Что такое лямбда зонд

Замена или ремонт

Неисправный прибор приводит к быстрому износу других ключевых деталей двигателя, влияет на качество управления автомобилем в целом. При обнаружении неработающего устройства его необходимо заменить на новое. Если же причиной неполадок становятся загрязнения, то есть вероятность вернуть его к жизни. Прежде чем выполнить чистку необходимо знать можно ли почистить лямбда зонд своими руками или лучше довериться профессионалам. В связи со специфической системой работы на приборе часто накапливается копоть, а продукты горения заполняют внутреннюю часть. Это позволяет работать, но с перебоями. Такую работу вполне можно выполнить в домашних условиях.

Прежде чем приступать к очистке необходимо снять датчик. На разных моделях авто эти действия будут выполняться по-разному, но в целом механизм действий один. Для начала стоит обеспечить место для работ, которое будет наиболее удобно для отключения и снятия датчика. Это может быть эстакада или яма. Затем нужно отсоединить клемы проводов, которые идут к самому лямбда зонду. Далее с помощью ключа нужного размера демонтируется сам прибор. Выполнять работы стоит только после полного охлаждения двигателя.

Вариантов очистки несколько:

• Замачивание в кислоте. Чаще всего используется ортофосфорная. Самый простой и быстрый метод, не требующий больших затрат времени и денег. Наибольшую сложность составляет необходимость доступа к основанию, которое находится за металлическим колпачком. Можно сделать надрез колпачка возле резьбы с помощью токарного станка. Второй вариант — проделать напильником окошки, через которые поступит жидкость. Для полного очищения сердечник лямбда зонда помещают в емкость на 20–25 минут. Его нельзя помещать в химическое вещество полностью. После этого его необходимо тщательно промыть, желательно теплой водой и затем высушить. Если имеются сильные загрязнения можно использовать зубную щетку, смоченную в растворе кислоты. При наличии засоров рекомендуется увеличить время выдержки до 2–3 часов. Выбирая этот метод, не стоит пренебрегать мерами безопасности, поскольку ортофосфорная кислота крайне опасна.
• С помощью нагревания и кислоты. Понадобится все та же ортофосфорная кислота и газовая горелка. Сердечник необходимо окунуть в кислоту, затем поднести к пламени горелки и нагревать до появления на поверхности зелено-голубой соли и полного выкипания кислоты с поверхности. Затем промыть водой и по необходимости повторить действия. Данный способ более быстрый, занимает не больше 10–15 минут. Однако меры безопасности нужно соблюдать и в этом случае. При нагревании кислота разбрызгивается.

Если колпачок был снят с помощью спила на токарном станке, то на место его можно вернуть с помощью аргоновой сварки. Вместо ортофосфорной кислоты можно использовать любую жидкость для удаления ржавчин, типа WD

Прежде чем производить установку очищенного прибора стоит уделить внимание уплотнительному кольцу. Также необходимо смазать готовый датчик графитовой смазкой

Так он будет защищен от пригорания. Когда знаешь, как почистить лямбда зонд, какие есть действенные способы, работа не покажется сложной, ее вполне под силу выполнить самому.

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.

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.

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.

Где расположен λ-зонд?

Поскольку датчик измеряет количество кислорода в отработанных газах, его устанавливают на одну из секций выхлопного тракта. В зависимости от марки и модели авто измеритель вкручивается в выпускной коллектор непосредственно возле двигателя либо в первую секцию дымоотводящей трубы.

В связи с переходом на новые экологические нормы (начиная от Euro 3), схема контроля над выбросами автомобиля усложнилась. Дело в том, что следом за датчиком О₂ в выпускном тракте установлен каталитический нейтрализатор – металлический бочонок с керамическими сотами, чья задача – дожигать вредные продукты работы мотора – угарный газ и окись азота. Данный элемент тоже со временем выходит из строя, что никак не сказывается на работе двигателя, а вот количество вредных выбросов резко увеличивается.

Чтобы контролировать техническое состояние нейтрализатора, производители начали ставить второй лямбда-зонд. Он вмонтирован в трубу после бочонка и проверяет количество кислорода в газах перед выходом в атмосферу.

Если контроллер «увидит», что разницы в показаниях двух измерителей нет, он включит на панели приборов табло Check Engine, а при компьютерной диагностике укажет на ошибку катализатора.

Молекулы воздуха, попавшие в нейтрализатор, должны соединиться с вредными газами, например, СО превращается в СО₂. При нормальной работе системы второй зонд на выходе должен фиксировать уменьшение кислорода.

В машинах с мощными моторами на 6–12 цилиндров число датчиков О₂ может достигать 4 шт. и более. Это объясняется просто: в подобных авто реализована система распределенного выхлопа с двумя трактами. Соответственно, на каждом из них стоит каталитический нейтрализатор и 2 λ-зонда.

