Какое напряжение на лямбда зонд

Как проверить на работоспособность лямбда зонд

Многие водители знают, где расположены и для чего нужны датчики массового расхода воздуха и кислорода во впускном коллекторе. Наличие этих приборов поддается логическому объяснению: электронный блок управления (ЭБУ) двигателем должен получить исходные данные для формирования топливно-воздушной смеси.

А зачем нужен кислородный датчик в системе отвода выхлопных газов? Современные бензиновые автомобили обязательно оснащаются этим сенсором, вне зависимости от класса и стоимости. При этом комплект (включая катализаторы), стоит относительно дорого.

Местоположение лямбда зонда

Основное назначение кислородного датчика — экология. Автомобили представляют серьезную угрозу для атмосферы. Один из способов снизить токсичность выхлопа — контроль полноты сгорания топлива.

Информация: Из-за специфической формы чувствительного элемента датчика, его называют лямбда зондом.

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.

Схема устройства лямбда зонда (кислородного датчика)

Первые признаки неисправности лямбда-зонда или как проверить датчик кислорода

О том, что такое лямбда зонд и для чего он нужен, к сожалению, знают далеко не все автовладельцы. Лямбда зонд — это кислородный датчик, который позволяет электронной системе контролировать и балансировать правильное соотношение воздуха и бензина в камерах сгорания. Он способен своевременно исправить структуру топливной смеси и предупредить дестабилизацию рабочего процесса двигателя.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Датчики кислорода — разновидности

Функция всех датчиков, независимо от конструктивных особенностей, проводить постоянный количественный замер кислорода в отработанном газе и сравнивать показатель с эталоном. На основании количества остаточного кислорода, ЭБУ делает вывод о качестве сгорания топлива в блоке цилиндров. Эталонный показатель топливной смести носит название стехиометрическая (абсолютная) ТВС. Технически обозначается как λ=1.

В ее составе должно присутствовать соотношение 14.7/1, где 14.7 — кислород, 1 — топливо. При таком соотношении происходит полное сгорание солярки или бензина, распад твердых частиц, и как следствие, минимальные токсические отходы в выхлопе. Когда в ТВС преобладает воздух, смесь считается обедненной, если преобладает топливо — обогащенной.

Широкополосные лямбда зонды

Автомобили, с системой экологических выбросов под протокол Евро 5, 6 оснащаются широкополосными датчиками, усовершенствованные конструкции позволяют отслеживать процентное соотношение кислород/топливо в системе выпускного тракта максимально точно. Кроме широкополостных лямбда зондов авто оснащаются:

  • зондами на основе циркония;
  • титановыми.

Эти три разновидности контроллеров не могут быть взаимозаменяемыми. Принцип работы циркониевого зонда основан на гальваническом законе, где твердый наконечник из диоксида циркония действует как электролит. Широкополосный датчик имеет две камеры и работает на основе закона модуляции напряжения.

Каждый кислородный зонд предназначен под конкретную марку авто. Датчик кислорода синхронизирован с блоком управления ДВС, переустановка конструкций не допускается.

Конструктивные параметры широкополостного лямбда зонда

Место установки датчика на патрубке выходного коллектора перед блоком каталитического нейтрализатора. Для более четкого контроля за составом выхлопного газа и работой катализатора, после блока нейтрализатора может устанавливается второй кислородник. Конструкция широкополостного элемента.

Конструкция широкополостного элемента

  1. Камера электролизного (ионного) насоса.
  2. Опорные электроды (платиновое покрытие).
  3. Нагревательная пластина.
  4. Эталонный проход.
  5. Керамический блок (ZrO2).
  6. Диффузионная щель.
  7. Измерительная (опорная) камера.
  8. Платиновые электроды измерительной камеры.
  9. Электроды ионной электролизной камеры (насоса).

Широкополостные конструкции выдают значение лямбда (идеальная или стехиометрическая ТВС) в виде гиперболы по мере увеличения амперности. Циркониевые и титановые измерители лишены возможности точно отслеживать изменение параметров топливной смеси из-за особенности конструкции, единственный показатель, который доступен таким датчикам передавать на ЭБУ сигнал о состоянии ТВС в значениях: «Обогащенная», «Обедненная».

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 o C. 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 o C. 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.

Виды современных кислородных датчиков (лямбда зондов)

Датчик кислорода: от общего к частному

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Когда-то очень давно датчик кислорода представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся отработанными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них — подогреватель, один — масса, еще один — сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

  • сканером
  • мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород . Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.

О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

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:

  • обороты растут до максимума, после чего резко выключается мотор;
  • обороты на холостом ходу становятся нестабильными;
  • мощность существенно падает при повышении оборотов;
  • электронный блок выдаёт ошибку из-за поздней подачи сигнала с ƛ-датчика;
  • машина едет рывками.

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.

