависит от времени отклика датчика. У изношенного или загрязненного датчика обычно более медленное время отклика, что может снизить производительность системы. Чем короче период времени, тем выше так называемый «перекрестный счет» [4] и тем быстрее реагирует система.

Датчик имеет прочную конструкцию из нержавеющей стали внутри и снаружи. Благодаря этому датчик обладает высокой устойчивостью к коррозии, что позволяет эффективно использовать его в агрессивных средах с высокой температурой / давлением.

Датчик из диоксида циркония относится к «узкополосному» типу, поскольку он реагирует на узкий диапазон соотношений топливо / воздух.

Широкополосный циркониевый датчик []
Планарный широкополосный циркониевый датчик (схематическое изображение)

Вариант датчика из диоксида циркония, называемый «широкополосным» датчиком, был представлен NTK в 1992 году. [5] и широко используется в системах управления двигателем автомобилей, чтобы удовлетворить постоянно растущие требования к лучшей экономии топлива. снижение выбросов при одновременном улучшении характеристик двигателя. [6] Он основан на плоском элементе из диоксида циркония, но также включает электрохимический газовый насос. Электронная схема, содержащая контур обратной связи, регулирует ток газового насоса, чтобы поддерживать постоянную мощность электрохимической ячейки, так что ток насоса напрямую указывает на содержание кислорода в выхлопных газах. Этот датчик исключает цикличность обедненной-богатой смеси, присущую узкополосным датчикам, позволяя блоку управления гораздо быстрее регулировать подачу топлива и угол зажигания двигателя.В автомобильной промышленности этот датчик также называется датчиком UEGO (универсальный датчик кислорода в выхлопных газах). Датчики UEGO также широко используются при настройке динамометрических стендов на вторичном рынке и в высокопроизводительном оборудовании для отображения воздуха и топлива водителя. Широкополосный циркониевый датчик используется в системах стратифицированного впрыска топлива, а теперь может также использоваться в дизельных двигателях, чтобы соответствовать предстоящим ограничениям выбросов EURO и ULEV.

Широкополосные датчики состоят из трех элементов:

  1. ионно-кислородный насос,
  2. узкополосный циркониевый датчик,
  3. нагревательный элемент.

Схема подключения широкополосного датчика обычно состоит из шести проводов:

  1. резистивный нагревательный элемент,
  2. резистивный нагревательный элемент,
  3. Датчик
  4. ,
  5. насос,
  6. калибровочный резистор,
  7. обыкновенный.
Датчик титана []

Менее распространенный тип узкополосных лямбда-зондов имеет керамический элемент из диоксида титана (диоксида титана). Этот тип не генерирует собственное напряжение, но изменяет свое электрическое сопротивление в зависимости от концентрации кислорода.Сопротивление диоксида титана зависит от парциального давления кислорода и температуры. Поэтому некоторые датчики используются с датчиком температуры газа для компенсации изменения сопротивления из-за температуры. Значение сопротивления при любой температуре составляет примерно 1/1000 изменения концентрации кислорода. К счастью, при λ = 1 происходит большое изменение кислорода, поэтому изменение сопротивления обычно в 1000 раз между богатой и обедненной жидкостью, в зависимости от температуры.

Поскольку диоксид титана является полупроводником N-типа со структурой TiO 2– x , дефекты x в кристаллической решетке проводят заряд.Так, для выхлопных газов с высоким содержанием топлива (более низкая концентрация кислорода) сопротивление низкое, а для выхлопных газов с низким содержанием топлива (более высокая концентрация кислорода) сопротивление высокое. Блок управления питает датчик небольшим электрическим током и измеряет результирующее падение напряжения на датчике, которое варьируется от почти 0 вольт до примерно 5 вольт. Подобно датчику из диоксида циркония, этот тип является нелинейным, поэтому его иногда упрощенно называют двоичным индикатором, показывающим либо «богатый», либо «обедненный». Датчики из диоксида титана дороже, чем датчики из диоксида циркония, но они также быстрее реагируют.

