Как проверить датчик лямбда зонд

Как проверить датчик лямбда зонд

В двигателях внутреннего сгорания кислород определяет оптимальное соотношение компонентов горючей смеси, эффективность и экологичность работы двигателя. Лямбда (λ) зонд – это прибор для изменения объема кислорода или его смеси с несгоревшим топливом в коллекторе силового агрегата. Представление об устройстве и принципе работы датчика поможет владельцу авто контролировать его работоспособность, предотвращая нестабильную работу двигателя и перерасход топлива.

Назначение и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе

Жесткие экологические требования для автомобилей заставляют производителей применять каталитические нейтрализаторы, уменьшающие токсичность выхлопа. Но его эффективной работы невозможно добиться без контроля состава воздушно-топливной смеси. Такой контроль осуществляет датчик кислорода, он же λ-зонд, работа которого основана на использовании обратной связи устройства и топливной системы с дискретной или электронной системой впрыска.

Измерение количества лишнего воздуха производится определением остаточного кислорода в выхлопном газе. Для этого лямбда-зонд ставят перед катализатором выпускного коллектора. Сигнал датчика обрабатывает блок управления и оптимизирует воздушно-топливную смесь, более точно дозируя подачу форсунками топлива. На некоторых моделях авто устанавливается второй прибор после катализатора, что делает приготовление смеси еще более точным.

Лямбда-зонд работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполненным в виде керамики из двуокиси циркония, легированной окисью иттрия, на котором нанесено платиновое напыление, выполняющее роль электродов. Один из них фиксирует показания атмосферного воздуха, а второй – выхлопного газа. Эффективная работа прибора возможна при достижении температуры более 300 о С, когда циркониевый электролит приобретает проводимость. Выходное напряжение появляется от разницы количества кислорода в атмосфере и выхлопном газе.

Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Существует два вида λ-зонда – широкополосный и двухточечный. Первый тип обладает более высокой информативностью, позволяющей более точно настроить работу двигателя. Устройство изготавливают из материалов, выдерживающих повышенные температуры. Принцип работы всех типов датчика одинаков, и заключается в следующем:

1. Двухточечный измеряет уровень кислорода в выхлопе двигателя и атмосфере при помощи электродов, на которых в зависимости от уровня кислорода меняется разность потенциалов. Сигнал снимается блоком управления двигателя, после чего автоматически корректируется подача топлива в цилиндры форсунками.
2. Широкополосный состоит их закачивающего и двухточечного элемента. На его электродах поддерживается постоянное напряжение 450 мВ корректировкой силы тока закачивания. Уменьшение содержания кислорода в выхлопе приводит к повышению напряжения на электродах. Блок управления после получения сигнала создает необходимый ток на закачивающем элементе для закачки или откачки воздуха, чтобы привести к нормативному напряжению. Так, при чрезмерно обогащенной топливно-воздушной смеси БУ посылает команду закачать дополнительную порцию воздуха, а при обедненной смеси воздействует на систему впрыска.

Возможные причины неисправности лямбда зонда

Внешний вид неисправного лямбда зонда

Как и любое другое устройство, лямбда-зонд может выходить из строя, но в большинстве случаев автомобиль остается на ходу, при этом динамика его движения значительно ухудшается, и расход топлива возрастает, из-за чего транспортное средство нуждается в срочном ремонте. Поломки λ-зонда происходят по следующим причинам:

1. Механическая поломка при повреждении или дефекте корпуса, нарушении обмотки датчика, и т. д.
2. Плохое качество топлива, при котором железо и свинец забивают активные электроды устройства.
3. Попадание в выхлопную трубу масла при плохом состоянии маслосъемных колец.
4. Попадание на устройство растворителей, моющих или любых других эксплуатационных жидкостей.
5. «Хлопки» из двигателя из-за сбоев системы зажигания, разрушающие хрупкие керамические части устройства.
6. Перегрев из-за неверно выставленного угла опережения зажигания или богатой топливной смеси.
7. Применение герметика при установке прибора, содержащего силикон, или вулканизирующегося при комнатной температуре.
8. Многочисленные неудачные попытки запуска мотора в течение короткого времени, что приводит к накоплению в выхлопном коллекторе топлива и его воспламенения, вызывающего ударную волну.
9. Замыкание на «массу», плохой контакт или его отсутствие во входной цепи прибора.

