Ошибки лямбда зонда расшифровка

Многие задаются вопросом зачем он вообще нужен, и зачастую наслушавшись безграмотных советов доморощенных *чиптюнеров* стремятся его разными способами удалить из системы. Не буду долго лить всякую теоретическую воду напишу кратко:
-для владельца авто он позволяет экономить бензин как гласит запись из каталога бош (см. рис.) при исправном двигателе, системе управления ну и собственно лямбда зонде (далее ЛЗ) это реальная экономия до 15% топлива, нетрудно посчитать это 1,5 л на 10 л!

-для экологии, ну этот пункт мы пропускаем, ввиду низкой экологической культуры на территории стран бывшего СНГ.
-для нас диагностов, его показания очень важны, так как дают очень много полезной информации о состоянии системы и двигателя в целом, что повышает качество наших выводов.
Описание
Датчики кислорода (см. Рис. 1) сегодня востребованы благодаря постоянно растущим жестким требованиям по токсичности выхлопных газов, и идут рука об руку с каталитическими конвертерами. Один датчик кислорода установлен в выпускном коллекторе непосредственно перед катализатором. Иногда второй датчик устанавливается в выхлопной системе после каталитического конвертера для того, чтобы обеспечить его максимальную эффективность.
Получаемая с датчиков информация, показывает, насколько полно происходит сгорание топлива в камерах двигателя внутреннего сгорания. Оптимальные показания получаются, когда соотношение воздуха к топливу составляет 14.7 : 1. Стехиометрическое соотношение воздух/топливо — это когда на 1 килограмм бензина приходится 14.7 килограмм воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания. Фактор избыточного количества воздуха (λ-«лямбда») показывает отношение действительного количества воздуха (в смеси воздух+топливо) к теоретически необходимому. То есть λ = (действительная масса воздуха)/(теоретическая потребность в воздухе).

пояснение к рисунку, заводские сток машины все настраиваются под лямбда =1
спортсмены настраивают под лямбда 0,8-0,9
экономисты всех мастей под лямбда 1,05-1,10
те *чиптюнеры* которые вам пообещают что ваша машина будет валить как болид F1, и в тоже время будет экономной, вас обманывают, так как законы физики и химии никто не отменял!

Рисунок 3. Датчик кислорода в выхлопной трубе
1. Керамическое покрытие
2. Электроды
3. Контакты
4. контакты корпуса
5. Выхлопная труба
6. Керамическая поддерживающая оболочка (пористая)
7. Отработавшие газы
8. Наружный воздух.

Устройство датчика

Датчик кислорода представляет собой гальваническую ячейку (ячейку Нернста) с твёрдым электролитом. В качестве электролита используется газонепроницаемая керамика из диоксида циркония (ZrO2), стабилизированного оксидом иттрия (YO). C одной стороны (снаружи) он сообщается с выхлопными газами, а с другой (изнутри) — с атмосферой. На внешнюю и внутреннюю сторону керамики нанесены газопроницаемые электроды из тонкого слоя платины.
Платиновый электрод на наружной стороне работает как миниатюрный катализатор, поддерживающий в прилегающем слое поступающих выхлопных газов химические реакции, этот слой в состояние стехиометрического равновесия. Сторона чувствительной керамики, обращенная к отработавшим газам, во избежание ее загрязнения покрыта слоем пористой шпинелевой керамики (Шпинель — минералогическое название тетраоксида диалюминия-магния). Металлическая трубка со щелями предохраняет керамику от ударов и чрезмерных тепловых воздействий. Внутренняя полость сообщается с атмосферой и служит в качестве референсной (опорной) стороны датчика.
Работа датчика основана на принципе ячейки Нернста (гальванической ячейки). Керамический материал пропускает ионы кислорода при температурах от 350oC и выше. Разница в количестве кислорода с разных сторон чувствительной зоны датчика приводит к образованию электрического потенциала (напряжения) между этими двумя поверхностями (внутренней и внешней). Величина напряжения служит показателем того, на сколько количество кислорода на этих двух поверхностях различается. А количество остаточного кислорода в выхлопных газах точно соответствует пропорции между топливом и воздухом, поступающими в двигатель.
Широкополосный λ-датчик кислорода

Этот датчик также использует принцип ячейки Нернста, но устроен по-другому. Его конструкция подразумевает наличие двух камер (ячеек): измерительной и так называемой «насосной» (см. Рис. 7). Через маленькое отверстие в стенке насосной ячейки выхлопные газы попадают в измерительную камеру (диффузионную щель) в ячейке Нернста.

Рисунок . Конструкция широкополосного датчика кислорода непрерывного действия, установленного в выхлопной трубе.
1. Ячейка Нернста
2. Референсная ячейка
3. Подогреватель
4. Диффузионная щель
5. Насосная ячейка
6. Выхлопная труба
Эта конфигурация отличается от обычного датчика с двумя состояниями постоянным поддержанием стехиометрического соотношением воздух/топливо в диффузионной камере. Электронная схема модуляции напряжения питания поддерживает в измерительной камере состав газов, соответствующий λ=1. Для этого насосная ячейка при работе двигателя на бедной смеси и избытке кислорода в выхлопных газах удаляет кислород из диффузионной щели во внешнюю среду; а при богатой смеси и недостатке кислорода в выхлопных газах перекачивает ионы кислорода из окружающей среды в диффузионную щель. Направление тока для перекачивания кислорода в разные стороны тоже отличается.
Так как насосный ток пропорционален концентрации кислорода — он и является показателем величины λ-фактора отработавших газов.

Таким образом, если обычные датчики используют напряжение на ячейке Нернста для прямого измерения и определения одного из двух состояний (λ>1 или λ<1), то широкополосные датчики используют специальную схему, управляющую током «накачки» насосной ячейки. Величина этого тока и измеряется как признак содержания избыточного воздуха в выхлопных газах.
Так как работа датчика уже больше не зависит от ступенчасти в работе ячейки Нернста, то коэффициент избыточного воздуха (λ) может быть измерян в широких пределах от 0.7 до 4. Соответственно, контроль двигателя по λ может работать уже во всем спектре значений (а значит и режимов), а не только в одной точке около λ=1
Встроенный нагреватель обеспечивает рабочую температуру не ниже 600C.
Замкнутая петля лямбдарегулирования

Рисунок . Схема замкнутой петли λ-регулирования качества смеси.
1. Датчик массового расхода воздуха
2. Двигатель
3a. Датчик кислорода 1
3b. Датчик кислорода 2
4. Катализатор
5. Форсунки инжектора
6. Электронный Блок Управления
Vv напряжение управления форсунками
Vs напряжение с датчика
Qe Количество впрыскиваемого топлива
Датчик кислорода передает сигнал (напряжение) электронному блоку управления (ЭБУ) двигателем. Этот сигнал используется системой для обогащения или обеднения смеси в соответствии с величиной напряжения с датчика (см. Рис. 8). Таким образом система обогащает бедную смесь, увеличивая количество впрыскиваемого топлива, и обедняет богатую, уменьшая количество топлива.
Диагностика
Лямбда-зонд сравнивает уровень содержания кислорода в выхлопных газах и в окружающем воздухе и представляет результат этого сравнения в форме аналогового сигнала. Применяются двухуровневые зонды, чувствительный элемент которых выполнен из оксида циркония либо из оксида титана, но на их смену приходят широкополосные лямбда-зонды. При условии сгорания стехиометрической топливо-воздушной смеси, напряжение выходного сигнала лямбда-зонда равно 445…450mV.

Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя до места расположения датчика и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси. Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ±2…3% с частотой 1…2раза в секунду. Этот процесс чётко прослеживается по осциллограмме напряжения выходного сигнала лямбда-зонда.

осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного лямбда-зонда BOSCH.

Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала составляет ~1,2Hz.

Проверка выходного сигнала датчика Измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно сигнальной «массы» датчика. Сигнальная «масса» двух- и четырёх-проводных лямбда-зондов BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от датчика) на разъём датчика. Сигнальная «масса» одно- и трёх-проводных лямбда-зондов BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при установке датчика автоматически соединяться с «массой» автомобиля через резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём датчика сигнальная «масса» лямбда-зонда в большинстве случаев так же соединена с «массой» автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной «массы» лямбда-зонда подключен не к «массе» автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной «массы» лямбда-зонда. Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала лямбда-зонда, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов осциллографа, чёрный зажим типа «крокодил» осциллографического щупа должен быть подсоединён к «массе» двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного лямбда-зонда BOSCH.

Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет ~0,6Hz. Снижение частоты переключения выходного сигнала лямбда-зонда может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере «приёмистости» двигателя. Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление лямбда-зонда снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала лямбда-зонда уменьшается. Стареющий лямбда-зонд легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий лямбда-зонд всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного лямбда-зонда BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют. Напряжение выходного сигнала стареющего лямбда-зонда при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300…600mV.

Уровень содержания кислорода в камере с атмосферным воздухом при этом оказывается значительно выше уровня содержания кислорода в выхлопных газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V положительной полярности. В случае разгерметизации лямбда-зонда, в камеру с атмосферным воздухом проникают отработавшие газы с низким содержанием кислорода. На режиме торможения двигателем (закрытая дроссельная заслонка при вращении двигателя с высокой частотой, подача топлива при этом отключена), в выхлопную систему двигателем выбрасывается почти чистый атмосферный воздух. В таком случае, уровень содержания кислорода в выхлопной системе резко возрастает и уровень содержания кислорода в атмосферной камере зонда оказывается значительно ниже уровня содержания кислорода в отработавших газах, вследствие чего зонд генерирует напряжение 1V отрицательной полярности. Блок управления двигателем в таком случае считает лямбда-зонд исправным, так как вскоре после пуска двигателя и прогрева, датчик отклонил опорное напряжение и снизил его до ~0V.

Выходное напряжение зонда напряжением ~0V свидетельствует о близком уровне содержания кислорода в отработавших газах и в разгерметизированой атмосферной камере зонда. На блок управления двигателем поступает сигнал зонда низкого уровня, что является для него свидетельством обеднённой топливовоздушной смеси. Вследствие этого, блок управления двигателем обогащает топливовоздушную смесь. Таким образом, разгерметизация лямбда-зонда приводит к значительному обогащению топливовоздушной смеси. При этом многие системы самодиагностики выявить данную неисправность зонда не способны.
Широкополосный лямбда-зонд Выходной сигнал широкополосного лямбда-зонда в отличие от двухуровневых зондов несёт сведения не только о направлении отклонения состава рабочей смеси от стехиометрического, но и о его численном значении. Анализируя уровень выходного сигнала широкополосного лямбда-зонда, блок управления двигателем рассчитывает численное значение коэффициента отклонения состава рабочей смеси от стехиометрического состава, что, по сути, является коэффициентом лямбда.

Для широкополосных зондов производства BOSCH Выходное напряжение чувствительного элемента зонда (чёрный провод относительно жёлтого провода) изменяется в зависимости от уровня содержания кислорода в отработавших газах и от величины и полярности электрического тока, протекающего по кислородному насосу зонда (красный провод относительно жёлтого). Блок управления двигателем генерирует и подаёт на кислородный насос зонда электрический ток, величина и полярность которого обеспечивает поддержание выходного напряжения чувствительного элемента зонда на заданном уровне (450 mV). Если бы двигатель работал на топливовоздушной смеси стехиометрического состава, то блок управления двигателем установил бы на красном проводе напряжение равное напряжению на жёлтом проводе, и ток протекающий через красный провод и кислородный насос зонда был бы равен нулю.

При работе двигателя на обеднённой смеси, блок управления двигателем на красный провод подаёт положительное напряжение относительно жёлтого провода, и через кислородный насос начинает течь ток положительной полярности. При работе двигателя на обогащенной смеси, блок управления изменяет полярность напряжения на красном проводе относительно жёлтого провода, и направление тока кислородного насоса так же изменяется на отрицательное. Величина тока кислородного насоса устанавливаемая блоком управления двигателем зависит от величины отклонения состава топливовоздушной смеси от стехиометрического состава. В электрическую цепь кислородного насоса включен измерительный резистор, падение напряжения на котором и является мерой уровня содержания кислорода в отработавших газах.
Проблемы
Проблема заключается в следующем, цена на новый ЛЗ сейчас очень высока. На рынках в магазинах сейчас очень часто попадаются бракованные, поддельные ЛЗ, в случае установки его в выпуск, обратно вернуть его уже весьма проблематично.
Из того что испытывалось, нагрев строительным феном ЛЗ до 350 С с подачей опорного напряжения 0,45 в никакой реакции (способ найден в инете!) на ламповом оссцилоскопе с высоким входным сопротивлением.
Но порадовало одно у чуствительного элемента ЛЗ есть емкость где то в районе 50-80 Пикофарад.
Другой более надежный способ рожденный опытом это берем газовый паяльник и нагреваем чуствительный элемент при этом разьем лямды подключен к эбу и смотрим на отклонение напряжения от опорного, в небольших пределах мы увидим отклонение что косвенно потверждает его исправность.
Меня интересуют варианты безустановочной диагностики ЛЗ. Буду рад любым идеям, даже самым бредовым на первый взгляд.

Автомобиль едет рывками, повысился расход топлива, загорелся «Check Engine»? На автомобилях с пробегом один из частых случаев подобных симптомов — выход из строя датчика кислорода. Если вы точно уверены, что других неисправностей с авто нет и не готовы ехать к специалисту, ниже расскажем, как проверить датчик кислорода своими руками.

Частые коды ошибок лямбда-зонда

• P0130 — лямбда-зонд 1, нарушение работы;
• P0131 — лямбда-зонд 1, низкое напряжение;
• P0132 — лямбда-зонд 1, высокое напряжение;
• P0133 — лямбда-зонд 1, замедленная реакция;
• P0134 — лямбда-зонд 1, неактивен;
• P0135 — цепь подогрева лямбда-зонда, нарушение работы/замыкание на массу;
• P0141 — неисправности цепи подогрева ДК2.

Сначала стоит исключить вероятность поломки проводки, для этого можно предпринять:

1. Визуальный осмотр электропроводки непосредственно в районе системы выхлопа на предмет обрыва провода, нарушения целостности изоляции проводов или замыкания между собой/на массу кузова.
2. Проверить проводку с помощью мультиметра в режиме прозвонки. Для конкретного понимания длины проверяемого участка удобно поочередно отсоединять разъемы и проводить измерения от них.
3. Если есть возможность считать коды ошибок, и они указывают на отсутствие сигнала с датчика, необходимо по такому же принципу исключить дефект электропроводки.

При исправной проводке скорей всего проблема именно в датчике.

Проверка лямбда-зонда на работоспособность мультиметром

Диагностировать кислородные датчики можно через замер значений напряжения. Если есть мультиметр, тестер или омметр, подобную проверку можно сделать самостоятельно.

Проверка лямбда-зонда мультиметром.

Порядок действий:

1. Прогрейте двигатель до рабочей температуры.
2. Снимите и осмотрите датчик и проводку на предмет механических повреждений и загрязнений. Если он погнут, поцарапан или сильно покрыт сажей, свинцовым налетом, белым или серым нагаром, меняйте.
3. Проверьте работоспособность датчика кислорода мультиметром. Часто причина неисправности кроется в поломке спирали подогрева или проводов к нему. Как его «прозвонить»? Присоедините прибор между проводами нагревателя, предварительно отсоединенные от колодки. При исправной работе сопротивление сигнальной цепи на разных автомобилях меняется от 2 до 10 Ом и от 1 ком до 10 мОм в цепи подогрева. Если его нет совсем, в проводке обрыв.
4. Протестируйте сигнал зонда с помощью мотор-тестера, стрелочного вольтметра или осциллографа. Подсоедините тестер между проводом массы и сигнальным, поднимите обороты до 3000 Нм, засеките время и следите за показаниями. Они должны изменяться от 0,1 до 0,9 вольт. Рекомендуем заменить датчик, если диапазон изменений меньше или за 10 секунд сменилось меньше 9–10 показаний. Причина ошибки может быть в «усталости» и медленном отклике системы.
5. Проверьте исправность лямбда-зонда через опорное напряжение. Заведите машину, измерьте напряжение между массой и сигнальным проводом. Если показатели отличаются от 0,45 вольт больше, чем на 0,2, датчик или цепи в цепи, ведущие к нему, неисправны.

