Как проверить лямбда-зонд на работоспособность – 4 способа

Основные причины неисправностей лямбда-зонда и последствия его поломки

После того, как мы определились с понятием и особенностями работы датчика кислорода, можно сделать вывод, что он играет ключевую функцию в нормальной работе двигателя внутреннего сгорания. Так что же может привести к поломке лямбда зонда и выхода его из строя? Существуют два аспекта в этом вопросе: внешние факторы и внутренние о которых читайте ниже.

• Протекание в корпус датчика охлаждающей жидкости или же тормозной;
• Уход за датчиком средствами, которые не предназначены для таких целей;
• Некачественное топливо с чрезмерным содержанием свинца;
• Перегрев датчика, который также случается при использовании плохого топлива.

После того, как лямбда зонд вышел из строя ваш автомобиль начнет подавать определенные признаки:

• Существенные рывки при движении;
• Чрезмерные расход топлива;
• Плохая работа катализатора;
• Плавающие обороты двигателя;
• Излишки токсических отходов в отработавших газах.

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

Серьёзность всего вышеперечисленного должна наталкивать водителя на проверку лямбда зонда практически каждые 10 тыс. км. Его полная замена желательна после каждых 40 000 км пробега.

Лямбда зонд: что такое и где находится

Лямбда зонд (ƛ зонд) – датчик, который замеряет объём кислорода в выхлопных газах и сравнивает со стандартом. Иными словами, это кислородный датчик. Если показатели его не устраивают, он подаёт сигнал в блок управления.

Место нахождения зависит от числа датчиков в машине. Так, в ТС, выпущенных до 2000 года, чаще всего стоит один. В более поздних моделях — от 2 датчиков. Первый всегда находится под капотом, второй (если он есть) – под днищем машины.

Что такое лямбда зонд, принцип действия и его виды

Итак, датчик воздуха – это небольшое устройство, которое установлено в выпускном коллекторе любого современного автомобиля и служит для оценки концентрации остаточного кислорода в отработавших газах. Благодаря показаниям этого устройства компьютерный блок вашего автомобиля получает данные на основе которых производит приготовление горючей смеси.

Лямбда зонд учитывает остаточную концентрацию кислорода в сгоревшем топливе и подает сигнал на электронику о том, что вновь поступающую горючую смесь нужно либо обогатить, либо обеднить воздухом. Разумеется то, что при любой неисправности лямбда зонда может пострадать работоспособность двигателя машины.

Помни! Для сгорания 1 кг. смеси топлива и воздуха, необходимо затратить около 15-ти кг. кислорода.

Виды кислородных датчиков

Современные ТС оснащаются тремя видами датчиков.

Циркониевый. Одна из самых популярных моделей, основной элемент в составе — диоксид циркония. Наконечник керамический, начинает работать только при нагреве до 350 oC. Быстро разогревается за счёт вмонтированной нагревательной детали с керамическим изолятором.

Такие датчики делятся на 1, 2, 3 и 4 проводные.

Титановый. Наконечник устройства изготовлен из диоксида титана. Внешне датчик мало отличается от циркониевого, но работать начинает только при температуре от 700 oC. Из-за сложной конструкции, высокой стоимости и излишней чувствительности к температурным перепадам такие датчики редко используются.

Широкополосный. В отличие от предыдущих моделей, у этого датчика имеются две ячейки:

1. Измерительная. Благодаря электронной схеме модуляции, в составе газов внутри ячейки сохраняется показатель ƛ =1.
2. Насосная. Если смесь богатая, дополняет состав ионами кислорода из атмосферы, если обеднённая — выводит лишние молекулы кислорода из диффузионного отверстия во внешнюю среду.

Внешний осмотр датчика

Итак, внешнее изучение кислородного датчика будет состоять из нескольких шагов:

1. Проверить внешнюю часть, которая находится вне катализатора. Не должно быть оплавленных участков, обрывов или замкнутых контактов.
2. Выкрутить датчик из катализатора и изучить нижнюю часть, обычно спрятанную в катализаторе. Пятна сажи на ней говорят о том, что топливо слишком концентрировано, двигатель и клапаны близки к износу или в выхлопной системе произошла утечка. Отложения серого цвета сигнализируют о высоком содержании свинца в топливе.

Зачем в автомобиле нужен лямбда-зонда, место расположения

Лямбда-зонд необходим для измерения коэффициента содержания кислорода в горючей смеси. Он устанавливается всегда в районе приемной трубы до катализатора и измеряет объем несгоревшего кислорода в продуктах сгорания. Эта информация позволит ЭБУ готовить оптимальную смесь.

