Кислородный датчик лямбда-зонд

Как известно, инжекторный двигатель, в отличие от устаревшего карбюраторного двигателя, считается более дешевым и гораздо более экологичным. При этом система питания такого ДВС имеет большое количество датчиков.

Лямбда-зонд (датчик кислорода) является важным элементом топливной системы инжекторного двигателя. Кроме того, этот датчик не имеет длительного срока службы по разным причинам.

При выходе из строя лямбда-зонда двигатель может работать нестабильно, терять мощность и т д. Далее мы посмотрим, что такое лямбда-зонд в автомобиле, основное назначение лямбда-зонда в автомобиле, какие признаки указывают на проблемы с этим элементом и как проверить кислородный датчик

Датчик кислорода в автомобиле: назначение и принцип работы

Основной задачей датчиков двигателя является передача в ЭБУ сигналов, многие из которых позволяют блоку управления гибко регулировать состав топливно-воздушной смеси с учетом постоянно меняющихся режимов работы и нагрузок в ДВС.

В свою очередь, среди других датчиков ЕСМ трудно переоценить значение лямбда-зонда (иногда автолюбители на форумах ошибочно называют этот элемент лямбда-зондом или лямбдазоном). Короче говоря, датчики кислорода в автомобиле измеряют коэффициент избытка воздуха в воздушно-топливной смеси.

Общая схема лямбда-зонда выглядит следующим образом:

• металлический корпус;
• керамический изолятор;
• уплотнительное кольцо;
• проводка и втулки для герметизации;
• защитный чехол с отверстием для вентиляции);
• токопроводящий контакт;
• керамический наконечник;
• спираль в баке;
• защитный щиток с отверстием для выпуска газов.

Для производства таких датчиков необходимы термостойкие материалы, так как устройство работает при высоких температурах. Всего датчики кислорода делятся на несколько типов, исходя из количества проводов на датчик.

По сути, указанный датчик определяет коэффициент избытка воздуха, «вынюхивая» выхлоп и фиксируя в составе выхлопных газов остаточный кислород. Основной задачей датчика кислорода является передача важной информации в ЭБУ двигателя, что позволяет контроллеру определить, насколько эффективно происходит процесс сгорания топлива в цилиндрах.

Эта информация необходима для поддержания оптимальных условий работы каталитического нейтрализатора (катализатора), фильтрующего выхлопные газы автомобиля и снижающего количество вредных выбросов в атмосферу.

Основная причина такого контроля заключается в том, что наиболее эффективная работа катализатора возможна только при сгорании в двигателе 14,6–14,8 частей воздуха и 1 части топлива. При горении такой смеси лямбда будет равна 1 ± 0,01.

Совершенно очевидно, что для того, чтобы постоянно готовить такую ​​смесь в разных режимах, нужна развитая система питания с электронным впрыском топлива, на которую постоянно поступают сигналы от датчиков (в т.ч датчика кислорода).

При этом сам лямбдазонд находится в выхлопной системе, работает в очень жарких условиях, а также может выйти из строя при отказе двигателя. Давайте рассмотрим признаки и причины поломок лямбды.

Лямбда-зонд: признаки неисправностей

Как правило, датчик кислорода (лямбда-зонд) может выйти из строя или работать с перебоями, если сам двигатель изношен или неисправен.

Например, если неправильно работают маслосъемные кольца, моторное масло попадает в цилиндры, а затем в выхлоп. Также в цилиндры может попасть антифриз или антифриз и т.д. Все это приводит к тому, что ресурс датчика снижается или элемент перестает работать.

Кроме того, проблемы с образованием смеси или зажиганием, перегрев, короткие замыкания и неисправности проводки, загрязнение датчика (в том числе после сгорания бензина с высоким содержанием присадок для повышения октанового числа) также могут вывести из строя лямбду).

Так или иначе, в случае неисправности лямбда-зонда содержание СО в отработавших газах увеличивается с 0,1-0,3% до 4-6% и более. В этом случае обычно:

• двигатель теряет мощность;
• двигатель вздрагивает, скорость плавает;
• увеличивает расход топлива;
• на панели приборов загорается галочка;
• Двигатель внутреннего сгорания может работать нестабильно, в аварийном режиме и т.д.

Кстати, в одних автомобилях может быть только один такой датчик, а в других есть еще и второй лямбда-зонд и датчиков может быть больше. В первом случае лямбду часто можно отключить программно.

На машинах с двумя лямбда-зондами, особенно при выходе из строя второго лямбда-зонда, устранить проблему гораздо сложнее. Дело в том, что вам придется активно вмешиваться в работу электронных систем, обновлять ЭБУ, устанавливать так называемые недостатки лямбда-зонда и т.д.

Как проверить лямбду, выполнить ремонт или замену датчика кислорода

• Наиболее эффективным способом проверки является компьютерная диагностика двигателя, которая позволяет определить ошибки с помощью лямбда-зонда. Расшифровка ошибок компьютерной диагностики двигателя позволяет локализовать проблему.
• Также можно установить на автомобиль заведомо исправный датчик. После этого нужно сбросить ошибки. Если двигатель работает нормально, то причина в кислородном датчике.
• Работу лямбда-зонда также можно оценить визуально. Эта визуальная проверка не будет точной, но иногда она эффективна. Для начала осматриваются разъемы на кабелях. Все должно быть на своих местах и ​​надежно закреплено.

Затем можно открутить и осмотреть кислородный датчик. Если виден нагар (чаще всего из-за проблем с нагревателем лямбда-зонда или после прожигания богатой смеси), загрязнённый датчик теряет способность правильно оценивать состав выхлопных газов.

Также наличие ярко-серых отложений, свидетельствующих об избытке свинца в топливе, укажет на проблему. Свинец обычно приводит к выходу из строя датчика и часто катализатора. Если есть видимые белесые отложения, это тоже плохой показатель. В этом случае присадки в топливо или моторное масло могут «убить» лямбду.

• Еще один способ проверить — проверить лямбду вольтметром. Для быстрой проверки лямбда-зонда тестер переводится в режим измерения постоянного напряжения. Автомобиль заводится путем отключения кислородного датчика от блока перед запуском. Затем ваш сигнальный провод подключается к вольтметру.

Затем нужно увеличить обороты двигателя до 2,5 тысяч об/мин и отпустить педаль газа. После этого нужно снять вакуумную трубку регулятора давления топлива. После этого можно оценить показания тестера. Если диагностика и проверка лямбда-зонда показывает 0,8 В и меньше, а индикации нет, то понятно, что лямбда-зонд неисправен.

Также следует повторить тест, создав обедненную смесь. Для этого нужно выпустить воздух через вакуумную трубку. Если кислородный датчик исправен, показания вольтметра будут 0,2 В или меньше.

В том случае, если все проверки показывают, что датчик неисправен, необходимо заменить лямбда-зонд. Также в некоторых случаях может помочь чистка, но метод далеко не всегда эффективен.

Как почистить лямбда-зонд

Сразу замечаем, что деталь официально неремонтопригодна, то есть лямбда-зонд ремонту не подлежит, а датчик предполагается менять. Однако часто элемент выходит из строя именно из-за нагара на чувствительном элементе. Этот элемент находится под защитным колпачком.

Совершенно очевидно, что если удалить нагар, есть шанс, что датчик заработает. Как правило, вы можете попробовать очистить лямбду в ортофосфорной кислоте. Такая кислота удаляет копоть и грязь за 20-30 минут, не повреждая чувствительные электроды.

Сложность в том, что эффективно очистить кислородный датчик можно, сняв защитный колпачок. Если внешняя промывка не помогает, колпак снимается на токарном станке. Также после очистки необходимо заменить крышку. Обычно фиксируется аргоновой сваркой. Если такая чистка не дала результатов, единственный выход – замена лямбда-зонда.

Замена кислородного датчика

Для начала, если в автомобиле есть датчик кислорода с подогревом, его часто можно заменить на датчик лямбда без подогрева. Также можно сделать обратную замену с нагретой деталью. Даже если разъемы электрической цепи не совпадают, можно использовать универсальные контакты.

Что касается самой замены, то менять кислородный датчик нужно только после остывания двигателя. Лямбда-зонд следует заменять после выключения зажигания. Оптимально покупать лямбда-зонд, имеющий аналогичную маркировку элементу, установленному на машине.

Сама замена производится следующим образом:

• нужно предварительно отсоединить провода от датчика;
• затем ключом выкручивается лямбда-зонд;
• после вкручивания нового элемента и подключения проводки;
• последний шаг — проверка работоспособности датчика;

Обратите внимание, что при откручивании и затягивании лямбда-зонда важно не сорвать резьбу, т.е не следует прилагать дополнительных усилий.

Полезные советы

Как видите, диагностика проблем с лямбда предполагает отдельное знание того, какие признаки указывают на неисправность кислородного датчика, а также как проверить лямбда-зонд вольтметром.

Кстати, проверять лямбда-зонд рекомендуется каждые 30-40 тыс км пробега, особенно если есть проблемы с образованием смеси. Для проверки нужно прогреть двигатель, затем увеличить обороты холостого хода до 2 тыс об/мин. По вольтметру напряжение лямбда-зонда должно быть в пределах от 0 до 1 В (с учетом температуры выхлопа от 300 до 400 градусов Цельсия).

Отметим, что именно в условиях нагрева циркониевый электрод имеет возможность проводить ток, а количество кислорода в атмосфере и кислорода в выхлопе приводит к тому, что на электродах лямбда-зонда появляется выходное напряжение. По этой причине лямбда-зонд проверяется на хорошо прогретом двигателе.

Также отметим, что если есть такая возможность, для проверки лучше использовать осциллограф, а не мультиметр. Именно первый вариант позволяет более точно оценить качество сигнала. Также необходимо измерить сопротивление нагревателя датчика. Измерения сначала проводят при снятой вилке, норма при нормальной температуре от 2 до 14 Ом.

Затем измеряется напряжение на ТЭНе (при включенном зажигании, а также подключенном разъеме датчика). В норме показатель должен быть не менее 10,5 В. В случае, если значение меньше, проверьте аккумулятор, проводку, контакты и т.д.

Также следует отметить, что в том случае, если лямбда-зонд ранее откручивался и устанавливался на место, резьбу рекомендуется обработать специальной монтажной пастой. При этом нельзя допускать попадания указанной пасты на защитную трубку во избежание загрязнения и возможной неисправности датчика.

Если устройство новое, крупные производители уже поставляют датчики, обработанные пастой, с завода. Главное, соблюдать рекомендуемый момент затяжки при установке лямбда-зонда (как правило, это цифра 40, 50 или 60 Нм).

Напоследок отметим, что лямбда-зонд — очень хрупкий и чувствительный датчик. Он должен быть аккуратно закручен, не ронять при установке, нельзя бить датчик кислорода, он не должен быть замасленным или грязным и т.д.

Так как датчик забирает наружный воздух для сравнения с выхлопом, а забор идет через разъем, этот разъем нельзя заливать контактными спреями или смазывать.

Особую осторожность следует соблюдать при мытье двигателя или днища автомобиля. Разъем лямбда-зонда необходимо заизолировать отдельно и качественно. Даже при движении по бездорожью датчик может быть механически поврежден или загрязнен. Чтобы этого не произошло, необходимо учитывать особенности и место установки на машине. Как правило, защита двигателя позволяет частично защитить лямбду.