Где находится датчик кислорода? Как проверить датчик кислорода? Показания лямбда-зонда. Устройство и принцип работы лямбда-зонда Где находится лямбда

Оптимальная работа автомобильного двигателя возможна только при работоспособности всех узлов и систем. При поломке одного из основных компонентов мотор может работать с перебоями, что будет доставлять неудобства автолюбителю. Что такое лямбда-зонд, в чем заключается его принцип действия, как произвести диагностику и очистку контроллера? Ответы на эти вопросы вы найдете ниже.

[ Скрыть ]

Характеристика лямбда-зонда

Что такое датчик кислорода или лямбда-зонд, где находится устройство, в чем заключается его принцип работы, какие функции выполняет этот регулятор? Для начала разберем основные характеристики — назначение, а также где может располагаться девайс.

Назначение и функции

Кислородный датчик представляет собой устройство сопротивления, этот девайс расположен перед катализатором, на впускном коллекторе. Данные, которые передает кислородный датчик, обрабатываются управляющим блоком и используются для поддержания необходимого состава топливовоздушной смеси. Лямбда-зонд передает сигнал на ЭБУ, если в камеры сгорания подается очень богатая или бедная горючая смеси. В соответствии с полученными данными, которые передает кислородный датчик, блок управления регулирует подачу воздуха и топлива для образования смеси.

Устройство и принцип работы

В чем заключается принцип работы кислородного датчика?

Любой универсальный лямбда-зонд включает в свою конструкцию такие составляющие:

1. Корпус универсального регулятора, который обычно выполнен из металла. На корпусе переднего верхнего или нижнего регулятора также имеется резьба, с помощью которой лямбда-зонд устанавливается в посадочное место. В корпусе также будет отверстие, позволяющее обеспечить вентиляция регулятора.
2. Уплотнительная резина, позволяющая обеспечить герметичность.
3. Керамический изолятор.
4. Наконечник, выполненный из керамики.
5. Контакты для подключения к бортовой сети.
6. Защитный щиток, на котором имеется отверстие для выпуска отработанных газов.
7. Нагревательный компонент устройства.
8. Спираль, которая монтируется в отдельном резервуаре.

Будь то первый или второй кислородный датчик, устройство изготавливается из термостойкого материала. Это важно, поскольку регулятор функционирует под нагревом, при повышенных температурах. Устройство может относится к одному из нескольких видов, которые отличаются между собой по количеству контактов — одно-, двух-, трех- и четырехпроводные.

Диагностический датчик концентрации кислорода используется для обеспечения правильного расчета нужного объема горючего для определенного объема воздушного потока, подающегося в цилиндры. Устройство выполняет расчет этих значений в соответствии с экологической, а также экономической точки зрения. Это также важно, поскольку в настоящее время к транспортным средствам предъявляются жесткие требования в плане экологической безопасности. Диагностический датчик концентрации кислорода позволяет снизить вред для окружающей среды, основываясь на количестве содержащихся вредоносных для экологии веществ в выхлопных газах.

Причины и симптомы неисправностей

Если в работе регулятора есть неисправности, это может привести к более нестабильной работе двигателя.

По каким причинам кислородный датчик может выйти из строя:

1. В электроцепи произошел обрыв, в частности, в месте подключения устройства к сети. Также причина может заключаться в плохом контакте контроллера или их окислении.
2. Замыкание в работе девайса.
3. Загрязнение — одна из самых часто встречаемых проблем. Такая неисправность, как правило, обусловлена регулярной заправкой транспортного средства низкокачественным горючим.
4. Термические перегрузки регулятора. Такие проблемы, как правило, обусловлены неполадками в работе системы зажигания.
5. Постоянное использование автомобиля по бездорожью может привести к серьезным вибрациям и, как следствие, повреждению регулятора.
6. Лямбда-зонд может перестать функционировать в результате попадания в цилиндры двигателя, а также во впускные магистрали антифриза.
7. Выход из строя нагревателя датчика кислорода. Обычно эта проблема обусловлена износом устройства.
8. Еще одной причиной, по которой устройство может отказаться работать, является работа двигателя на обогащенной топливовоздушной смеси.

В том случае, если объем монооксида углерода увеличится до 3% и выше вместо нормативных 0.1-0.3%, это говорит о поломке контроллера. При такой проблеме регулятор демонтируется с помощью съемника и меняется (съемник можно приобрести в любом автомагазине). Съемник представляет собой ключ, позволяющий значительно проще демонтировать устройство. Но если съемника нет, можно обойтись и без него.

Предлагаем более подробно ознакомиться с причинами, которые позволят выявить неисправность девайса:

• повысился расход горючего;
• плавающие обороты при работе двигателя, в частности, на холостом ходу;
• при наборе скорости ощущаются рывки;
• появились сбои в работе катализатора;
• возросла концентрация вредных веществ и токсинов в отработанных газах.

Фотогалерея «Схемы лямбда-зонда»

1. Распиновка датчика кислорода 2. Схема обманки второй лямбды

Инструкция по очистке кислородного датчика своими руками

Теперь расскажем о том, как производится диагностика и чистка кислородного датчика. Начнем с проверки устройства.

Диагностика

Прежде чем приступить к проверке, нужно прогреть регулятор, для этого следует запустить двигатель и дать ему поработать около 10 минут. Это позволит обеспечить наиболее оптимальную проводимость электролита, а также образование выходного напряжения на датчике. Процедура диагностики осуществляется без отключения зонда, на запущенном и прогретом двигателе. Сам процесс диагностики осуществляется с применением осциллографа, поскольку такое оборудование позволяет получить самый точный результат.

Если нормированный параметр напряжения отличается от полученного в ходе диагностике, то зонд подлежит замене. Значение напряжения должно составлять не менее 10.5 В при включенном зажигании. При пониженном напряжении необходимо произвести диагностику качества подключения датчика и разъемов, кроме того, следует убедиться в том, что сам аккумулятор не разряжен.

Также следует проверить и сопротивление девайса, для этого надо будет отключить разъем. В идеале значение сопротивления должно варьироваться в районе 2-14 Ом, однако данный показатель зависит от конкретного девайса (автор видео о самостоятельной диагностике — канал v_i_t_a_l_y).

Очистка

Если зонд выходит из строя, то, как правило, он подлежит замене, но в некоторых случаях от проблемы можно избавиться путем очистки девайса . Перед тем, как почистить, необходимо отключить лямбда-зонд и демонтировать, процедура очистки актуальна в том случае, если под защитным колпачком девайса имеются отложения.