Симптомы неисправности лямбда зонда

Основные неисправности λ-зонда проявляются в следующих признаках:

1. Повышение общей токсичности выхлопных газов.
2. Двигатель на небольших оборотах работает неустойчиво.
3. Наблюдается перерасход топлива.
4. При езде ухудшается динамика движения автомобиля.
5. При остановке авто после движения, от катализатора в выпускном коллекторе слышно характерное потрескивание.
6. В области каталитического нейтрализатора повышается температура или происходит его разогрев до раскаленного состояния.
7. Сигнал лампы «СНЕСК ЕNGINЕ» во время установившегося режима движения.

Способы проверки лямбда зонда

Проверка лямбда зонда мультиметром

Для самостоятельной проверки λ-зонда необходим цифровой вольтметра и руководство по эксплуатации автомобиля. Последовательность действий при этом следующая:

1. От колодки зонда отсоединяются провода и подключается вольтметр.
2. Двигатель автомобиля запускают, устанавливают частоту вращения 2500 об/мин, после чего снижают до 2000 об/мин.
3. Извлекают вакуумную трубку из регулятора топливного давления и фиксируют показания вольтметра.
4. При значении 0,9 В датчик исправен. Если вольтметр никак не реагирует, или показание ниже 0,8 В – λ-зонд неисправен.
5. Для проверки в динамике, зонд подсоединяют к разъему, параллельно подключив вольтметр и поддерживая вращение коленчатого вала двигателя на 1500 об/мин.
6. Если датчик исправен, вольтметр покажет 0,5 В. Отклонение от данного значения говорит о поломке.

Ремонт лямбда зонда

При поломке λ-зонда, его можно просто отключить, при этом блок управления перейдет на средние параметры впрыска топлива. Это действие сразу даст о себе знать в виде повышенного расхода горючего и появлением ошибки в ЭБУ двигателя. При поломке лямбда-зонда, его необходимо заменить. Но существуют технологии «оживления» неисправного датчика, которые позволяют с определенной долей вероятности вернуть его в работоспособное состояние:

Ремонт лямбда зонда отмачиванием в ортофосфорной кислоте

1. Промывка прибора ортофосфорной кислотой при комнатной температуре в течение 10 мин. Кислота разъедает нагар и осевший свинец на стержне. При этом важно не переусердствовать, чтобы не повредить платиновые электроды. Устройство вскрывают, срезая на токарном станке колпачок у самого основания, и окунают стержень в кислоту, после промывают в воде и приваривают колпачок на прежнее место аргоновой сваркой. После процедуры сигнал восстанавливается спустя 1-1,5 ч. работы двигателя.

Старый и новый лямбда зонд

2. «Мягкая зачистка» электродов ультразвуковым диспергатором в эмульсионном растворе. Во время процедуры возможно появление электролиза вязких металлов, отложившихся на поверхности. Перед зачисткой учитывают конструкцию зонда и материал его изготовления (керамика или металлокерамика), на которую нанесены инертные материалы (цирконий, платина, барий, и т. д.). После восстановления датчик испытывают при помощи приборов и возвращают в автомобиль. Процедуру можно повторять многократно.

Подогрев лямбды

Лямбда-зонд (датчик кислорода) — один из устройств, установленных в автомобиле, которое отвечает за экологическую безопасность. Он помогает ЭБУ контролировать качество преобразования топлива, пересылая данные о составе выхлопных газов. ЭБУ на основе этих данных регулирует процентное отношение топлива и воздуха друг к другу.

Один из принципов работы датчика заключается в том, что его циркониевый элемент становится проводимым лишь после нагрева до 300 °C. Только тогда разница в объеме кислорода в окружающем воздухе и в выхлопной системе создает выходное напряжение на электродах зонда.

До обозначенного момента электронный блок управления рассчитывает состав ТВС на основе исторических данных, оставшихся в памяти, а они не всегда оптимальны. Специальный подогрев лямбды нужен для того, чтобы быстрее привести элемент в рабочее состояние. Если нагревательный элемент в цепи не работает, то прибор не почувствует проблем с составом ТВС. Мотор будет функционировать с увеличенной нагрузкой, резко увеличатся токсичность выхлопных газов и расход топлива.

Часто задаваемые вопросы о подогреве лямбда-зонда

В работе мы часто сталкиваемся с различными вопросами по поводу подогрева лямбда-зонда, поэтому решили сделать небольшую подборку запросов, которые встречаются чаще всего:

— Можно ли пользоваться автомобилем если не работает нагревательный элемент кислородного датчика?