Наиболее эффективно сгорает смесь, в которой содержится 14,7 частей воздуха и одна часть топлива. Это оптимальные показатели, если кислород присутствует в больших количествах, то смесь бедная, если воздуха меньше, то богатая.

Измерения напряжения в цепи подогрева

Включают зажигание, щупами протыкают провода, которые идут к нагревателю. Можно также втыкать щупы мультиметра в разъем. Напряжение будет примерно равно напряжению в бортовой сети. Если двигатель не запущен, то напряжения может и не быть.

Обычно плюс приходит к нагревателю напрямую. Минус подает блок управления. Если отсутствует плюс, следует проверить цепи от аккумулятора до датчика. Если отсутствует минус, тогда нужно проверить цепь от ЭБУ до датчика.

Как отремонтировать лямбда зонд?

В большинстве случаев отремонтировать его нельзя. Но иногда помогает чистка нагревательного элемента, которую едва ли можно считать ремонтом. Для ее выполнения необходимо полностью дать остыть выпускному коллектору. Далее:

• отключить аккумуляторную батарею;
• отсоединить клемму от датчика и вытащить его.

Иногда сделать это сложно. Деталь сильно пригорает, вытащить её удаётся, только повредив. Но пробовать нужно: залейте резьбу уксусом или керосином и оставьте на несколько часов.

Не стучите по датчику, пытаясь его демонтировать. Велик риск повредить его или резьбу. Тогда вы самостоятельно его точно не извлечете без повреждения коллектора.

Для чистки понадобится ортофосфорная кислота. Погрузите деталь в нее на 30–40 минут, потом несколько раз хорошо промойте теплой водой. Все отложения с нагревательного элемента будут смыты. Если причина неисправности в них, работоспособность датчика будет восстановлена.

Есть необычный способ ремонта, но для нужно иметь 2 одинаковых датчика. Если причины неисправности каждого из них разные, можно попытаться собрать один из двух. Так, например, один может быть неисправен из‐за обрыва сигнального провода, а второй из‐за поломки нагревательного элемента.

Крупным планом:

Аккуратно извлекаем нагреватель:

Пилим следующий, на котором обрыв сигнального провода. Нам нужно очень осторожно, чтобы не сломать, извлечь его нагреватель. На фото целый и ломаный:

Протираем нагреватель чистой сухой тряпкой, аккуратно помещаем в корпус с целым сигнальным проводом.

Теперь нужно запаять корпус с помощью ювелирной горелки медно‐фосфорным припоем. Он выдерживает нагрев до 700 градусов, не течет.

Ставим на автомобиль и проверяем.

Как проверить лямбда-зонд на работоспособность

Существует несколько способов проверить лямбда-зонд на исправность. Самый простой и поверхностный — тщательный осмотр устройства, самый сложный — диагностика при помощи специального оборудования.

Как работает датчик

Выхлопные газы проходят сквозь датчик, а внутрь него поступает чистый воздух из атмосферы. Из-за разной окислительной способности чистого воздуха и отработавших газов появляется разность потенциалов. Эти показания и отправляются в ЭБУ.

Внутри датчика спрятаны токопроводящий элемент, электроды, сигнальный контакт и заземление. Вся эта система начинает работать только после прогрева до 300–400 oC. Только при такой температуре твёрдый электролит способен проводить электричество.

Опорное напряжение

Имея под рукой мультиметр, можно проверить опорное напряжения. Для этого включают зажигание, затем измеряют напряжение между проводом сигнала и массой.

В правильно работающей лямбде напряжение будет в пределах 0,45 В. Если имеются отличия хотя-бы на 0,2 В, то проблемы с сигнальной цепи или плохая масса.

Признаки и причины неисправности ƛ-зонда

Лямбда-зонд в процессе эксплуатации авто может выйти из строя. Чаще всего датчик ломается из-за некачественного топлива, попадания топлива или масла внутрь, или неполадок в системе подачи горючего.

О неисправности лямбда-зонда могут говорить следующие признаки:

Чтобы вернуть датчику работоспособность, его необходимо вынуть и правильно очистить. Для этого снимают керамическую головку и убирают загрязнения тряпкой с химическим средством. Если и это не помогает, датчик придётся менять.

Признаки и причины неисправности лямбда зонда

Неисправности лямбда зонда проявляются так же, как проблемы с топливной аппаратурой или каталитическим нейтрализатором. Поэтому точно определить, какой элемент сломан, можно только путём диагностики в автосервисе. Есть ряд симптомов, которые косвенно говорят о выходе лямбды из строя:

• Плавающие обороты при холостой работе ДВС. При поломке лямбда зонда они постоянно меняются, опускаются до 400–600. Происходит это из‐за обеднения топливной смеси. Её недостаточно для устойчивой работы мотора в режиме ХХ. Лямбда зонд отвечает за дозирование топлива в смеси.
• Падение мощности двигателя. Бедная смесь понижает мощность ДВС. Его обороты начнут медленно набираться при нажатой педали акселератора, машина будет хуже ехать в гору, разгон станет медленнее.
• Повышенный расход топлива. Потребление горючего может возрасти на 25-30%.
• Изменение цвета и запаха выхлопных газов. Выхлоп почернеет. В нем явно будет ощущаться запах бензина, который не догорает в катализаторе.
• Цвет свечей. На них при переобогащении смеси будет черный налет.
• Неравномерное ускорение с рывками. Быстро и равномерно машина разгоняться не сможет.
• Индикатор «Check Engine» на приборной панели. Если считать ошибку сканером и расшифровать ее, будет явно указано, что сломался лямбда зонд. Если же ошибку просто стереть, она будет постоянно появляться до устранения неисправности.

Типичные причины поломки таковы:

• Использование топлива низкого качества. Пожалуй, это самая распространенная причина. Излишки вредных примесей, сгорая, оседают на рабочей поверхности нагревательного элемента, что приводит к его засорению.
• Естественный износ по сроку эксплуатации. Менять «лямбду» необходимо ближе к 150 тыс. км пробега. Срок может быть увеличен, если заливать качественное топливо. Неоригинальный или дешевый датчик прослужит меньше.
• Проблемы проводки. Для подключения «лямбды» к ЭБУ используют обычную медную проволоку, которая позже начнёт окисляться или переламываться.

Принцип работы кислородного датчика

Принцип действия кислородного датчика достаточно простой. Лямбда-зонд должен сравнивать показания с какими-то идеальными результатами, чтобы понимать, как меняется процент кислорода в смеси, поэтому замеры проводятся в двух местах – измеряется атмосферный воздух и продукты сгорания.

Такой подход позволяет датчику чувствовать разницу, если соотношения топливной смеси меняется.

ЭБУ должен получать от лямбда-зонда электрический импульс. Для этого датчик должен уметь преобразовывать замеры в электрические сигналы. Для измерения применяются специальные электроды, которые могут вступать с кислородом в реакцию.

В работе лямбды используется принцип гальванических элементов – смена условий химических реакций приводит к изменению напряжения между двумя электродами. Когда смесь богатая, а содержание кислорода за нижним порогом, тогда напряжение растет. Если смесь обедненная, напряжение будет падать.

Далее импульс, который возникает на этапе химических реакций, отправляется на ЭБУ, где параметры сравниваются с записанными в памяти топливными картами. В результате корректируется работа системы питания.

Статья по теме: Как сделать пеногенератор для автомойки из подручных вещей своими руками

Датчик кислорода работает на химических реакциях, но при этом конструкция его относительно простая. Главный элемент – специальный наконечник из керамических материалов. В качестве сырья используется диоксид циркония, а реже – диоксид титана.

Наконечник покрыт напылением из платины – именно этот слой и вступает в реакцию с кислородом. Одной стороной этот наконечник контактирует с выхлопными газами, другой стороной – с воздухом в атмосфере.

Электроды лямбда-зонда имеют одну особенность. Так, чтобы реакция проходила эффективнее и показатели были точными, замеры содержания кислорода в выхлопе производятся при условии определенных температур.

Для того, чтобы наконечник вышел на рабочие характеристики и нужную электропроводимость, температура среды должна составлять 300-400 градусов.

Для обеспечения нужного режима температур изначально лямбда-зонд устанавливался в непосредственной близости к выпускному коллектору. Это обеспечивало нужную температуру после прогрева ДВС. В работу датчик вступал не сразу. До того, как лямбда достаточно нагреется и начнет выдавать точные параметры, ЭБУ использовало сигналы других датчиков. Оптимальная смесь в процессе прогрева не приготавливалась.

Некоторые модели кислородных датчиков оснащены электрическими нагревателями. Благодаря им лямбда может быстрее выходить на рабочие температурные режимы. Подогрев использует энергию бортовой сети автомобиля.

Проверка бортовой системой

Если в машине имеется ЭБУ, поиск неполадок можно существенно облегчить. Стоит обратить внимание на индикатор «Check Engine», который нередко предупреждает о проблемах с лямбда-зондом. Чтобы уточнить причину сигнала, достаточно подключить к бортовому компьютеру автосканер.

К кислородному датчику будут относиться ошибки:

Проверка лямбда-зонд с помощью диагностического устройства

В большинстве случае ДВС сам подсказывает есть ли неисправности в работе датчиков. Самым быстрым и эффективным способом диагностики в таком случае будет подключение ODBII сканера.

