Лямбда зонд (кислородный датчик): устройство и принцип работы, неполадки и способ замены

Понять, какой кислородный датчик вы будете менять

То, как заменить датчик, зависит от местоположения. Так что, перед заменой поломанного лямбда-зонда, вы должны чётко понимать, какой датчик сломался. Как это сделать, вы прочли выше, но мало понять, какой лямбда-зонд сломан, вы должны знать местонахождение поломанного датчика.

С тем, какой датчик сломался, вы определились.

Если это второй или левый, или правый, то вам нужно будет иметь яму или эстакаду, так как они под дном автомобиля. Здесь вам лучше обратиться к профессионалам.

Если сломался первый датчик (левый или правый), то в этом случае вам не нужно ничего из спецоборудования, ибо эти датчики находятся под капотом, а заменить их не труднее, чем свечи зажигания.

Приступаем к работе

Итак, как продиагностировать работоспособность датчика при помощи тестера? Для начала необходимо подготовить небольшой набор инструментов. Помимо самого прибора, нам потребуется также цифровой вольтметр и осциллограф. Перед тем как проверить лямбда-зонд мультиметром, необходимо тщательно прогреть мотор. Только после этого можно приступать к диагностике.

Как проверить работу лямбда-зонда? Для начала нужно найти сам датчик. Его расположение указано в руководстве по эксплуатации. Сначала осматриваем его визуально на предмет внешних отложений. Нормальный датчик не должен содержать ни сажи, ни свинца на своей поверхности. Поэтому перед тем, как проверить лямбда-зонд, следует тщательно очистить его от слоя сажи и пыли. Делается это обычным куском ветоши.

Теперь подключаем тестер. Но перед тем как проверить датчик, лямбда-зонд следует отключить от колодки питания. После подсоединяем его к вольтметру и заводим автомобиль. Сначала увеличиваем его обороты до 2-3 тысяч в минуту, далее снижаем до 200.

Если топливная система вашей машины имеет электронное управление, следует вынуть из регулятора давления горючего вакуумную трубку. Теперь смотрим на показания прибора. Если стрелка мультиметра остановилась на показании в 0.9 В, значит, лямбда-зонд находится в исправном состоянии. В случае если прибор показал напряжение в 0.8 В и ниже, кислородный датчик неисправен, и его необходимо заменить.

Как понять, что лямбда-зонд вышел из строя и заменить его: советы автолюбителей

1. Если лямбда-зонд неисправен, заметны нарушения в работе двигателя.

«Основная функция лямбда-зонда заключается в определении окиси углерода в выхлопных газах того или иного транспортного средства. С учетом данных, получаемых от датчика кислорода, регулируется подача топлива в цилиндры. Когда лямбда-зонд неисправен, нарушения в работе двигателя очевидны: слишком большой расход топлива, специфический запах после глушения и т. д. Менять на резистор бессмысленно, поскольку компьютер воспринимает постоянное сопротивление резистора за неисправность».

2. Основной признак поломки лямбда-зонда – набор скорости.

«При неисправности лямбда-зонда обнаружил несколько характерных моментов (повышенные обороты, большой расход бензина и т. д.). Но самым явным признаком для меня стал набор скорости: авто сперва разгоняется, потом затыкается, и так снова и снова. Такое ощущение, что газ сбрасываешь, а потом опять выжимаешь. После замены датчика все описанные проблемы, в том числе и с набором скорости, исчезли».

3. Замена лямбда-зонда должна быть обоснованной.

«Хочется сказать о том, что вероятность деформации проводов намного выше вероятности поломки самого датчика. При первых подозрениях в поломке лямбда-зонда следует разъединить разъем, внимательно его осмотреть, а также обследовать провода на предмет их целостности. В местах входа в разъем провода часто пережимаются и теряют свою функциональность. После этого необходимо проверить работу датчика, а именно: измерить напряжение в различных режимах работы двигателя».

4. При замене лямбда-зонда нужно учитывать один очень важный нюанс.

«Процесс замены датчика нельзя назвать сложным, но он требует определенной подготовки. Самая важная часть предшествующего работе процесса – подготовка специального ключа на 22 с прорезью, который понадобится, чтобы снять датчик.

