Оживление лямбда-зонда
Сергей Корниенко
Считать, будто борьба за чистоту воздуха - дело пустое, может только
житель барокамеры. Горожане давно вдыхают удушливый желтый угар, львиную
долю которого "дарят" автомобили. Недаром нормы токсичности выхлопа с
каждым годом ужесточаются. Конструкторы оттачивают двигатели под
"чистый" выброс и экономичность в ущерб мощностным показателям,
многократно усложняя его. А чем больше узлов в механизме, тем больше
вероятность его поломки...
Снижать уровень токсичности помогает каталитический нейтрализатор (или
просто катализатор) в системе выпуска. Делать выхлоп максимально чистым
он может только при соблюдении ряда условий. Одно из них -
стехиометрическое соотношение топливной смеси, когда на каждую часть
бензина приходится 14,7 части воздуха.
У исправного впрыскового автомобиля расход топлива зависит в основном от
длительности импульсов форсунок. Ее задает блок управления двигателем
(EFI, или "эфишка" в автослесарской среде). При работе мотора блок
собирает информацию с датчиков, обрабатывает ее и открывает форсунки.
Однако точное количество "впрыснутого" бензина неизвестно - инжекторы
засоряются, может измениться давление топлива в магистрали или плотность
воздуха... Для четкой работы двигателя "мозгам" нужна обратная связь
-необходимо знать, как прошло горение в цилиндрах. За эту информацию
отвечает лямбда-зонд, или датчик кислорода. Если сигнал на нем слабый -
значит, в отработавших газах избыток кислорода, то есть смесь бедная.
"Эфишка" немедленно увеличит время открытия форсунок. При избыточно
богатой смеси длительность импульса форсунок снижается. Таким образом,
состав топливной смеси в работающем двигателе корректируется ежесекундно
(а то и чаще).
В некоторых современных иномарках установлено несколько лямбда-датчиков.
Тогда блок управления не просто изменяет продолжительность импульсов
одновременно на всех инжекторах, но и контролирует состав смеси в каждом
цилиндре (или группе цилиндров) отдельно. Кроме того, "эфишка"
отслеживает состояние каталитических нейтрализаторов (и их бывает
несколько). Для этого в выпускной трубе после катализаторов стоят...
датчики кислорода! Таким образом, в автомобиле с многоцилиндровым
двигателем порой насчитывается более десятка лямбда-зондов. Выходят из
строя они практически одновременно. Но в большинстве неновых иномарок,
прописанных в России, датчик всего один.
Этилированный бензин, "текущие" колпачки, изношенные поршневые кольца, а
также бутылочки с яркими этикетками, содержимое которых заботливые
владельцы так любят заливать в бак, могут "убить" датчик в считанные
дни. Уровень сигнала с него снижается, "эфишка" решает, что смесь
бедная, и обогащает ее. В итоге расход топлива растет, а катализатор
потихоньку забивается.
Столкнувшись с проблемой непомерного аппетита машины и сообразив, что
виновен датчик кислорода, умелец поступает просто (знай наших!):
сдергивает провода! Теперь сигнала с датчика нет вообще. "Эфишка"
"понимает", что датчик приказал долго жить, зажигает лампочку "Check"
(не на всех моделях, поскольку неисправность считается мелкой) и
включает обходную программу. Задача этой программы - несмотря ни на что
(включая расход топлива), добраться до места ремонта. Тут на заправках
не сэкономить. Попытка сымитировать сигнал от датчика не лучше -
компьютер, обнаружив, что сигнал с лямбда-зонда не меняется со временем,
решает, что он испорчен. Далее - по проторенной дорожке, как при
выдергивании проводов.
Что же делать, если расход топлива резко подскочил? Первым делом -
измерить уровень СО во всех режимах двигателя. Если укладывается в
технические нормы для автомобиля (но не требования ГОСТа - он для
впрысковых машин излишне либерален!), то двигатель в перерасходе не
виноват - ищите другую причину. Может, вы просто ездите на спущенных
колесах или темперамент вносит свою лепту?
Если двигатель работает неустойчиво на холостом ходу, норовя заглохнуть,
а свечи черные, но прогретый ведет себя примерно - виноват, скорее
всего, датчик кислорода - прогревшись, он начинает работать нормально
(могут быть и другие причины такой неисправности, но вероятность их
много ниже). Убедиться в этом можно, лишь проверив сам датчик, а для
этого нужны специальные приборы - уж больно слаб сигнал с него, обычный
тестер не подойдет.
Во всем мире поступают просто: заменяют датчик новым (а это 200-300
долларов). У нас. как всегда, собственные пути: можно приобрести датчик
подешевле, от другой машины. (Все датчики одинаковы; "мерседесовский",
от "Тойоты" или "десятки" различаются монтажными размерами да разъемом.)
Можно купить оригинальный датчик б/у, что чревато пустыми тратами: на
нем не написано, в каком он состоянии, а проверить его сумеете только на
автомобиле. А можно - восстановить старый!
Во Владивостоке технология "оживления" лямбда-зонда уже отработана.
Оказывается, достаточно продержать датчик десять минут в ортофосфорной
кислоте при комнатной температуре, затем промыть водой - и он снова в
строю. Правда, сигнал восстанавливается не сразу, а через час-полтора
работы двигателя.
Для промывки датчик лучше вскрыть. На токарном стаже тонким резцом
срезают у самого основания колпачок с отверстиями. Датчик (он
представляет собой керамический стержень с напыленными платиновыми
полосками) окунают в кислоту. Кислота разрушает нагар и свинцовую пленку
на поверхности стержня. Важно не передержать датчик - могут разрушиться
токопроводящие платиновые электроды. Зачищать его шкуркой или другим
абразивом нельзя по той же причине. Очистив стержень от токопроводящей
пленки, его промывают в воде и крепят колпачок каплей нержавеющей
проволоки аргоновой сваркой.
Ученые из дальневосточного отделения РАН предлагают другой путь
восстановления - более сложный и весьма надежный. Как известно из
физики, плотность тока в газах определяется концентрацией ионов, их
подвижностью и величиной заряда. В выхлопных газах ионы образуются от
нагрева. Поскольку температура (стало быть, подвижность ионов) и
напряженность поля (на электроды подается напряжение 1 В) известны,
выходные его характеристики зависят лишь от концентрации ионов. Их
замеряют осциллографом и частотомером (около 2 МГц). Далее на
ультразвуковом диспергаторе в эмульсионном растворе проводится "мягкая
зачистка" напыленных электродов. Возможен электролиз вязких металлов,
осевших на их поверхности. При этом учитываются конструктивные
особенности зонда и материал (металлокерамика или фарфор) с напылением
малоинерционных металлов (платина, барий, цирконий и пр.).
Восстановленный датчик испытывают приборами и устанавливают на
автомобиль. Операцию можно проводить многократно.
Так российские инженеры и ученые доказали справедливость пословицы:
"Голь на выдумки хитра", сумев разработать простую и остроумную
технологию.
|
