8. Титановый датчик кислорода. Назначение. Устройство, принцип действия. Причины и последствия при его неисправности.

Для того, чтобы добиться наибольшей продуктивности от работы двигателя необходимо обеспечить наилучшее сгорание топливно-воздушной смеси, в свою очередь для этого необходимо точно определить необходимые пропорции впрыскиваемого топлива и поступающего воздуха. Полученная смесь гарантирует наилучшее сгорание, продуктивную работу и наименьшее количество вредных веществ от выхлопа. Для определения доли кислорода в отработанных газах автомобиля, используется кислородный датчик (он же лямбда зонд, в народе).

Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их "дожигание" в каталитическом нейтрализаторе.

Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха - отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда <1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.  Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9. 

Кислородный датчик из диоксида титана также является датчиком перехода. Диоксид титана имеет специальную особенность: электрическое сопротивление изменяется пропорционально доле кислорода в отработавшем газе. Измеренное сопротивление сообщает информацию о том, в каком рабочем состоянии находится двигатель.

Кислородный датчик из диоксида титана отличается следующими свойствами:

• прочный и компактный

• высокая скорость реакции

• не требуется эталонный воздух

• быстрое достижение рабочей температуры

В зависимости от автомобиля, эти датчики применялись как регулирующие и как диагностирующие датчики. Сейчас эти устройства больше не используются в заводской комплектации.

П ринцип действия кислородного датчика из диоксида титана

Элемент из диоксида титана изменяет своё электрическое сопротивление пропорционально частичному давлению кислорода в смеси газа. При высоком содержании кислорода (λ > 1) диоксид титана становится менее токопроводящим, при низком содержании кислорода (λ < 1) его проводимость увеличивается.

Если на элементе возникает напряжение, то выходное напряжение изменяется соответственно концентрации кислорода в отработавшем газе. Рабочая температура этих кислородных датчиков составляет  700 °C. Только начиная с 850 °C датчик может разрушиться.

Ещё одно преимущество этого типа датчиков: Датчику из диоксида титана не нужен наружный воздух в качестве эталона и поэтому он реже выходит из строя.

Р асположение кабеля

Кислородные датчики из диоксида титана марки NTK всегда имеют четыре кабеля. Для всех типов сигнальный кабель (-) чёрный, сигнальный кабель (+) жёлтый и соединительный кабель для нагревательного элемента (-) белый. Только по цвету кабеля для нагревательного элемента (+) имеется два разных варианта: На кислородных датчиках типа 1 этот кабель красный, на типе 2 - серый.

Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода: 1. Применение этилированного бензина или несоответствующей марки топлива.  2. Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон.  3. Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д.  4. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны.  5. Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания.  6. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств.  7. Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика.  8. Негерметичность в выпускной системе.