Итак, как выполнить прочистку своими руками:

1. От регулятора нужно отключить питание.
2. Используя съемник, контроллер извлекается из посадочного места. Если съемника нет, демонтируйте девайс руками.
3. Непосредственно сама процедура очистки с помощью ортофосфорной кислоты. Сам девайс следует поместить в емкость с кислотой примерно на 10-20 минут. За это время кислота должна успеть удалить все отложения и окисления, не нарушив целостность электродов. Для большей эффективности очистки можно демонтировать защитный колпачок, которые необходимо демонтировать на токарном станке.
4. Когда процедура очистки будет завершена, регулятор надо будет промыть водой, а также просушить.

Если после выполненных действий работоспособность регулятора не удалось восстановить, девайс подлежит замене. Меняя контроллер, убедитесь в том, что разъемы на заменяемых девайсах одинаковые.

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

Назначение и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе

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

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

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

Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

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

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

Возможные причины неисправности лямбда зонда

Внешний вид неисправного лямбда зонда

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

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

Симптомы неисправности лямбда зонда

Основные неисправности λ-зонда проявляются в следующих признаках:

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

Способы проверки лямбда зонда

Проверка лямбда зонда мультиметром

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

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

Ремонт лямбда зонда

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

Ремонт лямбда зонда отмачиванием в ортофосфорной кислоте

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

Старый и новый лямбда зонд

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

Лямбда-зонд отвечает за качество, а также пропорции топлива и воздуха при создании воздушной смеси. От работы этого устройства зависит корректное функционирование автомобильного мотора.

[ Скрыть ]

Для чего нужен кислородный датчик в автомобиле?

Данный контроллер в авто — такое устройство сопротивления, которое предназначено для определения объема оставшегося кислорода в отработанных газах. В соответствии с сигналами, которые отправляются датчиком, микропроцессорный модуль силового агрегата оценивает, на каком типе горючей смеси работает мотор. Он может быть нормальным, обедненными либо обогащенным. С учетом полученных показаний и необходимого режима функционирования, блок управления выполняет корректировку объема горючего, которое подается в цилиндры двигателя.

В ходе прогрева силового агрегата импульсы, которые отправляет лямбда-зонд, игнорируются микропроцессорным модулем. Это происходит до момента, пока температура мотора машины не увеличится до необходимой. Контроллеры применяются для дополнительной регулировки состава горючей смеси, а также контроля исправности работы каталитического нейтрализатора.

Канал «Kanistra» подробно рассказал о необходимости использовании кислородного контроллера в автомобиле.

Что будет, если отключить датчик?

Игнорировать работу датчика кислорода возможно, но выполнять его отключение нежелательно, поскольку из-за этого ЭБУ запустит автономный режим подачи горючей смеси. Это станет причиной большего расхода бензина, а в отработавших газах возрастет объем токсических элементов.

Помимо этого, возникнут такие проблемы:

1. На электродах свечей зажигания появится черный нагар. Из-за этого ухудшится запуск силового агрегата, в частности, при первом старте после стоянки. Горючая смесь будет хуже воспламеняться, а также уменьшится зазор свечи.
2. На клапанах появится нагар. Из-за этого снизится продуваемость всасывающих, а также выхлопных магистралей головки блока цилиндров. Постепенно забьются впускное и выпускное коллекторные устройства, что приведет к падению величины мощности транспортного средства.
3. Начнет образовываться нагар на катализаторе. Со временем это станет причиной его расплавления. В результате силовой агрегат будет останавливаться сразу после старта.
4. Образуется нагар на поршнях. В конечном счете это приведет к необходимости осуществления капитального ремонта.

Об отключении контроллера без последствий рассказал канал «Жизнь в гараже».

Где находится лямбда-зонд?

Чтобы понять, где находится этот элемент на авто, надо знать год выпуска транспортного средства. В машинах, произведенных до 2000 года, в большинстве случаев используется один контроллер кислорода, но их может быть и два, расположенных в разных местах. Во всех транспортных средствах, выпущенных после 2000 года, имеется от двух до четырех кислородных регуляторов. В плане конструкции они не имеют между собой отличий, но могут выполнять различные функции.

Количество кислородных контроллеров в автомобиле зависит от объема силового агрегата. Если этот параметр составляет менее двух литров, то в машине установлено для датчика — один верхний, другой нижний. Первый можно найти в моторном отсеке, он легко заменяем, а второй располагается под днищем машины.

Для определения места установки первого регулятора надо сделать следующее:

1. Открывается моторный отсек транспортного средства.
2. Находится сам силовой агрегат, он располагается в центре подкапотного пространства и на более современных авто скрыт пластмассовой крышкой. На ней должна указываться марка авто. Если крышка закрывает не только силовой агрегат, но и весь моторный отсек, ее надо демонтировать.
3. Производится визуальный осмотр пространства вокруг мотора машины. Необходимо определить металлические магистрали, которые идут к двигателю от пространства в глубине отсека. Это и есть впускной коллектор. По данным магистралям из силового агрегата отводятся выхлопные газы. Коллекторное устройство может закрываться специальным теплозащитным экраном, выполненным из металлизированного материала, при его наличии придется произвести демонтаж защиты.
4. Производится визуальная диагностика узла. На нем должна располагаться деталь, выполненная в цилиндрическом корпусе длиной около 5-7 см. Одна часть данного устройства установлена в коллекторный узел, а к другой подсоединен толстый кабель, это кислородный контроллер.
5. Если эти действия не помогли обнаружить датчик, то надо проследить за магистралью, которая идет от выпускного коллектора. Контроллер должен располагаться на ней.

Устройство и принцип работы лямбда-зонда

Элементы, из которых состоит универсальный регулятор, расположенный перед катализатором либо после него:

1. Корпус кислородного датчика. Регулятор комплектуется устройством, выполненным из металла и оборудованным нарезной резьбой, которая позволяет его установить.
2. Изолятор, сделанный из керамики.
3. Уплотнительный элемент, обеспечивающий герметизацию устройства при монтаже.
4. Наконечник устройства, выполненный из керамики.
5. Кабели с манжетами, обеспечивающими качественное уплотнение.
6. Для эффективной вентиляции контроллера используется специальный корпус, оборудованный дополнительным отверстием.
7. Контактный элемент, по нему проходит напряжение.
8. Дополнительный защитный щиток. Он оборудуется отверстием, которое требуется для выпуска отработавших газов.
9. Универсальный лямбда-зонд может оборудоваться спиралью, которая монтируется в отдельном резервуаре.

Канал «Chevrolet Aveo» рассказал об устройстве контроллера.

Основная особенность кислородного регулятора заключается в том, что для производства устройства применяется термостойкая база. Использование подобных материалов дает возможность работать контроллеру в системах, где присутствуют повышенные температуры. В зависимости от датчика к нему может подключаться разъем с количеством проводников, составляющих от одного до четырех.

Регулятор концентрации объема кислорода — это элемент обратной связи, который функционирует так:

1. Два электрода, наружный и внутренний. На первом есть платиновое напыление, имеющее высокую чувствительность по отношению к содержанию кислорода.
2. Внутренний контроллер выполнен из циркониевого сплава. Его электрод функционирует под воздействием отработавших газов, а внешний предназначен для контакта с атмосферным воздухом.
3. Когда внутренний контроллер разогревается, в его керамической основе появляется разница потенциалов. Это способствует образованию электрического напряжения.
4. В соответствии с этим параметром определяется объем кислорода в отработавших газах.

Распиновка

Схема контактов лямбда-зонда

Рассмотрен пример обозначения проводов на кислородном устройстве от ВАЗ 2110, оснащенном четырьмя контактами:

1. Кабель в черной оболочке является сигнальным выходом. Он подсоединяется к микропроцессорному блоку. ЭБУ используется для считывания и обработки поступающих импульсов об объеме кислорода, содержащегося в выхлопных газах.
2. Два контакта белого цвета используются для подключения к обогревательному компоненту, расположенному в контроллере. При подсоединении неважно, куда подключать конкретный кабель — к положительному или отрицательному выходу.
3. Четвертый проводник устройства выполнен в серой оболочке. Это масса или заземление.

Виды лямбда-зондов

Типы кислородных контроллеров различаются между собой по следующим параметрам:

• конструкции и устройству;
• методу крепления на трубе;
• параметру ширины измерения лямбды.

Узкополосные

Такие устройства считаются двухуровневыми и являются самыми простыми в плане конструкции. Узкополосные регуляторы, по сути, это генераторы волнообразных импульсов. Такой датчик представляет собой простой гальванический компонент, но вместо электролита здесь используются керамические соты. Они свободно пронизывают ионы кислорода, а чтобы сделать их проводимыми, необходим обогрев до температуры около 400 градусов. Основная особенность узкополосного регулятора состоит в том, что он может монтироваться перед нейтрализаторным устройством либо после него.

Титановые

Для наконечника кислородного регулятора керамическая часть может быть выполнена из оксида циркония либо титана. Принцип работы данного типа устройств немного отличается от универсальных. Регулятор производит замер не величины напряжения, а параметра электрического сопротивления кислорода на выхлопе. Чем выше будет концентрация кислорода, то есть горючая смесь обедненная, тем меньше рабочая величина. Сопротивление увеличивается при снижении кислородного объема.

На изменения, которые происходят в составе выхлопа, титановые устройства реагируют оперативнее. Они характеризуются более высоким ресурсом эксплуатации и выдачей точных показаний. По сравнению с циркониевыми устройствами их стоимость более высокая. Первые хоть и уступают титановым в плане точности и срока службы, но спрос на них более высокий.

Широкополосные

Конструкция такого устройства более сложная. Основная особенность кислородного регулятора заключается в том, что он может изменять образование смеси для каждого отдельного цилиндра силового агрегата. На изменение происходящих внутри двигателя процессов датчик реагирует мгновенно. В целом это положительно отражается на функционировании мотора и способствует снижению объема вредных элементов в отработанных газах. Широкополосные типа устройств используются в качестве входных контроллеров каталитического нейтрализаторного устройства.

Сергей Л подробно рассказал об одном из популярных фирменных лямбда-зондов широкополосного типа.

Без нагревателя

Устройства, в которых нет обогревателя, считаются наиболее ранним типом. Если по конструкции регулятор относится к однопроводным, то в нем имеется один сигнальный кабель. В двухпроводных используется общий проводник и он подключается к заземлению со стороны электрики машины.

Контроллеры, не оборудованные нагревателем, устанавливаются в близости к выхлопным отверстиям силового агрегата. Такое место монтажа считается не самым оптимальным для выполнения замеров, поэтому сигналы, отправляющиеся с датчика, могут быть неточными. Основной минус устройства заключается в том, что для достижения необходимой температуры, когда он будет работать более точно, ему потребуется время.

С нагревателем

Кислородные контроллеры с обогревательным элементом бывают трех- и четырехполосными. Их использование дает возможность быстрее достичь необходимой температуры, что обеспечит корректную работу регулятора. Сам нагреватель выполнен в виде внутреннего резистора, который прогревается, когда через него проходит ток.

Такие устройства могут устанавливаться на системе выхлопа ниже по потоку отработанных газов. Они функционируют в более щадящем режиме в плане температуры, если сравнивать с датчиками без нагревателей. Все современные устройства, имеющиеся в продаже, обязательно оборудуются обогревательными элементами. Но время прогрева может отличаться в зависимости от модели.

Универсальные

Монтаж такого типа регуляторов допускается на любой тип транспортного средства, но при подборе важно правильно определить вид ДВС. Иногда для установки требуется внести изменения в электропроводку машины и колодку подключения контроллера. Универсальные датчики хоть и называются так, то тип силового агрегата очень важен, иначе мотор может функционировать некорректно.

Об установке такого типа лямбда-зондов рассказал пользователь Denis Marian.

С быстрым разогревом

Такие устройства еще называются кислородными регуляторами типа FLO либо UFLO. В основе конструкции контроллера применяется низкоомное высокотемпературное нагревательное устройство, позволяющее снизить время прогрева. Для достижения необходимого уровня температуры регулятору может потребоваться менее двадцати секунд. Вредные вещества, находящиеся в составе отработавших газов, наиболее опасны при запуске силового агрегата «на холодную». Поэтому устройства с быстрым нагревом позволяют снизить уровень загрязнения в момент первоначального запуска ДВС.

Причины и признаки неисправности датчика

Работа контроллера может быть нарушена из-за таких причин:

1. Использование некачественного либо этилированного топлива. В частности, для любого двигателя опасно горючее с высоким содержанием свинца.
2. Ошибки, допущенные автовладельцем. При установке кислородного контроллера мог использоваться нетермостойкий герметичный клей. Либо средство, в составе которого используется силикон.
3. Перегрев кислородного регулятора. Причин такой проблемы может быть множество. К основным относятся неверно выставленный момент опережения зажигания и обогащение горючей смеси. Иногда устройство перегревается в результате сбоев в работе системы зажигания.
4. Неудачные и многократные попытки старта силового агрегата. Из-за этого в выхлопную систему попадает большой объем горючего. Есть вероятность воспламенения смеси с детонацией.
5. Отсутствие герметичности в системе выхлопа.
6. Износ маслосъемных колпачков. Это приводит к попаданию моторной жидкости в систему выхлопа.
7. Проблемы с контактом в выходной электроцепи кислородного регулятора. Неисправность может заключаться в обрыве либо замыкании на массу. Возможен плохой контакт устройства с бортовой сетью машины.
8. Попадание охлаждающего вещества в систему выхлопа.
9. Нарушение герметизации корпуса кислородного регулятора.
10. Неверное либо нестабильное питание в электросети машины. В частности, речь идет об участке цепи от кислородного датчика к микропроцессорному блоку управления двигателем.

Подробнее о причинах неисправностей лямбда-зондов рассказал канал «Интернет магазин автозапчастей».

О выходе из строя регулятора могут сообщить следующие признаки:

1. Транспортное средство при езде по ровной дороге без причины начинает двигаться рывками.
2. Значительно повысилось потребление топлива двигателем.
3. Автомобиль плохо едет, практически не набирает скорость. При нажатии на педаль газа ощущаются «провалы», мощность силового агрегата не увеличивается.
4. Двигатель машины функционирует неустойчиво при работе на холостых оборотах.
5. Когда силовой агрегат остановлен, из-под капота доносится треск. Нехарактерный для нормальной работы двигателя звук можно услышать в районе установки кислородного датчика.
6. Корпус регулятора покраснел, это можно оценить визуально. Такая проблема говорит о перегреве устройства.

Диагностика датчика

Для определения работоспособности контроллера можно проверять следующие параметры:

• величину напряжения в электроцепи подогрева, если регулятор оборудован обогревателем;
• работоспособность нагревательного элемента внутри конструкции;
• величину опорного напряжения;
• сигнал, поступающий с устройства, но для этого потребуется осциллограф либо стрелочный вольтметр.

Для диагностики регулятора потребуется именно такой тип тестера, поскольку он оперативнее реагирует на смену показаний. Перед выполнением тестирования надо произвести визуальную проверку устройства. Требуется убедиться в отсутствии механических дефектов и повреждений электропроводки, подключенной к контроллеру.

Если лямбда-зонд покрыт сажей или другими веществами, диагностика не потребуется, поскольку регулятор уже необходимо менять.

Проверка напряжения в электроцепи обогрева

Тестирование выполняется с использованием цифрового либо стрелочного вольтметра, процедура производится так:

1. Ключ устанавливается в замок, выполняется активация зажигания. На этом этапе важно не отключить колодку от контроллера. Это приведет к тому, что микропроцессорный модуль мотора определит это как ошибку. Соответствующая информация о неисправности лямбда-зонда будет занесена в память блока управления.
2. Острые щупы тестера надо установить на контакты, подключенные к обогревательному элементу. Контроллер не отключается, выводами вольтметра именно протыкается колодка. Можно использовать разъем со стороны проводников.
3. Значение напряжения на контактах должно соответствовать аналогичному параметру АКБ. Для легковых авто и внедорожников — 12 вольт и 24 — для микроавтобусов. Если двигатель не запущен, напряжение с микропроцессорного модуля может не идти на контроллер. Из-за этого потребуется запуск силового агрегата. Но в большинстве случаев достаточно просто активировать зажигание.

Положительный сигнал идет на нагревательный элемент напрямую через предохранительное устройство. А отрицательный импульс подается с микропроцессорного модуля управления мотором. Поэтому, если положительный сигнал отсутствует, надо произвести более детальную диагностику электроцепи на участке от батареи до предохранительного устройства и регулятора. В некоторых автомобилях этот проводник оснащается реле. Если отсутствует отрицательный сигнал, производится проверка проводки до микропроцессорного модуля, есть вероятность, что контакт «потерялся» в одном из штекеров.

Канал «Все по теме» рассказал о нескольких методах тестирования контроллера, в том числе о проверке напряжения.

Диагностика исправности нагревательного элемента

Для проверки этого устройства потребуется омметр, который надо заранее настроить в режим замера величины сопротивления.

Процесс диагностики выполняется так:

1. От кислородного контроллера отключается колодка с проводами.
2. Производится замер параметра сопротивления. Эту величину надо измерить между проводниками нагревательного устройства. Сюда устанавливаются щупы тестера.
3. Значение сопротивления в зависимости от контроллера может быть разным. Как правило, этот параметр составляет от 2 до 10 Ом.

Если тестер не показал сопротивление вовсе, это говорит об обрыве внутри регулятора. Потребуется замена устройства.

Диагностика опорного напряжения кислородного регулятора

Для проверки этого параметра понадобится тестер (возможно использование мультиметра), настроенный в режим вольтметра.

Процесс диагностики:

1. Ключ устанавливается в замок, выполняется активация зажигания.
2. Производится замер величины напряжения, для этого щупы тестера надо подключить между сигнальным кабелем и массой.
3. На большинстве транспортных средств полученный параметр должен составить около 0,45 В. Если значение отклоняется в большую или меньшую сторону более, чем на 0,2 вольта, надо детальнее проверять сигнальную цепь контроллера. Возможны проблемы в контакте устройства с массой.

Пользователь Игорь Белов рассказал о нескольких методах диагностики лямбда-зонда, в том числе проверке опорного напряжения.

Диагностика сигнала кислородного регулятора

Этот вариант тестирования считается наиболее сложным в плане реализации и самым ответственным. Для его выполнения потребуется осциллограф либо стрелочный вольтметр. При их отсутствии допускается использование специального прибора — мотор-тестера. Если имеется осциллограф, то необязательно использовать оборудование, допускается применение компьютерных программ. Но к ПК дополнительно необходимо подключить специальную приставку с щупами.

Процедура проверки выполняется так:

1. Ключ устанавливается в замок, производится запуск силового агрегата. Двигатель необходимо прогреть до рабочей температуры. Кислородный регулятор не будет оптимально функционировать, пока не нагреется.
2. Затем щупы диагностирующего прибора подключаются между сигнальным кабелем, а также проводником массы устройства.
3. Путем нажатия на педаль газа обороты коленвала силового агрегата увеличиваются приблизительно до трех тысяч в минуту.
4. После этого выполняется проверка показаний контроллера кислорода.

Сигнал с регулятора должен меняться в диапазоне от 0,1 до 0,9 вольт. Если диагностическое устройство точное и полученные значения составляют от 0,2 В до 0,7 В, то кислородный контроллер вышел из строя. Затем надо засечь, в течение какого времени параметры изменяются от большего значения к меньшему. За десять секунд лямбда-зонд должен поменять около 9-10 значений. Если процедура изменения осуществляется реже, то есть вероятность появления ошибки в плане медленного отклика устройства.

Как устранить неисправности лямбда-зонда

Если проблемы в работе кислородного контроллера не связаны с самим регулятором, но его работу можно попытаться восстановить:

1. Производится диагностика проводов на участке от датчика к микропроцессорному блоку. Если имеется обрыв или повреждение изоляции, кабель надо менять. Процедура замены выполняется с помощью перепайки. Место спайки необходимо обмотать изолентой либо установить в специальную термоусадочную трубку.
2. Выполняется очистка контактных элементов на разъеме цепи, к которой подключен датчик. Проблема может заключаться в их загрязнении, из-за этого устройство будет передавать некорректные сигналы. Процедура очистки выполняется путем продувки разъема или использованием специальной железной щетки.
3. Если контактные элементы повреждены, то саму колодку надо перепаять. Для этого на разборке авто ищется б/у датчик, от него отрезается разъем. Можно найти штекер в автомагазине. Процедура пайки выполняется посредством разрезания кабеля с колодкой и установкой нового разъема.