— Сильно увеличенный расход топлива может быть связан с нерабочим подогревом ДК? Можно ли починить отдельно подогрев или нужно менять целиком весь датчик?

— Какие могут быть причины того, что лямбда не прогревается?

— Можно ли установить лямбду с подогревом на место зонда без подогрева и наоборот?

— Какого цвета провода на подогреве в лямбде? Где расположен сам нагревательный элемент?

Постараемся дать обобщенный ответ

Пользоваться автомобилем теоретически можно, но:

• Вырастет расход горючего;
• Выхлопные газы будут значительно вреднее для экологии;
• Двигатель подвергается повышенному износу;
• Будет всегда гореть сообщение об ошибке на приборной панели.

Датчик может перестать прогреваться из-за того, что сгорает транзистор в ECU. Это довольно распространенная ситуация, так что ее проверяют одной из первых. Отдельно подогрев обычно не чинят. Гораздо проще заменить зонд полностью — это не очень дорогая деталь. Или же установить обманку лямбды.

Зонды с подогревателем и без — не взаимозаменяемы. Допускается установка лямбда-зонда с подогревом вместо такого же без подогрева, но не наоборот. При этом потребуется смонтировать на авто цепь подогрева и подсоединить ее к цепи, питаемой при активации зажигания.

При замене старой неисправной лямбды на новую, важно соблюсти соответствие подключаемых проводов по цветам. Нельзя однозначно сказать, какие цвета именно в вашем авто (на эту тему есть отдельная статья на нашем сайте — провода в лямбде). В зависимости от конкретной модели автомобиля, провода на нагревателе (плюс и минус) могут быть черными, белыми, фиолетовыми, коричневыми. Сам нагревательный элемент монтируется внутрь керамического тела зонда и работает через подключение к электрической сети машины.

Если вам кажется, что ваш лямбда-зонд неисправен и вы считаете, что подогрев не работает — обращайтесь к нам за консультацией. Мы подскажем, в чем может быть причина.

Заключительное слово

В автомобиле каждая запчасть нужная и важная, даже если на первый взгляд так не кажется. Мы настоятельно не рекомендуем ездить с неисправным подогревом лямбда-зонда, это отрицательно скажется на работе вашего транспортного средства. Приезжайте в наш автосервис в Санкт-Петербурге — мы проведем профессиональную проверку и устраним неисправности в кратчайшие сроки, а также по разумной цене. Гораздо лучше сразу решить такую небольшую проблему, чем потом разбираться в серьезных последствиях (вплоть до полного выхода двигателя из строя).

А если неисправен лямбда-зонд

Лямбда-зонд – один из элементов системы питания инжекторных автомобилей, который в наших условиях эксплуатации может создавать проблемы. Как их избежать?

Назначение

Греческая лямбда в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси. Отсюда и пошло название датчика, который измеряет этот коэффициент, а точнее – остаточный кислород (О2) в отработавших газах (другое название – датчик кислорода). Назначение датчика – предоставить ЭБУ двигателя информацию, позволяющую определить характер сгорания топлива. Это необходимо для создания нормальных условий работы каталитического нейтрализатора отработавших газов. Дело в том, что «окно» эффективной работы катализатора очень узкое, когда в цилиндрах сгорает 14,6–14,8 части воздуха и 1 часть топлива (при сгорании такой смеси лямбда = 1±0,01). Обеспечить такое точное регулирование состава топливо-воздушной смеси возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива. Лямбда-зонд в этих системах выполняет функцию контролера в выпускном тракте.

Лямбда-зонд: причины и симптомы поломок

Нарушения в работе или даже отказ лямбда-зонда может произойти из-за:

Сильно сокращают срок службы лямбда-зонда плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливо-воздушная смесь.

При неисправном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает с 0,1–0,3% до 3–7%. Уменьшить его значение в большинстве старых моторов без замены датчика сложно, т. к. запаса хода регулятора качества смеси потенциометра может не хватить. В автомобилях с двумя лямбда-зондами в случае отказа второго датчика добиться нормальной работы двигателя без серьезного вмешательства в электронику невозможно.