В автомобильной промышленности датчик диоксида титана, в отличие от датчика диоксида циркония, не требует эталонной пробы атмосферного воздуха для правильной работы. Это упрощает проектирование узла датчика против загрязнения водой. Хотя большинство автомобильных датчиков являются погружными, датчики на основе диоксида циркония требуют очень небольшого притока эталонного воздуха из атмосферы. Теоретически жгут проводов датчика и разъем заделаны. Предполагается, что воздух, который просачивается через жгут проводов к датчику, исходит из открытого места в жгуте - обычно ЭБУ, который расположен в замкнутом пространстве, таком как багажник или салон автомобиля.

Местоположение датчика в системе []

Зонд обычно ввинчивается в резьбовое отверстие в выхлопной системе, расположенное после ответвления коллектора выхлопной системы и перед каталитическим нейтрализатором. Новые автомобили должны иметь датчик до и после катализатора выхлопных газов, чтобы соответствовать нормам США, требующим, чтобы все компоненты выбросов проверялись на предмет отказа. Сигналы до и после катализатора отслеживаются для определения эффективности катализатора, и, если преобразователь не работает должным образом, пользователю через бортовые системы диагностики отправляется предупреждение, например, путем включения индикатора на приборной панели автомобиля. .Кроме того, некоторым каталитическим системам требуются короткие циклы обедненного (кислородсодержащего) газа для загрузки катализатора и обеспечения дополнительного окислительного восстановления нежелательных компонентов выхлопных газов.

Датчик наблюдения []

Соотношение воздух-топливо и, естественно, состояние датчика можно контролировать с помощью измерителя отношения воздух-топливо, который отображает выходное напряжение датчика.

Отказ датчика []

Обычно срок службы ненагреваемого датчика составляет от 30 000 до 50 000 миль (от 50 000 до 80 000 км).Срок службы датчика с подогревом обычно составляет 100 000 миль (160 000 км). Отказ ненагреваемого датчика обычно вызван накоплением сажи на керамическом элементе, что увеличивает время его отклика и может привести к полной потере способности воспринимать кислород. У нагретых датчиков нормальные отложения выгорают во время работы, а выход из строя происходит из-за истощения катализатора. Затем датчик имеет тенденцию сообщать о бедной смеси, ECU обогащает смесь, выхлоп обогащается монооксидом углерода и углеводородами, а экономия топлива ухудшается.

Этилированный бензин загрязняет кислородные датчики и каталитические нейтрализаторы. Большинство датчиков кислорода рассчитаны на определенный срок службы в присутствии этилированного бензина, но срок службы датчика будет сокращен до 15 000 миль (24 000 км), в зависимости от концентрации свинца. Концы сенсоров, поврежденных свинцом, обычно имеют обесцвеченный или ржавый цвет.

Другой частой причиной преждевременного выхода из строя лямбда-зондов является загрязнение топлива силиконами (которые используются в некоторых уплотнениях и смазках) или силикатами (используются в качестве ингибиторов коррозии в некоторых антифризах).В этом случае отложения на датчике имеют цвет от блестящего белого до зернистого светло-серого.

Утечка масла в двигатель может покрыть наконечник зонда маслянистым черным отложением, что приведет к потере чувствительности.

Чрезмерно богатая смесь вызывает накопление черного порошкообразного осадка на датчике. Это может быть вызвано отказом самого датчика или проблемой в системе нормирования топлива.

Подача внешнего напряжения на датчики из диоксида циркония, например Проверив их с помощью омметра некоторых типов, можно повредить их.

Некоторые датчики имеют отверстие для входа воздуха в датчик в проводе, поэтому загрязнения из провода, вызванные утечками воды или масла, могут попасть в датчик и вызвать отказ. [7]

Признаки неисправности датчика кислорода [8] включает:

  • Свет датчика на приборной панели указывает на проблему,
  • повышенный выброс выхлопной трубы,
  • повышенный расход топлива,
  • колебания на ускорении,
  • стойло,
  • грубый холостой ход.

