Датчик кислорода используется только в паре с ней­трализатором отработавших газов (катализатором) и ус­танавливается в нижней части приемной трубы выпуск­ного коллектора.

Для нормальной работы кислородный датчик должен иметь температуру не ниже 360 °С, поэтому для быстро­го прогрева он имеет нагревательный элемент.

Датчик концентрации кислорода — он же лямбда-зонд

Устанавливается в выпускном коллекторе таким обра­зом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверх­ность датчика. Материал его, как правило, циркониевый (используется керамический элемент на основе двуо­киси циркония, покрытый платиной) гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединя­ется с наружным воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика изме­няется сигнал.

Уровень этого сигнала может быть низким 0,1…0,2 В (на холостом ходу) или высоким 0,8-..0,9 В. Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переклю­чатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями «Больше» и «Меньше» очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез.

Контроллер принимает сигнал с лямбда-зонда, сравнивает его со значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимально­го для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом, осуществляется обратная связь с контроллером и точная подстройка ре­жимов работы двигателя под текущую ситуацию с целью достижения макси­мальной экономии топлива и миними­зации вредных выбросов.

Система с датчиком кислорода мо­жет работать в двух режимах:

В режиме «разомкнутой петли» контроллер рассчитывает дли­тельность импульсов впрыска без учета сигнала с датчика концент­рации кислорода. Расчеты произ­водятся на базе опорного сигнала с датчика положения коленвала и сигналов с датчика массового расхода воздуха, датчика темпе­ратуры охлаждающей жидкости и датчика положения дроссельной заслонки. В режиме «разомкну­той петли» рассчитанная конт­роллером длительность импульса впрыска определяет соотношение воздух/топливо, отличающееся от 14,7. Это характерно для непрогретого двигателя — в этом состоя­нии для хороших ездовых качеств требуется более богатая смесь.

Система остается в режиме «разо­мкнутой петли» до выполнения следу­ющих условий:

1. Датчик кислорода начинает выдавать сигнал с изме­няющимся напряжением (выход за пределы диапа­зона среднего напряжения около 300…600 мв);
2. Температура охлаждающей жидкости выше 32 °С;
3. Двигатель проработал с момента запуска от 6 секунд до 5 минут (время может варьировать в зависимос­ти от начальной температуры охлаждающей жид­кости). Сигнал с датчика концентрации кислорода подается на контроллер, который в зависимости от содержания кислорода в отработавших газах изме­няет количество впрыскиваемого топлива для под­держания постоянного состава смеси. Этот режим является режимом «замкнутой петли».

В режиме «замкнутой петли» контроллер рассчиты­вает длительность импульса впрыска по данным тех же датчиков, что и для режима «разомкнутой петли» и до­полнительно использует сигнал с датчика концентрации кислорода. Сигнал с датчика концентрации кислорода позволяет контроллеру производить точный расчет дли­тельности импульса впрыска для строгого поддержания соотношения воздух/топливо — 14,7:1, обеспечивающего максимальную эффективность работы двигателя и ката­литического нейтрализатора.

Когда датчик кислорода находится в холодном состо­янии (температура чувствительного элемента датчика меньше 360’С) он не выдает никакого напряжения или генерирует медленно меняющееся напряжение, непригодное в качестве сигнала. Датчик кислорода имеет внут­ренний нагревательный элемент для быстрого подогрева датчика до 360 °С после пуска холодного двигателя. По мере прогрева, датчика, он начинает генерировать быстро меняющееся напряжение от 10 до 950 мв.

Такое резкое падение напряжения датчика при переходе от обогащённых к обеднённым смесям позволя­ет определить оптимальный состав смеси с погрешностью не более ±0,5 %, При нормальной работе системы подачи топлива в режиме замкну­того контура выходное напряжение датчика изменяется несколько раз в секунду между низким и высоким уровнями.

Если контроллер длительное время получает сигнал, свидетель­ствующий о обеднённой или обо­гащённой смеси — в его память заносится соответствующий код неисправности. Причиной обеднён­ной смеси может быть замыкание на массу выходной цепи датчика, не1ерметичность системы выпуска воздуха или пониженное давление в системе подачи топлива.

Причиной переобогащения топ­ливной смеси, может быть замы­кание на другой источник питания выходной цепи или повышенное давление в системе подачи топлива. При этой неисправности контрол­лер переходит в режим работы по замкнутому кругу (т. Е, по такому, по которому работает двигатель при прогреве).

Нередки сбои в работе системы после обработки автомобиля анти­кором — он забивает в датчике кис­лорода отверстие для воздуха. Но в этом случае неверный сигнал от дат­чика можно определить только заме­рив напряжение на лямбда-зонде.

Если лямбда-зонд вышел из строя — не пытайтесь поставить вместо него резистор — контроллер всё равно будет показывать ошибку, т.к. Сигнал с датчика должен посто­янно меняться.

Датчики содержания кислорода в отработавших газах и нейтрализа­торы, вышедшие из строя, можно заменить только новы­ми. Восстановлению и ремонту эти детали не подлежат.

Причин роста расхода топлива можно насчитать не один десяток. Эго и неправильно отрегулированные углы развала-схождения, и «перетянутые» подшипники ступиц, и износ двигателя… Наиболее вероятные: плохое состоя­ние свечей зажигания, засорение форсунок и воздушного фильтра. Часто в излишнем «обжорстве» мотора винова­ты датчики системы впрыска. Они могут быть фактичес­ки исправны, но давать показания с большой погрешнос­тью. К примеру, если датчик температуры охлаждающей жидкости занижает реальные данные, электроника будет рассчитывать состав смеси исходя из того, что двигатель еще не окончательно прогрет, — «лить» больше бензина.

Можно заметить, что попытки самостоятельно бороться с повышенным расходом топлива «методом тыка» (замена фильтров, промывка форсунок и т.д.) Часто обходятся го­раздо дороже, чем диагностика в сервисе и последующее устранение реальной причины.