Из доступных на рынке вариантов рекомендуем обратить внимание на модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

Данное устройство относится к бюджетному сегменту, но в отличие от китайских аналогов на 8-битном чипе, имеет 32-битную базу, что позволяет осуществлять диагностику не только двигателя, но и других систем автомобиля (коробку передач, трансмиссию, ABS, ESP, систему кондиционирования и т.д.).

Сканер достаточно прост в использовании, имеет широкий функционал и совместим с большинством автомобилей начиная с 1993 года выпуска.

Если все плохо, то в ЭБУ будет выдавать следующие ошибки – это P0131, P0134, P0171. Более подробно о них в видео ниже.

Также будет загораться лампочка «проверьте двигатель», но здесь точно установить причину можно только при помощи диагностики. Чек загорается и в случае других проблем.

Проверка нагревателя

Можно проверить работоспособность кислородного датчика при помощи омметра. Очень часто поломка связана со спиралью подогрева или проводкой к ней.

Для проверки омметр присоединяют между контактами нагревателя. Если нагреватель исправен, то омметр покажет сопротивление от 2 до 10 ОМ. В цепи подогрева сопротивление будет от 1 кОм до 10 мОм. Если сопротивления нет, то стоит поискать обрыв в проводке.

Проверка осциллографом

Диагностика осциллографом будет более продуктивной, поскольку в этом случае можно зафиксировать промежуток времени, за которое меняется выходное напряжение. Нормальными считаются показатели ниже 120 мСек.

Итак, алгоритм проверки будет таким:

1. Найти сигнальный провод датчика и подключить к нему осциллограф. Затем нужно завести мотор и разогреть его до 60–70^oC. Это нужно, чтобы прогреть датчик воздуха и дождаться от него обратной связи. В процессе подготовки на осциллографе уже появится сигнал о генерации небольшого тока (до 1 В).
2. Когда начнёт прогреваться лямбда-датчик, напряжение ещё немного вырастет. По мере прогрева до 300–400^oC диаграмма приобретёт динамику.
3. Если на прогретом двигателе дойти до 2500–3000 оборотов, исправный датчик должен показать такую картину:
4. Если резко отпустить газ, смесь переходит в режим обогащения, а лямбда откликается таким образом:

В процессе проверки важно засечь, через какое время датчик переходит в рабочий режим, то есть когда на диаграмме появляется динамика. Также анализируется реакция на работу двигателя на 2000–3000 оборотов в минуту. Если после прогрева сигнал стабильно находится только в нижнем или только в верхнем положении, датчик придётся менять. Если сигнал напоминает плавную извилистую линию, как на картинке ниже, датчик сгорел или вышел из строя.

Способы проверки кислородного датчика

Проверка проводится при заведенном двигателе. Есть несколько способов, как проверить датчик кислорода:

• С помощью мультиметра (тестера). Нужно мерить напряжение и сопротивление. Щупы присоединяются к контактам в штекере, происходит измерение в разных режимах работы ДВС. Если «лямбда» полностью исправна, на оборотах ХХ напряжение будет колебаться в пределах 0.1–0.9 вольт. Недостатком такого метода является невозможность измерить скорость, с которой меняется напряжение.
• Осциллографом. Проверка позволяет увидеть скорость, с которой изменяется напряжение. Она не должна быть больше 0.2–0.3 секунды. Если хотя бы один из двух описанных параметров сильно выходит за допустимые пределы, то компонент необходимо почистить или заменить.
• Считывание ошибок бортовой системы. Если на приборной панели появился значок «Check Engine», это может говорить о выходе лямбда зонда из строя. Чтобы точно определить, что неисправно, нужно провести компьютерную диагностику (считать ошибку из ЭБУ). Определенные коды говорят именно об этой неполадке, они указаны в таблице.

Заключение

Ремонтировать лямбда зонд не берутся, потому что нет возможности купить или заказать отдельно нагревательные элементы, которые выполнены из особых материалов. Именно поэтому кислородный датчик – недешевое устройство (от 3000 руб).

Иногда помогает промывка с помощью химии.

Можно попробовать собрать из двух сломанных кислородных датчиков один целый, но паять нужно особым припоем. Обычная пайка невозможна, ведь выпускной коллектор в процессе работы греется до температуры 300 градусов по Цельсию, а значит, весь припой просто растечется.

В большинстве случаев ремонт заключается в замене датчика на СТО. Если предполагается удаление катализатора, то датчик кислорода вообще демонтируют. На его место ставят заглушку или просто отключают проводку. Обязательно проводится перепрошивка ЭБУ автомобиля. Иначе ошибка «Check Engine» будет гореть постоянно.