Без такого приспособления лямбда-зонд может не поддаться. Стандартный рожковый ключ, как правило, не позволяет захватить основание датчика из-за наличия возле него отливов на выпускном коллекторе. При отсутствии отливов ключом можно повредить грани у гайки датчика, ведь она сильно прикипает к выпускному коллектору и изготовлена из довольно мягкого металла.

Столкнувшись с данной проблемой, я узнал, что оригинальный ключ для автомобиля «Хонда» стоит больше 70 евро, потому решил изготовить приспособление для снятия лямбда-зонда самостоятельно.

Расскажу, как. Во-первых, взял накидной ключ на 22 и приварил к нему гайку на 30. После этого на ключе и приваренной к нему гайке сделал сквозную прорезь на одном боку. Она нужна для того, чтобы заводить внутрь ключа и гайки провода лямбды, ведь разъем на концах проводов датчика кислорода не проходит через накидной ключ на 22.

Итак, разъем лямбда-зонда нужно продеть через дополнительный накидной ключ на 30, который уже прикреплен к гайке на 30, приваренной к ключу на 22. Этими двумя ключами можно отвернуть даже наглухо закрепленную лямбду. Получается просто, экономно и эффективно».

5. Лямбда-зонд можно заменить своими руками.

«У меня получилось заменить лямбда-зонд на своем автомобиле самостоятельно.

Оригинальной устройство было однопроводным, и на замену я также купил однопроводной лямбда-зонд фирмы Bosh.

Опишу алгоритм замены:

  • Нагреваем двигатель (так будет легче открутить винты крепления крышки выпускного коллектора и сам датчик).
  • Отключаем «минус» аккумулятора.
  • Разъединяем разъем подключения лямбды.
  • Анализируем ситуацию: смотрим, можно ли выкрутить лямбда-зонд и есть ли подходящий для этих целей инструмент (о том, как изготовить приспособление для снятия лямбды читайте чуть выше).
  • Выкручиваем датчик. Пробуем установить замену, проверяем, подходит ли резьба, смотрим на глубину вкручивания.
  • На расстоянии 15 см от корпуса лямбда-зонда отрезаем провода. Действия, описанные в этом пункте и в следующем актуальны для случаев, если вы имеете дело с неоригинальным датчиком.
  • Соединяем провод нового датчика с проводом от старого лямбда-зонда. В стандартную комплектацию к устройству обычно входит соединительная трубка размером 2-3 см. Провод нового датчика вставляем в термотрубку, которая также входит в комплект.

Зачищаем провода (не более 1 см) и вставляем в трубку с двух сторон. Затем сжимаем трубку максимальным усилием и проверяем надежность соединения. В конце термотрубку следует завести на место соединения и прогреть эту область при помощи зажигалки (не забывайте вращать соединение в процессе нагрева).

  • Закручиваем новый датчик, присоединяем разъем.
  • Устанавливаем защитную крышку коллектора.
  • Подключаем «минус» аккумулятора, включаем двигатель, а затем проверяем его работу».

РЕМОНТ КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА (ЛЯМБДА ЗОНДА)

Кислородный датчик – достаточно дорогостоящее устройство. Поэтому владельцы автомобилей пытаются самостоятельно осуществить ремонт лямбда зонда. Чаще всего он сводится к его очистке. Чистка лямбда зонда своими руками осуществляется путем удаления нагара с платиновых электродов керамического стержня. Она может быть проведена одним из следующих способов (предварительно аккуратно выкрутив датчик из трубы коллектора):

Сильно нагреть, а затем резко охладить датчик. Нагар должен потрескаться и облететь.

Важно! Полное погружение лямбда зонда в ортофосфорную кислоту не допускается. Тщательно очистить электроды, можно только сняв защитный колпачок

Для этого необходимо иметь токарный станок, с помощью которого аккуратно срезается защитный колпачок, и аппарат для аргоновой сварки, чтобы поставить его на место. Эти работы требуют определенного навыка и их лучше проводить в условиях специализированной мастерской

Тщательно очистить электроды, можно только сняв защитный колпачок. Для этого необходимо иметь токарный станок, с помощью которого аккуратно срезается защитный колпачок, и аппарат для аргоновой сварки, чтобы поставить его на место. Эти работы требуют определенного навыка и их лучше проводить в условиях специализированной мастерской.

Иногда лямбда зонд перестает работать из-за обрыва проводов (ошибка 0140). В этом случае ремонт датчика кислорода также можно осуществить самостоятельно. Найдя место обрыва и восстановив электрическую цепь желательно проверить и все контакты, которые могут окисляться. Очистить их можно с помощью средства WD-40.

Проверка лямбда-зонда тестером:

Берём электронный милливольтметр постоянного напряжения и подсоединяем его параллельно ЛЗ («+» «-» к ЛЗ, — к массе), причём лямбда зонд должен быть подключен к контроллеру.

Когда двигатель прогреется (5-10 мин) затем нужно смотреть на стрелку вольтметра. Она должна периодически ходить между 0,2 и 0,8 В (т.е. 200 и 800 мВ, причём, если за 10 секунд произойдёт менее 8-и циклов — ЛЗ пора менять. Также к замене если напряжение «стоит» на 0,45 В.

Когда же напряжение всё время 0,2 или 0,9 В — то что-то со впрыском — смесь слишком бедная или слишком богатая. Поскольку напряжение датчика кислорода все время должно изменятся и скакать от ≈0,2 до 0,9V.

Имеется еще один быстрый способ проверки лямбда зонда. Следует сделать так:

Аккуратно прокалывается плюсовым контактом тестера (чёрный провод лямбды), другой контакт — на массу. На работающем моторе показания должны колебаться от 0,1 до 0,9V. Постоянные показания (к примеру, всё время 0,2) или показания, выходящие за эти рамки, или колебания с меньшей амплитудой говорят о неисправности зонда.

  • всё время 0,1 — мало кислорода
  • всё время 0,9 — много кислорода
  • Зонд исправен, проблема в чём-то другом.

Если есть время и желание позаморачиватся можно провести несколько тестов на богатую и бедную смесь и дополнительно проверить датчик лямбда зонд.

  1. Отключите кислородный датчик от колодки и подключите его цифровому вольтметру. Заведите автомобиль, и, нажав педаль газа, увеличьте обороты двигателя до отметки 2500 оборотов в минуту. Используя устройство для обогащения топливной смеси, устройте снижение оборотов до 200 в минуту.
  2. При условии, что ваш автомобиль оборудован топливной системой с электронным управлением, выньте вакуумную трубку из регулятора давления топлива. Посмотрите на показания вольтметра. Если стрелка прибора приблизится к отметке 0.9 В, значит, лямбда зонд находится в рабочем состоянии. О неисправности датчика свидетельствует отсутствие реакции вольтметра, и показания его в пределах меньших отметки 0.8 В.
  3. Сделайте тест на бедную смесь. Для этого возьмите вакуумную трубку и спровоцируйте подсос воздуха. Если кислородный датчик исправен, показания цифрового вольтметра будут на уровне 0.2 В и ниже.
  4. Проверьте работу лямбда зонда в динамике. Для этого подключите датчик к разъему системы подачи топлива, и установите параллельно ему вольтметр. Увеличьте обороты двигателя до 1500 оборотов в минуту. Показатели вольтметр при исправном датчике должны быть на уровне 0,5 В. Другое значение свидетельствует о выходе из строя лямбда зонда.

Проверка напряжения в цепи подогрева

Для проверки наличия напряжения в цепи нужен вольтметр. Включаем зажигание и подсоединяем его щупами к проводам нагревателя (отсоединять разъем не можно, лучше проткнуть острыми иголками). Их напряжение должны быть равно тому, что выдает аккум на не запущенном двигателе (около 12В).

Если нет плюса нужно пройти цепь АКБ-предохранитель-датчик, поскольку он всегда идет напрямую, а вот минус поступает с ЭБУ, так что если нет минуса смотрим цепь до блока.

Проверка нагревателя лямбда зонда

Кроме как померить напряжения мультиметром, можно замерить еще и сопротивления для проверки исправности нагревателя (двух белых проводов), но нужно будет тестер переключить на Омы. В документации к определенному датчику обязательно указывается номинальное сопротивление (обычно оно около 2-10 Ом), ваша задача только проверить его и сделать вывод. На видео показан данный способ:

https://youtube.com/watch?v=CxhGVt5_YUA

Проверка опорного напряжения датчика кислорода

Тестер переключаем на режим вольтметра, затем включив зажигание измеряем напряжение между сигнальным и проводом массы. В большинстве случаев опорное напряжение лямбда-зонда должно быть 0,45В.