Пользователь Олег Донской рассказал о выполнении ремонта лямбда-зонда в гаражных условиях.

Чистка датчика кислорода

Есть два варианта почистить контроллер. Независимо от метода, перед выполнением процедуры устройство надо демонтировать из посадочного места. Для этого используется специальный съемник либо гаечный ключ соответствующего размера.

Первый способ

Данный вариант не является наиболее простым и быстрым, поскольку потребителю необходимо получить доступ к керамической составляющей регулятора. А эта основа расположена за защитным стальным колпачком, который демонтировать самостоятельно бывает проблематично. Для выполнения задачи придется использовать ножовку по металлу, но действовать надо аккуратно, чтобы не повредить поверхность. Поэтому более целесообразно использовать токарный станок — с его помощью у основания регулятора можно срезать колпачок рядом с резьбой, используя резцу.

При отсутствии соответствующего оборудования допускается воспользоваться напильником. Полностью демонтировать колпачок таким инструментом не выйдет, но можно сделать небольшие отверстия длиной около 5 мм. Когда будет обеспечен доступ к основанию кислородного регулятора, можно чистить устройство, для выполнения задачи потребуется ортофосфорная кислота.

Процесс очистки:

1. Берется около 100 мл очистительного средства. При отсутствии ортофосфорной кислоты можно использовать флюс для пайки либо преобразователь ржавчины.
2. Средство очистки наливается в стеклянную емкость, для этого можно использовать обычную банку либо рюмку. В нее опускается сердечник кислородного датчика. Полностью класть регулятор в емкость нельзя.
3. Через 15-20 минут выполняется промывка основания контроллера с помощью дистиллированной воды. Затем датчик необходимо полностью высушить.
4. Процедура прочистки может повторяться несколько раз, пока налет не исчезнет с металлического основания сердечника. Если удалить загрязнения не получилось, то воздействие очистительного средства можно усилить, используя кисть, которой необходимо обрабатывать и прочищать основание.
5. Если ранее удалось демонтировать защитный колпачок, то вместо кисти допускается применение зубной щетки. Когда процедура завершена, регулятор промывается и высушивается. Вернуть колпачок на место можно, используя аргонную сварку.

Демонтаж устройства из посадочного места Снятие защитного колпачка с датчика кислорода Обработка контроллера ортофосфорной кислотой для очистки

При реализации этого метода надо учитывать нюансы:

1. Ортофосфорная кислота представляет собой агрессивное и химически опасное средство. При работе с ней необходимо соблюдать все правила техники безопасности. Нельзя допустить ее попадания на слизистые оболочки или внутрь организма.
2. Если кислородный контроллер сильно загрязнен, то 20 минут для его качественной прочистки будет недостаточно. Поэтому нужно подождать несколько часов, пока датчик лежит в емкости с кислотой. В запущенных случаях воздействие очистительного средства можно увеличить до 8 ч.
3. Чтобы убедиться в том, что процедура ремонта была выполнена правильно, может понадобиться определенное время. Это позволит автовладельцу оценить качество работы транспортного средства и произвести замер расхода горючего. Если на приборной панели после очистки продолжает гореть индикатор «Чек Энджин», это говорит о том, что восстановить работу регулятора не получилось.
4. В случае когда кислородный контроллер оборудован защитным колпачком с двойной оболочкой, сделать отверстия с помощью напильника не выйдет. Оптимальным вариантом будет прочистка сердечника путем его замачивания в кислоте с защитным компонентом.

Второй способ

Для реализации этого метода понадобится то же очистительное средство. Процедура восстановления будет выполняться с использованием газовой плиты либо горелки. В первом случае рекомендуется использование самой маленькой конфорки, этот вариант более удобный. С нее необходимо заранее демонтировать крышку, после чего перевернуть ее и положить, сместив в сторону и установив так, чтобы она закрывала газовую трубу от попадания кислоты внутрь.

Затем огонь зажигается, сердечник лямбда-зонда обрабатывается кислотой, а потом разогревается на конфорке. После того как кислота начнет брызгать и кипеть, на поверхности устройства появится сине-зеленая соль. Необходимо дождаться, пока очистительное средство полностью не выкипит, а затем обмыть регулятор дистиллированной водой. После этого процедура обработки кислотой и прогрева повторяется еще несколько раз до момента, пока датчик не заблестит. Прежде чем устанавливать на место резьбу, ее рекомендуется смазать графитовым средством. Затем регулятор ставится на место.

Как обойти лямбда-зонд?

Для обхода кислородного регулятора можно использовать обманку — механическую либо электронную. В первом случае речь идет об установке так называемой проставки или втулки вместо катализаторного устройства. Этот элемент монтируется между самим контроллером и выхлопной трубой. Размеры устройства должны быть определенными и соответствовать конкретной марке авто. Для более качественной работы важно, чтобы втулка была изготовлена из теплоустойчивой стали либо бронзы.

В самой проставке необходимо сделать отверстие сверлом на 2 мм, через него отработанные газы будут проходить в обманку. Во втулку ставится керамическая крошка, ее надо заранее обработать каталитическим спреем. Химическое воздействие выхлопных газов с этим материалом приведет к окислению, соответственно, будет снижена концентрация вредоносных элементов на выходе. В итоге это станет причиной того, что информация с двух контроллеров будет разной, а микропроцессорный модуль воспримет это как штатную работу катализаторного устройства.

Пример схемы для создания механической обманки лямбды

Для монтажа обманки выполняются следующие действия:

1. Автомобиль загоняется в гараж с ямой либо на эстакаду.
2. От АКБ отключается клеммный зажим.
3. Производится демонтаж кислородного контроллера.
4. Устанавливается проставка, подключается аккумуляторная клемма.
5. Производится запуск мотора. Если микропроцессорный модуль выдает ошибку, процедура демонтажа и установки повторяется.

Этот тип обманки самый экономичный, он оптимально подойдет для использования в любом типе авто. Реализация электронных обманок более сложная.

Чтобы соорудить такое устройство, потребуются следующие детали:

• неполярный конденсаторный элемент К10-17Б, емкость устройства должна составить 1 мкФ;
• резисторный элемент С1-4, он должен быть рассчитан на 0,25 Вт, 5%;
• паяльник с припоем и канифолью;
• изолента;
• канцелярский нож.

Монтаж обманки производится на проводники, идущие от контроллера к колодке. Сам разъем в некоторых моделях авто может располагаться в тоннеле между креслами водителя и пассажиром. Его место установки может быть в подкапотном отсеке или под центральной консолью, этот момент надо уточнить. Конденсаторное устройство рекомендуется монтировать сразу от коннектора перед резисторным элементом. Прежде чем выполнять задачу, необходимо отсоединить отрицательную клемму от АКБ.

Схема электронной обманки для кислородного регулятора

После осуществления подключений все компоненты надо качественно заизолировать. Оптимальнее всего установить всю схему в пластмассовый корпус и эффективно закрыть коробку, для этого залить эпоксидной смолой. Соединение проводников рекомендуется сделать там, где гофра отключается. Затем закрыть место изоляции.

Также допускается использование специальных приборов — эмуляторов. Но это не обманка. Такое устройство позволит обеспечить качественную работу микропроцессорного модуля, но не обойти его. Блок управления, установленный внутри эмулятора, позволит оценить качество отработавших газов и проанализировать работу первого контроллера. Затем устройство формирует импульс, соответствующий сигналу со второго контроллера.

Для решения проблемы можно перепрошить микропроцессорный модуль. Принцип заключается в том, что после выполнения задачи управляющий блок не станет учитывать импульсы от контроллера за катализаторным устройством. Модуль будет ориентироваться на сигналы регулятора, расположенного перед ним. Проблема состоит в том, что найти заводскую прошивку почти невозможно.

Вы наверняка знаете, что в вашем автомобиле установлен кислородный датчик (или даже два!)… Но зачем он нужен и как он работает? На часто задаваемые вопросы отвечает Стефан Верхоеф (Stefan Verhoef), менеджер DENSO по продукту (кислородные датчики).

B: Какую работу выполняет датчик кислорода в автомобиле?
O: Датчики кислорода (также называемые лямбда-зондами) помогают контролировать расход топлива вашего автомобиля, что способствует снижению объема вредных выбросов. Датчик непрерывно измеряет объем несгоревшего кислорода в выхлопных газах и передает эти данные в электронный блок управления (ЭБУ). На основании этих данных ЭБУ регулирует соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель, что помогает каталитическому нейтрализатору (катализатору) работать более эффективно и уменьшать количество вредных частиц в выхлопных газах.

B: Где находится датчик кислорода?
O: Каждый новый автомобиль и большинство автомобилей, выпущенных после 1980 г., оснащены датчиком кислорода. Обычно датчик установлен в выхлопной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Точное местоположение датчика кислорода зависит от типа двигателя (V-образное или рядное расположение цилиндров), а также от марки и модели автомобиля. Для того чтобы определить, где расположен датчик кислорода в вашем автомобиле, обратитесь к руководству по эксплуатации.

В: Почему состав топливовоздушной смеси нужно постоянно регулировать?
O: Соотношение «воздух - топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, который снижает содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух - топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь). ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная - увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух - топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

В: Почему на некоторых автомобилях устанавливаются два кислородных датчика?
O: Многие современные автомобили дополнительно кроме датчика кислорода, расположенного перед катализатором, оснащаются и вторым датчиком, установленным после него. Первый датчик является основным и помогает электронному блоку управления регулировать состав топливовоздушной смеси. Второй датчик, установленный после катализатора, контролирует эффективность работы катализатора, измеряя содержание кислорода в выхлопных газах на выходе. Если весь кислород поглощается химической реакцией, происходящей между кислородом и вредными веществами, то датчик выдает сигнал высокого напряжения. Это означает, что катализатор работает нормально. По мере износа каталитического нейтрализатора некоторое количество вредных газов и кислорода перестает участвовать в реакции и выходит из него без изменений, что отражается на сигнале напряжения. Когда сигналы станут одинаковыми, это будет указывать на выход из строя катализатора.

В: Какие бывают датчики?
О: Существует три основных типа лямбда-сенсоров: циркониевые датчики, датчики соотношения «воздух - топливо» и титановые датчики. Все они выполняют одни и те же функции, но используют при этом различные способы определения соотношения «воздух - топливо» и разные исходящие сигналы для передачи результатов измерений.

Наибольшее распространение получила технология на основе использования циркониево-оксидных датчиков (как цилиндрического, так и плоского типов). Эти датчики могут определять только относительное значение коэффициента: выше или ниже соотношение «топливо - воздух» коэффициента лямбда 1.00 (идеальное стехиометрическое соотношение). В ответ ЭБУ двигателя постепенно изменяет количество впрыскиваемого топлива до тех пор, пока датчик не начнет показывать, что соотношение изменилось на противоположное. С этого момента ЭБУ опять начинает корректировать подачу топлива в другом направлении. Этот способ обеспечивает медленное и непрекращающееся «плавание» вокруг коэффициента лямбда 1.00, не позволяя при этом поддерживать точный коэффициент 1.00. В итоге в изменяющихся условиях, таких как резкое ускорение или торможение, в системах с циркониево-оксидным датчиком подается недостаточное или избыточное количество топлива, что приводит к снижению эффективности каталитического нейтрализатора.

Датчик соотношения «воздух - топливо» показывает точное соотношение топлива и воздуха в смеси. Это означает, что ЭБУ двигателя точно знает, насколько это соотношение отличается от коэффициента лямбда 1.00 и, соответственно, насколько требуется корректировать подачу топлива, что позволяет ЭБУ изменять количество впрыскиваемого топлива и получать коэффициент лямбда 1.00 практически мгновенно.

Датчики соотношения «воздух - топливо» (цилиндрические и плоские) впервые были разработаны DENSO для того, чтобы обеспечить соответствие автомобилей строгим стандартам токсичности выбросов. Эти датчики более чувствительны и эффективны по сравнению с циркониево-оксидными датчиками. Датчики соотношения «воздух - топливо» передают линейный электронный сигнал о точном соотношении воздуха и топлива в смеси. На основании значения полученного сигнала ЭБУ анализирует отклонение соотношения «воздух - топливо» от стехиометрического (то есть Лямбда 1) и корректирует впрыск топлива. Это позволяет ЭБУ предельно точно корректировать количество впрыскиваемого топлива, моментально достигая стехиометрического соотношения воздуха и топлива в смеси и поддерживая его. Системы, использующие датчики соотношения «воздух - топливо», минимизируют возможность подачи недостаточного или избыточного количества топлива, что ведет к уменьшению количества вредных выбросов в атмосферу, снижению расхода топлива, лучшей управляемости автомобиля.

Титановые датчики во многом похожи на циркониево-оксидные датчики, но титановым датчикам для работы не требуется атмосферный воздух. Таким образом, титановые датчики являются оптимальным решением для автомобилей, которым необходимо пересекать глубокий брод, например полноприводных внедорожников, так как титановые датчики способны работать при погружении в воду. Еще одним отличием титановых датчиков от других является передаваемый ими сигнал, который зависит от электрического сопротивления титанового элемента, а не от напряжения или силы тока. С учетом данных особенностей титановые датчики могут быть заменены только аналогичными и другие типы лямбда-зондов не могут быть использованы.

В: Чем отличаются специальные и универсальные датчики?
O: Эти датчики имеют разные способы установки. Специальные датчики уже имеют контактный разъем в комплекте и готовы к установке. Универсальные датчики могут не комплектоваться разъемом, поэтому нужно использовать разъем старого датчика.

B: Что произойдет, если выйдет из строя датчик кислорода?
O: В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнала о соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива произвольно. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, увеличению его расхода. Это также может стать причиной снижения эффективности катализатора и повышения уровня токсичности выбросов.

B: Как часто необходимо менять датчик кислорода?
O: DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям автопроизводителя. Тем не менее следует проверять эффективность работы датчика кислорода при каждом техобслуживании автомобиля. Для двигателей с длительным сроком эксплуатации или при наличии признаков повышенного расхода масла интервалы между заменами датчика следует сократить.

Ассортимент кислородных датчиков

412 каталожных номеров покрывают 5394 применения, что соответствует 68 % европейского автопарка.
Кислородные датчики с подогревом и без (переключаемого типа), датчики соотношения «воздух - топливо» (линейного типа), датчики обедненной смеси и титановые датчики; двух типов: универсальные и специальные.
Регулирующие датчики (устанавливаемые перед катализатором) и диагностические (устанавливаемые после катализатора).
Лазерная сварка и многоэтапный контроль гарантируют точное соответствие всех характеристик спецификациям оригинального оборудования, что позволяет обеспечить эффективность работы и надежность при длительной эксплуатации.

В DENSO решили проблему качества топлива!

Вы знаете о том, что некачественное или загрязненное топливо может сократить срок службы и ухудшить эффективность работы кислородного датчика? Топливо может быть загрязнено присадками для моторных масел, присадками для бензина, герметиком на деталях двигателя и нефтяными отложениями после десульфуризации. При нагреве свыше 700 °C загрязненное топливо выделяет вредные для датчика пары. Они влияют на работу датчика, образуя отложения или разрушая его электроды, что является распространенной причиной выхода датчика из строя. DENSO предлагает решение этой проблемы: керамический элемент датчиков DENSO покрыт уникальным защитным слоем оксида алюминия, который защищает датчик от некачественного топлива, продлевая срок его службы и сохраняя его рабочие характеристики на необходимом уровне.

Дополнительная информация

Более подробную информацию об ассортименте кислородных датчиков DENSO можно найти в разделе Кислородные датчики , в системе TecDoc или у представителя DENSO.

К современным транспортным средствам предъявляются достаточно жесткие требования по содержанию вредных веществ в отработавших газах. Необходимая чистота выхлопа обеспечивается сразу несколькими системами автомобиля, строящими свою работу на основании показаний множества датчиков. Но все же основная ответственность по «обезвреживанию» выхлопных газов ложится на плечи каталитического нейтрализатора, встраиваемого в систему выпуска. Катализатор в силу особенностей происходящих внутри него химических процессов является очень чувствительным элементом, которому на вход должен подаваться поток со строго определенным составом компонентов. Чтобы его обеспечить, необходимо добиться наиболее полного сгорания поступающей в цилиндры двигателя рабочей смеси, что возможно только при соотношении воздух/топливо соответственно 14.7:1. При такой пропорции смесь считается идеальной, а показатель λ=1 (отношение реального количества воздуха к необходимому). Бедной рабочей смеси (избыток кислорода) соответствует λ>1, богатой (перенасыщение топливом) – λ<1.

Точную дозировку осуществляет управляемая контроллером электронная система впрыска, однако качество смесеобразования все равно надо каким-то образом контролировать, так как в каждом конкретном случае возможны отклонения от указанной пропорции. Эта задача решается с помощью так называемого лямбда-зонда, или датчика кислорода. Разберем его конструкцию и принцип работы, а также поговорим о возможных неисправностях.

Устройство и работа кислородного датчика

Итак, лямбда-зонд предназначен для определения качества топливо-воздушной смеси. Делается это посредством замера количества остаточного кислорода в выхлопных газах. Затем данные отправляются в электронный блок управления, который производит коррекцию состава смеси в сторону обеднения или обогащения. Местом установки кислородного датчика является выпускной коллектор или приемная труба глушителя. Автомобиль может оснащаться одним или двумя датчиками. В первом случае лямбда-зонд устанавливается перед катализатором, во втором – на входе и выходе катализатора. Наличие двух датчиков кислорода позволяет более тонко воздействовать на состав рабочей смеси, а также контролировать насколько эффективно выполняет свою функцию каталитический нейтрализатор.

Существуют два типа датчиков кислорода – обычные двухуровневые и широкополосные. Обычный лямбда зонд имеет сравнительно простое устройство и генерирует сигнал волнообразной формы. В зависимости от наличия/отсутствия встроенного нагревательного элемента такой датчик может иметь разъем с одним, двумя, тремя или четырьмя контактами. Конструктивно обычный кислородный датчик представляет собой гальванический элемент с твердым электролитом, роль которого выполняет керамический материал. Как правило, это диоксид циркония. Он проницаем для ионов кислорода, однако проводимость возникает только при нагреве до 300-400 °С. Сигнал снимается с двух электродов, один из которых (внутренний) контактирует с потоком отработавших газов, другой (внешний) – с атмосферным воздухом. Разность потенциалов на выводах появляется только при соприкосновении с внутренней стороной датчика выхлопных газов, содержащих остаточный кислород. Выходное напряжение обычно составляет 0.1-1.0 В. Как уже отмечалось, обязательным условием работы лямбда-зонда является высокая температура циркониевого электролита, которая поддерживается встроенным нагревательным элементом, запитанным от бортовой сети автомобиля.

Система управления впрыском, получая сигнал лямбда-зонда, стремится приготовить идеальную топливо-воздушную смесь (λ=1), сгорание которой приводит к появлению на контактах датчика напряжения 0.4-0.6 В. Если смесь бедная, то содержание кислорода в выхлопе велико, поэтому возникает лишь небольшая разность потенциалов (0.2-0.3 В). В этом случае длительность импульса на открытие форсунок будет увеличена. Чрезмерное обогащение смеси приводит к практически полному сгоранию кислорода, а, значит, в системе выпуска его содержание будет минимальным. Разность потенциалов составит 0.7-0.9 В, что станет сигналом к уменьшению количества топлива в рабочей смеси. Так как режим работы двигателя при езде постоянно меняется, то и корректировка происходит также непрерывно. По этой причине значение напряжения на выходе датчика кислорода колеблется в ту и другую сторону относительно среднего значения. В итоге сигнал получается волнообразным.

Введение в действие каждого нового стандарта, ужесточающего нормы выбросов, повышает требования к качеству смесеобразования в двигателе. Обычные кислородные датчики на основе циркония не отличаются высоким уровнем точности сигнала, поэтому они постепенно вытесняются широкополосными датчиками (LSU). В отличие от своих «собратьев» широкополосные лямбда-зонды измеряют данные в широком диапазоне λ (например, современные зонды Bosch способны считывать значения при λ от 0.7 до бесконечности). Преимуществами датчиков подобного типа являются возможность управления составом смеси каждого цилиндра по отдельности, быстрое реагирование на происходящие изменения и небольшое время, необходимое для включения в работу после запуска двигателя. В результате мотор работает в наиболее экономичном режиме с минимальной токсичностью выхлопа.

Конструкция широкополосного лямбда-зонда предполагает наличие двух типов ячеек: измерительных и накачивающих (насосных). Они разделены между собой диффузионным (измерительным) зазором шириной 10-50 мкм, в котором постоянно поддерживается один и тот же состав газовой смеси, соответствующий λ=1. Такой состав обеспечивает напряжение между электродами на уровне 450 мВ. Измерительный зазор отделен от потока отработавших газов диффузионным барьером, использующимся для откачивания или накачивания кислорода. При бедной рабочей смеси выхлопные газы содержат много кислорода, поэтому он откачивается из измерительного зазора с помощью подводимого к насосным ячейкам «положительного» тока. Если же смесь обогащенная, то кислород, наоборот, закачивается в область измерения, для чего направление тока меняется на противоположное. Электронный блок управления считывает значение потребляемого насосными ячейками тока, находя ему эквивалент в лямбда. Выходной сигнал широкополосного датчика кислорода обычно имеет форму кривой, незначительно отклоненной от прямой линии.

Датчики типа LSU могут быть пяти- или шестиконтактными. Как и в случае с двухуровневыми лямбда зондами, для их нормального функционирования требуется наличие нагревательного элемента. Рабочая температура составляет порядка 750 °С. Современные широкополосники прогреваются всего за 5-15 секунд, что гарантирует минимум вредных выбросов в ходе пуска двигателя. Необходимо следить, чтобы разъемы датчика не были сильно загрязнены, так как через них воздух поступает внутрь в качестве эталонного газа.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Кислородный датчик – один из самых уязвимых элементов двигателя. Срок его службы ограничивается 40-80 тысячами км пробега, после которых могут наблюдаться перебои в работе. Сложность диагностики неисправностей, связанных с датчиком кислорода, заключается в том, что он в большинстве случаев «умирает» не сразу, а начинает постепенно деградировать. Например, увеличивается время отклика или передаются неправильные данные. Если по какой-то причине ЭБУ совсем перестал получать информацию о составе отработавших газов, он начинает использовать в работе усредненные параметры, при которых состав топливо-воздушной смеси далек от оптимального. Признаками выхода из строя лямбда-зонда являются:

• Повышенный расход топлива;
• Нестабильная работа мотора на холостом ходу;
• Ухудшение динамических характеристик автомобиля;
• Повышенное содержание CO в выхлопных газах.

Двигатель с двумя датчиками кислорода более чувствителен к возникающим в системе коррекции смеси неисправностям. При поломке одного из зондов практически невозможно обеспечить нормальное функционирование силового агрегата.

Существует ряд причин, которые могут привести к преждевременной поломке лямбда-зонда или сокращению срока его службы. Вот некоторые из них:

• Применение бензина плохого качества (этилированного);
• Неисправности системы впрыска;
• Пропуски зажигания;
• Сильный износ деталей ЦПГ;
• Механическое повреждение самого датчика.

Диагностика и взаимозаменяемость датчиков кислорода

Проверить исправность простого циркониевого датчика в большинстве случаев можно с помощью вольтметра или осциллографа. Диагностика самого зонда заключается в замере напряжения между сигнальным проводом (обычно черного цвета) и массой (может быть желтого, белого или серого цвета). Получаемые значения должны изменяться примерно раз в одну-две секунды от 0.2-0.3 В до 0.7-0.9 В. Необходимо помнить, что корректными показания будут только при полном прогреве датчика, который гарантированно произойдет после достижения двигателем рабочей температуры. Неисправности могут касаться не только измерительного элемента лямбда зонда, но и цепи нагрева. Но обычно нарушение целостности этой цепи фиксируется системой самодиагностики, записывающей код ошибки в память. Обнаружить разрыв можно также путем измерения сопротивления на контактах нагревателя, предварительно отсоединив разъем датчика.

Если самостоятельно установить работоспособность лямбда-зонда не получилось или есть сомнения в правильности произведенных измерений, то лучше обратиться в специализированный сервис. Необходимо точно установить, что проблемы в работе двигателя связаны именно с датчиком кислорода, потому что его стоимость довольно высока, а неисправность может быть вызвана абсолютно другими причинами. Не обойтись без помощи специалистов и в случае с широкополосными кислородными датчиками, для диагностики которых часто применяется специфическое оборудование.

Неисправный лямбда зонд лучше менять на датчик такого же типа. Возможна и установка рекомендованных производителем аналогов, подходящих по параметрам и количеству контактов. Вместо датчиков без подогрева можно установить зонд с нагревателем (обратная замена невозможна), правда, в этом случае необходимо будет проложить дополнительные провода цепи нагрева.

Ремонт и замена лямбда зонда

Если датчик кислорода эксплуатировался длительное время и вышел из строя, то, скорее всего, свои функции перестал выполнять сам чувствительный элемент. В такой ситуации единственным решением является замена. Иногда начинает сбоить новый или проработавший совсем недолго лямбда-зонд. Причиной тому может быть образование на корпусе или самом рабочем элементе датчика различного рода отложений, мешающих нормальному функционированию. В данном случае можно попробовать почистить зонд с помощью ортофосфорной кислоты. После осуществления процедуры чистки датчик промывается водой, сушится и устанавливается на автомобиль. Если с помощью таких действий функциональность восстановить не удастся, то другого пути кроме покупки нового экземпляра нет.

При замене лямбда зонда стоит соблюдать определенные правила. Откручивать датчик лучше на остывшем до 40-50 градусов двигателе, когда тепловые деформации не столь велики и детали не сильно раскалены. При монтаже необходимо смазать резьбовую поверхность специальным герметиком, исключающим прикипание, а также убедиться в целостности прокладки (уплотнительного кольца). Затягивание рекомендуется осуществлять с установленным производителем моментом, обеспечивающим нужную герметичность. При подключении разъема не лишним будет проверить жгут электропроводки на наличие повреждений. После того, как лямбда зонд окажется на своем месте, проводятся испытания на различных режимах работы двигателя. Подтверждением корректной работы кислородного датчика станет отсутствие перечисленных выше признаков неисправности и ошибок в памяти электронного блока управления.