Признаки неисправности лямбда-зонда:

Интервалы замены датчиков:

Лямбда-зонд: лечение неисправности

Технологии ремонта неисправных лямбда-зондов не существует – в случае поломки они подлежат замене. Однако наши «дяди Васи» все-таки разработали методику восстановления этих датчиков, но эффективна она не во всех случаях. Чаще всего он перестает работать из-за отложений нагара на чувствительном элементе под защитным колпачком. Если налет удалить, работоспособность «лямбды» восстанавливается. Очистить чувствительный элемент датчика можно, промыв его в ортофосфорной кислоте, которая за 10–20 минут разъедает загрязнения, не уничтожая электроды с редкоземельными металлами. Эффективнее чистить лямбда-зонд после снятия защитного колпачка на токарном станке и мойки с использованием тонкой кисточки. Но делать это целесообразно, если есть возможность закрепить колпачок с помощью аргоновой сварки. После промывки датчик следует ополоснуть водой и просушить. Если мойка не помогает, значит, «лямбду» нужно менять. Стоимость мойки значительно меньше, чем стоимость нового лямбда-зонда (от 300 грн.). Можно заменить неподогреваемый датчик на подогреваемый (но не наоборот!). При несовместимости разъемов недостающую электроцепь подогрева проложите самостоятельно, а вместо разъема используйте универсальные автомобильные контакты.

Зачем вовремя менять лямбда-зонд:

Лямбда-зонд: диагностика

Специалисты Bosch рекомендуют проверять лямбда-зонд и систему регулирования топливной смеси каждые 30 тыс. км пробега.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после его разогрева до температуры 300–400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения. Поэтому сигнал лямбда-зонда проверяется при включенном и прогретом двигателе. Для измерения лучше подходит осциллограф, чем мультиметр, поскольку с его помощью наиболее точно оценивается форма и частота сигнала.

Затем измеряется сопротивление нагревателя датчика (при отсоединенном штекере), составляющее при комнатной температуре от 2 до 14 Ом (согласно требованиям производителя). Далее проверяется напряжение, подведенное к нагревателю: при включенном зажигании и подсоединенном разъеме зонда оно должно составлять не менее 10,5 В. Если это значение ниже, необходимо тщательно проверить напряжение батареи, кабели и соединения.

Лямбда-зонд: тонкости монтажа

Датчики должны устанавливаться и демонтироваться только при помощи соответствующих инструментов.

Если лямбда-зонд используется повторно, резьбу необходимо обработать специальной монтажной пастой. При этом следует избегать попадания пасты на защитную трубку, так как это может привести к сбоям в работе датчика. Новые лямбда-зонды ведущих производителей заранее обработаны пастой.

Соблюдайте указанный производителем момент затяжки, обычно составляющий от 40 до 60 Нм.

Лямбда-зонды требуют осторожного обращения во избежание механических повреждений (например, из-за падения).

Поскольку датчики всасывают наружный (эталонный, для сравнения) воздух через соединительный разъем, его нельзя обрабатывать контактным спреем или смазкой. При промывке двигателя и днища разъем лямбда-зонда следует тщательно изолировать.

Вадим Долгий
Технический консультант компании «Роберт Бош Лтд.»

При выходе лямбда-зонда из строя возникает вопрос, где купить новый. Это не проблема, так как созданы универсальные лямбда-зонды для установки на любой автомобиль. Они отличаются от «обычных» только способом подключения. Для подключения универсального лямбда-зонда компания Bosch разработала специальный переходник, который подключается к штатной проводке штекера старого зонда. Переходник обеспечивает точный и устойчивый сигнал, водонепроницаем, не подвержен влиянию перепадов температур и вибрации, обеспечивает поступление чистого воздуха на измерительный элемент.

Диагностика по широкополосным лямбда-зондам

В предыдущих статьях мы с вами рассмотрели назначение, принципы работы и способы проверки «скачковых» датчиков кислорода (лямбда-зондов). Так же были рассмотрены те возможности в поиске дефектов (диагностике) топливной системы автомобиля, которые открывает правильный анализ показаний этих датчиков. Но все автомобилестроители в мире постепенно отказываются от них и переходят на так называемые «широкополосные» лямбда-зонды. Почему так происходит? И чем плохи датчики, которые верой и правдой служили на протяжении многих лет? Что бы ответить на данный вопрос, нам необходимо вернуться в прошлое и посмотреть, как развивалась борьба за экологию.

До 60-х годов прошлого века об экологии никто не думал. Автомобилей было мало, загрязнением атмосферы от них можно было пренебречь. Все сильно изменилось во время автомобильного бума в начале 60-х. Первым от «чуда современной цивилизации» под названием «автомобиль» пострадал американский штат Калифорния. Не очень удачное географическое положение и крайне неблагоприятная «Роза Ветров». Он очень плохо продувается и людям от выхлопных газов просто стало нечем дышать. И был принят ряд законодательных актов, заставляющих автопроизводителей повышать качество выпускаемых автомобилей по экологическим параметрам. До недавнего времени это был громадный рынок сбыта автомобилей. На нем торговали все мировые производители. А законы рынка очень жестоки – хочешь торговать на моем рынке, выполняй мои условия. Таким образом, требования законодательства Калифорнии незаметно распространились на весь мир. Отдельно хочется отметить рынок Европы. Тут «Роза Ветров» более благоприятная, и экологические требования к автомобилям более мягкие. И стандарты по экологии сразу разделились на «американские» – более жесткие, и «европейские» – чуть более мягкие. На данное время автомобильные рынки Старого и Нового Света практически заполнены. По расчетам аналитиков, свободные ниши имеются пока только в России и Китае. Поэтому к рынкам этих стран приковано пристальное внимание всех автопроизводителей мира. До недавнего времени экологии на этих рынках уделялось крайне незначительное внимание. Но вступление России в ВТО потребовало ужесточения экологических норм для выпускаемых в ней автомобилей. Как же выполнить все более ужесточающиеся международные экологические требования?

Напомню, что такое вредные выбросы. Это не сгоревшее топливо. При полном сгорании углеводородов всего топлива образуется только СО2 (углекислый газ) и Н2О (вода). Если топливо сгорает не полностью, в выхлопе образуются продукты неполного сгорания. Пресловутые СО и СН. Ну а если топливо полностью не сгорает, что происходит с крутящим моментом? Правильно – он падает! Что происходит с расходом топлива (если вы просто выливаете его в выхлопную трубу)? Правильно – он растет! И вот здесь полностью пересеклись интересы экологов, производителей автомобилей и нас – специалистов автосервисов. Исправный автомобиль имеет прекрасную динамику, низкий расход топлива и еще атмосферу не загрязняет! От чего зависит крутящий момент, расход топлива и вредные выбросы? Основное требование – система управления двигателем должна поддерживать стехиометрический состав смеси. По современным стандартам отклонение не должно превышать 2%. Для контроля над этим параметром как раз и служат датчики кислорода в выхлопе.

Широкое начало применения лямбда-зондов в автомобилестроении получило еще в конце70-х годов прошлого столетия. Появление «скачковых» датчиков кислорода позволило на тот момент решить эту задачу. Но для выполнения норм ЕВРО-4 и ЕВРО-5 точность этих датчиков перестала удовлетворять производителей. Их недостатком явилось то, что состав смеси они определяют только по наличию кислорода в выхлопе. Нет кислорода – либо стехиометрия, либо богатая смесь. Есть кислород – бедная смесь. Работают по принципу «Да – Нет». Системе лямбда регулирования постоянно приходиться чуть добавлять и убавлять топливо для того чтобы понять, находится ли система в зоне стехиометрии. Это приводит к некоторой задержке реакции системы при возникновении неизбежных отклонений и имеет определенную погрешность при измерении их величин. Для увеличения точности потребовались датчики, которые могут определить избыток или нехватку кислорода в процентах. Так появились широкополосные датчики кислорода. При возникновении малейшего отклонения от правильного состава смеси моментально дают блоку управления двигателя указание внести поправки и указывают их величину с достаточно большой точностью. На данный момент занимают лидирующее положение в автомобилестроении.

Для рассмотрения принципов работы широкополосных датчиков кислорода обратимся к ставшему уже классическим описанию, данному фирмой BOSCH в конце прошлого столетия и вошедшему практически во все учебные пособия и публикации в СМИ и в Интернете. К сожалению, данное описание не дает понимания алгоритмов их работы и (судя по вопросам на форумах) не всегда понятно специалистам автосервисов. Попробуем исправить эту ситуацию.

Условно систему лямбда-регулирования с широполосным датчиком кислорода можно разделить на 4 зоны (см. рис.1).Зона А – ионный насос, зона В – «скачковый» лямбда-зонд (элемент Нернста), зона С – разъем и проводка, зона D – блок управления двигателем (ЭБУ) 4.

Выхлопные газы 1 из выхлопной трубы 2 через канал поступают в диффузионную щель 6. Здесь они подвергаются каталитическому дожиганию (как в обычном катализаторе) и в ней (в зависимости от первоначального состава смеси в двигателе) образуется либо избыток, либо недостаток кислорода. Поскольку толщина щели невелика – около 50 мкм, процесс происходит очень быстро. Но для протекания реакции каталитического дожигания нужна температура (в зависимости от конструкции – от 200 до 300 градусов Цельсия). Учитывая тот факт, что температура отработавших газов (ОГ) на холостом ходу может и не достигать указанных значений, необходимым элементом является нагреватель3. Непрогретый лямбда-зонд не работоспособен.

Далее в работу вступает элемент Нернста 7 (зона В). Сравнивая состав контрольного воздуха в камере 5 с составом газов в щели 6, он дает информацию ЭБУ о наличии или отсутствии кислорода в ней. Только «да – нет». На основании этих показаний ЭБУ 4 дает команду ионному насосу 8 (зона А):

1. Откачать лишний кислород из щели в выхлопные газы. Если избыточный кислород там присутствует. Бедная смесь. Ток положительный.
2. Закачать недостающий кислород в щель. Если его там нехватка. Богатая смесь. Ионный насос «отнимает» кислород у продуктов выхлопа и перекачивает его в щель. Ток отрицательный.
3. Ничего не делать, если смесь стехиометрическая. Ток нулевой.

Ток ионного насоса прямо пропорционален разности концентраций кислорода на разных его сторонах. Таким образом, по полярности и величине тока этого элемента сразу же определяется состав смеси. Получив указание от ЭБУ, ионный насос пытается привести состав ОГ в щели, соответствующий стехиометрии. По его току ЭБУ понимает, куда и насколько отклонилась смесь, и сразу принимает меры по корректировке времени впрыска в ту или иную сторону. Колебания смеси ему не нужны – ЭБУ сразу видит абсолютные величины отклонений и выводит стехиометрию в идеал.

С началом применения широкополосных лямбда-зондов работа диагностов значительно облегчилась. Такой прибор, как газоанализатор, стал попросту ненужным. Если ЭБУ выводит показания в виде тока, то «нулевой» ток говорит о том, что системе лямбда-регулирования удалось вывести стехиометрию. По показанию коррекции смотрим, какой ценой и в какую сторону ему это удалось (см. рис. 2).

Если ток не нулевой. Это означает, что системе вывести стехиометрию не удалось. Причин тут две:

1. Неисправен сам лямбда-зонд. Как показывает практика, код ошибки в этом случае возникает крайне редко. Причина проста – чтобы проверить исправность датчика, ЭБУ обязан включить систему мониторинга. Т.е. принудительно обогатить или обеднить смесь. А это приводит к нарушению экологии! Поэтому мониторинг зонда проводиться нечасто. Например, два автомобиля Опель Вектра, оборудованные системой впрыска BOSCH и принимавшие участие в съемках фильма ОРТ «Левый Автосервис», обнаружили отказ этого датчика только через несколько часов после его возникновения.
2. Дефект критичен. Система корректировки по лямбда-зонду уже дошла до пределов своей регулировки, но смесь по прежнему отклоняется от стехиометрии. В этом случае возможен код «Превышение пределов топливной коррекции».

Действия диагноста в этих случаях заключаются:

А. Проверка самого лямбда-зонда.

В. Если зонд исправен, определяем состав смеси. Стандарт OBD2 гласит однозначно: положительный ток – бедная смесь. Отрицательный ток – смесь богатая. График зависимости тока от состава смеси приведен на рис.3. Ну а причины и способы устранения отклонения состава смеси достаточно подробно описаны в Интернете и учебных пособиях. Не будем повторяться.

Так выглядит идеальная картинка. Реалии куда более сложнее. Итак, давайте рассмотрим те «подводные камни», которые нас ждут при анализе показаний широкополосного лямбда-зонда.

Первый «подводный камень» заключается в том, что не все производители придерживаются стандарта. Очень часто ко мне приезжали автомобили, на которых стандарт был нарушен с точностью до наоборот! Положительный ток соответствовал богатой смеси, отрицательный – бедной. Но не стоит сразу винить производителей этих датчиков. Полярность тока зависит только от схемотехники и программного обеспечения ЭБУ.

ПРОВЕРКА: Необходимо в воздухозаборник работающего автомобиля добавить немного горючего вещества (принудительно обогатить смесь). На нашем автотехцентре мы используем обычный очиститель карбюратора. При наличии изменений показаний датчика однозначно говорим о его исправности и определяем, в какой полярности выводятся его показания на экран сканера.

Самый сложный случай, когда при этой проверке реакции широкополосного лямбда-зонда нет. Однозначного ответа – где дефект, дать невозможно. Вернемся опять к Рис.1 .

Дефект возможен в зонах А и В (сам датчик), зоне С (проводка) либо в самом ЭБУ – зона D. На большинстве сервисов все предлагают замену датчика, как наиболее вероятную причину. Но учитывая его стоимость, есть смысл обратиться к зоне С (проводке и разъему) для более глубокого поиска дефекта.

Pin 1. Ток ионного насоса. Проводиться миллиамперметром на 10 mA и в большинстве случаев этот замер затруднителен.

Pin 2. Масса. Отклонение от «массы» двигателя не более 100 mV. Если «масса» идет с ЭБУ, возможно наличие смещения, заложенного производителем. Необходимо свериться с мануалами.

Pin 3. Сигнал элемента Нернста. При отключенном разъеме должен составлять 450 mV. При подключенном разъеме – напряжение должно находиться в пределах 0…1v. Но некоторые производители могут отклоняться от этого правила. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность этой цепи.

Pin 4 и 5. Напряжение подогревателя. На современных автомобилях управляется с помощью Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ). Проверка необязательна, ибо в случае ее отказа код ошибки с Р0036 по Р0064 (Heater Control HO2S) пробивается практически моментально.

Второй «подводный камень» заключается в том, что ЭБУ не может понимать ток. Его входные цепи способны оцифровывать только напряжения. И блоки управления начинают выводить на сканер не ток, а падение напряжения на каком то нагрузочном сопротивлении в ЭБУ. В зависимости от схемотехники блока оно в норме может иметь абсолютно разное значение. В потоке данных выводиться не ток, а какое-то абстрактное напряжение. Мануалы на конкретный автомобиль его указывают.

Но способы проверки точно такие же. Принудительное обогащение смеси позволяет определить исправность датчика, а просмотр топливной коррекции позволяет понять, в каком состоянии находиться система топливоподачи автомобиля.

Третий «подводный камень» заключается в том, большинство широкополосных датчиков не взаимозаменяемы друг с другом. Реклама настойчиво предлагает разнообразный выбор. На форумах часто звучат вопросы: «Какой датчик лучше поставить?». Как быть рядовому потребителю? Что выбрать?

Ответ дают сами производители автомобилей.

Ставить нужно только те датчики, которые рекомендовал завод-изготовитель. В противном случае, производитель не состоянии гарантировать правильную работу системы.

Лямбда-зонд: устройство, неисправности, проверка

Лямбда-зонд – это традиционное название датчика кислорода. С его помощью осуществляется контроль количества кислорода в отработанных газах. Работа двигателя напрямую связана с тем, насколько эффективно сгорает топливно-воздушная смесь. А за процесс горения во многом отвечает именно кислород. Регулируя его содержание в смеси можно управлять температурой горения: соответственно повышая или понижая ее. Если кислорода в смеси много, то такую ситуацию инженеры обычно обозначают греческой буквой лямбда. Ну и нельзя не согласиться, что «лямбда-зонд» по-русски звучит гораздо выразительней, чем будничный «кислородный датчик».

Основные задачи лямбда-зонда

Датчик кислорода устанавливается там, где проходят отработанные газы, а именно в выпускном коллекторе. Используется он в тех автомобилях, которые оснащены инжектором. Чтобы повысить точность оценки, иногда применяют два лямбда-зонда. Они заботливо окружают катализатор , находясь с обеих его сторон.

Электронный блок управления регулирует количество топлива, которое подается в двигатель. В этом ему помогает датчик кислорода. Он передает информацию о содержании кислорода в отработанных газах. В зависимости от показаний датчика количество вспрыскиваемого топлива увеличивается или уменьшается. Когда кислорода в смеси оказывается слишком много, температура ее горения повышается. При этом выделяются токсичные вещества, опасные для человека и окружающей среды. Лямбда-зонд косвенно контролирует экологичность выхлопной системы и стремится создать условия для исправной работы катализатора.

Устройство

Кислородные датчики бывают двух видов: двухточечные и широкополосные.

• Двухточечный датчик стал традиционным и постепенно уходит в прошлое.

лямбда зонд двухконтактный

Он представляет собой два электрода: один внутри, другой снаружи. Наружный электрод покрыт тонким слоем платины, которая восприимчива к кислороду. Электрод, расположенный внутри, выполнен из циркония. Потенциал между электродами меняется, реагируя на количество кислорода в смеси: чем больше кислорода, тем он выше.