Если нет приборов для проверки, обратитесь к партнеру АДАКТ в городе. Специалист проведет полную диагностику и найдет точную причину неисправности.

Возврат к списку

Вы пытаетесь выяснить, какой датчик кислорода (ДК) действительно нужно заменить? Мы получаем много вопросов о том, как определить, какой ДК является банком 1, а какой — банком 2.

Вот почему мы решили написать эту статью, чтобы раз и навсегда разобраться. Это звучит очень запутанно со всеми этими «Банк 1 Датчик 2 и т. д.». Но если вы разберётесь с этим один раз, это будет не так сложно.

Часто встречаются люди, которые заменили неправильный датчик, потому что они не знали, какой нужно было менять. После того, как вы прочтёте эту статью, вы не будете делать ту же ошибку!

Что такое банк 1 и банк 2?

Цилиндры двигателя часто делятся на две части. Если у вас V-образный двигатель, значит есть один блок на каждой стороне двигателя. Есть много неверной информации о том, какая сторона является банком 1 и 2.

Правда заключается в том, что вы не можете упростить это и сказать, что банк 1 находится на стороне водителя или наоборот, потому что разные двигатели могут иметь 1 цилиндр с разных сторон.

Банк  1 является стороной с цилиндром № 1 (цилиндры 1 − 3 − 5 − 7 и т. д.)

Банк 2 является стороной с цилиндром № 2 (цилиндры 2 − 4 − 6 − 8 и т. д.)

Чтобы узнать, как определить, какая сторона является банком 1 и банком 2, продолжайте читать далее, и мы объясним, как можно легко её найти. Вы можете спросить: но у меня рядная шестёрка, что вы скажете мне насчёт банка 2?

Вот почему мы не хотим говорить вам о стороне, которая является банком 1 и 2. У вас может быть банк 2 как на рядных, так и на поперечных двигателях (двигатели установлены в другом направлении).

Если вы знаете, какой из цилиндров является первым, то нет никакой разницы, какой у вас двигатель. Bank 1 всегда находится на цилиндре 1 − 3 − 5 − 7 − 9 − 11, а bank 2 всегда на цилиндре 2 − 4 − 6 − 8 − 10 − 12.

Что такое датчик 1 и 2?

Номер датчика говорит нам о том, где на выхлопной системе установлен датчик кислорода или датчик температуры выхлопных газов. Первый датчик расположен ближе к двигателю, а второй — сзади выхлопной системы.

Вообще, если мы говорим о ДК:

Датчик 1 = передний перед каталитическим нейтрализатором (ДК выше по потоку).

Датчик 2 = задний после катализатора (ДК ниже по потоку).

Некоторые дизельные двигатели имеют много датчиков температуры выхлопных газов, и в них могут использоваться датчики 1 − 2 − 3 − 4 и т. д. В этих случаях датчик 1 расположен ближе всего к двигателю, а последний датчик находится в конце выхлопной системы.

Как найти номера цилиндров?

Найти номер цилиндра можно несколькими способами. На некоторых автомобилях номер цилиндра выбит на крышке картера.

Если у вас есть высоковольтные провода зажигания, на них также часто встречаются цифры. Но это нерекомендуемый метод, поскольку раньше их могли менять или переносить между цилиндрами.

Самый безопасный способ — это посмотреть крышке картера или найти номера цилиндров в руководстве по ремонту/обслуживанию автомобиля. Можно позвонить автодилеру и спросить их. Можно попытаться найти информацию в Интернете, выполнив поиск по коду вашего двигателя.

Рекомендация механиков

Если у вас есть сканер или адаптер OBD2, вы можете сделать всё намного проще.

1. Подключите OBD2 сканер и сотрите коды неисправностей.
2. Убедитесь, что все коды неисправностей удалены.
3. Отключите один датчик кислорода и считайте код появившейся ошибки. Теперь вы увидите, где банк 1, а где банк 2.

Используя этот метод, вы будете на 100% уверены, что замените нужный датчик.

У меня ошибка P0420, что я должен исправить в первую очередь?

Код P0420 может быть вызван неисправным датчиком кислорода. Мы рекомендуем сначала устранить неисправность ДК, так как это может исправить ошибку P0420.

Проверьте, нет ли утечек выхлопных газов, которые могли бы вызвать код ошибки P0420 и лямбда-зонда.

Вывод

Если код неисправности говорит:

• Банк 1, датчик 1 = ДК, расположенный перед каталитическим нейтрализатором, на стороне цилиндра №1.
• Банк 1, датчик 2 = ДК, расположенный после катализатора, на стороне цилиндра №1.
• Банк 2, Датчик 1 = ДК, расположенный перед катализатором, на стороне цилиндра №2.
• Банк 2, датчик 2 = ДК, расположенный после катализатора, на стороне цилиндра №2.

О том, что такое лямбда зонд и для чего он нужен, к сожалению, знают далеко не все автовладельцы. Лямбда зонд — это кислородный датчик, который позволяет электронной системе контролировать и балансировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Он способен своевременно исправить структуру топливной смеси и предупредить дестабилизацию рабочего процесса двигателя.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

Подпишитесь на наш Telegram-канал

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В  принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

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:

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Типы лямбда-зондов, устройство, принцип действия, причины и признаки неисправности? Как определить неисправность датчика кислорода по внешнему виду. Методы проверки лямбда зонда осциллографом, мультиметром, тестером, как правилно  подключить лямбда-зонд, назначение проводов.

Правильно писать: лямбда.

Коротко что такое лямбда-зонд: Лямбда-зонд — это датчик выхлопной системы, который определяет остаток кислорода в выхлопных газах. Зачем нужен? Лямбда-зонд передает сигнал блоку управления двигателем (ЭБУ) для управления соотношением топливо-воздушной смеси. 

Функции и принцип действия датчика лямбда.

Для обеспечения идеального коэффициента конверсии каталитического нейтрализатора требуется обеспечить оптимальное сгорание топливо-воздушной смеси. В случае бензинового двигателя это достигается при соотношении воздух-топливо, равном 14,7 кг воздуха на 1 кг топлива, такой состав называется стехиометрическая топливная смесь.

Стехиометрическая смесь — это состав смеси в таких пропорциях топлива и воздуха, при которых происходит полное сгорание смеси без остатка избыточного кислорода. Теоретический коэффициент избытка воздуха топливной стехиометрической смеси равен единице. 

Эта оптимальная смесь обозначается греческой буквой λ (лямбда). Лямбда используется для выражения соотношения воздуха между теоретическим потреблением воздуха и фактическим потоком воздуха:

λ = поток подаваемого воздуха: теоретический поток воздуха равен единице.

λ = 14,7 кг: 14,7 кг = 1

Принцип лямбда-датчика основан на измерении сравнения кислорода. Это означает, что оставшееся содержание кислорода в выхлопных газах (приблизительно 0,3–3%) сравнивается с содержанием кислорода в окружающем воздухе (около 20,8%).

Если остаточное содержание кислорода в выхлопных газах составляет 3% (обедненная смесь), возникает напряжение 0,1 V из-за разницы по сравнению с содержанием кислорода в окружающем воздухе.

Если оставшееся содержание кислорода составляет менее 3% (богатая смесь), напряжение датчика возрастает до 0,9 V пропорционально увеличению разницы. Содержание оставшегося кислорода измеряется с помощью нескольких лямбда-зондов.

Исправность лямбда-зондов обычно проверяют во время испытания на выбросы выхлопных газов. Поскольку он подвержен определенному износу, его следует регулярно проверять, чтобы убедиться, что он работает должным образом. 

Как часто нужно проверять лямбда-зонд? Ответ: приблизительно каждые 30 000 км, например, при проведении техобслуживания в автосервисе.

За ужесточением законов, направленных на сокращение выбросов выхлопных газов, последовало усовершенствование технологии последующей обработки выхлопных газов.

Типы лямбда датчиков.

Какие бывают лямбда зонды и чем отличаются? Существует два типа датчиков лямбда — платиновый и титановый. Отличаются принципом определения количества не сгоревшего кислорода в выхлопных газах — по изменению сопротивления или по скачку напряжения.  