Приложения для дайвинга []

Анализатор кислорода для дыхательных газовых смесей для дайвинга

Тип датчика кислорода, который используется в большинстве подводных погружений, - это электрогальванический датчик кислорода, тип топливного элемента, который иногда называют анализатором кислорода или ppO 2 метр . Они используются для измерения концентрации кислорода в смесях газов для дыхания, таких как найтрокс и тримикс. [9] Они также используются в механизмах контроля кислорода в ребризерах замкнутого цикла для поддержания парциального давления кислорода в безопасных пределах. [10] и для контроля содержания кислорода в газе для дыхания в системах насыщения водолазов и в смешанном газе, подаваемом с поверхности. Этот тип датчика работает путем измерения напряжения, создаваемого небольшим электрогальваническим топливным элементом.

Научные приложения []

При исследованиях дыхания почвы датчики кислорода могут использоваться вместе с датчиками углекислого газа, чтобы помочь улучшить характеристики дыхания почвы. Обычно в датчиках почвенного кислорода используется гальванический элемент для создания потока тока, который пропорционален измеряемой концентрации кислорода.Эти датчики расположены на разной глубине, чтобы отслеживать истощение кислорода во времени, которое затем используется для прогнозирования скорости дыхания почвы. Как правило, эти датчики почвы оснащены встроенным нагревателем для предотвращения образования конденсата на проницаемой мембране, поскольку относительная влажность в почве может достигать 100%. [11]

В морской биологии или лимнологии измерения кислорода обычно выполняются для измерения дыхания сообщества или организма, но также используются для измерения первичной продукции водорослей.Традиционный способ измерения концентрации кислорода в пробе воды заключался в использовании методов влажной химии, например метод титрования Винклера. Однако существуют коммерчески доступные датчики кислорода, которые с большой точностью измеряют концентрацию кислорода в жидкостях. Доступны два типа кислородных датчиков: электроды (электрохимические датчики) и оптоды (оптические датчики).

Электроды []

Измеритель растворенного кислорода для лабораторного использования

Электрод Кларка - наиболее часто используемый датчик кислорода для измерения растворенного в жидкости кислорода.Основной принцип заключается в том, что катод и анод погружены в электролит. Кислород поступает в датчик через проницаемую мембрану путем диффузии и восстанавливается на катоде, создавая измеримый электрический ток.

Между концентрацией кислорода и электрическим током существует линейная зависимость. С помощью калибровки по двум точкам (0% и 100% насыщение воздухом) можно измерить кислород в образце.

Одним из недостатков этого подхода является то, что кислород потребляется во время измерения со скоростью, равной диффузии в датчике.Это означает, что датчик необходимо перемешивать, чтобы получить правильные измерения и избежать застоя воды. С увеличением размера сенсора увеличивается потребление кислорода, а вместе с ним и чувствительность перемешивания. В больших датчиках также наблюдается дрейф сигнала во времени из-за расхода электролита. Однако датчики типа Кларка могут быть очень маленькими с размером наконечника 10 мкм. Потребление кислорода таким микросенсором настолько мало, что он практически нечувствителен к перемешиванию и может использоваться в застойных средах, таких как отложения или внутри тканей растений.

Оптоды []

Оптод кислорода - это датчик, основанный на оптическом измерении концентрации кислорода. На конец оптического кабеля наклеивается химическая пленка, и флуоресцентные свойства этой пленки зависят от концентрации кислорода. Флуоресценция максимальна при отсутствии кислорода. Когда проходит молекула O 2 , она сталкивается с пленкой, и это гасит фотолюминесценцию. При данной концентрации кислорода будет определенное количество молекул O 2 , сталкивающихся с пленкой в ​​любой момент времени, и флуоресцентные свойства будут стабильными.