Лямбда зонд

Рабочий цикл широкополосного датчика

Рабочую зону широкополосного лямбда зонда принято условно делить на 4 части. Это удобно для понимания принципа работы узла, во время диагностики, когда на приборной панели выходит ошибка системы.

Рабочий цикл широкополосного датчика

  1. Камера ионого электролизного насоса — А.
  2. Чувствительный элемент или элемент Нернста — В.
  3. Электроцепь — С.
  4. ЭБУ — Д.

Отработанные газы, проходя по патрубку системы проникают в диффузионную щель, где происходит процесс дожигания. После дожига в камере образуется либо избыток, либо нехватка кислорода. Время каталитического сгорания твердых частиц в камере занимает 0.01 сек., но поскольку процесс дожига происходит только при высоком нагреве газа (от 200–300 градусов по Цельсию), камера нагревается через элемент нагревателя.

После догара топливного выхлопа в блоке, чувствительный элемент Нернста проводит сравнение, полученный состав воздуха с эталонным и передает информацию на ЭБУ мотора в одном из трех вариантов:

  • недостаток кислорода (лямбда «минус»), смесь обедненная;
  • переизбыток (лямбда «плюс»), смесь обогащенная;
  • стехиометрия (лямбда =1) — уравновешенный параметр.

На основе показателей ЭБУ посылает импульс на ионный насосный блок. В зависимости от первичных данных блок управления передает одну из трех команд.

  1. При переизбытке кислорода формируется положительный ток, смесь обедненная, необходимо провести лишний кислород в выхлопной патрубок.
  2. Если смесь обогащенная, необходимо закачать кислород из коллектора выхлопной системы в камеру и сформировать отрицательный ток.
  3. При стехиометрии ЭБУ не дает сигнал.

Во время формирования положительного или отрицательного тока в блоке ионного насоса, формируется показатель качественного состава выхлопной смеси. ЭБУ считывает параметр тока на сторонах насоса и формирует сигналы на корректировку подачи топлива в систему впрыска.

После внедрения широкополостных датчиков в систему выходного коллектора значительно упростился процесс диагностики и отпала необходимость использовать газоанализаторы. Но не все так однозначно в работе современных датчиков.

внедрение широкополостного датчика

Проверка исправности нагревателя лямбда зонда при помощи тестера

Для того, чтобы проверить сам нагреватель лямбда зонда путем замера сопротивления нам понадобиться Омметр, то есть тестер или мультиметр в режиме измерения сопротивления. Отсоедините разъем датчика кислорода и измеряете сопротивление между проводами нагревателя. Сопротивление может быть разное, но обычно оно находится в пределах 2-10 Ом. Если сопротивление не показывается вообще, то скорее всего в нагревателе датчика кислорода (лямбда зонда) произошёл обрыв и он требует замены.

Как проверить лямбда зонд в домашних условиях

Нулевой показатель тока

Существует еще одна ситуация, когда во время работы ДВС кислородный зонд отправляет на ЭБУ сигнал нулевой силы тока. Это обозначает, что контроллер не смог вывести параметр лямбда на «1» или стехиометрию, существуют несколько распространенных причин:

  • критичный дефект;
  • неисправность зонда.

На практике водитель в одном случае из десяти увидит код ошибки, говорящей, что датчики не работает. ЭБУ не проверяет качество работы лямбда зонда, поскольку для мониторинга необходимо принудительно обогатить топливную смесь, затем критически увеличить поступление воздуха в цилиндры. Это способствует токсичному выхлопу. Поскольку вся система направлена на поддержку экологического стандарта отработанного газа, проверить рабочее состояние датчика можно только принудительно, вручную.

кислородный зонд

Критичный дефект возникает на исправном датчике, если его система корректировки на пределе параметров настройки. В этом случае на доске приборов появляется код ошибки «Превышение предела корректировки топливной смеси».

И в первом и во втором случае проводится демонтаж датчика, его проверка на работоспособность, вторым шагом идет проверка топливного состава. Если смесь подается в цилиндры блока неправильного состава, проводится корректировка качества смеси через настройку форсунок, зажигания, других элементов системы топливоподачи.

Проверка опорного напряжения датчика кислорода (лямбда зонд)

Принято считать, что оптимальное опорное напряжение датчика кислорода равняется 0,45В.

И так первую проверку лямбда зонда, которую мы можем провести самостоятельно, это проверка опорного напряжения. Для этого нам понадобится тестер в режиме Вольтметра. Включаем зажигание и замеряем напряжение между сигнальным проводом и массой. В большинстве моделей автомобилей это напряжение должно равняться 0,45В. Допускаются небольшие отступления от нормы как в ту так и в другую сторону, но здесь уже все зависит от качества и состояния проводки в автомобиле.