Большинство циркониевых лямбда-зондов, которые ставятся на автомобили начиная 1999 года, имеют одинаковые цветовые дифференциации циркониевых датчиков. То же и с лямбда-зондами, выпускаемыми с применением титановых сплавов – распиновка у них соответствует одинаковым значениям, выведенным в таблице. Одна лишь разница – машин с лямбда-зондами на циркониевой основе очень много, титановые – редкость, но все же встречаются. Определение назначения каждого контакта лямбда-зонда можно определить, воспользовавшись специальными таблицами, которые будут представлены ниже.

Если сочетание цветов вашего датчика будет идентично сочетанию цветов одной из колонок предложенных таблиц ниже (циркониевые или титановые лямбды) – значит датчик имеет указанную конструкцию и распиновка лямбда зонда на 4 провода соответствует указанным в таблице данным.

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.

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. Прозвоните мультиметром каждый, чтобы выявить тот, который с обрывом. Аккуратно распилите оба. На фото видно, что на одном из них обломан нагревательный элемент. Кроме того, повреждена керамическая оболочка.

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

Ставим на автомобиль и проверяем.

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.

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.

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.

Характеристика

Данная деталь представляет собой устройство для определения количества кислорода, который содержится в отработавших газах. Почему он насколько важен для автомобиля? Дело в том, что кислородный датчик регулирует оптимальное соотношение воздуха и топлива в горючей смеси на разных режимах работы двигателя. Процесс дозировки данных составляющих называется «лямбда-регулированием».

Стоит отметить, что при недостаточном количестве воздуха в горючей смеси угарный газ не окисляется полностью. А при чрезмерной концентрации О2 в топливе оксиды азота не в состоянии разделиться на несколько компонентов (азот и кислород) в полной мере.

Чистка и восстановление кислородного датчика

Споры по поводу того, можно ли его очистить идут постоянно. Чистка (восстановление) ортофосфорной кислотой самый часто встречающийся совет. Хотя пытались его очистить и антиржавчиной, и другой химией. Рассказов про это хоть отбавляй, правда насколько это действенно, и происходит ли после этого восстановление работоспособности проверить сложно.

Механическая очистка конвертора

Важно своевременно очищать кислородный датчик, чтобы функциональность авто не была нарушена. Если водитель пренебрегает очисткой зонда, это способствует возникновению проблем работоспособности, снижению производительности из-за неэффективного сгорания

Если водитель пренебрегает очисткой зонда, это способствует возникновению проблем работоспособности, снижению производительности из-за неэффективного сгорания.

Необходимые материалы и инструменты:

  1. Очки и рабочие перчатки.
  2. Автомобильный подъёмник.
  3. Гаечный ключ.
  4. WD-40 и бензин.
  5. Контейнер.
  6. Мягкая хрупкая кисть.
  7. Бумажное полотенце.

Чистку лямбда-зонда проводят с обеспечением правил безопасности работ. Автолюбитель должен предварительно надеть перчатки, защитные очки и маску для лица, так как он будет работать с бензином во время процесса восстановления. Последовательность операций:

Припарковать машину в чистом, хорошо проветриваемом и освещённом месте.
Использовать домкрат, чтобы поднять автомобиль и держать его в нужном положении.
Включить ручной тормоз, чтобы автомобиль не двигался, когда будет поднят.
Установить джек-стойки.
Найти кислородные датчики, которые должны находиться рядом с преобразователем. Их может быть разное количество, в зависимости от марки и модели и выпуска. Можно обратиться к руководству пользователя, чтобы узнать точное местоположение

Как правило, один размещён перед каталитическим нейтрализатором, а другой — в выпускном коллекторе.
Распылить лубрикатор на датчики, чтобы легче было открутить закипевшие гайки.
Подождать 10 минут, а затем открутить их от сети с помощью гаечного ключа.
Осторожно собрать лишний бензин в специальный контейнер с плотно закрывающейся крышкой.
Нельзя оставлять датчики на земле или в другом грязном месте.