Принцип работы лямбда-зонда и частые причины его выхода из строя

Самая распространенная причина выхода из строя лямбда-зондов – износ. Типовая конструкция зонда изображена на рисунке:

Самыми «слабыми» местами конструкции являются керамический наконечник и электрический нагреватель. Перегорание электрического нагревателя не полностью выводит датчик из строя.

Лямбда-зонд установлен в выпускном коллекторе перед катализатором, и по мере нагревания коллектора выпускными газами двигателя разогревается до высокой температуры и сам кислородный датчик.

Электрический нагреватель в основном служит для корректности показаний кислородного датчика в первые несколько минут после запуска холодного двигателя.

Керамический наконечник выполнен из специальной пористой керамики, на который нанесен тонкий диоксида циркония, электроды выполнены из платины технологией вакуумного напыления (именно поэтому лямбда-зонды дорогие).

В процессе работы через микропоры датчика проходят выхлопные газы очень высокой температуры. Тонкий слой диоксида со временем выгорает, оксидирует, его электрические свойства изменяются.

В результате этого показания лямбда-зонда становятся недостоверными, по существу, он приходит в негодность. В этом случае всевозможные промывки, чистки, другие методы восстановления работоспособности бессмысленны.

Структурно принцип работы лямбда-зонда можно изобразить:

На схеме: 1 – диоксид циркония, 2,3 – электроды (иногда платиновые), 4 – минусовое заземление, 5 – выходной сигнальный контакт. Зонд на основе оксида циркония приобретает свойства твердого электролита при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия (именно поэтому датчик предварительно нагревают). Затем лямбда-зонд начинает регистрировать напряжение в соответствии с концентрацией кислорода.

Как видно из графика, зависимость имеет ярко выраженную скачкообразную характеристику, что очень выгодно при обработке сигналов цифровыми методами.

Ускорить преждевременный отказ работоспособности лямбда-зонда могут следующие факторы:

• попадание внутрь выхлопной системы посторонних примесей (тосол в случае нарушений прокладки ГБЦ, остатки эфира при использовании спреев «быстрый запуск» при запуске автомобиля, масла при пониженной компрессии двигателя и др.);
• высокая концентрация свинца в топливе;
• чистка выхлопной системы средствами, не предназначенными для этих целей;
• попадание в выпускной коллектор пыли, примесей, не удаленных фильтром очистки топлива.

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».

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».

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.

Датчик кислорода (лямбда-зонд)

Отдельно хочется остановиться вот на таком нюансе.

Принцип действия датчика кислорода или лямбда-зонда основан на сравнении концентрации кислорода в воздухе с концентрацией кислорода в выхлопных газах! А не просто измерением кислорода в выхлопе!

Поэтому для полноценной работы большинству лямбда-зондов необходим доступ свежего воздуха. Бытует мнение, что воздух иногда подаётся… по проводам!

Да. По проводам. Об этом предупреждал BOSCH.

А вот, что по этому поводу гласит TIS Шевроле:

При повреждении проводки HO2S1, разъема или клеммы, необходимо заменить весь блок HO2S1. Проводку, разъем и клеммы не ремонтировать. Для правильной работы датчика необходимо обеспечить ему опорный сигнал чистого воздуха. Данный опорный сигнал чистого воздуха обеспечивается проводом(ами) HO2S1. Любая попытка ремонта проводов, разъема или клемм может привести к созданию преграды для воздушного опорного сигнала и снизит показатели работы HO2S1

Поэтому хочется обратить внимание любителей перепаивать разъёмы, смазывать контакты и т.п. на вышеизложенную информацию! Хорошо подумайте перед такими манипуляциями

Я видел не один датчик кислорода, испорченный через разъём!!! Чаще всего при диагностике это выглядит следующим образом — график имеет практически ровную линию с опорным напряжением порядка 400 мВ и практически не реагирует на состав выхлопных газов.

Будьте внимательны и всегда отдавайте отчёт своим действиям!

Запомните эти важные моменты:

1. На датчике есть атмосферное отверстие (наружу). Поэтому: а) нельзя мыть под давлением сам датчик и разъем; б) нельзя покрывать смазкой и т.п. контакты разъема; 2. Желательно смазывать высокотемпературной смазкой резьбу датчика, но нельзя смазывать защитный корпус датчика. 3. Усилие затяжки 40 Н-м. 4. При ударе по корпусу, внутри может отвалиться измеряющий элемент. 5. Частота сигналов рабочей лямбды не менее 1 переключения за 2 секунды. 6. Сопротивление нагревательного элемента от 3 Ом до 35 Ом. 7. Напряжение нагрева подаваемое на лямбду = 10-14.5 В. 8. Напряжение сигнала с лямбды на прогретом двигателе: при бедной смеси — менее 0.4 В; при богатой смеси — более 0.6 В. 9. Период контроля параметров лямбды — каждые 30 тыс.км.