Как проверить лямбда зонд в домашних условиях

Признаки поломки

По своему техническому регламенту широкополостные кислородные зонды корректируют лямбду в настройке 0.7–1.6 λ. Признаки выхода из строя кислородника во многом схожи с поломками катализатора, поэтому перед диагностикой лямбда зонда проверяется сигнал от каталитического нейтрализатора. Характерные симптомы неисправности:

  • высокая токсичность выхлопа (проверяется СО2 измерителем);
  • нарушение динамики разгона;
  • на оборотах выше средних может появляться секундный «Чек» на приборной панели;
  • увеличенный расход топлива;
  • нестабильный, плавающий холостой ход (симптом также может указывать на поломку ДХО);
  • систематический перегрев каталитического нейтрализатора, под днищем слышаться потрескивающие звуки после того как мотор заглушен;
  • коды ошибок лямбда зондов на приборной панели.

Перечисленные признаки могут свидетельствовать о нарушении в работе других узлов и агрегатов: разрушенном катализаторе, растянутом ремне ГРМ и прочем.

неисправный широкополосный лямбда зонд

Инструкция по установке универсального датчика кислорода

Инструкция по установке универсального датчика кислорода

Установка должна производиться только квалифицированным специалистом в специализированной ремонтной мастерской! Инструкция приведена только в ознакомительных целях.

Пожалуйста, внимательно прочитайте эту инструкцию перед снятием кислородного датчика с вашего автомобиля

ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТАНОВКЕ: (смотрите иллюстрации)

Установка должна производиться только квалифицированным специалистом в специализированной ремонтной мастерской! Инструкция приведена только в ознакомительных целях.

ШАГ 1. Запомните, как проложена проводка установленного датчика. Таким же образом нужно будет проложить позже проводку универсального датчика. Отсоедините штекер старого датчика от электроники автомобиля (не размыкайте и не перерезайте проводку самого датчика). Демонтируйте старый датчик соответствующим инструментом.
ШАГ 2. Сравните старый датчик с универсальным датчиком. Проводка универсального датчика должна быть как мин. 40мм короче проводки старого датчика. При необходимости

соответственно укоротите проводку универсального датчика.

Чем чревата несвоевременная замена датчика кислорода

Кислородный датчик осуществляет оценку уровня свободного кислорода, остающегося в выхлопных газах. На основе этого ЭБУ автомобиля принимает решение о регулировании подачи топлива для создания оптимальной смеси для работы ДВС. При выходе «лямбды» из строя электронный блок управления начинает работать по усредненным параметрам, записанным в память. А это значит, что смесь, поступающая в цилиндры, не является оптимальной.

Купить универсальные лямбдя зонды в разделе нашего магазина Лямбда зонды

Причины неисправности

Средний срок службы широкополостных датчиков 100–130 тыс. пробега. Значительно сократить работоспособность прибора могут следующие показатели:

  • некачественный бензин;
  • соляра с большим содержанием серы, присадок;
  • использование низкотемпературных герметиков при монтаже (покрытие разрушается, попадает в выпускной коллектор и блок датчика);
  • износ масляных колпачков, колец, масло проникает в систему выпускного коллектора;
  • некорректно выставленное зажигание, систематическое поступление в цилиндры обогащенной ТВС;
  • трещина в корпусе;
  • нарушение проводки, нестабильный контакт, обрыв цепи.

Каждая из причин влияет на срок службы кислородного датчика. При замене детали используют только оригинальные изделия, сверяясь по каталожным номерам. Производители настаивают — кислородные широкополостные датчики можно менять только на аналогичные с совпадающими каталожными номерами.

Как провести диагностику широкополостного лямбда зонда

Диагностика широкополосного датчика начинается с визуального осмотра наконечника элемента, проверки токопроводящих выводов. Это самый простой способ провести диагностику, осматривать датчики нужно каждые 10 000 пробега, вынимая детали с посадочного места на выходном коллекторе. Что проверяют.

  1. Надежность контакта клеммы с зондом.
  2. Наличие механических повреждений.
  3. Выкручивают элемент проверяют кожух.

На рабочем зонде могут быть незначительные отложения, которые легко счищаются (даже ногтем). На наконечнике не должно быть окисла. Зонд необходимо поменять, если после демонтажа на наконечнике замечают изменение покрытия.

Зонд

Сажевые отложения возникают при систематически переобогащенной топливной смеси, если вышел из строя нагреватель зонда. Сажа засоряет внутренние блоки, снижает скорость реакции и точность передачи данных.

Серые, белые отложения свидетельствуют, что в моторном масле или топливе большое количество присадок. Отложения забивают проходы в камеру, снижают точность сигнала в 5 раз.

Свинец накапливается на наконечнике зонда и снижает чувствительность платиновых панелей. Возникает при использовании некачественного топлива (чаще на дизельных моторах).

