Лямбда-зонд — что это, признаки неисправности и способы проверки

Содержание

Инжекторные двигатели экономичны и дружелюбны к экологии в отличии от карбюраторных моторов. Высоких показателей инженеры добились благодаря датчикам в системе питания. Один из датчиков, который непосредственно влияет на смесеобразование – это лямбда-зонд или кислородный датчик.

1-23.jpg

Если он выходит из строя, можно наблюдать потерю мощности, большой расход топлива, нестабильную работу мотора.

Зачем в автомобиле нужен лямбда-зонда, место расположения

Лямбда-зонд необходим для измерения коэффициента содержания кислорода в горючей смеси. Он устанавливается всегда в районе приемной трубы до катализатора и измеряет объем несгоревшего кислорода в продуктах сгорания. Эта информация позволит ЭБУ готовить оптимальную смесь.

2-23.jpg

Наиболее эффективно сгорает смесь, в которой содержится 14,7 частей воздуха и одна часть топлива. Это оптимальные показатели, если кислород присутствует в больших количествах, то смесь бедная, если воздуха меньше, то богатая.

Читайте также:Почему горит ЧЕК в машине, что делать, можно ли ехать и как его потушить

Сгорание богатой смеси менее эффективно – можно наблюдать снижение мощности, повышенный расход топлива.

Так как моторы в автомобилях функционируют на совершенно разных режимах, то оптимальное соотношения воздуха и топлива может не соблюдаться. Для контроля качества смеси в системах питания применяют кислородные датчики.

На основе сигналов от лямбды ЭБУ может оценить качество смеси. Если обнаружены показатели, которые не соответствуют нормам, смесь корректируется.

Принцип работы кислородного датчика

Принцип действия кислородного датчика достаточно простой. Лямбда-зонд должен сравнивать показания с какими-то идеальными результатами, чтобы понимать, как меняется процент кислорода в смеси, поэтому замеры проводятся в двух местах – измеряется атмосферный воздух и продукты сгорания.

Такой подход позволяет датчику чувствовать разницу, если соотношения топливной смеси меняется.

ЭБУ должен получать от лямбда-зонда электрический импульс. Для этого датчик должен уметь преобразовывать замеры в электрические сигналы. Для измерения применяются специальные электроды, которые могут вступать с кислородом в реакцию.

В работе лямбды используется принцип гальванических элементов – смена условий химических реакций приводит к изменению напряжения между двумя электродами. Когда смесь богатая, а содержание кислорода за нижним порогом, тогда напряжение растет. Если смесь обедненная, напряжение будет падать.

Далее импульс, который возникает на этапе химических реакций, отправляется на ЭБУ, где параметры сравниваются с записанными в памяти топливными картами. В результате корректируется работа системы питания.

Статья по теме: Как сделать пеногенератор для автомойки из подручных вещей своими руками

Датчик кислорода работает на химических реакциях, но при этом конструкция его относительно простая. Главный элемент – специальный наконечник из керамических материалов. В качестве сырья используется диоксид циркония, а реже – диоксид титана.

Наконечник покрыт напылением из платины – именно этот слой и вступает в реакцию с кислородом. Одной стороной этот наконечник контактирует с выхлопными газами, другой стороной – с воздухом в атмосфере.

Электроды лямбда-зонда имеют одну особенность. Так, чтобы реакция проходила эффективнее и показатели были точными, замеры содержания кислорода в выхлопе производятся при условии определенных температур.

Для того, чтобы наконечник вышел на рабочие характеристики и нужную электропроводимость, температура среды должна составлять 300-400 градусов.

Для обеспечения нужного режима температур изначально лямбда-зонд устанавливался в непосредственной близости к выпускному коллектору. Это обеспечивало нужную температуру после прогрева ДВС. В работу датчик вступал не сразу. До того, как лямбда достаточно нагреется и начнет выдавать точные параметры, ЭБУ использовало сигналы других датчиков. Оптимальная смесь в процессе прогрева не приготавливалась.

Некоторые модели кислородных датчиков оснащены электрическими нагревателями. Благодаря им лямбда может быстрее выходить на рабочие температурные режимы. Подогрев использует энергию бортовой сети автомобиля.

Признаки и причины неисправности датчика

При неисправном лямбда-зонде выхлопные газы становятся более токсичными. Определить это можно при помощи специального диагностического оборудования. При этом никаких внешних признаков не будет, также, как и не будет никакого особенного запаха.

Вырастает расход топлива. Водители, как правило следят за тем, насколько наполнен топливный бак, стараются определить скорость, при которой расход минимален. Повышенный расход будет сразу же заметен. В зависимости от серьезности поломки датчика кислорода, расход вырастет в пределах от 1 л до 4 л.

Перегрев каталитического нейтрализатора. Если лямбда неисправна, то в ЭБУ подается неверный сигнал. Это может приводить к неправильной работе катализатора. Он перегревается вплоть до красного цвета и выходит из строя.

Автомобиль будет дергаться, и водитель сможет услышать хлопки. Лямбда перестает формировать правильные сигналы, в результате – нестабильный ХХ. Обороты могут колебаться в очень широких диапазонах.

Это интересно: Как восстановить кожу на руле автомобиля методом покраски

Снижаются динамические характеристики. Автомобиль теряет мощность. Эти признаки можно наблюдать в сильно запущенных случаях. Датчик не работает на холодном моторе, а автомобиль всячески сигнализирует о неисправности.