Отношение сигнала (флуоресценции) к кислороду не линейное, и оптод наиболее чувствителен при низкой концентрации кислорода. То есть чувствительность уменьшается с увеличением концентрации кислорода в соответствии с соотношением Штерна – Фольмера. Однако датчики оптодов могут работать во всем диапазоне от 0% до 100% насыщения кислородом в воде, и калибровка выполняется так же, как и с датчиком типа Кларка. Кислород не потребляется, и, следовательно, датчик нечувствителен к перемешиванию, но сигнал стабилизируется быстрее, если датчик перемешать после помещения в образец.Этот тип электродных датчиков может использоваться для мониторинга производства кислорода в реакциях расщепления воды на месте и в реальном времени. Платинированные электроды позволяют в режиме реального времени контролировать производство водорода в устройстве для разделения воды.

Планарные оптоды используются для обнаружения пространственного распределения концентрации кислорода в платинированной фольге. Цифровая камера основана на том же принципе, что и оптодные зонды, для регистрации интенсивности флуоресценции в определенной области.

См. Также []

Ссылки []

  1. ^ «40 лет лямбда-зондам Bosch». «Оценка дыхания почвы: усовершенствованные методы измерения почвенного газа». Архивировано 07 июля 2011 г. на Wayback Machine.
.

java - это хорошая идея включить jmx (лямбда-зонд) на производственном сервере?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд
.

javascript - Что такое лямбда-язык?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
.

java - Зачем мне нужен функциональный интерфейс для работы с лямбдами?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
.

Искусственный интеллект - что это такое и почему это важно

История искусственного интеллекта

Термин «искусственный интеллект» был придуман в 1956 году, но сегодня ИИ стал более популярным благодаря увеличению объемов данных, усовершенствованным алгоритмам и улучшениям в вычислительной мощности и хранилище.

Ранние исследования ИИ в 1950-х годах изучали такие темы, как решение проблем и символические методы. В 1960-х годах Министерство обороны США заинтересовалось этим видом работы и начало обучать компьютеры имитировать базовые человеческие рассуждения.Например, Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) завершило проекты по картированию улиц в 1970-х годах. А DARPA выпустило интеллектуальных персональных помощников в 2003 году, задолго до того, как имена Siri, Alexa или Cortana стали нарицательными.

Эта ранняя работа проложила путь автоматизации и формальному мышлению, которые мы видим сегодня в компьютерах, включая системы поддержки принятия решений и интеллектуальные поисковые системы, которые могут быть разработаны для дополнения и расширения человеческих способностей.

В то время как в голливудских фильмах и научно-фантастических романах ИИ изображается как человекоподобных роботов, захватывающих мир, нынешняя эволюция технологий ИИ не так уж страшна - и не так уж умна.Вместо этого ИИ эволюционировал, чтобы обеспечить множество конкретных преимуществ в каждой отрасли. Продолжайте читать, чтобы узнать о современных примерах искусственного интеллекта в здравоохранении, розничной торговле и многом другом.

Почему так важен искусственный интеллект?

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Лямбда (верхний / нижний регистр Λ λ ) - это буква греческого алфавита. Он используется для обозначения звука «l» в древнегреческом и новогреческом языках. В системе греческих цифр он имеет значение 30. Буквы, образованные от него, включают латинскую L и кириллицу L.

В математике строчная λ используется как переменная для собственных значений в линейной алгебре, а также как параметр экспоненциального распределения и распределения Пуассона. [1] В физике тот же символ используется в качестве переменной, представляющей длину волны. [2]

Связанные страницы

Ссылки

  1. «Символы на греческом / иврите / латинском алфавите в математике». Математическое хранилище . 2020-03-20. Проверено 6 октября 2020.
  2. «Лямбда-символ в греческом алфавите». www.greeksymbols.net . Проверено 6 октября 2020.
.

Смотрите также