Лямбда датчик на принципе скачка напряжения.

Этот зонд состоит из полого керамического элемента из диоксида циркония в форме пальца. Характерной особенностью этого твердого электролита является то, что он проницаем для ионов кислорода при температуре выше 300 ° С. Обе стороны керамики покрыты тонким пористым слоем платины, который служит электродом. Выбросы отработавших газов проходят снаружи керамического элемента, а внутренняя часть заполнена эталонным воздухом.

Свойства керамического элемента означают, что разная концентрация кислорода с обеих сторон вызывает миграцию ионов кислорода, что, в свою очередь, создает напряжение. Это напряжение используется в качестве сигнала для блока управления двигателем, который регулирует соотношение воздух-топливо на впрыск в зависимости от содержания остаточного кислорода в выхлопных газах.

Этот процесс измерения остатка кислорода в выхлопных газах повторяется несколько раз в секунду на основе чего создается более богатая топливом или бедная топливная смесь.

Лямбда датчик на принципе изменения сопротивления

В датчиках этого типа керамический элемент изготовлен из диоксида титана с использованием многослойной толстопленочной технологии. Одним из свойств диоксида титана является то, что его сопротивление изменяется пропорционально концентрации кислорода в выбросах выхлопных газов. При более высоком содержании кислорода (обедненная смесь λ> 1) он менее проводящий (сопротивление увеличивается), а при более низком содержании кислорода (обогащенная смесь λ <1) он становится более проводящим (сопротивление уменьшается). Этот датчик не требует эталонного воздуха, но должен запитываться напряжением 5 В от блока управления через комбинацию резисторов. Сигнал, необходимый для блока управления, генерируется падением напряжения на резисторах.

Обе измерительные ячейки собраны в одинаковом корпусе. Защитная трубка предотвращает повреждение измерительных ячеек, находящихся в прямом потоке выхлопных газов.

Подогрев лямбда зонда.

Первые лямбда-датчики не нагревались, поэтому их необходимо было устанавливать рядом с двигателем, чтобы максимально быстро достичь их рабочей температуры. В настоящее время лямбда-датчики имеют встроенную функцию предварительного подогрева. Это означает, что датчики также могут быть установлены вдали от двигателя.

Преимущества нагрева датчика лямбда:

Зонд не подвергается высокой тепловой нагрузке. Нагрев датчика позволяет достичь своей рабочей температуры в короткий промежуток, сводя к минимуму время, пока лямбда-контроль не активен. Чрезмерное охлаждение предотвращается в режиме ожидания, когда температура выхлопных газов не высока. Нагретые лямбда-датчики имеют более короткое время отклика, что положительно влияет на скорость управления.

Широкополосный лямбда зонд

Обычный лямбда-датчик отображает богатую или обедненную смесь в диапазоне λ = 1. Широкополосный лямбда-датчик позволяет измерять точное соотношение воздуха как в обедненном (λ> 1), так и в обогащенном (λ <1) диапазонах. Он выдает точный электрический сигнал и поэтому может контролировать любые соотносимые значения, например, для дизельных двигателей, бензиновых двигателей с обедненной смесью, газовых двигателей и газовых обогревателей. Как и в случае обычного зонда, широкополосный лямбда-датчик оснащен эталонным воздухом. У такого датчика есть вторая ячейка: ячейка электрохимического насоса.

Выбросы выхлопных газов попадают в зону измерения через небольшое отверстие в ячейке насоса, известное как диффузионное отверстие или диффузный канал. Для установления соотношения воздуха (λ), концентрация поступившего кислорода сравнивается с концентрацией кислорода в эталонном воздухе. Чтобы получить измеримый сигнал для блока управления, на ячейку насоса подается напряжение. При этом напряжении кислород может закачиваться из выхлопных газов в диффузионный канал или удаляться из него. Блок управления регулирует напряжение накачки таким образом, что соотношение газа постоянно составляет λ = 1 в диффузионном канале. Если смесь бедна, кислород откачивается наружу через насосную ячейку. Результатом этого является положительный ток накачки. Если смесь обогащена, кислород закачивается внутрь из эталонного воздуха. Отрицательный ток накачки является результатом этого. При λ = 1 в диффузионном канале кислород не транспортируется, ток накачки равен нулю. Этот ток насоса оценивается блоком управления, обеспечивая соотношение воздуха и, таким образом, корректирует соотношение смеси воздух-топливо.

Использование нескольких лямбда датчиков

С момента введения EOBD, появилась возможность контролировать работу каталитического нейтрализатора. Для этого за каталитическим нейтрализатором установлен дополнительный лямбда-зонд. Это используется для определения способности каталитического нейтрализатора накапливать кислород.

Функция зонда расположенного за катализатором такая же, как у первого лямбда зонда, установленного в начале выхлопного потока за выпускным коллектором. Амплитуды напряжений лямбда-датчиков сравниваются в ЭБУ. Амплитуда напряжения на втором лямбда зонде очень мала из-за способности каталитического нейтрализатора накапливать кислород. Чем ниже емкость катализатора, тем выше амплитуды напряжения на выходном датчике из-за повышенного содержания кислорода.

Высоты амплитуд на задней лямбде зависят от фактической ёмкости каталитического нейтрализатора, которая варьируется в зависимости от нагрузки и скорости. Поэтому условие нагрузки и скорость учитываются при сравнении амплитуд зондов. Если амплитуды напряжения обоих зондов все еще примерно одинаковы, накопительная емкость каталитического нейтрализатора достигнута, иными словами катализатор неисправен и подлежит замене или удалению.

НЕИСПРАВНОСТЬ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА ЛЯМБДЫ: СИМПТОМЫ

Признаками неисправности лямбда-датчика вместе или по отдельности могут быть следующие симптомы:

• Высокий расход топлива.
• Плохая работа двигателя.
• Выброс едких выхлопных газов.
• Загорается контрольная лампа двигателя — «check engine».
• Код ошибки сохраняется даже после удаления ошибки сканером.

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:

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

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.

Определение старого или загрязненного лямбда зонда

Кислородный датчик может быть неисправен  если 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.

Как проверить лямбда зонд осцилографом, мультиметром, тестером датчика кислорода, анализатором выхлопных газов: устранение неисправностей.

Как основной принцип, перед каждой проверкой должен проводиться визуальный осмотр, чтобы убедиться в отсутствии повреждений кабеля или разъема. Система выпуска не должна иметь утечек.

Для подключения диагностического устройства рекомендуется использовать переходной кабель. Также необходимо убедиться, что лямбда-контроль не активен в некоторых рабочих состояниях, например во время холодного запуска до достижения рабочей температуры и при полной нагрузке.

1. Проверка лямбда зонда анализатором выхлопных газов

Одним из самых быстрых и простых тестов является измерение с помощью четырехгазового анализатора выбросов.

Процедура проверки датчика выполняется так же, как испытание на выбросы выхлопных газов. При достижении двигателем рабочей температуры, то путем снятия шланга примешивается ложный воздух в качестве переменной возмущения. В результате изменения состава выхлопных газов также изменяется значение лямбда, которое рассчитывается и отображается тестером выхлопных газов. Система образования смеси должна определять это по определенному значению и регулировать его в течение определенного времени (60 секунд, как в тесте на выбросы выхлопных газов). Если переменная примешенного воздуха удалена, значение лямбды должно уменьшиться до исходного значения.

Для получения верных значений необходимо знать значения лямбды производителя, а также соблюдать условия подключения примешиваемого воздуха.

Однако эта диагностика датчика кислорода лямбда определяет только — работает ли лямбда-контроль. Электрический тест невозможен. При этой процедуре существует риск, что современные системы управления двигателем контролируют смесь посредством точного определения нагрузки, так чтобы λ = 1, несмотря на то, что лямбда-контроль не работает.

2. Диагностика лямбда-зонда мультиметром.

Для проверки датчика кислорода рекомендуется пользоваться только высокоимпедансным мультиметром с цифровым или аналоговым дисплеем.

Мультиметры с низким внутренним сопротивлением (в основном в аналоговых устройствах) перегружают сигнал лямбда-датчика и могут привести к его поломке. Из-за быстро меняющегося напряжения сигнал лучше всего наблюдать с помощью аналогового устройства.