Среди причин поломок можно выделить:

  • Повреждения, вызванные сильными ударами, ДТП, наездами на бордюр;
  • Некорректную работу ДВС и проблемы в работе системы зажигания, когда элемент перегревается и выходит из строя;
  • Засор системы и некачественное топливо. Чем больше в бензине тяжелых металлов, тем быстрее лямбда выйдет из строя;
  • Поршневая группа – часто из-за изношенной ЦПГ в выпускной коллектор попадает масло, а продукты его сгорания забивают зонд;
  • Замыкания в электропроводке;
  • Бедная или слишком богатая смесь;
  • Попадание лишнего воздуха в выхлопную систему;
  • Пропуски зажигания;
  • Топливные присадки.

Проверка лямбда-зонд с помощью диагностического устройства

В большинстве случае ДВС сам подсказывает есть ли неисправности в работе датчиков. Самым быстрым и эффективным способом диагностики в таком случае будет подключение ODBII сканера.

Из доступных на рынке вариантов рекомендуем обратить внимание на модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

Данное устройство относится к бюджетному сегменту, но в отличие от китайских аналогов на 8-битном чипе, имеет 32-битную базу, что позволяет осуществлять диагностику не только двигателя, но и других систем автомобиля (коробку передач, трансмиссию, ABS, ESP, систему кондиционирования и т.д.).

Сканер достаточно прост в использовании, имеет широкий функционал и совместим с большинством автомобилей начиная с 1993 года выпуска.

Если все плохо, то в ЭБУ будет выдавать следующие ошибки – это P0131, P0134, P0171. Более подробно о них в видео ниже.

Также будет загораться лампочка «проверьте двигатель», но здесь точно установить причину можно только при помощи диагностики. Чек загорается и в случае других проблем.

Как проверить лямбда-зонд мультиметром

Когда наблюдаются рывки при движении, повышенный расход горючего, и горящий “чек”, то стоит провести диагностику. Эти признаки могут говорить и о других неисправностях, но если есть мультиметр, то можно проверить кислородный датчик своими руками. Специалисты рекомендуют проверять лямбду через измерение напряжений.

К сведению: Стук в Двигателе все причины появления странных звуков при работе мотора

Но прежде любых измерений нужно прогреть ДВС. Если лямбда холодная, она не будет работать. Также рекомендуется по возможности снять датчик и осмотреть его и проводку на предмет грязи и повреждений. Если датчик деформирован, электрод поцарапан или покрыт сажей, нагаром, то лучше его заменить.

Измерения напряжения в цепи подогрева

Включают зажигание, щупами протыкают провода, которые идут к нагревателю. Можно также втыкать щупы мультиметра в разъем. Напряжение будет примерно равно напряжению в бортовой сети. Если двигатель не запущен, то напряжения может и не быть.

Обычно плюс приходит к нагревателю напрямую. Минус подает блок управления. Если отсутствует плюс, следует проверить цепи от аккумулятора до датчика. Если отсутствует минус, тогда нужно проверить цепь от ЭБУ до датчика.

Проверка нагревателя

Можно проверить работоспособность кислородного датчика при помощи омметра. Очень часто поломка связана со спиралью подогрева или проводкой к ней.

Для проверки омметр присоединяют между контактами нагревателя. Если нагреватель исправен, то омметр покажет сопротивление от 2 до 10 ОМ. В цепи подогрева сопротивление будет от 1 кОм до 10 мОм. Если сопротивления нет, то стоит поискать обрыв в проводке.

Опорное напряжение

Имея под рукой мультиметр, можно проверить опорное напряжения. Для этого включают зажигание, затем измеряют напряжение между проводом сигнала и массой.

В правильно работающей лямбде напряжение будет в пределах 0,45 В. Если имеются отличия хотя-бы на 0,2 В, то проблемы с сигнальной цепи или плохая масса.

Проверка сигнала с датчика осциллографом

Двигатель необходимо прогреть. Осциллограф подключают между сигналом и массой. Затем поднимают обороты до 3000 и наблюдают за изменениями показаний. Сигнал должен меняться в пределах от 0,1 В до 0,9 В. Если осциллограф точный и видно, что изменения в более узком диапазоне, то лямбда неисправна.

По теме: Как нумеруются цилиндры, виды их расположения в двигателе

Также стоит засечь время, в течении которого показания опускаются от большего уровня к меньшему. За 10 секунд показания должны меняться 10 раз. Если смены происходят реже, тогда может появиться ошибка под датчику.

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

Коэффициент избытка воздуха λ

Прежде чем разбирать конструкцию датчика кислорода и принцип его работы, необходимо определиться с таким важным параметром, как коэффициент избытка воздуха топливовоздушной смеси: что это такое, на что влияет и зачем его измеряет датчик.

В теории работы ДВС существует такое понятие как стехиометрическое отношение – это идеальная пропорция воздуха и топлива, при которой происходит полное сгорание топлива в камере сгорания цилиндра двигателя. Это очень важный параметр, на основании которого рассчитывается топливоподача и режимы работы двигателя. Оно равняется 14,7 кг воздуха к 1 кг топлива (14,7:1). Естественно, такое количество топливовоздушной смеси не поступает в цилиндр в один момент времени, это всего лишь пропорция, которая пересчитывается под реальные условия.

Зависимость мощности (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха

Коэффициент избытка воздуха (λ) – это отношение действительного количества воздуха, поступившего в двигатель, к теоретически необходимому (стехиометрическому) для полного сгорания топлива. Говоря простым языком, это “на сколько больше (меньше) воздуха поступило в цилиндр, чем должно было бы”.

В зависимости от значения λ различают три вида топливовоздушной смеси:

  • λ = 1 – стехиометрическая смесь;
  • λ < 1 – “богатая” смесь (избыток – топливо; недостаток – воздух);
  • λ > 1 – “бедная” смесь (избыток – воздух; недостаток – топливо).

Современные двигатели могут работать на всех трех типах смеси, в зависимости от текущих задач (экономия топлива, интенсивное ускорение, снижение концентрации вредных веществ в отработавших газах). С точки зрения оптимальных значений мощности двигателя, коэффициент лямбда должен иметь значение около 0,9 (“богатая” смесь), минимальный расход топлива будет соответствовать стехиометрической смеси (λ = 1). Наилучшие результаты по очистке отработавших газов будут также наблюдаться при λ = 1, поскольку эффективная работа каталитического нейтрализатора происходит при стехиометрическом составе топливовоздушной смеси.

Назначение датчиков кислорода

Расположение кислородных датчиков в системе выхлопа

Стандартно в современных автомобилях используется два датчика кислорода (для рядного двигателя). Один перед катализатором (верхний лямбда-зонд), а второй после него (нижний лямбда-зонд). Различий в конструкции верхнего и нижнего датчиков нет, они могут быть одинаковыми, но выполняют разные функции.

Верхний или передний кислородный датчик определяет содержание оставшегося кислорода в отработавших газах. По сигналу с данного датчика блок управления двигателем “понимает”, на каком типе топливовоздушной смеси работает двигатель (стехиометрической, богатой или бедной). В зависимости от показаний кислородника и требуемого режима работы, ЭБУ корректирует количество топлива, подаваемого в цилиндры. Как правило, топливоподача корректируется в сторону стехиометрической смеси. Следует отметить, что при прогреве двигателя сигналы с датчика игнорируются ЭБУ двигателя до достижения им рабочей температуры. Нижний или задний лямбда-зонд используется для дополнительной корректировки состава смеси и контроля исправности работы каталитического нейтрализатора.

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.

Ресурс кислородника и его неисправности

Лямбда-зонд – один из наиболее быстро изнашиваемых датчиков. Это связано с тем, что он постоянно контактирует с отработавшими газами и его ресурс напрямую зависит от качества топлива и исправности двигателя. Например, циркониевый кислородник имеет ресурс порядка 70-130 тысяч километров пробега.

Поскольку работа обоих кислородных датчиков (верхнего и нижнего) контролируется системой бортовой диагностики OBD-II, при выходе из строя любого из них будет зафиксирована соответствующая ошибка, а на панели приборов загорится контрольная лампа неисправности “Check Engine”. Диагностировать неисправность в данном случае можно с помощью специального диагностического сканера. Из бюджетных вариантов стоит обратить внимание на Scan Tool Pro Black Edition.

Сканер Scan Tool Pro Black Edition

Данный сканер корейского производства отличается от аналогов высоким качеством сборки и возможностью диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, а не только двигателя. Также он способен отслеживать показания всех датчиков (в том числе и кислородного) в режиме реального времени. Сканер совместим со всеми популярными диагностическими программами и, зная допустимые по вольтажу значения, можно судить об исправности датчика.

Сигнал исправного кислородного датчика

При исправной работе кислородного датчика характеристика сигнала представляет собой правильную синусоиду, демонстрирующую частоту переключений не менее 8 раз в течение 10 секунд. Если датчик вышел из строя, то форма сигнала будет отличаться от эталонной, либо его отклик на изменение состава смеси существенно замедлится.

Основные неисправности кислородного датчика:

  • износ в процессе эксплуатации (“старение” датчика);
  • обрыв электрической цепи нагревательного элемента;
  • загрязнение.

Все эти виды проблем могут быть спровоцированы использованием некачественного топлива, перегревом, добавлением различных присадок, попаданием в зону работы датчика масел и чистящих средств.

Признаки неисправности кислородника:

  • Индикация сигнальной лампы неисправности на приборной панели.
  • Потеря мощности.
  • Слабый отклик на педаль газа.
  • Неровная работа двигателя на холостых оборотах.

Виды лямбда-зондов

Помимо циркониевых используются также титановые и широкополосные датчики кислорода.

  • Титановые. Этот вид кислородников имеет чувствительный элемент из диоксида титана. Рабочая температура такого датчика начинается от 700 °C. Титановые лямбда-зонды не требуют наличия атмосферного воздуха, поскольку принцип их работы основан на изменении выходного напряжения, в зависимости от концентрации кислорода в выхлопе.
  • Широкополосный лямбда-зонд представляет собой усовершенствованную модель. Он состоит из цикрониевого датчика и закачивающего элемента. Первый измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах, фиксируя напряжение, вызванное разницей потенциалов. Далее происходит сравнение показания с эталонной величиной (450 мВ), и, в случае отклонения, подается ток, провоцирующий закачивание ионов кислорода из выхлопа. Это происходит до тех пор, пока напряжение не станет равным заданному.

Лямбда-зонд является очень важным элементом системы управления двигателем, а его неисправность может привести к сложностям в управлении автомобилем и стать причиной повышенного износа остальных деталей двигателя. А поскольку он не подлежит ремонту, его необходимо сразу заменить на новый.

Неисправность датчика кислорода приводит к повышенному расходу топлива, снижению динамических характеристик автомобиля, нестабильной работе мотора на холостых оборотах, увеличение токсичности выхлопных газов. Обычно причинами неисправности датчика концентрации кислорода является его механическое повреждение, разрыв электрической (сигнальной) цепи, загрязнение чувствительной части датчика продуктами сгорания топлива. В некоторых случаях, например, при возникновении ошибки p0130 или p0141 на приборной панели активируется сигнальная лампа Check Engine. Использовать автомобиль при неисправном датчике кислорода можно, однако это приведет к указанным выше проблемам.

</p>

Назначение датчика кислорода

Датчик кислорода устанавливается в выпускном коллекторе (у различных машин конкретное место и ко-во может отличаться), и выполняет мониторинг наличия кислорода в выхлопных газах. В автопромышленности греческая буква «лямбда» обозначает коэффициент избытка кислорода в топливовоздушной смеси. Именно по этой причине зачастую датчик кислорода называют «лямбда-зонд».

Предоставленная датчиком информация о количестве кислорода в составе выхлопных газов электронным блоком управления двигателем (ЭБУ) используется для корректировка впрыска топлива. Если кислорода в выхлопных газах много, значит, топливовоздушная смесь, подаваемая в цилиндры, бедная (напряжение на датчике 0,1…0,3 Вольта), а если кислорода много — значит, богатая (напряжение на датчике 0,6…0,9 Вольта). Соответственно, происходит коррекция количества подаваемого топлива при необходимости. Что сказывается не только на динамических характеристиках двигателя, но и работы каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

В большинстве случаев диапазон эффективной работы катализатора составляет 14,6…14,8 долей воздуха на одну долю топлива. Это соответствует значению лямбда, равной единице. Таким образом, датчик кислорода является своеобразным контролером, расположенным в выпускном коллекторе.

На некоторых автомобилях конструктивно предусмотрено использование двух датчиков концентрации кислорода. Один расположен до катализатора, а второй — после. Задача первого состоит в коррекции состава топливовоздушной смеси, а второго — проверка эффективности работы катализатора. Сами же датчики по конструкции, как правило, идентичны.

Влияет ли лямбда зонд на запуск — что будет?

Если отключить лямбда зонд то будет возрастание расхода топлива, повышение токсичности газов, а иногда и нестабильная работа двигателя на холостых оборотах. Однако такой эффект происходит лишь после прогрева так как кислородный датчик начинает работать в условиях повышенной до +300°С температуры. Для этого его конструкция подразумевает использование специального подогрева, которая включается при запуске двигателя. Соответственно, непосредственно в момент запуска мотора лямбда зонд не работает, и никоим образом не влияет на сам запуск.

Лампочка “чек” при неисправности лямбда зонда горит когда в памяти ЭБУ сформированы конкретные ошибки связанные с повреждением проводки датчика либо самого датчика, однако код фиксируется лишь при определенных условиях работы двигателя.

Признаки неисправности датчика кислорода

Выход из строя лямбда зонда, как правило, сопровождается следующими внешними симптомами:

  • Ухудшение тяги и снижение динамических характеристик автомобиля.
  • Нестабильный холостой ход. Значение оборотов при этом могут скакать и понижаться ниже оптимальных. В самом критическом случае машина вообще не будет держать холостые обороты и без подгазовывания водителем она попросту заглохнет.
  • Увеличение расхода топлива. Обычно перерасход незначительный, однако можно определить при программном замере.
  • Увеличение токсичности выхлопа. Выхлопные газы при этом становятся непрозрачными, а имеющими сероватый либо синеватый оттенок и более резкий, топливный, запах.

Стоит оговориться, что перечисленные выше признаки могут указывать и на другие поломки двигателя или прочих систем автомобиля. Поэтому, чтобы определить неисправности датчика кислорода, нужны несколько проверок используя в первую очередь диагностический сканер и мультиметр для проверки сигналов лямбды (управляющего и цепи подогрева).

Как правило, проблемы с проводкой датчика кислорода четко фиксируется электронным блоком управления. При этом в его памяти формируются ошибки, например, p0136, p0130, p0135, p0141 и прочие. В любом случае необходимо выполнить проверку цепи датчика (проверить наличие напряжения и целостность отдельных проводов), а также посмотреть на график работы (используя осциллограф либо программу диагностик).

Причины неисправности датчика кислорода

В большинстве случаев кислородная лямбда работает около 100 тыс. км без сбоев однако есть причины которые значительно сокращают его ресурс и приводят к неисправности.

  • Неисправность цепи датчика кислорода. Выражаться по-разному. Это может быть полный обрыв питающих и/или сигнальных проводов. Возможно повреждение цепи подогрева. В этом случае лямбда зонд не будет работать до тех пор, пока выхлопные газы не разогревают его до рабочей температуры. Возможно повреждение изоляции на проводах. В этом случае имеет место короткое замыкание.
  • Замыкание датчика. В этом случае он полностью выходит из строя и, соответственно, не подает никаких сигналов. Большинство лямбда зондов ремонту не подлежат и их надо менять на новые.
  • Загрязнение датчика продуктами сгорания топлива. В процессе эксплуатации датчик кислорода по естественным причинам постепенно загрязняется и со временем может перестать передавать корректную информацию. По этой причине автопроизводители рекомендуют периодически менять датчик на новый, отдавая при этом предпочтение оригиналу так как универсальная лямбда не всегда корректно показывает информацию.
  • Термические перегрузки. Обычно это происходит по причине проблем с зажиганием, в частности, перебоев с ним. В таких условиях датчик работает при критических для него температурах, что снижает его общий ресурс и постепенно выводит из строя.
  • Механические повреждения датчика. Они могут возникнуть при неаккуратных ремонтных работах, при езде по бездорожью, ударах при ДТП.
  • Использование при установке датчика герметиков, которые вулканизируются при высокой температуре.
  • Многократные неудачные попытки запуска двигателя. При этом в двигателе, и в частности, в выпускном коллекторе накапливается несгоревшее топливо.
  • Попадание на чувствительный (керамический) наконечник датчика различных технологических жидкостей или мелких посторонних предметов.
  • Негерметичность в выпускной системе выхлопных газов. Например, может прогореть прокладка между коллектором и катализатором.

Обратите внимание, что состояние датчика кислорода во многом зависит от состояния других элементов двигателя. Так, значительно снижают ресурс лямбда зонда следующие факторы: неудовлетворительное состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в масло (цилиндры), обогащенная топливовоздушная смесь. И если при исправном датчике кислорода количество углекислого газа составляет порядка 0,1…0,3%, то при выходе лямбда зонда из строя соответствующее значение увеличивается до 3…7%.

Как определить неисправность датчика кислорода

Существует ряд методов для проверки состояния лямбда датчика и его питающих/сигнальных цепей.

Специалисты компании BOSCH советуют проверять соответствующий датчик каждые 30 тысяч километров пробега, либо при выявлении описанных выше неисправностей.

Что нужно сделать в первую очередь при диагностике?

  1. Необходимо оценить количество сажи на трубке зонда. Если ее слишком много — датчик будет работать некорректно.
  2. Определить цвет отложений. Если на чувствительном элементе датчика имеются белые или серые отложения — это означает, что используются присадки к топливу или к маслу. Они негативно сказываются на работе лямбда зонда. Если на трубке зонда имеются блестящие отложения — это говорит о том, что в используемом топливе очень много свинца, и от использования такого бензина лучше отказаться, соответственно, сменить марку бензозаправки.
  3. Можно попытаться очистить сажу, однако это не всегда возможно.
  4. Проверить мультиметром целостность проводки. В зависимости от модели конкретного датчика он может иметь от двух до пяти проводов. Один из них будет сигнальным, а остальные — питающими, в том числе, для питания элементов подогрева. Для выполнения процедуры проверки вам понадобится цифровой мультиметр, способный измерять постоянное электрическое напряжение и сопротивление.
  5. Имеет смысл проверить сопротивление нагревателя датчика. В разных моделях лямбда зонда оно будет находиться в пределах от 2 до 14 Ом. Значение питающего напряжения должно быть около 10,5…12 Вольт. В процессе проверки также нужно обязательно проверить целостность всех проводов, подходящих к датчику, а также значение сопротивления их изоляции (как попарно между собой, так и каждого на «массу»).

Обратите внимание, что нормальная работа датчика кислорода возможна лишь при его нормальной рабочей температуре, равной +300°С…+400°С. Это обусловлено тем, что лишь в таких условиях циркониевый электролит, нанесенный на чувствительный элемент датчика, становится проводником электрического тока. Также при такой температуре разница атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе приведет к тому, что на электродах датчика появится электрический ток, который и будет передаваться на электронный блок управления двигателем.

Так как проверка кислородного датчика во многих случаях подразумевает снятие/установку то стоит учесть такие нюансы:

  • Лямбда — устройства очень хрупкие, поэтому при проверке нельзя подвергать их механическим нагрузкам и/или ударам.
  • Резьбу датчика необходимо обработать специальной термопастой. При этом нужно следить, чтобы паста не попала на его чувствительный элемент, поскольку это приведет к его некорректной работе.
  • При закручивании необходимо соблюдать значение крутящего момента, и пользоваться для этих целей динамометрическим ключом.

Точная проверка лямбда зонда

Точнее всего определить неисправность датчика концентрации кислорода позволит осциллограф. Причем использовать профессиональный аппарат необязательно можно снять осциллограмму используя программу-симулятор на ноутбуке либо другом гаджете.

График правильной работы датчика кислорода

На первом рисунке в данном разделе представлен график правильной работы датчика кислорода. В этом случае на сигнальный провод поступает сигнал, похожий на ровную синусоиду. Синусоида в данном случае означает, что контролируемый датчиком параметр (количество кислорода в выхлопных газах) находится в предельно допустимых границах, и просто происходит его постоянная и периодическая проверка.

График работы сильно загрязненного датчика кислорода

График работы датчика кислорода на обедненной топливной смеси

График работы датчика кислорода на обогащенной топливной смеси

График работы датчика кислорода на бедной топливной смеси

Далее представлены графики, соответствующие сильно загрязненному датчику, использованию двигателем автомобиля обедненной топливной смеси, богатой смеси, а также бедной смеси. Ровные линии на графиках означают, что контролируемый параметр вышел за допустимые пределы в ту или другую сторону.

Как устранить неисправность датчика кислорода

Если впоследствии проверки показало что причина в проводке, то проблема решится заменой жгута проводов либо фишки подключения, а вот при отсутствии сигнала от самого датчика зачастую говорит о необходимости замены датчика концентрации кислорода на новый, но прежде чем покупать новую лямбду можно воспользоваться одним из представленных ниже способов.

Метод первый

Предполагает очистку элемента подогре от нагара (применяется когда возникает неисправность нагревателя датчика кислорода). Для реализации этого метода необходимо обеспечить доступ к чувствительной керамической части устройства, которая скрыта за защитным колпачком. Снять указанный колпачок можно с помощью тонкого напильника, с помощью которого нужно сделать надрезы в области основания датчика. Если демонтировать колпачок полностью не получится, то допускается сделать маленькие окошки размером около 5 мм. Для дальнейшей работы необходимо около 100 мл ортофосфорной кислоты либо преобразователя ржавчины.

Когда защитный колпачок был демонтирован полностью, то для его восстановления на его посадочном месте придется воспользоваться аргоновой сваркой.

Процедура по восстановлению выполняется по следующему алгоритму:

  • Налить 100 мл ортофосфорной кислоты в стеклянную емкость.
  • Опустить керамический элемент датчика в кислоту. Полностью опускать датчик в кислоту нельзя! После этого подождать около 20 минут с тем, чтобы кислота растворила сажу.
  • Извлечь датчик и промыть его проточной водой из крана, а затем дать ему высохнуть.

Порой на выполнение чистки датчика таким методом нужно потратить до восьми часов времени, ведь если с первого раза очистить сажу не получилось, то имеет смысл повторить процедуру два и более раза, причем можно воспользоваться кистью для выполнения механической обработки поверхности. Вместо кисти можно воспользоваться зубной щеткой.

Метод второй

Предполагает выпаливание нагара на датчике. Для выполнения чистки датчика кислорода вторым методом кроме той же ортофосфорной кислоты понадобится еще и газовая горелка (как вариант использовать домашнюю газовую плиту). Алгоритм чистки следующий:

  • Окунуть чувствительный керамический элемент датчика кислорода в кислоту, обильно смочив его.
  • Взять датчик пассатижами с противоположной от элемента стороны и поднести к горящей конфорке.
  • Кислота на чувствительном элементе будет закипать, а на его поверхности образуется соль зеленоватого оттенка. Однако вместе с этим сажа с него будет удаляться.

Повторить описанную процедуру нужно несколько раз до тех пор, пока чувствительный элемент не станет чистым и блестящим.

Содержание

Влияет ли вторая лямбда на расход бензина

Что такое лямбда зонд и как его неисправность влияет на расход топлива

Устройство лямбда зонда и составляющие

На самом деле, от работы этого небольшого датчика во многом будет зависеть исправность всей системы питания автомобиля. Если отсоединить датчик и проверить правильность его настройки, то можно получить обширную информацию о функционировании двигателя. Как правило, выход его из строя приводит не только к увеличению потребления горючего, но и одновременно уменьшает мощность самого агрегата. Можно ли быть уверенным, что при неисправном лямбда зонде блок управления выдаст четкую ошибку? К сожалению, так происходит не всегда. Однако, если это все-таки будет зафиксировано, то компьютер назначит усредненные параметры впрыска топлива.

Итак, рассмотрим основные элементы, из которых состоит лямбда. Это:

  1. электрический нагреватель с токопроводящим контактом;
  2. электрический нагреватель;
  3. керамический наконечник;
  4. защитный щиток с отверстием для выпуска отработанных газов;
  5. металлический корпус;
  6. керамический изолятор.

При изготовлении этого датчика применяются материалы, которые способны выдерживать высокий температурный режим. Связано это с тем, что лямбда устанавливается перед катализатором в выхлопном коллекторе. Вследствие этого он постоянно контактирует с горячими выхлопными газами.

Принципы функционирования устройства

Основным предназначением датчика является получение и преобразование информации о содержании кислорода в отработанных газах. В дальнейшем эта информация поступает в блок управления, а потому любая неисправность лямбды лишает контроллер таких сведений. На самом деле, показатель содержания кислорода постоянно изменяется, и это находит свое отражение в изменении электрического сигнала. Как только лямбда зонд зафиксировал подобные изменения, он подает соответствующую информацию. Конечно, если это изделие не оригинал, то гарантировать его полноценную и безотказную передачу данных он попросту не сможет.

После того, как данные о содержании кислорода переданы на контроллер, последний сравнивает полученные значения с теми, которые были в него заложены при настройке. Если обнаруживается несоответствие, то контроллеру приходится изменять длительность стадии впрыска. Это необходимо для того, чтобы максимизировать эффективную работу мотора, снизить вредные выбросы и, заодно, сэкономить на расходе горючего.

Влияние на расход горючего в автомобиле

Каким образом происходит большой расход топлива? При так называемой «правильной пропорции» подготовки рабочей смеси в ней должно содержаться 1 часть воздуха на 14–15 частей топлива. При нехватке воздуха получается излишне обогащенная смесь, которая полностью не прогорает. В результате потребление горючего только возрастает. При излишке получается обедненная смесь, а это, в свою очередь, вызывает падение мощности силового агрегата.

Как только мы убедились в том, что лямбда зонд оказывает непосредственное влияние на уменьшение расхода топлива или, напротив, способен увеличить прожорливость автомобиля, разберем возможные действия. Чтобы не платить лишние деньги за бензин, опытные автолюбители рекомендуют своевременно проводить диагностирование работы датчика. Желательно оценивать его работоспособность через каждые 30 000 пройденных километров, а полную замену проводить после пробега в 100 000 км. Однако, как показывает опыт, об этом автолюбители задумываются лишь после того, как начинаются реальные проблемы.

Читайте также:  Характеристики двигателя киа соренто прайм

Последствия неисправностей

Какие бывают датчики, и чем отличается обманка от оригинального варианта исполнения? Конечно, есть смысл приобретать такое оборудование в проверенных интернет-магазинах или торговых точках.

Некачественное изделие (как уже говорилось выше) вряд ли способно передавать достоверную информацию блоку управления. На сегодняшний день в продаже можно встретить лямбды зонды с подогревом или без этой функции. Оснащенные подогревом изделия отличаются более длительным сроком эксплуатации.

Одним словом, любая серьезная неисправность этого датчика приводит к следующим последствиям:

  1. повышение расхода топлива;
  2. снижение мощностных характеристик мотора;
  3. появление нагара из-за неполного прогорания топливной смеси;
  4. ускоренный износ цилиндров;
  5. перебои в работе на холостых оборотах;
  6. повышение выброса в атмосферу вредных веществ.

Назначение второго датчика

Существуют автомобили, в которых установлен дополнительно второй лямбда зонд. В таких случаях первый из них размещен ближе к мотору, и его участие заключается в непосредственном приготовлении рабочей смеси для цилиндров. Для правильного расчета времени открытия форсунок блок управления анализирует его данные и сведения, которые дает датчик расхода воздуха.

В таких автомобилях другой датчик лямбда установлен за катализатором, и его задача состоит в том, чтобы определить чистоту полученного выхлопа. На самом деле, он не только заботится о сохранности атмосферы. Предназначение его заключается в том, чтобы распознать, не попали ли в топливо посторонние примеси, которые могут навредить двигателю. Если такое происходит, то он подает сигнал об ошибке, и на приборной панели загорается знакомый многим Check Engine. К слову обе лямбды одинаковы, но отличаются длиной провода.

Вот так, уважаемые подписчики, мы и выяснили влияние лямбды на показатели потребления горючего современного автомобиля. Не забудьте подписаться на обновления, чтобы получать самую свежую и полезную информацию. Продолжим общение в следующих публикациях!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Двигатели внутреннего сгорания, где качество топливной смеси регулировалось фиксировано винтом на карбюраторе, уходят в прошлое. Сегодняшние автомобили оснащены системой автоматического управления и контроля процессом приготовления ТВС. Электронный блок дозирует соотношение воздуха и топлива через исполнительные устройства топливной системы. Основным прибором контроля качества топливно-воздушной смеси служит лямбда-зонд.

Принцип измерения

Для водителя знание физических и химических свойств, на которых основана работа датчика, не обязательно. Но понимание принципа, основанного на сравнении содержания ионов кислорода в воздухе с количеством кислорода, присутствующего в выхлопных газах, может помочь при анализе и устранении неисправностей.

Датчик кислорода располагается за выпускным коллектором. Высокая температура – порядка 300 градусов, для него является оптимальной, его рабочие характеристики наиболее достоверны для раскаленных газов прогретого двигателя.

Со стороны атмосферы по микроскопическому каналу к внутреннему электроду с воздухом поступает кислород, его содержание создаст эталонный потенциал. К наружному электроду через отверстия защитного кожуха пройдут выхлопные газы, ионы избыточного кислорода приведут к появлению потенциала на этом электроде. ЭДС, появившаяся как разница потенциалов электродов, и есть измерительный сигнал для ЭБУ. Значение 0,45 В соответствует нормальному содержанию остаточного кислорода, 0,2 В – смесь «бедная», 0,8 В – «богатая».

Неисправности и их воздействие на работу двигателя

То влияние на работу двигателя, которое оказывает лямбда-зонд, особенно проявляется при неисправностях датчика. Даже неопытный водитель обратит внимание на изменения в работе мотора:

  • появляется предупреждающий сигнал о неисправности двигателя;
  • обороты на холостом ходу самопроизвольно изменяются;
  • заметны перебои при попытке увеличить обороты даже на хорошо прогретом двигателе;
  • потребление топлива возросло;
  • двигатель перегревается;
  • выхлопные газы темного цвета;
  • катализатор быстро забивается.

Читайте также:  Крайслер схемы ремонту двигателя

Все это с большой вероятностью может являться признаками неисправного датчика. Но схожие симптомы имеют неполадки в системе зажигания. Чтобы избежать ненужных действий, точно определить источник сбоев следует провести компьютерную диагностику.

Используя сканер, легко установить источник возникающих ошибок. При запущенном двигателе есть возможность сделать снимок параметров. Если сигнал с лямбда-датчика плавает, находится постоянно смещенным в зону, указывающую на чрезмерно «бедную» или «богатую смесь, то это подтверждает подозрение на неисправность в цепи датчика кислорода.

Обнаружение и устранение дефектов

Внешний осмотр датчика по месту установки может сразу привести к обнаружению причины неисправности. Наиболее заметны механические повреждения. Камень, ударивший по днищу, может срикошетить и деформировать внешнюю часть лямбда-зонда. Такой датчик восстановить невозможно, требуется замена.

Обрыв проводов также может стать причиной ошибок в системе подготовки качественной ТВС. Такая причина особенно критична для лямбда-зонда с цепями нагрева. Сигнал с датчика на низких температурах не соответствует реальному содержанию кислорода в выхлопе.

Фактором нестабильной работы двигателя может стать попадание выхлопных газов в наружный канал эталонного кислорода. Вероятная причина – прогорание выхлопной трубы вблизи датчика, разрушение его уплотнительного кольца.

Вывернув зонд, можно обнаружить, что отверстия защитного колпака зашлакованы продуктами горения. Выхлопные газы не поступают для анализа к наружному электроду. Необходимо очистить средством от нагара, промыть бензином и просушить.

Датчик может просто перестать работать, исчерпав ресурс. В таком случае единственный выход – замена.

При визуальном осмотре днища автомобиля, выхлопной трубы, нужно обязательно уделить внимание датчику кислорода. При необходимости произвести бандаж проводов, выполнить очистку лямбда-зонда от загрязнения. Это особенно важно для автомобилей после движения по грунтовым дорогам, пересеченной местности.

Источник

Датчик кислорода: мифы и реальность

Объём слухов, мифов и домыслов о датчике кислорода на сегодня столь обширен, что найти правдивую информацию зачастую оказывается непросто. С одной стороны существуют рьяные защитники экологии, готовые поверить едва ли не в то что лямбда-зонд снижает выброс углекислого газа; с другой стороны есть свято верящие в то что после отключения датчика кислорода у машины «вырастут крылья» и сам собой заведётся лишний табун лошадей под капотом. Отбросим в сторону откровенные пробелы в школьных знаниях по химии тех кто наивно полагает, что углеводороды можно жечь, не выбрасывая в атмосферу углекислоту и рассмотрим реальные факты с комментариями к ним.

1. Исправный датчик кислорода (до нейтрализатора) способствует сокращению расхода топлива , но не более чем на 5-7% относительно изначально корректных топливных карт под конкретный двигатель

Обилие ложной информации о том, что у некоего автолюбителя некий датчик кислорода (как правило, определённого производителя) уменьшил абстрактный (уточнения в виде «абсолютный» или «путевой» как правило отсутствуют) расход топлива более чем на 7% может быть следствием эффекта Плацебо либо ошибки в подсчётах: сравнивается расход топлива с неисправным датчиком и расход с исправным либо абсолютный и путевой (что само по себе некорректно).

2. Без датчика кислорода расход топлива выше чем без него.

Читайте также:  Что за двигатель у матиза бест

Это действительно так, но тут важно отделить «мух от котлет»: расход топлива без датчика кислорода всегда ниже, чем с неисправным датчиком кислорода, но больше чем с исправным. Автоблогеры, ведущие бортжурналы, почему-то ставят знак равенства между работой системы с неисправным датчиком и без него (а точнее сказать — не задумываются о том, что такая разница есть). Существует разница и в наборах калибровок (в «прошивках») изначально под режим лямбда-регулирования и тех, что изначально расчитаны на работу системы без ДК.

3. Датчик кислорода №2 (после нейтрализатора)не влияетна качество приготавливаемой топливо-воздушной смеси (и на расход топлива )

Функция датчика(ов) кислорода после нейтрализатора заключается в контроле его эффективности. По сигналам этого датчика блок управления детектирует ошибку в работе системы нейтрализации отработанных газов и может переводить систему в аварийный режим. Расход топлива в аварийном режиме будет повышен, если же переход в аварийный режим при обнаружении такой ошибки в программном обеспечении ЭБУ не заложен — система продолжит работать в штатном режиме, а на щитке приборов будет гореть лампа неисправности.

4. Датчик кислородане влияетна пуск и прогревхолодногодвигателя

Датчик кислорода включается в работу спустя отведённое время после пуска и не ранее, чем при достижении заданной температуры. На пуск и прогрев холодного двигателя датчик кислорода (его состояние либо его отсутствие) влиять никак не может.

5. Датчики кислорода, установленные заводом-изготовителем (на конвейере) имеют больший срок службы, чем имеющиеся в продаже

Странный, но факт ! О причинах сокращённого срока службы датчиков, реализуемых через розничную торговую сеть можно только предполагать: возможно, это осознанное вредительство со стороны производителей с целью улучшить сбыт своей продукции (чем быстрее купленный датчик придёт в негодность — тем быстрее его владелец купит новый); возможно имеют место быть некие особые требования к изделиям, поставляющимся на конвейер со стороны авто производителей. Возможно, имеют место быть оба названных фактора; нельзя так же исключать вероятность существования неких иных факторов.

Подводя итог , можно резюмировать следующее:

При порче заводского датчика кислорода перепрограммирование ЭБУ для работы без него является предпочтительным по отношению к замене датчика в то время как программное отключение заведомоисправногодатчика рекомендовать никак нельзя.

А теперь посчитаем , сколько в среднем реально «экономит» датчик.

Стоимость датчика варьируется от 1500 до 3500 рублей — берём среднюю стоимость в 2500. Допустим, экономия топлива при подсчёте абсолютного расхода (с учётом пусков и прогревов) составляет 5%. При усреднёном расходе в 10 литров на 100 километров пробега, средне-месячном пробеге в 2500 километров и средней стоимости одного литра бензина в 36 рублей за месяц датчик сэкономит примерно 450 рублей. Следовательно, окупаемость датчика 2500:450=5.5 (месяцев). Средний срок службы «магазинного» датчика = один год. Таким образом, первые полгода датчик окупает сам себя, и лишь вторые полгода реально экономит нам средства. За вторые полгода датчик позволит нам сэкономить средства на покупку уже нового, таким образом меняя датчик раз в год фактическая экономия получается равной нулю .

У некоторых автомобилей, в частности модельного ряда ЗАЗ с блоками управления семейства М10.3 датчики кислорода до и после нейтрализатора идентичны (взаимозаменяемы) . Таким образом, у владельцев таких автомобилей есть возможность при порче первого датчика поменять датчики местами.

Источник

Используемые источники:

  • https://autovogdenie.ru/chto-takoe-lyambda-zond-i-kak-ego-proverit.html
  • https://techautoport.ru/dvigatel/vypusknaya-sistema/kislorodnyi-datchik.html
  • https://m.etlib.ru/blog/1181-neispravnost-datchika-kisloroda
  • https://avtika.ru/vliyaniye-vtorogo-datchika-kisloroda-na-rabotu-dvigatelya/

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий