Кислородный датчик лямбда — зонд: неисправности, проверка и ремонт

ВЛИЯНИЕ НЕИСПРАВНОСТИ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА ЛЯМБДА: ПРИЧИНА ОТКАЗА

Существует несколько причин, по которым лямбда датчик может выйти из строя:

• Внутренние и внешние замыкания лямбда зонда.
• Нет заземления / напряжения.
• Перегрев зонда.
• Нагар / загрязнение.
• Механическое повреждение датчика
• Использование этилированного топлива / присадок

Существует ряд типичных неисправностей лямбда-датчиков, которые происходят наиболее. В следующем списке приведены причины неисправностей выявленных в результате диагностики:

Неисправности лямбда датчика	Причины
Защитная трубка или корпус зонда забиты остатками масла	Несгоревшее масло попало в выхлопную систему, например, из-за неисправных поршневых колец или маслосъёмных колпачков
Нет доступа к эталонному воздуху, воздух не поступает.	Зонд установлен неправильно, контрольное отверстие для воздуха заблокировано
Повреждение в результате перегрева	Температура превысила 950 °C из-за неправильно выставленного зажигания или проблемы с регулировкой клапанов
Плохое соединение на контактах	Окисление проводов датчика
Обрыв проводки	Плохо проложенные провода, перетирание кабеля, укусы грызунов
Отсутствие заземления	Окисление, коррозия в выхлопной системе
Механические повреждения	При установке перетянут датчик. Момент затяжки превышен.
Химическое старение	Частые непродолжительные поездки
Свинцовые отложения	Использование этилированного топлива

Диагностика неисправностей для датчика кислорода Лямбда: основные принципы

Автомобили, оснащенные системой самодиагностики, могут обнаруживать неисправности, возникающие в цепи управления, и сохранять их в памяти неисправностей. Обычно это отображается через индикаторную лампу двигателя — «чек», «check engine». Память неисправностей затем может быть считана с помощью сканера через разъём OBD-2. Однако некоторые системы не могут определить, относится ли эта неисправность к неисправному датчику или это неисправность кабеля. В таком случае дальнейшие испытания должны быть выполнены механиком в автосервисе.

Для более точной диагностики через EOBD, мониторинг при компьютерной диагностике лямбда-датчика был расширен, чтобы считывать следующие пункты диагностики:

• Разомкнутая цепь;
• Эксплуатационная готовность;
• Короткое замыкание на массу блока управления;
• Короткое замыкание на плюс;
• Обрыв кабеля и срок службы датчика кислорода лямбда.

Для диагностики сигналов от лямбда-датчика блок управления использует форму частоты сигнала. Для этого блок управления рассчитывает следующие данные:

• Максимальное и минимальное обнаруженное значение напряжения датчика кислорода;
• Время между положительным и отрицательным положением,
• Лямбда-контроллер, регулирующий соотношение в топливо-воздушной смеси — богатая или бедная;
• Определение порога лямбда-контроля,
• Напряжение датчика и длительность периода.

О чем говорят максимальные и минимальные напряжения датчика кислорода?

При запуске двигателя все старые максимальные / минимальные значения в электронном блоке управления удаляются. Во время работы минимальные / максимальные значения отображаются в определенном диапазоне нагрузки / скорости

Амплитуда напряжения датчика: максимальное и минимальное значение больше не достигается, обнаружение насыщенности / обеднения топливной смеси больше невозможно.

Время отклика на изменение напряжения

Если напряжение датчика превышает контрольный порог, начинается измерение времени реакции между положительным и отрицательным состоянием. Если напряжение датчика не достигает контрольного порога, измерение времени прекращается. Период времени между началом и концом измерения времени измеряется счетчиком.

Время отклика: если датчик реагирует слишком медленно на изменение состава смеси то не отображает состояние в нужное время.

Определение старого или загрязненного лямбда зонда

Кислородный датчик может быть неисправенесли он старый, выработал ресурс или загрязнен, например, присадками к топливу. Это можно определить при диагностике зонда. Сигнал лямбда зонда сравнивается с сохраненным шаблоном. Медленный зонд определяется как неисправность, например, через длительность периода сигнала.

Время отклика: частота зонда слишком низкая, оптимальное управление больше невозможно.

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

• разгерметизация корпуса;
• проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
• перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
• моральный износ;
• неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
• механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Какой фирмы лучше лямбда-зонд и как его выбрать

В продаже можно встретить сотни различных лямбда-зондов. Общее количество производителей в России насчитывает 20-30 компаний. Самыми лучшими фирмами-производителями являются следующие организации:

• Bosch. Делает дорогие, но качественные и надежные лямбда-зонды. Они подойдут для всех категорий транспортных средств. Поставляется с защитным колпачком и смазкой. Главные недостатки – высокая цена, много подделок.
• Profit. Чешский бренд, который продает лямбда-зонды среднего ценового диапазона. Выпускается в различных конфигурациях, а продается в любом магазине. Поэтому водитель сможет подобрать запчасть под свои нужды. Главный минус – посредственная защита проводов.
• Denso. Японский бренд, который производит широкополосные и циркониевые лямбда-зонды. Продукция бренда отличается хорошим качеством, большим разнообразием зондов по конструкции резьбы, достаточно умеренной ценой. Главный минус – продается в основном онлайн.
• NGK. Еще один японский бренд, который выпускает сверхкачественные надежные лямбда-зонды. Детали стоят недорого, что является еще одним плюсом бренда. У NGK есть один крупный недостаток – неподходящий для европейских и российских машин электрический разъем. Покупателю придется срезать и паять с другим разъемом.

Как работает датчик кислорода автомобиля

Чтобы разобраться с режимом работы лямбда-зонда, нужно знать его конструкцию. Основные элементы:

• Корпус. Имеет полую цилиндрическую форму, внутри которой содержатся функциональные элементы лямбда-зонда. Обычно выполняется на основе стали.
• Уплотнитель с резьбой. Крепится на одном из краев лямбда-зонда. Резьба используется для крепления запчасти на трубе, которая содержит соответствующие выемки.
• Керамический наконечник с защитным экраном. Располагается рядом с уплотнителем. Имеет керамическую основу, которая содержит чувствительные элементы на основе оксида циркония/титана и тонкого слоя платины. Нужна для сбора отработанных газов. Может генерировать электрический ток (выступает в качестве электрода).
• Наружный экран. Крепится на середину корпуса, содержит напыление на основе диоксида циркония или титана. Может генерировать электрический ток (выступает в качестве электрода).
• Выводящие провода. Крепятся на другую сторону корпуса. Передают электрический сигнал при его наличии на ЭБУ двигателя. Общее количество проводов может составлять от 2 до 4.
• Нагревательный элемент. Крепится к корпусу лямбда-зонда, способен нагревать корпус. Это улучшает качество анализа газа и продлевает срок годности лямбда-зонда.
• Датчик также содержит другие вспомогательные элементы. Это электрические провода для передачи импульса внутри зонда, токосъемник, манжета и другие.

Механика работы лямбда-зонда проста. Внешний экран контактирует с атмосферным воздухом, тогда как внутренний экран – с отработанными газами. При температуре датчика 300-350 градусов возникает разность потенциалов между внутренним и внешним экраном за счет неодинакового содержания кислорода в воздухе/газах. Чем выше разность – тем сильнее напряжение. Получившийся электрический ток поступает на провода, которые через провода передаются на ЭБУ двигателя.

Как правильно чистить?

Перед тем, как проверить лямбда зонд мультиметром, убедитесь, что причиной нарушения его работы не стало обычное загрязнение. Поверхность прибора сделана из керамики, а потому ее нельзя чистить механическим методом. Тонкий слой драгоценных металлов при грубой обработке будет стерт, после чего приспособление выйдет из строя. Вместо этого рекомендуется использование ортофосфорной кислоты, удаляющей нагар и не повреждающей металлическое напыление. Перед внутренней очисткой датчик нужно разобрать на комплектующие, используя токарный станок. Защитный колпачок срезается, а проводка откладывается в сторону. Стержень из керамики также очищается ортофосфорной кислотой до восстановления серого цвета. Через 20 минут непрерывного контакта загрязнения с активной смесью прибор очищается проточной водой. Защитный колпачок приваривают на место при помощи аргонового сварочного аппарата, при отсутствии которого самостоятельно производить очистку нельзя.

Замена лямбда-зонда и обманки лямбда-зонда

« Назад 06.09.2016 12:25

Эффективная работа выхлопной системы любого автомобиля невозможна без наличия в ней катализатора. Именно данная часть системы отвечает за уменьшение уровня содержания токсинов в выхлопных газах, которые «покидают» транспортное средство. Своего рода «правой рукой» катализатора является лямбда-зонд, отвечающий за измерение уровня содержания кислорода в газах. Сегодня все чаще в выхлопных системах устанавливают два кислородных датчика – не только перед катализатором, но и после него. В первом случае лямбда-зонд выполняет базовую функцию по измерению уровня кислорода в отработавших газах, во втором – сигналы с датчика позволяют корректировать состав топливной смеси. Вне зависимости от количества кислородных датчиков они являются крайне чувствительными элементами, которые могут выйти из строя в результате воздействия вредных присадок, которые могут содержаться в не совсем качественном топливе.

Грамотно проведенная с помощью осциллографа проверка лямбда-зонда, позволяет установить – в каком состоянии находится датчик и нужна ли ему замена. Если замена лямбды неизбежна, даже имея начальные сведения об особенностях проведения данных работ, лучше доверить их опытным специалистам, которые с помощью современного диагностического оборудования выяснят не только наличие неисправностей в работе лямбда-зонда, но и во всей выхлопной системе.

На сегодняшний день лямбда-зонды могут быть разделены на два типа по принципу действия. В первом случае имеет место быть электрохимический принцип действия, считающийся самым распространенным, во втором – резистивный. Учитывать данные особенности следует в случае, если необходима замена лямбды, и Вы решили провести работы своими силами.

Многими специализированными сервисными центрами, которые готовы предложить услугу по тюнингу выхлопной системы и ее ремонту с использованием новейших технологий, может быть проведена не только замена лямбда-зонда, но и работы по установке обманки датчика. Электронная обманка лямбда-зонда представляет собой модуль, в котором заложена схема работы конкретно взятого катализатора. Примечательно, что схема работы катализатора составляется на основе данных о режиме работы двигателя, о чем знать рядовой обыватель не может априори.

Цель установки обманки проста – эмулировать работу катализатора. Сразу же стоит уточнить, что эмулятор лямбда зонда или как его именуют обманка лямбда-зонда, может быть установлен только при условии замены катализатора на пламегаситель. При установке обманки лямбды, никакого перепрограммирования работы выхлопной системы не требуется, что также положительно отражается на стоимости услуги. Даже если будет установлена обманка, проверка лямбды должна быть проведена на специализированном оборудовании опытными специалистами, знающими тонкости процесса.

К примеру, обманка лямбда зонда может быть не только электронной, но и механической, что следует учитывать, проводя подключение лямбда зонда или обманки. Помимо прочего следует учитывать и тот факт, что электронные модификации обманки лямбда зонда не слишком эффективны при работе на автомобилях с механической коробкой передач. Поэтому в данном случае следует либо отдать предпочтение иной модификации оборудования или провести работы – замена кислородного датчика на обманку лямбда-зонда с использованием предложенных вариантов.

Для опытных специалистов, имеющих представление о тонкостях процесса работы с выхлопной системой и ее комплектующими, процесс установки обманки лямбды или замена датчика кислорода – рядовая задача, с которой они справляются ежедневно. Только выбирая сотрудничество с истинными профессионалами можно рассчитывать на то, что работы будут проведены качественно, с использованием современного оборудования и материалов, в соответствии с нормативными требованиями к процессу.

Провести ремонт или заменить лямбда-зонд?

Как и замена бензонасоса на ВАЗ-2110, так и ремонт лямбда-датчика должен проводиться в автосервисе. Однако в большинстве случаев данная запчасть заменяется полностью, так как просто не подлежит дальнейшему ремонту. Проблемой является высокая стоимость оригинальных датчиков от официального дилера.

В итоге большинство автомобилистов принимают решение перейти на использование универсального датчика, который подходит практически к любой марке машины и стоит значительно дешевле родных аналогов. Кроме того, если вы хотите сэкономить, то можете приобрести лямбда-зонд с разборок. Там представлены бывшие в использовании датчики, однако они могут иметь продолжительный гарантийный период. Также вы можете сразу приобрести полноценную модель выпускного коллектора, в котором уже установлен лямбда-зонд.

В случае если проблема заключается лишь в наличии небольшой погрешности при работе датчика, можно его оперативно починить самостоятельно. Основные признаки неисправности связаны с его сильным загрязнением при оседании продуктов сгорания топлива. Для того чтобы понять, сказалась затяжка болтов головки блока цилиндров на работе зонда или нет, достаточно лишь показать его специалистам в автоцентре. После того как специалисты подтвердят факт работоспособности снятого вами лямбда-зонда, вам останется лишь аккуратно его почистить от пыли и осадка гари, после чего поставить обратно.

Признаки и причины неисправности лямбда зонда

Согласно статистике датчики кислорода выходят из строя постепенно, поэтому выявить его неисправность можно, если вовремя обратить внимание на следующие «симптомы»:

• Обороты на холостом ходу начали падать или «плавать».
• Автомобиль дергается, а после запуска мотора слышны нехарактерные для двигателя хлопки.
• Снизилась мощность мотора и при нажатии на педаль газа наблюдается замедленная реакция.
• Двигатель сильно перегревается, а расход топлива увеличился.
• Изменился запах в выхлопной трубе (выхлопные газы стали более токсичными).

В результате вышедшего из строя датчика качество топливной смеси, попадающей в камеру сгорания, ухудшается, из-за чего нарушается отлаженная работа двигателя. Причин для этого может быть множество:

• Неправильная работа цепи накала или пониженная чувствительность наконечника датчика.
• Низкокачественное топливо с высоким содержанием железа, свинца, частиц нефтяного распада и прочих вредных включений. Все эти вещества налипают на платиновые электроды, что приводит к неисправности датчика.
• Проблемы с системой подогрева лямбда зонда. Если подогрев перестал функционировать как нужно, то датчик кислорода будет выдавать неточные данные.
• Перегрев корпуса регулятора. Такое происходит, если неправильно установить угол опережения зажигания.
• Изношенные маслосъемные кольца. В этом случае в выхлопную трубу попадает моторная жидкость, которая воздействует на лямбда зонд.
• Если часто производится многократный запуск двигателя.
• Использование герметиков (особенно силиконовых) для установки лямбда зондов.
• Нарушен уровень компрессии в цилиндрах двигателя. В этом случае горючая смесь сгорает неравномерно.
• Забитые бензиновые форсунки двигателя.

Если вы заметили, что не работает лямбда зонд, симптомы не стоит игнорировать, так как в противном случае вы обеспечите себе много проблем с автомобилем. Дело в том, что большинство современных машин, оснащены блоком аварийной блокировки, который может сработать в самый неудачный момент. Однако невозможность дальнейшего передвижения – это еще не самое страшное. Если датчик разгерметизируется, то из строя выйдет система впрыска и вам придется оплатить дорогостоящий ремонт более серьезного узла.

Поэтому рекомендуется периодически проверять состояние лямбда зонда. Сделать это можно самостоятельно.

Принцип работы лямбда-зонда и частые причины его выхода из строя

Самая распространенная причина выхода из строя лямбда-зондов – износ. Типовая конструкция зонда изображена на рисунке:

Самыми «слабыми» местами конструкции являются керамический наконечник и электрический нагреватель. Перегорание электрического нагревателя не полностью выводит датчик из строя.

Лямбда-зонд установлен в выпускном коллекторе перед катализатором, и по мере нагревания коллектора выпускными газами двигателя разогревается до высокой температуры и сам кислородный датчик.

Электрический нагреватель в основном служит для корректности показаний кислородного датчика в первые несколько минут после запуска холодного двигателя.

Керамический наконечник выполнен из специальной пористой керамики, на который нанесен тонкий диоксида циркония, электроды выполнены из платины технологией вакуумного напыления (именно поэтому лямбда-зонды дорогие).

В процессе работы через микропоры датчика проходят выхлопные газы очень высокой температуры. Тонкий слой диоксида со временем выгорает, оксидирует, его электрические свойства изменяются.

В результате этого показания лямбда-зонда становятся недостоверными, по существу, он приходит в негодность. В этом случае всевозможные промывки, чистки, другие методы восстановления работоспособности бессмысленны.

Структурно принцип работы лямбда-зонда можно изобразить:

На схеме: 1 – диоксид циркония, 2,3 – электроды (иногда платиновые), 4 – минусовое заземление, 5 – выходной сигнальный контакт. Зонд на основе оксида циркония приобретает свойства твердого электролита при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия (именно поэтому датчик предварительно нагревают). Затем лямбда-зонд начинает регистрировать напряжение в соответствии с концентрацией кислорода.

Как видно из графика, зависимость имеет ярко выраженную скачкообразную характеристику, что очень выгодно при обработке сигналов цифровыми методами.

Ускорить преждевременный отказ работоспособности лямбда-зонда могут следующие факторы:

• попадание внутрь выхлопной системы посторонних примесей (тосол в случае нарушений прокладки ГБЦ, остатки эфира при использовании спреев «быстрый запуск» при запуске автомобиля, масла при пониженной компрессии двигателя и др.);
• высокая концентрация свинца в топливе;
• чистка выхлопной системы средствами, не предназначенными для этих целей;
• попадание в выпускной коллектор пыли, примесей, не удаленных фильтром очистки топлива.

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.

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.

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.

Схема устройства

Рассмотрим схему зонда, дающую представление о размещении узлов. Знание конструкции позволяет понять места расположения деталей, подверженных поломкам.

Пример конструкции зонда

Конструкция включает:

• 1 — металлический штуцер, предназначенный для установки зонда, на внешней поверхности имеются грани под ключ, ниже расположена резьба;
• 2 — керамический изолятор;
• 3 — уплотнительный элемент для ввода жгута проводов;
• 4 — сигнальные провода;
• 5 — металлический защитный колпачок, оснащенный вентиляционными продухами, предназначен для защиты измерительного элемента от повреждений;
• 6 — пружинная контактная часть;
• 7 — чувствительный элемент, выполненный из керамики;
• 8 — нагревательный стержень;
• 9 — вентиляционный канал;
• 10 — внешний металлический корпус.

Рекомендуем: 9 лучших свечей зажигания