Диагностика зонда мультиметром

Если визуально датчик не имеет следов неисправности, нет отложений, проверяется работоспособность цепи. В широкополостных датчиках Bosch, которые чаще других устанавливаются на авто присутствует шесть проводов подключения:

  • Красный — сигнальный плюс;
  • Желтый — опорный плюс;
  • Черный — опорный минус;
  • Белый — нагреватель минус;
  • Серый — нагреватель плюс;
  • Зеленый — сигнальный минус.

Для проверки работоспособности определенный провод будет подключаться на щуп мультиметра. Проверка целостности электроцепи узла делится на четыре этапа.

  1. Диагностика напряжения в нагревательном элементе.
  2. Напряжения в опорном блоке зонда (опорное напряжение).
  3. Сопротивление нагревательного элемента (проверка состояния).
  4. Сигнал.

Диагностика зонда мультиметром

Для проверки напряжения в нагревательном элементе, включают зажигание, зонд остается в разъеме. Щупы мультиметра присоединяются к проводам подогрева (белый, серый). Если цепь рабочая, цифры напряжения на экране тестера совпадут с напряжением бортовой сети — 12 В.

Напряжение в проводке опорного блока проверяется аналогично. Щупы устанавливаются на сигнальный провод и массу (желтый, черный), рабочая проводка выдаст на экран тестера показание 0.45 В.

мультиметр

Широкополостные конструкции зондов могут работать только после нагрева. Работоспособность нагревательной части датчика проверяют по сопротивлению элемента. Датчик снимают с разъема, проверяют сопротивление между контактами нагревателя. Для каждого зонда характерны индивидуальные параметры сопротивления, но в любом случае они находятся в границах 2–10 Ом.

Как устроен лямбда-зонд (принцип работы)

Устройство лямбда-зонда

В конструкцию лямбда-зонда входят следующие комплектующие:

  • корпус из металла (с нарезанной резьбой для фиксации);
  • керамический изолятор;
  • уплотнение (кольцо);
  • проводка и специальные манжеты для ее уплотнения;
  • защитный корпус, с просверленным в нем отверстием (обеспечивает вентиляцию);
  • токопроводящий контакт;
  • наконечник из керамики;
  • спираль (помещенная в специальный резервуар);
  • защитный щиток (имеет отверстие, предназначенное для выпуска газов).

Особенностью таких зондов является то, что для их производства применяются исключительно термостойкие материалы, потому как сам лямбда-зонд функционирует в условиях высокой температуры.

Существует 4 типа зондов (зависит от количества проводов, которые к нему подходят):

  1. Однопроводной;
  2. Двухпроводной;
  3. Трехпроводной
  4. Четырехпроводной.

Основные причины поломок лямбда-зонда Причинами неисправностей могут быть как сторонние факторы, так и ненадлежащий уход за некоторыми элементами автомобиля, такие как:

  1. Попадание внутрь корпуса тосола или тормозной жидкости;
  2. Чистка корпуса с применением средств, которые изначально для этого не предназначены;
  3. Слишком высокое содержание свинца в топливе;
  4. Перегрев корпуса – данная неприятность возникает в случае заправки некачественным топливом. Это случается при неисправном датчике охлаждающей жидкости, регуляторе давления, а также изношенном топливном фильтре. Все это приводит к тому, что в камеру сгорания попадает загрязненный бензин.

Последствия выхода из строя лямбда-зонда При поломке лямбда-зонда автовладелец сразу ощущает изменения в поведении машины:

  • рывки в движении;
  • повышенный топливный «аппетит»;
  • некорректная работа катализатора;
  • нестабильные обороты мотора;
  • повышенная концентрация токсинов в выхлопных газах.

Все это заставляет внимательно контролировать работу датчика кислорода. Проводить его проверку стоит не реже чем раз в 10 000 км.

Замена датчика

Проверка проводки зонда достаточно кропотливая работа, в большинстве случаев на СТО предлагают только поменять узел, если нарушена проводка, но учитывая, стоимость оригинального широкополостного датчика начинается с 10 000 руб. многие водители успешно находят неисправность в цепи и устраняют пробой.

широкополостный датчик

Переустановка зонда занимает 10–15 минут при выключенном и желательно остывшем моторе. Отключается АКБ, специальным ключом снимается затяжка датчика, деталь вынимается с выходного коллектора и отсоединяется от ЭБУ. Установка нового происходит аналогично, зонд вкручивается в посадочное место рукой, затягивается. При замене проверяется состояние седла, степень износа уплотнительных колец. При необходимости проводится замена.

Широкополосные кислородные лямбда зонды достаточно сложный прибор, которые синхронизирован с прошивкой электронного блока конкретного автомобиля. Если газоанализатор можно было легко переделать из старого датчика своими руками, то в случае с кислородниками проводить такие работы опасно. Исключение — большой опыт в программировании и достаточные знания по настройке данного типа оборудования.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий