Кислородный датчик лямбда — зонд: неисправности, проверка и ремонт

Как известно, инжекторный двигатель, в отличие от устаревшего карбюраторного мотора, считается более экономичным и является намного более дружелюбным к окружающей среде. При этом система питания такого ДВС имеет большое количество датчиков.

Датчик лямбда зонд (датчик кислородный) является важным элементом системы питания инжекторных двигателей. Более того, этот датчик не отличается большим сроком службы по ряду причин.

В случае выхода из строя лямбда зонда двигатель может работать нестабильно, теряет мощность и т.п. Далее мы рассмотрим, что такое лямбда датчик в машине, основное назначение лямбды в авто, какие признаки указывают на проблемы с данным элементом, а также как проверить кислородный датчик

Датчик кислорода в автомобиле: назначение и принцип работы

Основная задача датчиков двигателя – передавать на ЭБУ сигналы, многие их которых позволяют блоку управления гибко корректировать топливно-воздушную смесь с учетом постоянно изменяющихся режимов работы и нагрузок на ДВС.

В свою очередь, среди других  датчиков ЭСУД сложно переоценить значимость лямбда-зонда (иногда автолюбители на форумах ошибочно называют  данный элемент лямдозонд или лямдазон). Если просто, датчики кислорода в автомобиле измеряют коэффициент избытка воздуха в топливовоздушной смеси.

Общее устройство лямбда-зонда следующее:

• металлический корпус;
• керамический изолятор;
• уплотнительное кольцо;
• проводка и манжеты для уплотнения;
• защитный корпус с отверстием для вентиляции);
• токопроводящий контакт;
• наконечник из керамики;
• спираль в резервуаре;
• защитный щиток с отверстием для выпуска газов.

Для производства датчиков данного типа нужны термостойкие материалы, так как устройство работает в условиях высоких температур. Всего кислородные датчики делятся на несколько типов, в зависимости от количества проводов на датчик.

Фактически, указанный датчик определяет коэффициент избытка воздуха, «вынюхивая» выхлоп и фиксируя остаточный кислород в составе отработавших газов. Основная задача датчика кислорода состоит в передаче на ЭБУ двигателя важной информации, которая позволяет контроллеру определить, насколько эффективно происходит процесс сгорания топлива в цилиндрах.

Данная информация нужна для того, чтобы поддерживать оптимальные условия для работы катализатора (каталитического нейтрализатора), который фильтрует выхлоп автомобиля и снижает количество вредных выбросов в атмосферу.

Основная причина такого контроля —  максимально эффективная работа катализатора возможна только тогда, когда в двигателе сгорает 14.6–14.8 части воздуха и 1 часть топлива. При горении такой смеси лямбда будет равняться 1±0.01.

Вполне очевидно, чтобы постоянно готовить такую смесь на разных режимах, нужна развитая система питания с электронным впрыском топлива, которая постоянно получает сигналы от датчиков (в том числе и от кислородного датчика).  

При этом сам лямбдазонд стоит в выпускной системе, работает в условиях высокого нагрева, а также может выйти из строя, если в двигателе имеются неисправности. Давайте рассмотрим признаки и причины поломок лямбды. 

Лямбда-зонд: признаки неисправностей

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

Например, если маслосъемные кольца не работают должным образом, в цилиндры и затем в выхлоп попадает моторное масло. Также  в цилиндры может попадать тосол или антифриз и т.д.  Все это приводит к тому, что ресурс датчика сокращается или элемент перестает работать.

Также вывести лямбду из строя могут проблемы со смесеобразованием или зажиганием, перегревы, замыкания и неисправности проводки, загрязнения датчика (в том числе и после сгорания бензина с высоким содержанием присадок для повышения октанового числа).

Так или иначе, в случае с неисправным лямбда-зондом содержание СО в отработавших газах увеличивается с 0.1– 0.3% до 4–6% и более. При этом обычно:

• двигатель теряет мощность;
• мотор дергается, плавают обороты;
• увеличивается расход топлива;
• на панели приборов горит чек;
• ДВС может работать нестабильно, в аварийном режиме и т.д.