Дальше будет описан процесс замены датчиков кислорода. Если Вы хотите вникнуть в суть работы этого датчика, а также научиться его диагностировать и посмотреть реальные примеры неисправности датчиков кислорода, тогда ознакомьтесь со статьёй Лямбда зонд

На Шевроле Лачетти установлены два датчика концентрации кислорода: один на выпускном коллекторе (управляющий),…

…второй — на приемной трубе (диагностический).

Примечание! На ранние версии устанавливался только один датчик кислорода. Перед катализатором. Он имеет два провода. На более поздние авто устанавливалось два датчика. Они имеют по четыре провода (подогрев).

По сигналам датчика ЭБУ производит корректировку состава топливовоздушной смеси для оптимальной работы каталитического нейтрализатора, а по сигналам диагностического — отслеживает эффективность его работы. При неисправности датчиков концентрации кислорода ЭБУ переходит на резервную программу работы, на щитке приборов загорается контрольная лампа неисправности системы управления двигателем.

Примечание! Не все неисправности датчика кислорода приводят к появлению ошибки! Один из примеров рассмотрен в видео ниже, гдя показал неисправность датчика кислорода и его замену.

Назначение и принцип работы

Лямбда зонд – это устройство, предназначенное для контроля состава выхлопных газов. С помощью него определяется объем кислорода, оставшийся после сгорания топлива, а полученные данные по сигнальным проводам передаются на ЭБУ автомобиля. Для чего это нужно?

Дело в том, что работа систем выпуска отработанных газов и топливной тесно взаимосвязаны.

Связующим звеном в этой цепи является электронный блок управления, который не только получает данные от датчика кислорода в виде электрических импульсов, но и передает на его сигнальный вывод опорное напряжение 0.45 вольт (это важно). ЭБУ, получая данные от датчика кислорода, корректирует, в зависимости от режимов работы двигателя (на холодную, в прогретом состоянии, под нагрузкой и без нее, и т.д.), качество топливовоздушной смеси поступающей в цилиндры двигателя, которая может быть обогащённой, бедной, обедненной и т.д

Корректировка происходит за счет изменения времени открытия топливных форсунок

ЭБУ, получая данные от датчика кислорода, корректирует, в зависимости от режимов работы двигателя (на холодную, в прогретом состоянии, под нагрузкой и без нее, и т.д.), качество топливовоздушной смеси поступающей в цилиндры двигателя, которая может быть обогащённой, бедной, обедненной и т.д. Корректировка происходит за счет изменения времени открытия топливных форсунок.

Правильное соотношение топлива и воздуха для определенных условий работы двигателя, при которых горючая смесь сгорает полностью, называется стехиометрической топливовоздушной смесью.

Также существует такое понятие как коэффициент избытка воздуха или уровень лямбда.

В идеальных условиях, когда все пропорции топлива и воздуха соблюдены правильно (14,7 частей воздуха и 1 часть топлива) этот коэффициент равен 1.

Если смесь обедненная (15:1 и выше), то уровень лямбда будет больше 1, если обогащенная (ниже 14:1), меньше.

Представим, что лямбда зонд неисправен и передает ошибочные данные на ЭБУ. В результате для разных режимов работы двигателя будет формироваться неправильная топливовоздушная смесь, а это минимум большой расход топлива и потеря мощности.

Дальше идет экологическая составляющая, без которой на современных автомобилях никуда, речь идет про каталитический нейтрализатор.

При сгорании топлива образуется ряд токсических компонентов, увеличенное количество которых в выхлопных газах негативно влияет на эффективность работы катализатора.

К основным токсическим веществам можно отнести:

1. Несгоревшие углеводороды — CH;
2. Угарный газ и окись кислорода — CO;
3. Окись азота – Noх.

Ошибки в работе лямбда зонда, и как следствие, неправильное сгорание топлива, приводит к увеличению содержания вредных веществ в выхлопных газах, а с таким количеством катализатор уже не в состоянии справиться.

Существует такое понятие, как «медленный датчик», это когда время его срабатывания превышает 120 мСек и по этой причине ЭБУ не успевает подготовить правильную топливную смесь, отсюда и повышенная токсичность отработанных газов. Но об этом ниже.

Получается, что лямбда зонд является важным устройством, от работы которого зависит насколько правильно будет формироваться стехиометрический состав топливовоздушной смеси при тех или иных режимах работы силового агрегата.

Когда он исправен погрешность в формировании стехиометрического состава равна ±1% и это очень важно, а когда нет, эта цифра увеличивается