Необходимо уложить снятые датчики в контейнер и медленно влить в него бензин. Его количества должно быть достаточно для полного покрытия приборов

После этого нужно дать бензину возможность разрушить грязевые отложения, а затем промыть емкость. Если сразу очистить грязь не удалось, контейнер следует оставить в прохладном и сухом месте на ночь.
Утром нужно проконтролировать содержимое контейнера и убедиться, что бо́льшая часть грязи очистилась. Но если что-то осталось, можно взять щётку с мягкой щетиной, окунуть её в бензин и аккуратно промыть зонд.
Дать датчикам полностью высохнуть в течение некоторого времени или быстро высушить их, наложив на них бумажное полотенце.
Установить их обратно в правильное положение, закрутив все болты.
Теперь восстановленный датчик начнёт эффективно работать, что приведёт к увеличению производительности автомобиля.

Химическая обработка поверхности

В интернете существует много ссылок на чистку лямбда-зонда ортофосфорной кислотой — и не только этим средством. Кто-то применял разные химические вещества, обычно используемые для уборки ванных комнат, тарелок и другой кухонной мебели.

Больше всего откликов получила очистка фосфорной кислотой. Она продаётся в магазинах и используется при пайке. Её наливают в стакан и пропитывают ею зонд. Через 15−20 минут темно-каменные отложения становятся сине-зелёными от соли, которая легко смывается водой, благодаря своей растворимости.

После промывки зонд становится чистым и блестящим. Индикатор «check» больше не загорается, а расход топлива нормализуется. Таким образом, чистка лямбда-зонда кислотой эффективна, но требует повышенного уровня безопасности из-за возможности получения химических ожогов.

К сожалению, срок службы кислородных датчиков не превышает пробег в 100 тыс. км. Выход зондов из строя ускоряется за счёт использования некачественного топлива или регулярного перегрева. Простой метод очистки в домашних условиях значительно повышает рабочий ресурс лямбда-зонда.

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.

Рекомендуем: Предназначение, устройство и специфика работы автомобильной карданной передачи

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 300оС, 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.

Насколько важна замена лямбда зонда?

В вашем автомобиле есть несколько датчиков кислорода, и все они помогают автомобилю работать оптимально. Передние датчики измеряют, сколько кислорода находится в потоке выхлопных газов, чтобы определить, насколько богаты или бедны газы, выходящие из газовой камеры. Задние датчики измеряют содержание кислорода в газах, когда они покидают каталитический нейтрализатор. Датчики кислорода затем передают эту информацию на электронный блок управления вашего автомобиля, чтобы он мог отрегулировать при необходимости. Поскольку автомобили зависят от идеального соотношения топлива и воздуха для оптимального функционирования, датчики кислорода опираются на производительность двигателя. Когда ваши кислородные датчики выйдут из строя, ваш автомобиль будет работать менее плавно, динамика будет хуже, а выбросы будут грязней.

Этапы ремонта

Ремонт лямбда зонда проводится в автомастерской с опытным специалистом. К сожалению, запчасть следует менять полностью, так как просто отремонтировать ее не получится. Оригинальные датчики имеют высокую стоимость, поэтому владельцы стараются перейти на использование универсальных моделей. Они подходят к любой марке авто и имеют низкую цену.

Если проблема не очень серьезная, то заменить датчик можно самостоятельно. К примеру, если прибор загрязнился, водитель может почистить его и вставить обратно. Чтобы демонтировать зонд, необходимо прогреть его до 60°С. После этого следует достать защитный колпак и приступить к чистке. Процедуру очищения проводят с использованием ортофосфорной кислоты.

В конце работы проводят отмачивание запчасти в воде или в специальном средстве. Только после полной просушки датчик ставят обратно, предварительно смазав герметиком резьбу.

Некоторые водители при возникновении проблем думают об отключении зонда. Делать это не желательно, поскольку ЭБУ включит автономный режим подачи смеси. Это приведет к тем же последствиям, что и игнорирование проблемы. Отключать датчик кислорода не рекомендуется. Лучше заменить его на новый и продолжать наслаждаться поездками.