Мультиметр подключается параллельно сигнальной линии (черный кабель, см. Принципиальную схему) лямбда-датчика. Диапазон измерения мультиметра установить на 1 V или 2 V. После того, как двигатель запущен, на дисплее появляется значение в диапазоне от 0,4 — 0,6 V (опорное напряжение). Если рабочая температура двигателя или лямбда-датчика достигнута, постоянное напряжение начинает меняться от 0,1 В до 0,9 В.

Для достижения наиболее точных результатов измерений датчика кислорода, двигатель должен удерживать обороты примерно 2500 об / мин. Таким образом рабочая температура лямбда зонда будет достигнута даже в системах с лямбда-датчиком без подогрева. Важно, чтобы на холостом ходе температура выхлопных газов была достаточной, иначе не прогретый лямбда датчик остынет и сигнал будет неверный.

Осторожно!!! Ни в коем случае не используйте омметр на циркониевом датчике -это может привести к его повреждению, вплоть до выхода из строя.

3. Проверка лямбда зонда осциллографом.

Сигнал лямбда-датчика лучше всего изображать с помощью осциллографа. Как при проверке зонда с помощью мультиметра, основным предварительным условием является то, что двигатель или лямбда-датчик должны иметь рабочую температуру.

Осциллограф подключен к сигнальной линии кислородного зонда. Диапазон измерения зависит от используемого осциллографа. Если устройство имеет автоматическое обнаружение сигнала, то это упрощает предварительную настройку. Для ручной регулировки установите диапазон напряжения: 1 — 5 В, а время: 1 — 2 секунды.

Частота вращения двигателя должна также удерживаться на 2500 об / мин.

Переменное напряжение на дисплее осциллографа выглядит в форме синусоиды. По этому сигналу можно оценить следующие параметры:

• Высота амплитуды (максимальное и минимальное напряжение 0,1 — 0,9 V);
• Время отклика и продолжительность периода (частота около 0,5 — 4 Гц).

4. Проверка лямбда зонда тестером датчиков лямбда.

Различные производители предлагают специальные тестеры для проверки лямбда-датчиков. На устройстве работа лямбда-датчика отображается с помощью LED светодиодов.

Тестер лямбда зонда подключен к сигнальной линии зонда так же, как мультиметр или осциллограф. После того, как датчик кислорода достиг рабочей температуры и начинает работать, светодиоды отображают значения на шкале, в зависимости от соотношения воздух-топливо и кривой напряжения (0,1 — 0,9 V) датчика.

Здесь все технические характеристики настроек измерительного устройства для измерения напряжения относятся к датчикам диоксида циркония (датчикам скачков напряжения). Для диоксида титана диапазон измерения напряжения изменяется до 0 — 10 V, а измеряемые скачки напряжения — от 0,1 до 5 В.

5. Проверка состояния защитной трубки

В первую очередь необходимо изучить спецификации производителя, так как именно в инструкции изготовителя указаны условия эксплуатации, которые должны соблюдаться как основной принцип. Наряду с электронными проверками состояние защитной трубки лямбда зонда автомобиля дает важную информацию о работоспособности датчика.

Признаки, причины и устранение неисправностей лямбда зонда при проверке осмотром его состояния:

1. Защитный кожух лямбда зонда сильно закопчен сажей
   Причина: Двигатель работает на слишком богатой смеси
   Устранение: Необходимо заменить зонд и устранить причину чрезмерно богатой смеси, чтобы предотвратить повторное загрязнение зонда.
2. Блестящие депозиты на защитной трубе
   Причина: Использование этилированного топлива
   Устранение: Свинец разрушает элемент зонда. Необходимо заменить датчик и проверить каталитический нейтрализатор. Замените этилированное топливо неэтилированным топливом. Выясните какие АЗС на пути регулярных поездок продают качественное топливо.
3. Налет белого или серого цвета на датчике кислорода
   Причина: Двигатель сжигает масло, дополнительные присадки в топливе.
   Устранение: Необходимо заменить зонд и устранить причину сгорания масла.
4. Неправильная установка лямбда зонда
   Причина: Недостаточно опыта, не читал инструкцию, кривые руки. Во время монтажа необходимо использовать предписанный специальный инструмент и соблюдать момент затяжки.
   Устранение: Заменить лямбда датчик на новый или рабочий.

6. Проверка функции нагрева лямбда зонда. Устранение неисправности.

Для проверки нагревательного элемента питания лямбда зонда можно проверить внутреннее сопротивление и напряжение питания.

Для этого отсоедините разъем от лямбда-датчика. Со стороны лямбда-датчика используйте омметр для измерения сопротивления на обоих проводах нагревательного элемента. Сопротивление должно быть от 2 до 14 Ом. На стороне автомобиля используйте вольтметр для измерения напряжения питания. Напряжение должно быть больше 10,5 V (бортовое напряжение).

При обнаружении обрыва цепи устраните неисправность. Ниже приведена таблица назначения проводов и цвета проводов датчиков лямбда в зависимости от типа.

Различные варианты подключения и цвета кабеля лямбда зонда:

Необогреваемые зонды

Обогреваемые зонды:

Датчики сопротивления из диоксида титана:

В любом случае, если есть информация от производителя, то необходимо ставить её в приоритет.

Что важно и необходимо знать при замене лямбда зонда

При установке нового лямбда зонда следует учитывать следующее:

• При снятии и установке датчика кислорода используйте только специальный инструмент, предназначенный для этой цели. Специнструмент для снятия  датчиков есть в наборах, а бывает и отдельно съемник лямбда зондов. Использование его значительно упростит снятие, и установку датчика. 
• Проверьте резьбу в выхлопной системе на наличие повреждений.
• Используйте только прилагаемую смазку или смазку, специально предназначенную для лямбда-датчиков.
• Избегайте контакта измерительного элемента зонда с водой, маслом, смазкой, чистящими средствами и средствами для удаления ржавчины.
• Соблюдайте соответствующие моменты затяжки, указанные производителем лямбда-датчика или автомобиля.
• При прокладке соединительного кабеля следите за тем, чтобы он не соприкасался с горячими или подвижными объектами и не проходил через острые края.
• Проложите кабель нового лямбда-датчика в соответствии с шаблоном первоначально установленного датчика, насколько это возможно.
• Не прокладывайте провода внатяжку. Убедитесь, что соединительный кабель имеет достаточный запас подвижности до сильной натяжки, чтобы он не оторвался от выхлопной системы при вибрации и движении.
• Не следует использовать какие-либо добавки на основе металлов или топливо, содержащее свинец.
• Никогда не используйте лямбда-датчик, который упал на землю или поврежден.

Проверяем лямбда-зонд

©А. Пахомов 2007 (aka IS_18, Ижевск)

На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на нашем форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики. 

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, я поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Итак, датчик кислорода. Когда-то очень давно он представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся выхлопными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них – подогреватель, один – масса, еще один – сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный. Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:
 
а) сканером
б) мотортестером, подключив щупы и запустив самописец.

Второй вариант, вообще говоря, предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения – это как раз характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно. Как именно это происходит, в подробностях описано здесь.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтоб быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8 – 0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Поняв, как работает датчик, легко осознать методику его проверки. Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна!

Как же нам выяснить, в чем кроется проблема – в датчике или в системе?  Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.
 
1. Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да – то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.

2. Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.

3. Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» – а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.

Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливо-воздушную смесь. 

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом. Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной  смеси. Обратите внимание: эквивалентно! Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае – очень хороший помощник диагноста. Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, описано в этой статье.

Итак, выводы.

1. Нужно  совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда. 

2. Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу любой мотортестер.

3. Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.

4. По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.

5. Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

Количество датчиков в современном автомобиле неуклонно растёт. На некоторых машинах их число приближается к четырём десяткам, и значительная их часть призвана улучшать состав топливовоздушной смеси и улучшать экологические характеристики выхлопа.
Лямбда-зонд – одно из таких устройств. Измеряя количество кислорода в составе выхлопных газов, оно отсылает эту информацию в бортовой компьютер, использующий полученные данные для регулировки состава горючей смеси, увеличивая или уменьшая подачу в камеру сгорания топлива. Присутствующий в составе лямбда-зонда катализатор нейтрализует вредные компоненты выхлопа, превращая их в безвредные или малоактивные.