• Широкополосный датчик становится все более популярным вариантом лямбда-зонда.

Широкополосный лямбда-зонд

При этом используется два керамических элемента. Один выполняет функцию двухточечного, а другой осуществляет закачку кислорода. Смесь из отработанных газов уже не просто сама собой попадает на датчик для оценки и анализа, а датчик имеет дело только с кислородом, отдельно закачивая его из смеси. Обладая постоянным напряжением в 450 мВ, датчик реагирует на уменьшение или увеличение концентрации кислорода изменением напряжения, о чем сразу информируется ЭБУ. Получив соответствующий сигнал, ЭБУ создает ток закачки. Через величину закачивающего тока и определяется содержание кислорода в смеси.

Эффективно кислородный датчик работает только при температуре выше 300°C, поэтому все лямбда-зонды имеют систему подогрева.

Симптомы болезни

Проблемы с лямбда-зондом могут проявляться следующим образом.

• Токсичность выхлопных газов повысилась и перестала соответствовать установленным стандартам. Однако самому автолюбителю без специального прибора это не проверить.

• Увеличился расход топлива, но у данной проблемы может быть еще очень много других причин.

• Двигатель работает на холостом ходу нестабильно. К сожалению, этот симптом тоже не является однозначным.

• Ухудшается динамика автомобиля.

• В районе катализатора можно услышать характерный звук потрескивания.

• Загорелась лампочка «CheckEngine», но и здесь понадобится провести диагностику в сервисном центре.

В идеале поломку лямбда-зонда должен диагностировать специалист.

Причины неисправности

Лямбда-зонд может выйти из строя по следующим причинам:

• Некачественное топливо – это первый враг всех чувствительных элементов, разработанных зарубежными инженерами в целях заботы об экологии окружающей среды. Из-за отложений свинца внешний слой датчика теряет чувствительность и становится нерабочим.

• Механическое воздействие, нарушающее конструкцию лямбда-зонда, ведет к его поломке.

• Проблемы в топливной системе способны провоцировать образование нагара или сажи на всех элементах выхлопной системы, что мешает их исправной работе.

• Перегрев датчика может произойти по разным причинам, но, как для всех чувствительных элементов, слишком высокие температуры оказывают налямбда-зонд разрушительное воздействие.

• Попадание масла или антифриза в выхлопную систему, а также ее негерметичность также приводит к неисправности лямбда-зонда.

Если датчик вышел из строя, то ЭБУ теряет обратную связь с выхлопной системой и работает «вслепую», по средним параметрам, которые имеются в его памяти. При этом понятно, что состав топливно-воздушной смеси, выходя из-под контроля, перестает быть оптимальным.

Лямбда-зонд – уязвимый и относительно недолговечный элемент. При лучшем раскладе уже через 60-80 тыс. км он выходит из строя.

Проверка лямбда-зонда

Проверить датчик кислорода может практически каждый. Для проверки нужно использовать один или два вспомогательных инструмента: осциллограф и вольтметр. Если Вы не знаете, где расположено устройство, то воспользуйтесь инструкцией производителя.

Проверка лямбда зонда мультметром

Во-первых, следует проверить элемент на наличие механических повреждений. Его корпус должен быть целым, как и проводка. Если датчик не поврежден, а загрязнен, то его лучше заменить на новый. Конечно, нагар и сажу, а также любой другой налет можно попробовать почистить. Если это удастся, хорошо; если нет, то замена необходима.

Предположим, что наше устройство не повреждено и имеет чистую поверхность. Тогда следует продолжать проверку уже с помощью вольтметра или осциллографа.

Когда лямбда-зонд не нужен

Датчик кислорода теряет свое значение после удаления катализатора или его замены на пламегаситель. При этом речь идет не только о механическом удалении, но и о программном. Если есть возможность перепрограммировать ЭБУ, то необходимость в лямбда-зонде отпадает и о нем можно забыть. В противном случае устанавливаются обманки.

Нужно сказать, что лямбда-зонд не является дорогостоящей деталью(средняя цена самой детали варьируется в районе 2 000 руб. + 500 руб. работа), поэтому вышедший из строя датчик вполне можно заменить на новый. Главное это сделать своевременно, пока не пострадали другие элементы выхлопной системы, в частности, катализатор, цена которого уже совсем иная.