Кстати, на одних авто может стоять только один такой датчик, тогда как на других встречается и второй лямбда зонд, а также датчиков может быть и больше. В первом случае лямбду зачастую можно программно отключить.

На машинах с двумя лямбда-зондами, особенно если откажет второй датчик кислорода,  решить проблему намного сложнее. Дело в том, что потребуется активно вмешиваться в работу электронных систем, перепрошивать ЭБУ, ставить так называемые обманки 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 по лямбда-зонду. Расшифровка ошибок компьютерной диагностики двигателя позволяет локализовать проблему.
• Также можно установить заведомо рабочий датчик на автомобиль. После нужно сбросить ошибки. Если работа двигателя нормализуется, тогда причина именно в датчике кислорода.
• Еще работоспособность лямбда-зонда можно оценить визуально. Такая визуальная проверка не будет точной, однако иногда является эффективной. Для начала, осматриваются разъемы подключения проводов. Все должно быть на местах и надежно закреплено.

Затем можно выкрутить и осмотреть датчик кислорода. Если видна сажа (чаще всего появляется в результате проблем с нагревателем лямбда зонда или после сгорания обогащенной смеси), загрязненный датчик теряет способность нормально оценивать состав выхлопа.

Также на проблему укажет наличие блестящих отложений серого цвета, которые говорят об избытке свинца в топливе. Обычно, свинец приводит к выходу из строя датчика и часто катализатора. Если же видные белесые отложения, это также плохой показатель. В данном случае лямбду могут «убить» присадки в топливе или моторном масле.

• Еще одним способом проверки является прозвон лямбды тестером-вольтметром. Чтобы быстро проверить лямбда-зонд, тестер переводят в режим измерения постоянного напряжения. Машину заводят, отключив перед запуском от колодки кислородный датчик. Далее его сигнальный провод подключают к вольтметру.

Затем потребуется поднять обороты двигателя до 2.5 тыс. об/мин и отпустить педаль газа. После нужно вынуть вакуумную трубку из топливного регулятора давления. После этого можно оценить показания тестера. Если диагностика и проверка лямбда зонда показывает 0.8В  или меньше, а также показаний нет совсем, тогда видно, что лямбда зонд неисправен.

Также проверку нужно повторить, создав обедненную смесь. Чтобы это сделать, нужно через вакуумную трубку сделать подсос воздуха. Если датчик кислорода исправен, тогда показания вольтметра будут 0.2 В или меньше.

В случае, когда все проверки показали, что датчик неисправен, тогда нужна замена лямбда зонда. Также в отдельных случаях может помочь чистка, однако способ эффективен далеко не всегда.

Как почистить лямбда-зонд

Сразу отметим, официально деталь неремонтопригодная, то есть ремонт лямбда-зонда не предполагается и датчик нужно менять. Однако, часто элемент выходит из строя именно по причине нагара на чувствительном элементе. Этот элемент стоит под защитным колпачком.

Вполне очевидно, что если удалить нагар, есть вероятность того, что датчик будет работать. Как правило, попробовать очистить лямбду можно в ортофосфорной кислоте. Такая кислота за 20-30 минут убирает сажу и грязь, не причиняя вреда чувствительным электродам.

Сложность в том, что эффективно очистить датчик кислорода можно, сняв защитный колпачок. Если наружная мойка не помогает, колпачок снимают на токарном станке. Далее, после очистки, колпачок нужно повторно закрепить. Обычно его крепят при помощи аргонной сварки. Если же такая чистка не дала результатов, выходом остается только замена лямбда датчика.

Замена кислородного датчика

Начнем с того, что если на машине стоит датчик кислорода с подогревом, его часто можно заменить на неподогреваемый лямбда зонд.  Также можно сделать и обратную замену на деталь с подогревом.  Даже если разъемы электроцепи не совпадают, можно использовать универсальные контакты.

Что касается самой замены, менять кислородный датчик нужно только после того, как остынет мотор. Замена лямбда-зонда должна осуществляться после того, как зажигание выключено. Оптимально купить лямбда зонд, который имеет маркировку, аналогичную той, что имеет установленный на машине элемент.

Сама замена выполняется следующим образом:

• сначала от датчика нужно отключить провода;
• затем гаечным ключом выкручивается лямбда-зонд;
• после вкручивается новый элемент и присоединяется проводка;
• завершающим этапом становится проверка работоспособности датчика;

Обратите внимание, при выкручивании и закручивании лямбда зонда важно не сорвать резьбу, то есть лишних усилий прилагать не следует.  

Полезные советы

Как видно, диагностика неполадок лямбды предполагает отдельное знание того, какие признаки указывают на сбои в работе кислородного датчика, а также как проверить лямбда-зонд вольтметром.

Кстати, проверять лямбда-зонд рекомендуется каждые 30-40 тыс. км. пробега, особенно если возникли проблемы со смесеобразованием. Для проверки нужно прогреть мотор, затем поднять обороты холостого хода до 2 тыс. об/мин. На вольтметре напряжение лямбдазонда должно быть в рамках от 0 до 1 В (с учетом температуры выхлопа 300–400 градусов по Цельсию).

Обратите внимание, именно в условиях прогрева циркониевый электрод получает возможность проводить ток, а количество кислорода в атмосфере и кислорода в выхлопе приводит к тому, что на электродах лямбда-зонда появляется выходное напряжение. Именно по этой причине лямбда-зонда проверяется на хорошо прогретом двигателе.

Еще отметим, что если есть такая возможность, для проверки лучше использовать осциллограф, а не мультиметр. Именно первый вариант позволяет точнее оценить качество сигнала. Также нужно измерять и сопротивление нагревателя датчика. Замеры сначала выполняются при снятом штекере, норма при обычной температуре 2 -14 Ом.

Затем меряется напряжение на нагревателе (при включенном зажигании, а также подключенном разъеме датчика). В норме показатель должен быть не меньше 10.5 В.  В случае, когда значение меньше, проверяется АКБ, проводка, контакты и т.д.

Также следует выделить, что в случае, когда лямбда-зонд ранее выкручивался и ставится обратно, резьбу рекомендуется обрабатывать особой монтажной пастой. При этом не следует допускать попадания такой пасты на защитную трубку, чтобы избежать загрязнения и возможных сбоев в работе датчика.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие признаки указывают на неисправность датчика положения коленвала (ДПКВ). Из этой статьи вы узнаете о симптомах, которые указывают на проблемы с этим датчиком, а также как проверить ДПКВ.

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

Напоследок отметим, что лямбда-зонд является весьма хрупким и чувствительным датчиком. Его необходимо осторожно закручивать, не ронять при монтаже, запрещается стучать по датчику кислорода, не допускается его замасливание и загрязнение и т.д.

С учетом того, что датчик берет наружный воздух для сравнения с выхлопом,  при чем забор происходит через соединительный разъем, такой разъем нельзя заливать контактными спреями или смазывать.

Особую осторожность следует соблюдать и при мойке двигателя или днища автомобиля. Разъем лямбда-зонда нужно отдельно и качественно изолировать. Еще при езде по бездорожью можно механически повредить датчик или загрязнить его. Чтобы этого избежать, следует учитывать особенности и место его установки на машине. Как правило, защита двигателя позволяет частично защитить и лямбду.

 

Что в итоге

Как видно, датчик кислорода в автомобиле является важным элементом, от которого напрямую зависит качество и состав топливно-воздушной смеси.  При этом лямбда-зонд  не отличается большим сроком службы и может выходить из строя по целому ряду причин. Так или иначе, указанный элемент нуждается в проверке и замене при такой необходимости.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие бывают блоки управления двигателем. Из этой статьи вы узнаете о видах и типах ЭБУ, их особенностях и отличиях, а также о способах ремонта электронных блоков управления ДВС.

В качестве итога отметим, что эксплуатировать автомобиль с неисправным лямбда зондом настоятельно не рекомендуется.  Дело в том, что неполадки датчика кислорода могут стать причиной выхода из строя катализатора, который является намного более дорогим элементом, чем кислородный  датчик.

Источник