Любой сбой или неисправность в датчиках кислорода (они устанавливаются с обеих сторон каталитического нейтрализатора) грозят переводом работы силового агрегата в аварийный режим, при котором состав смеси становится обогащённым и практически неконтролируемым. Мало того, что такая нештатная ситуация приводит к повышенному расходу топлива и уменьшению ресурса мотора, ухудшаются и экологические параметры выхлопа. Поэтому так важно периодически проводить диагностику этого узла. Как проверить лямбда-зонд в гаражных условиях, каковы основные симптомы неисправностей датчиков О2 и возможно ли их устранение посредством ремонта, и пойдёт речь в данном информационном материале.

Лямбда-зонд: детальное знакомство

Ужесточение требований, касающихся состава выхлопных газов, — это не просто блажь автопроизводителей. Впервые о вредном влиянии автомобильного выхлопа заговорили в конце прошлого столетия, когда стала очевидной роль увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере в распространении парникового эффекта. Ряд международных конвенций призвал государства пересмотреть свою политику касательно уменьшения доли выброса вредных веществ в результате сжигания углеводородов.

И первыми на эти требования откликнулись производители транспортных средств, во многом благодаря появлению европейских норм, регулирующих токсичность выхлопных газов. Присутствие в автомобиле каталитического нейтрализатора в настоящее время является обязательной для тех стран, в которых действуют стандарты Евро, которые также постоянно ужесточаются.

Лямбда-зонд в автомобиле отвечает за количественный анализ содержания в выхлопе кислорода на участках до и после прохождения катализатора. Эта информация передаётся в ЭБУ, который и определяет, насколько качественной является смесь воздуха и горючего, регулируя их процентное содержание.

Перед катализатором, где находится первый лямбда-зонд, кислородный датчик проверяет выхлопные газы, ещё не подвергшиеся обработке каталитическим нейтрализатором.

Дополнительный датчик О2, устанавливаемый после катализатора, проверяет выхлоп, в котором многие вредные компоненты уже преобразованы в безопасные. Такая двойная система позволяет определять характеристики ТВС с большей точностью и соответствующим образом корректировать подачу горючего и атмосферного воздуха в камеру сгорания.

Так что если вас спросят, что такое лямбда-зонд в автомобиле, вы сможете общими словами дать убедительный ответ. Но получить развёрнутые знания можно только после знакомства с тем, как работает это устройство.

Принцип работы лямбда-зонда

Как известно, в настоящее время пока ещё не изобретено способов, как повысить КПД технического устройства до 100%. Автомобильный двигатель не является исключением – в этом сложном агрегате существует немало узлов, в которых происходят энергетические потери. В частности, сгорание топливовоздушной смеси в цилиндрах происходит не полностью, о чём свидетельствует наличие в выхлопном газе остатков кислорода и углеводородов.

Так вот, лямбда-зонд как раз и представляет собой датчик, в задачи которого входит определение химсостава выхлопа. А если быть точнее – содержимого в нём кислорода. В норме этот показатель должен находиться в пределах 0.1-0.3%. Увеличение данного значения будет свидетельствовать о переобогащённой смеси, что для ДВС так же плохо, как и работа на обеднённой ТВС.

Лямбда-зонд в большинстве случаев устанавливается в оконечной части системы выпуска отработанных газов, перед и после выпускного коллектора (следует отметить, что вместо обычного глушителя в таких случаях присутствует его модифицированная разновидность – каталитический нейтрализатор).

Разумеется, прогресс не стоит на месте – конструкция лямбда-зонда постоянно совершенствуется. Двухканальная компоновка как более простая в изготовлении характерна для транспортных средств эконом-класса, а также автомобилей, производившихся, начиная с 80-х годов прошлого века. В настоящее время преобладают системы широкополосного типа – такой лямбда-зонд оказывает более положительное воздействие работу двигателя, поскольку умеет определять состав выхлопа с гораздо большей точностью.

Если перечислить, на что влияет лямбда-зонд в машине, то окажется, что улучшение качественного состава ТВС – это отнюдь не самоцель. Благодаря более эффективному горению смеси удаётся заметно увеличить общий ресурс силового агрегата, добиться ощутимого снижения расхода топлива, а также решить проблему нестабильной работы мотора на ХХ.

Если рассмотреть более детально, как работает лямбда-зонд, то оказывается, что он не может формировать однородный сигнал, поскольку сам принцип работы силового агрегата основан на генерации неоднородного количества циклов за единицу времени. Так что можно утверждать, что кислородный датчик в общем случае реагирует на отсутствие стабильности в функционировании мотора, и оповещение об этом бортового компьютера и является основной задачей этого устройства.

Проще говоря, кислородные датчики в режиме реального времени отсылают данные в ЭБУ (вернее, в блок бортового компьютера, специализирующийся на управлении работой топливной системой), а уже там происходит анализ этих данных. Он заключается в усреднении полученной информации и сравнении результата с эталонным значением. В качестве таковой принято считать стехиометрическую топливовоздушную смесь, в которой на 1 объёмную часть горючего приходится 14.7 объёмных частей атмосферного воздуха. Такое соотношение обозначается буквой λ и принимается за единицу. Если лямбда (вот и ответ на вопрос, почему устройство называется лямбда-зондом) меньше единицы – смесь обогащённая, то есть объёмная доля топлива больше единицы. В противном случае говорят об обеднённой ТВС.

ЭБУ корректирует работу топливной системы таким образом, чтобы коэффициент λ всегда был равен единице, благоприятствуя самому эффективному сгоранию топлива и повышению КПД двигателя до максимально возможного значения.

Если отключить лямбда-зонд, даже при идеально настроенном механизме подачи ТВС, со временем он будет сбиваться. А неоптимизированное сгорание горючего – это следующие неприятные моменты:

• перегрев силового агрегата;
• более быстрый износ всех компонентов системы выхлопа, включая каталитический нейтрализатор;
• увеличенный расход технических жидкостей (масла, горючего, ОЖ);
• быстрое прогорание клапанов, поршней, колец;
• заметное снижение мощности (тяги) мотора на всех режимах.

Поэтому так важно поддерживать кислородные датчики в исправном состоянии.

Разновидности лямбда-зондов

Хотя принцип работы датчиков О2 неизменен, способы реализации измерения количества кислорода в составе выхлопа могут различаться, причём техническое усовершенствование этих устройств не прекращается ни на секунду.

Производители постоянно мониторят все недостатки зондов, стараясь вносить соответствующие изменения в их конструкцию с целью более точного измерения кислорода, увеличения надёжности и ресурса устройства, обеспечения быстрого выхода в рабочий режим.

В частности, введение предварительного подогрева керамического наконечника лямбда-зонда позволило не только обеспечить более качественную работу силового агрегата на холостых оборотах при «холодном» пуске, но и существенно увеличить ресурс самого катализатора. Первое поколение кислородных датчиков разогревалось в результате воздействия выхлопных газов, на что требовалось определённое время, на протяжении которого состав ТВС электроникой не регулировался. Чтобы решить эту проблему, решили ставить лямбда-зонд поближе к двигателю, но и этот шаг не позволил прогревать керамический наконечник до положенных 350-450°С мгновенно, так что некоторое время кислородный датчик всё равно не работал. В современных моделях присутствует электронагреватель, вступающий в работу одновременно с включением зажигания и существенно ускоряющий выход лямбда-зонда на штатный режим работы.

Вторым направлением эволюции стало появление широкополосных датчиков, которые пришли на смену двухкомпонентным. Изначально в системе присутствовал только один кислородный датчик, устанавливаемый до катализатора. Но оказалось, что его показания не слишком точны. Монтаж второго датчика О2 после КН позволил увеличить точность измерений, а широкополосный лямбда-зонд обеспечил многократное улучшение этого показателя.

Принцип действия лямбда-зонда широкополосного типа заключается в принудительной закачке присутствующего в выхлопе кислорода в специальную камеру. Для этого используются импульсы тока (номиналом порядка 450 милливольт). Если кислорода в выхлопе содержится меньше нормы, для его подачи в спецкамеру требуется ток большего номинала, что и фиксируется датчиком.

Лямбда-зонды могут различаться также количеством исходящих проводов (в зависимости от конкретной конструкции и функциональных возможностей устройства), которых может быть от одного до пяти.

Общепризнанной классификацией лямбда-зондов считается их разделение на:

• циркониевые устройства,
• титановые датчики кислорода;
• широкополосные лямбда-зонды.

Рассмотрим их особенности более детально.

Циркониевые кислородные датчики

Данный тип лямбда-зондов является наиболее распространённым в силу относительной простоты конструкции и невысокой себестоимости. Принцип работы датчиков О2 данного типа заключается в использовании гальванического элемента, у которого в качестве электролита выступает слой керамического покрытия из двуокиси циркония ZrO2. Диэлектрический наконечник с двух сторон имеет токопроводящие платиновые электроды в виде пластин. Действие прибора заключается в фиксации количества ионов кислорода, которые начинают выпадать на наконечнике только при нагреве последнего до температуры 350°C и выше. Чтобы фиксация кислорода началась как можно раньше при запуске холодного мотора, в корпус датчика встроен нагревательный элемент, который и осуществляет быстрый прогрев лямбда-зонда.

Отметим, что верхней критической точкой, при которой прибор может перегреться и перестать функционировать, является температура порядка 900-950°C.

Чтобы выхлопные газы беспрепятственно попадали на поверхность наконечника, корпус электродов выполнен в виде пористой поверхности. Внутрь датчика выхлоп попадает через специальную уплотнительную манжету, не пропускающую воду.

Ионы кислорода, двигаясь по керамическому электролиту от анодной пластины к катодной, создают разницу потенциалов, которая и фиксируется датчиком, передаваясь в бортовой компьютер в оцифрованном виде. Чем больше кислорода в составе выхлопа, тем меньшей будет разница потенциалов, то есть имеет место обратно пропорциональная зависимость.

Поскольку датчик работает с определённой частотой (измеряет разницу потенциалов несколько раз за секунду), ЭБУ интерпретирует эти результаты совершенно независимо от того, как в данный момент работает двигатель, что позволяет влиять на ТВС максимально эффективно, не полагаясь на различные субъективные факторы.

Циркониевые кислородные датчики могут быть 1-4-проводными. Однопроводные устройства имеют единственный сигнальный провод, замыкая цепь контактом на массу. Двухпроводной лямбда-зонд имеет отдельный провод для заземления. 3-4-проводные датчики имеют дополнительные провода для нагревательного элемента (питающий и управляющий).

Титановые лямбда-зонды

Визуально и частично схематично кислородный датчик на основе диоксида титана TiO2 схож с циркониевыми аналогами. Здесь чувствительный элемент реагирует на изменение количества кислорода в составе выхлопа благодаря наличию в составе цепи сопротивления. Принцип действия следующий: на вход датчика подаётся высокоомное напряжение эталонным номиналом 5 вольт, которое, в зависимости от состава смеси, изменяется в пределах при мерно 4 вольт от номинала. Чем богаче ТВС, тем меньше сопротивление на выходе лямбда-зонда. При обеднённой смеси сопротивление растёт. Диапазон изменения колеблется от одного до двадцати кОм, что и фиксирует датчик, передавая эта показания в бортовой компьютер.

Достоинства титанового датчика – отсутствие необходимости в использовании атмосферного воздуха, более низкая рабочая температура (примерно 700°C) и, соответственно, меньшее время выхода в рабочий режим (порядка 15 секунд).

Считается также, что лямбда-зонд на титановых элементах характеризуется большей точностью измерений.

Но поскольку и в этом типе кислородных датчиков требуется предварительный разогрев, в его конструкцию также включают нагревательный элемент. Но есть у титановых лямбда-зондов и недостатки. Главный – это высокая стоимость. В совокупности с более сложной конструкцией и высокой чувствительностью к перепадам температуры этот тип датчиков О2 большого распространения не получил.

Впрочем, измерить его работоспособность – задача достаточно простая. Для этого требуется обычный вольтметр, который подключается к контактам датчика при выключенном зажигании. Если показания измерительного прибора колеблются в диапазоне 5-7 Ом, он полностью исправен. При больших значениях, вплоть до бесконечного сопротивления, можно говорить о том, что датчик «врёт» или неисправен.

Широкополосные кислородные датчики

Этот тип лямбда-зондов характеризуется наличием двух камер:

• насосной или рабочей;
• измерительной, фиксирующей результаты измерений.

Измерительная камера использует принцип модуляции напряжения для поддержания эталонного состава выхлопа (λ=1). В насосной камере при обеднённой ТВС лишний кислород через специальный диффузионный зазор выводится наружу. Если смесь обогащённая, дефицит ионов кислорода компенсируется всасыванием необходимого количества воздуха из атмосферы через тот же диффузионный зазор.

Эти процессы сопровождаются изменением направления тока, величина которого пропорциональна объёму перемещаемого кислорода. Именно это значение и служит для детектирования величины λ (в пределах 0.7-1.7 от номинального значения).

Отметим, что рабочая температура широкополосного датчика ещё меньше – около 600°C, но и в этом случае наличие нагревательного элемента является необходимым.

Симптомы неисправности кислородных датчиков

Далеко не всегда лямбда-зонд выходит из строя внезапно и в один момент. В большинстве случаев это происходит постепенно, исподволь, что сильно затрудняет диагностику устройства.

Среди главных причин возникновения неисправностей лямбда зонда, приводящих к неконтролируемому процессу образования топливовоздушной смеси, нужно отметить следующие:

• разгерметизация корпуса кислородного датчика (в основном касается циркониевых устройств);
• проникновение в лямбда-зонд выхлопа и атмосферного воздуха;
• перегрев кислородного датчика из-за неисправностей других узлов автомобиля (например, системы зажигания);
• сбои в работе или нарушение целостности электропроводки на участке между лямбда-зондом и ЭБУ;
• моральный износ;
• получение датчиком механических повреждений (попадание камней, наезд на твёрдые препятствия).

Впрочем, последняя из вышеперечисленных причин действительно может привести к мгновенной поломке датчика, но для всех остальных характерно медленное ухудшение показателей работы силового агрегата. Именно по этой причине многие автовладельцы, в особенности без наличия опыта эксплуатации ТС, замечают неполадки в работе двигателя далеко не сразу. Но даже опытные автомобилисты зачастую не видят связь между ухудшением параметров работы мотора и функционированием кислородного датчика, поскольку такая симптоматика может свидетельствовать о поломке множества других узлов и деталей автомобиля.

Как правило, признаки выхода из строя лямбда-зонда проявляются в несколько этапов.

Сначала датчик начинает выдавать сигналы в бортовой компьютер с перебоями, что проявляется в основном при работе силового агрегата в режиме ХХ. Таким образом, нестабильность оборотов на холостом ходу – первый симптом того, что лямбда-зонд, возможно, уже не справляется со своей задачей должным образом.

Проявляется эта неисправность плавающими оборотами, причём в достаточно широком диапазоне. Не прогретый автомобиль начинает дёргаться, при работе мотора слышны хлопки, которых ранее не было. В некоторых случаях всё это сопровождается загоранием аварийной лампочки, что заставляет водителей приступить к поиску неисправностей. Но, к сожалению, так бывает далеко не всегда, поэтому автовладельцы либо полностью игнорируют такие отклонения в работе двигателя, либо начинают искать поломки в узле дроссельной заслонки (связка РХХ-ДПДЗ).

Второй этап – выдача датчиком недостоверных данных либо полное прекращение работы на прогретом моторе. Первый признак – потеря двигателем приёмистости и ощутимое запаздывание на нажатие водителем педали акселератора. Дёргание машины при движении сигнализирует о начале серьёзных сбоев в работе лямбда-зонда, но симптомом с самыми опасными для двигателя последствиями является его перегрев, о чём будет свидетельствовать соответствующая сигнальная лампочка или шкала на приборной панели.

В таких случаях, если поиски неисправности не увенчались успехом, полный выход из строя датчика О2 практически неизбежен, что станет причиной появления множества проблем, включая значительное уменьшение ресурса силового агрегата и рост расход горючего. Всё это будет сопровождаться усилением всех появившихся ранее симптомов. Не лишним будет напомнить, что лямбда-зонд (вернее, каталитический нейтрализатор) ответственен также за очистку выхлопа от вредных веществ, поэтому о его поломке может свидетельствовать и резкий запах из выхлопной трубы.

Самой неприятной неисправностью считается разгерметизация кислородного датчика, поскольку данный процесс моет привести к выходу из строя деталей поршневой группы силового агрегата, что чревато дорогостоящим ремонтом. При такой поломке выхлопные газы (по крайней мере, значительная их часть), минуя выхлопную трубу, устремляются в заборный патрубок эталонного атмосферного воздуха. Любое торможение двигателем становится причиной посылки сигналов лямбда-зондом в ЭБУ о существенном переизбытке кислорода в ТВС, что может привести к таким сбоям в работе топливной системы, когда автомобиль вовсе не сможет продолжать движение.

О разгерметизации кислородного датчика будет свидетельствовать заметная потеря мощности при движении на высоких передачах, доносящееся из подкапотного пространства постукивание, а также появление рывков при движении машины на всех режимах. Если заглянуть в моторный отсек, то можно заметить появление большого количества сажи в области свечей и выпускных клапанов.

Резюмируя вышесказанное, перечислим основные признаки неисправности лямбда-зонда:

• увеличение степени токсичности отработанных газов;
• загорание сигнала Check Engine при резком нажатии на педаль акселератора;
• нестабильная динамика движения автомобиля при разгоне;
• плавающие на холостом ходу обороты;
• потрескивающие звуки, появившиеся в районе выхлопной трубы (свидетельствующие о перегреве КН);
• рост потребления топлива;
• частые сообщения от ЭБУ о переобогащённой топливовоздушной смеси;
• загорание индикатора Check Engine при прогреве мотора.

Ещё раз отметим, что все эти симптомы могут свидетельствовать и о наличии совершенно других неисправностей, что затрудняет проведение диагностических мероприятий.

Ресурс лямбда-зонда может варьироваться в достаточно широком диапазоне, от 60 до 120 тысяч километров, однако при эксплуатации автомобиля в тяжёлых условиях, что характерно для российских реалий, этот срок заметно сокращается.

Характерными причинами, приводящими к преждевременной потере функциональности кислородным датчиком, являются:

• использование при установке лямбда-зонда герметиков, не отличающихся стойкостью к высоким температурам (большинство силиконовых герметиков);
• попадание в выхлоп частиц моторного масла в результате износа ЦПГ;
• регулярное использование топлива плохого качества с повышенным содержанием тяжёлых металлов и этила;
• перегрев кислородного датчика по причине неправильно выставленного угла зажигания, а также в результате длительной работы силового агрегата на переобогащённой ТВС;
• неполадки в электроцепи (обрыв сигнального провода, КЗ на массу, некачественная контактная группа);
• слишком частые попытки завести двигатель из-за неполадок в системе впрыска, что становится причиной проникновения ТВС в систему отвода выхлопных газов;
• получение датчиком механических повреждений.

https://www.youtube.com/watch?v=HkImG-inTy0

Способы диагностики лямбда-зонда

Поскольку связка КН-КД работает в экстремальных условиях, эксперты рекомендуют проверять исправность лямбда-зонда каждые 10 тысяч километров, независимо от того, появились ли признаки его неисправностей, перечисленные выше, или датчики работают в штатном режиме.

Первичный осмотр – визуальный. Итак, рассмотрим последовательность действий по проверке работоспособности лямбда зонд своими руками:

• отсоединяем клемму лямбда-зонда и проверяем датчик О2 на присутствие механических повреждений;
• демонтируем датчик из коллектора, проводим визуальный осмотр защитного кожуха с той же целью, при наличии загрязнений проводим очистку кожуха;
• наличие сажи на наконечнике лямбда-зонда свидетельствует о работе ДВС на переобогащённой смеси, или о неисправности электронагревателя, что приводит к засорению КД и уменьшению времени его реакции на изменение состава ТВС;
• наличие отложений белесоватого или серого цвета свидетельствуют об активном использовании владельцем авто присадок в топливо или ММ;
• если наконечник датчика блестит – это признак использования топлива с большой концентрацией свинца, что приводит к быстрому износу катализатора и кислородных датчиков.

Во всех этих случаях необходимо предпринять меры по устранению причин образования нагара, а сам лямбда-зонд желательно заменить на новый.

Отметим, что визуальный осмотр далеко не всегда в состоянии выявить сбои в работе КД, поэтому рекомендуется использовать методы, задействующие измерительные приборы.

Диагностика лямбда-зонда мультиметром

Проверка кислородного датчика на наличие неисправностей производится по нескольким характеристикам:

• уровню напряжения в цепи электронагревателя;
• наличию сигнала, идущего от датчика в ЭБУ;
• проверка нагревателя;
• опорному напряжению.

Опишем для начала, как прозвонить лямбда-зонд мультиметром на наличие напряжения в цепи электронагревателя:

• включаем зажигание (датчик демонтировать не нужно);
• подключаем контакты мультиметра к цепи электронагревателя (плюсовой подключается к датчику непосредственно от аккумулятора, желательно через плавкий предохранитель, минусовой – от бортового компьютера);
• на тестере показания должны соответствовать номинальному напряжению АКБ (12В).

Для замеров опорного напряжения используют ту же схему, по измерительный прибор подключают между массой и сигнальным проводом. Показания мультиметра должны быть близкими к 0.45В..

Диагностика нагревателя проводится немного иначе:

• мультиметр переключается в режим измерения сопротивления;
• отсоединяем разъём от датчика;
• замеряем уровень сопротивления между контактами электронагревателя;
• на датчиках О2 разного типа показания мультиметра будут различаться, но не выходить за диапазон 3-10 Ом.

Измерение сигнала кислородного датчика проводится по следующему алгоритму:

• мультиметр переключаем в режим измерения напряжения;
• заводим силовой агрегат;
• даём мотору прогреться;
• клеммы измерительного прибора подключаем к массе и сигнальному проводу КД;
• увеличиваем обороты вращения коленвала до трёх тысяч;
• напряжение должно изменяться скачкообразно в пределах 0.1-0.9В.

Несоответствие рекомендованным значениям указывает на наличие неисправности датчика, который в большинстве случаев необходимо заменить.

Проверка датчика осциллографом

Осциллограф – прибор, позволяющий производить измерения с фиксацией временных промежутков между пульсациями выходного напряжения.

Приводим последовательность действий, описывающую, как определить неисправность лямбда-зонда осциллографом:

• контакт измерительного прибора замыкаем на сигнальный провод;
• производим пуск силового агрегата с прогревом до рабочей температуры;
• повышаем обороты мотора до 1900-2600;
• наблюдаем наличие/отсутствие отклонений в работе кислородного датчика – если временной интервал превышает 120 мс или показания напряжения выходят за границы 0.1-0.9 В, можно утверждать о неисправности лямбда-зонда.

Иные методы диагностики

Наличие ЭБУ уже позволяет существенно сузить рамки поиска неисправностей. Достаточно подключить к бортовому компьютеру автосканер, чтобы уточнить, по какой причине загорелся индикатор Check Engine. Приводим список ошибок, относящихся к лямбда-зонду:

Р0130 – КД1 отсылает неверные данные;

Р0131 – сигнал от КД1 слишком низкий;

Р0132 – сигнал от КД1 очень высокий;

Р0133 – КД1 запаздывает с отсылкой данных;

Р0134 – отсутствие сигнала от КД1;

Р0135 – неисправен нагреватель КД1;

Р0136 – короткое замыкание на землю в цепи КД2;

Р0137 – сигнал от КД2 слишком низкий;

Р0138 – сигнал от КД2 очень высокий;

Р0140 – обрыв в цепи КД2;

Р0141 – неисправен электронагреватель КД2;

Р1102 – нагреватель ДК имеет низкое сопротивление;

Р1115 – цепь нагрева ДК повреждена.

Наличие автосканера позволят более точно определить причину выхода из строя кислородного датчика, экономя время и силы при проведении диагностических работ.