0261230044 как проверить

Как проверить лямбда-зонд на работоспособность: диагностика мультиметром и тестером пошагово с фото и видео

«Начинка» современных автомобилей содержит множество датчиков, которые призваны контролировать исправность различных систем и агрегатов. Одним из главных помощников водителя является лямбда-зонд. Но иногда он тоже способен выходить из строя. Не все автолюбители знают, как проверить лямбда-зонд своими руками и серьёзно сэкономить на походах в автосервис.

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.

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 o C. Только при такой температуре твёрдый электролит способен проводить электричество.

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.

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.

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.

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.

Проверка лямбда-зонда мультиметром (тестером)

Потребуется вольтметр, омметр или мультиметр, в котором объединяются оба эти устройства. Если используется последний, его нужно перевести в режим замера сопротивления. Чтобы испытать нагреватель датчика, необходимо:

1. Вывести из колодки датчика контакты 3 и 4 разъёма (стандартно это белый и коричневый провода).
2. Подсоединить контакты к выходам тестера и измерить сопротивление.

Показатели могут быть разными, обычно они варьируются в пределах 2–10 Ом. Цифра более 5 Ом говорит об отличной работоспособности датчика. Если сопротивление вообще не выводится на дисплей, это говорит о том, что в нагревателе лямбда-зонда порвался провод и требуется немедленная замена.

Прогрев зонда

Кроме того, мультиметром можно проверить восприимчивость наконечника кислородного датчика. Для этого нужно завести машину и прогреть мотор до 70–80 o C. Последующий алгоритм будет таким:

1. Довести мотор до 3000 оборотов в минуту и зафиксировать этот показатель на 2–3 минуты, пока датчик не прогреется.
2. Минусовой щуп мультиметра подсоединить к массе машины, другой состыковать с выходом датчика.
3. Изучить данные на тестере: они должны варьироваться от 0,2 до 1 В и меняться 10 раз в секунду.
4. Надавить педаль газа в пол и резко отпустить её. Исправный датчик выдаст значение в 1 В, после чего резко упадёт до ноля. Если цифры на дисплее не меняются при действиях с педалью и показывают 0,4–0,5 В, датчик требует замены.

Если напряжения нет вовсе, стоит проверить проводку. Для этого нужно «прощупать» мультиметром все провода, соединяющие реле с выключателем зажигания.

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 o C. 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 o C 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.

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:

• P0130: датчик отправляет неверные данные;
• P0131: сигнал слишком слабый;
• P0132: сигнал слишком сильный;
• P0133: КД медленно реагирует;
• P0134: датчик вообще не даёт сигнала;
• P0135: нагреватель первого датчика не функционирует;
• P0136: произошло замыкание второго датчика;
• P0137: КД2 медленно реагирует;
• P0138: КД2 слишком быстро реагирует;
• P0140: разрыв в цепи КД2;
• P0141: нагреватель второго датчика неисправен;
• P1102: слабое сопротивление нагревателя КД;
• P1115: цепь повреждена, считать данные невозможно.

Видео: как проверить работоспособность лямбда-зонда

Проверять исправность лямбда-зонда нужно регулярно, особенно если пробег машины перевалил за 50 000 км. Очень часто признаки выхода датчика из строя схожи с более серьёзными поломками. Вместо того, чтобы выискивать проблему в двигателе или электронике, порой достаточно поверхностно осмотреть лямбда-датчик.

Датчик абсолютного давления (ДАД): как работает, неисправности, симптомы, как проверить

Датчик абсолютного давления (ДАД или manifold absolute pressure — MAP) используется блоком управления двигателя (ЭБУ) для расчёта нагрузки двигателя.

Датчик генерирует сигнал, который пропорционален вакууму во впускном коллекторе. ЭБУ использует этот входной сигнал, вместе с несколькими другими, для расчета правильного количества топлива для впрыска в цилиндры.

Общая информация

Когда двигатель работает под нагрузкой, вакуум на впуске падает, т. к. дроссель открывается широко. Двигатель всасывает больше воздуха, что требует бОльшего количества топлива для поддержания соотношения топливо-воздушной смеси.

Фактически, когда ЭБУ считывает сигнал большой нагрузки от ДАД, это обычно приводит к тому, что топливная смесь становится немного богаче, чем обычно, поэтому двигатель может производить больше энергии.

В то же время блок управления слегка изменяет угол опережения зажигания (УОЗ), чтобы предотвратить детонацию, которая может повредить двигатель и снизить производительность.

Когда условия меняются и автомобиль движется под небольшой нагрузкой, накатом или замедляясь, от двигателя требуется меньше мощности. Дроссельная заслонка открыта немного или может быть закрыта, что приводит к увеличению вакуума на впуске.

Датчик MAP обнаруживает это. ЭБУ обедняет топливную смесь и изменяет момент зажигания, чтобы уменьшить расход топлива.

Где находится датчик абсолютного давления

ДАД может располагаться в нескольких местах в зависимости от марки и модели автомобиля. MAP сенсор может быть установлен на моторном щите, внутреннем крыле или впускном коллекторе.

Соединение датчика производится непосредственно через отверстие в коллекторе или с помощью штуцера и шланга.

На двигателях с турбонаддувом датчик абсолютного давления чаще всего устанавливается непосредственно на впускной коллектор.

Как работает ДАД

Датчики MAP называются датчиками абсолютного давления в коллекторе, а не датчиками вакуума на впуске, поскольку они измеряют давление (или его отсутствие) внутри впускного коллектора. Когда двигатель не работает, давление внутри впускного коллектора такое же, как и внешнее атмосферное давление.

Когда двигатель запускается, внутри коллектора создается вакуум за счет движения поршней и ограничением, создаваемым дроссельной заслонкой. При полностью открытом дросселе при работающем двигателе вакуум на впуске падает почти до нуля, а давление внутри впускного коллектора снова почти равно внешнему атмосферному давлению.

Атмосферное давление обычно варьируется от 700 до 800 мм ртутного столба (93 – 105 кПа) в зависимости от вашего местоположения и климатических условий. Переводя в фунты на квадратный дюйм значение атмосферного давления будет равно 14,7 psi (pound-force per square inch).

Атмосферное давление, скриншот с яндекса

Вакуум внутри впускного коллектора двигателя, для сравнения, может варьироваться от нуля до 70 кПа или более в зависимости от условий эксплуатации.

Вакуум на холостом ходу всегда высокий и обычно составляет 50 – 65 кПа (от 400 до 500 мм рт. ст.) в большинстве транспортных средств. Самый высокий уровень вакуума возникает при торможении с закрытым дросселем. Поршни пытаются всасывать воздух, но закрытый дроссель перекрывает подачу воздуха, создавая высокий вакуум во впускном коллекторе (обычно на 13-17 кПа выше, чем на холостом ходу).

Когда дроссель внезапно открывается, как при ускорении, двигатель всасывает большое количество воздуха, и вакуум падает до нуля. Затем вакуум медленно поднимается, когда дроссель закрывается.

Когда ключ зажигания включается первый раз, прежде чем запустить двигатель, блок управления проверяет показания ДАД, чтобы определить атмосферное (барометрическое) давление.

Таким образом, датчик MAP может выполнять функцию датчика атмосферного давления (BARO). Затем ЭБУ использует эту информацию для регулировки воздушно-топливной смеси, чтобы компенсировать изменения давления воздуха из-за высоты и / или погоды.

Некоторые автомобили используют отдельный барометрический датчик для этой цели, а другие используют комбинированный, который измеряет оба давления и называется BMAP.

На двигателях с турбонаддувом ситуация немного сложнее, потому что при наддуве на самом деле может быть положительное давление во впускном коллекторе. Но датчику MAP это неважно, потому что он просто контролирует абсолютное давление внутри впускного коллектора.

На двигателях с электронной системой впрыска «скорость-плотность» воздушного потока оценивается, а не измеряется непосредственно датчиком воздушного потока. Контроллер анализирует сигнал ДАД, а также обороты двигателя, положение дроссельной заслонки, температуру охлаждающей жидкости и температуру окружающего воздуха, чтобы оценить, сколько воздуха поступает в двигатель.

Блок управления также может принимать во внимание сигнал обогащения / обеднения от датчика кислорода и положение клапана EGR, прежде чем вносить необходимые поправки в воздушно-топливную смесь. Этот подход к управлению топливом не так точен, как в системах, использующих датчик массового расхода воздуха (ДМРВ), но в тоже время он не так сложен и не слишком дорог.

Смотрите видео о том, как работает датчик абсолютного давления в коллекторе:

Другое преимущество систем с ДАД состоит в том, что они менее чувствительны к утечкам вакуума. Любой воздух, который попадает в двигатель после ДМРВ, является «неизмеренным» и нарушает баланс, необходимый для поддержания соотношения воздушно-топливной смеси.

В системе с MAP датчиком, он обнаружит небольшое падение вакуума, вызванное утечкой воздуха, и контроллер компенсирует это, добавляя больше топлива.

На многих двигателях GM, которые имеют датчик массового расхода воздуха (MAF), датчик MAP также используется в качестве резервного в случае потери сигнала воздушного потока и для контроля работы клапана EGR. Отсутствие изменений в сигнале датчика MAP, когда включен клапан рециркуляции EGR, указывает на неисправность системы.

Как устроен ДАД

По выходному сигналу датчики абсолютного давления бывают:

• С аналоговым выходом — широко используются. Их напряжение пропорционально нагрузке двигателя.
• С цифровым выходом — используются в таких системах, как Ford EEC IV. Цифровой MAP сенсор посылает сигналы прямоугольной формы с определенной частотой. Когда нагрузка увеличивается, частота также увеличивается, и время между импульсами (миллисекунды) уменьшается. Блок управления очень быстро реагирует на цифровой сигнал, потому что нет необходимости преобразовывать его из аналогового.

Датчик MAP состоит из двух камер, разделенных гибкой диафрагмой. Одна камера является «эталонным воздухом» (она может быть герметична или соединена с атмосферой), а другая — соединена с впускным коллектором прямым соединением или с помощью резинового шланга.

Чувствительная к давлению электронная схема внутри датчика MAP контролирует движение диафрагмы и генерирует сигнал напряжения, который изменяется пропорционально давлению. Это производит аналоговый сигнал напряжения, который обычно колеблется от 1 до 5 вольт.

Аналоговые датчики MAP имеют трехпроводной разъём: заземление, опорное напряжение 5 В от ЭБУ и сигнальное напряжение. Выходное напряжение обычно увеличивается, когда дроссель открывается и вакуум падает.

ДАД, который выдаёт 1 или 2 вольта на холостом ходу, может показывать от 4,5 вольт до 5 вольт при полностью открытой дроссельной заслонке. Выход обычно изменяется от 0,7 до 1,0 вольт на каждые 15 кПа изменения вакуума.

Признаки неисправности ДАД

Неисправный датчик MAP имеет серьезные последствия для контроля топлива, выбросов выхлопных газов автомобиля и экономии топлива. Симптомы плохого или неисправного ДАД включают в себя:

Увеличение расхода топлива

Датчик MAP, который измеряет высокое давление во впускном коллекторе, указывает ЭБУ на высокую нагрузку двигателя. Это приводит к увеличению впрыска топлива в двигатель.

Это, в свою очередь, увеличивает расход топлива. Это также увеличивает количество выбросов углеводородов и окиси углерода из автомобиля в окружающую атмосферу. Углеводороды и окись углерода являются одними из химических компонентов смога.

Недостаток мощности

Датчик MAP, который измеряет низкое давление во впускном коллекторе, указывает ЭБУ на низкую нагрузку двигателя. Блок управления реагирует уменьшением количества топлива, впрыскиваемого в двигатель.

Хотя вы можете заметить увеличение расхода топлива, вы также заметите, что ваш двигатель не такой мощный, как прежде. При уменьшении подачи топлива в двигатель температура в камере сгорания увеличивается. Это увеличивает количество NOx (оксидов азота) в двигателе. NOx также является химическим компонентом смога.

Увеличение токсичности выхлопных газов

Неисправный датчик MAP приведет к тому, что ваш автомобиль не пройдет проверку выхлопных газов на техосмотре. Выбросы из выхлопной трубы могут показывать высокий уровень углеводородов, высокий уровень NOx, низкий уровень CO2 или высокий уровень окиси углерода.

Проверка датчика абсолютного давления

Во-первых, убедитесь, что разрежение в коллекторе двигателя на холостом ходу соответствует техническим характеристикам. Вакуум может быть необычно низким из-за подсоса воздуха, задержки зажигания, ограничения выхлопа (засоренный катализатор) или утечки EGR (клапан EGR не закрывается на холостом ходу).

Слабое разрежение на впуске или избыточное противодавление в выхлопной системе могут обмануть датчик MAP, указывая на наличие нагрузки на двигатель. Это может привести к обогащению топливной смеси.

С другой стороны, ограничение на впуске воздуха (например, загрязнённый воздушный фильтр) может привести к превышению нормальных показаний вакуума. Это приведет к тому, что MAP сенсор будет передавать сигнал о низком уровне нагрузки и, возможно, к состоянию обедненной смеси.

Исправный ДАД должен показывать атмосферное давление при повороте ключа зажигания до запуска двигателя. Это значение можно посмотреть с помощью диагностического сканера или адаптера ELM327 с программой Torque и сравнить с фактическим показанием атмосферного давления, чтобы увидеть, совпадают ли они. Текущее атмосферное давление можно посмотреть на сервисе Яндекса.

Проверьте вакуумный шланг датчика на наличие изломов или утечек. Затем используйте ручной вакуумный насос, чтобы проверить сам ДАД на герметичность. Датчик должен держать вакуум. Любая утечка говорит о необходимости замены MAP сенсора.

Неполадка датчика давления, потеря сигнала из-за проблем с проводкой или сигнал датчика, выходящий за пределы нормального напряжения или диапазона частот, обычно устанавливают диагностический код неисправности (DTC) и включают индикатор Check Engine.

Проверка сканером OBD2

На автомобилях после 1996 года могут диагностироваться коды ошибок OBD II с P0105 по P0109. Это будет указывать на неисправность в цепи датчика MAP.

• P0105 — Неисправность цепи датчика абсолютного давления. .
• P0107 — Низкое давление в коллекторе. .
• P0109 — Прерывистый сигнал цепи датчика абсолютного давления.

Выходное напряжение MAP датчика можно считывать в реальном времени и сравнивать со спецификациями. По сути, вы должны увидеть быстрое и резкое изменение сигнала датчика давления, когда дроссель на холостом ходу открывается и закрывается. Отсутствие изменений будет указывать на неисправность датчика или проводки.

Если показания датчика низкие или отсутствуют совсем, нужно проверить опорное напряжение, приходящее на датчик. Оно должно быть очень близко к 5 вольтам. Также проверьте заземление. Если опорное напряжение низкое — проверьте жгут проводов и разъём, возможен плохой контакт, повреждение или коррозия.

Диагностические сканеры также отображают «рассчитанное значение нагрузки», которое можно использовать для определения, работает ли датчик MAP или нет.

Значение нагрузки рассчитывается с использованием входных данных от ДАД, датчика положения дроссельной заслонки (ДПДЗ / TPS), ДМРВ и частоты вращения двигателя. Значение должно быть низким на холостом ходу и высоким — когда двигатель находится под нагрузкой. Отсутствие изменения значения или превышение нормальных показаний на холостом ходу может указывать на проблему с датчиком абсолютного давления, ДПДЗ или ДМРВ.

Проверка мультиметром

Датчик давления также может быть испытан на стенде путем подачи вакуума с помощью ручного вакуумного насоса. Выходной сигнал должен падать, начиная с 5 вольт опорного напряжения. Вместо насоса можно использовать пустой медицинский шприц через шланг.

Таблица для проверки датчика давления аналогового типа:

Приложенный вакуум, мБар	Напряжение, вольт	Показания ДАД, Бар
0	4.3 – 4.9	1.0 ± 0.1
200	3.2	0.8
400	3.2	0.6
500	1.2 – 2.0	0.5
600	1.0	0.4

Таблица показаний ДАД атмосферного двигателя:

Состояние	Напряжение, вольт	Показания ДАД, Бар	Вакуум, Бар
Полностью открытый дроссель	4.35	1.0 ± 0.1	0
Зажигание включено	4.35	1.0 ± 0.1	0
Холостой ход	1.5	0.28 – 0.55	0.72 – 0.45
Двигатель остановлен	1.0	0.20 – 0.25	0.80 – 0.75

Таблица показаний ДАД турбированного двигателя:

Состояние	Напряжение, вольт	Показания ДАД, Бар	Вакуум, Бар
Полностью открытый дроссель	2.2	1.0 ± 0.1	0
Зажигание включено	2.2	1.0 ± 0.1	0
Холостой ход	0.2 – 0.6	0.28 – 0.55	0.72 – 0.45

Выходное напряжение аналогового датчика MAP может быть измерено непосредственно с помощью мультиметра или осциллографа. Частотный сигнал цифрового ДАД также может быть считан с помощью цифрового мультиметра, если он имеет функцию измерения частоты, или осциллографа. Измерительные провода приборов должны быть подключены к сигнальному выводу и заземлению.

НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ обычный вольтметр для проверки цифрового датчика Ford BP / MAP, так как это может повредить электронику внутри датчика. Этот тип ДАД может быть диагностирован только с помощью цифрового мультиметра в режиме измерения частоты, осциллографом или диагностическим прибором.

Проверка лямбда зонда, внешний осмотр, осциллограф, вольтметр

Прежде чем проверять лямбда зонд, он же датчик кислорода, на исправность нужно понять для чего он предназначен и как работает, какая существует взаимосвязь датчика с электронным блоком управления и топливной системой автомобиля в целом.

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.

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.

Типы датчиков и температурные режимы их работы

На рынке представлены два типа датчиков кислорода – титановые и циркониевые.

Первые изготовлены на основе диоксида титана, а вторые – диоксида циркония.

Отличают их между собой только конструктивные особенности, принцип работы одинаковый.

Основа устройства – керамический элемент, выполненный из указанных выше диоксида циркония (ZrO2) или диоксида титана (Tio2), покрытый платиновой сеткой.

Одна часть элемента расположена в выхлопной трубе и контактирует с выхлопными газами, а другая снаружи, контактирует с атмосферным воздухом через места соединения проводов.

Температура, при которой лямбда зонд начинает функционировать, варьирует от 300 до 400 °С, опасный предел 900 – 1000 °С, за которым устройство может перегреться и выйти из строя. Оптимальный температурный режим в движении – около 600 °С.

В современных лямбда зондах, но не во всех, конструктивно предусмотрен нагревательный элемент, который при запуске мотора на холодную прогреет устройство до рабочей температуры в 300 – 400 °С.

Отличительная особенность – наличие трех или четырех проводов, два из которых белого цвета (на японских авто могут быть черного) идут на подогреватель.

Такие устройства могут устанавливаться в выхлопной трубе на значительном расстоянии от двигателя, так как им не нужен интенсивный прогрев выхлопными газами.

В двух или одно проводных датчиках кислорода подогреватели отсутствуют, поэтому устанавливаются они как можно ближе к двигателю, как правило в выпускном коллекторе, но так, чтобы лямбда зонд не вышел из строя от перегрева.

У многих типов датчиков, особенно установленных на немецкие автомобили, но, кроме японских, черный провод является сигнальным, а серый (может быть не всегда) является сигнальной массой.

На датчиках кислорода, установленных на японские автомобили, провода имеют индивидуальную цветовую гамму для каждой модели, поэтому этот момент нужно каждый раз уточнять.

Но один плюс все же есть, лямбда зонды, идущие на замену вышедшим из строя аналогам, касается только японских авто, имеют постоянную цветовую гамму проводов: сигнальный — синего, а не черного цвета, сигнальная масса белого, а не серого цвета, а на подогреватель идут два черных провода, а не белые, как обычно.

Почему именно 300 °С? Именно после превышения данного показателя керамический элемент устройства, который смело можно назвать твердым электролитом, начинает пропускать через себя ионы кислорода, которые собираются на электродной сетке из платины.

Представьте себе условно две 5-литровые емкости (канистры), наполненные водой, стоящие на одном уровне и соединенные друг с другом шлангом, посередине которого находится краник.

Если просто открыть краник, куда потечет вода? Правильно, никуда. А если поднять одну из канистр, то куда? Правильно, в ту канистру, которая находится ниже.

Схожий принцип работает и в случае с лямбда зондом. Открытие крана – это превышение температуры на керамическом элементе выше 300 °С.

А перетекание ионов кислорода по нему обеспечивается благодаря формированию на его концах разности потенциалов (поднятие одной или другой канистры), чем больше разность, тем сильнее напряжение (чем выше емкость, тем сильнее течет вода).

На той стороне датчика, которая контактирует с атмосферным воздухом (эталонным), содержание кислорода небольшое и, как правило, меняется только при изменении условий эксплуатации автомобиля (горы, карьеры и так далее), потенциал там маленький, но он присутствует постоянно.

А на той стороне устройства, которое вкручено во выхлопную трубу, объем кислорода может варьировать от малого до значительного.

Но нужно понимать, что в выхлопных газах небольшое количество O₂ считается нормой, так как это обеспечивает полное догорание топлива в выхлопном коллекторе и защищает катализатор в случае сильного переобогащения топливной смеси (несгоревшее топливо выбрасывается в коллектор и догорает там).

Если в выхлопных газах количество O₂ будет равно содержащемуся кислороду в атмосфере, то разность потенциалов будет отсутствовать (если это ассоциировать с канистрами, то они будут находиться на одном уровне), а опорное напряжение, поступающее от блока управления будет ровно 0,45 вольтам — уровень лямбда равен 1.

Допустим, объем кислорода в выхлопных газах значительно ниже атмосферного.

Благодаря разности потенциалов образуется электрический ток, который течет от внутренней стороны гальванического элемента, контактирующей с эталонным воздухом, к внешней (значение «+»). Его величина повышает опорное напряжение с 0,45 вольт от 0,5 до 0,8-0,9.

ЭБУ видит, что смесь обогащена (уровень лямбда меньше 1), и производит корректировку.

Если показатели уровня кислорода в выхлопных газах высокие (больше атмосферных), то изменится разность потенциалов, электрический ток будет течь в другую сторону (значение «-») снизив опорное напряжение до 0,1 – 0,3 вольт. ЭБУ будет видеть, что топливная смесь поступает в цилиндры обедненной — уровень лямбда больше 1.

Типы устройств

Циркониевые датчики кислорода (титановые мы упускаем) бывают двух типов — пороговые и широкополосные.

Последние типы устройств обычными методами проверить непросто, так как они сложные в устройстве, устанавливаются на последние модели автомобилей. Схема подключения показана ниже.

Более подробно что такое лямбда зонд, эволюция его развития, какие типы бывают читайте здесь https://autotopik.ru/obuchenie/918-lyambda-zond.html, в данном материале останавливаться на этом мы не будем.

Различия и взаимозаменяемость титановой и циркониевой лямбды

Это касается различий титановой и циркониевой лямбды. Работа их основана на разных принципах. Циркониевая генерирует ЭДС при обнаружении остаточного кислорода в выхлопных газах.

Титановая лямбда изменяет свое сопротивление при обнаружении остаточного кислорода в выхлопных газах. В соответствии с этим включение их в бортовую сеть различное.

Подключение циркония через разъем, в котором два пина — подогрев, один пин — сигнал (напряжение в вольтах от 0,1 в до 0,9В в зависимости от количества кислорода в выхлопных газах) и один пин — масса лямбды.

Подключение титана через разъем, в котором два пина — подогрев, один пин — сигнал лямбды (напряжение в вольтах от 0,1 в до 0,9В, которое меняется в зависимости от изменения сопротивления лямды от количества кислорода в выхлопных газах) и один пин это опорное напряжение +1В, которое подается на лямбду от ЭБУ. Выходной сигнал лямбды, что циркониевой, что титановой — всегда напряжение, которое сравнивается в ЭБУ с опорным напряжением, на компараторе, равным 0,45В.

ВЫВОД : Замен титановой лямбды на циркониевую возможен без применения всяких дополнительных электронных устройств. В этом случае надо использовать трех проводную циркониевую лямбду.

Возможно использовать четырех проводную лямбду, но при этом надо проверить прозванивается ли массовый провод на массу лямбды, если прозванивается, его можно обрезать, если не звониться, то подключаем его на массу автомобиля.

Признаки неисправности

Признаки неисправности лямбда зонда могут быть следующие:

1. Повышается расход топлива;
2. «Плавают» обороты мотора на холостых;
3. Сбои в работе катализатора, сильное нехарактерное нагревание устройства, потрескивание после остановки, повышенный уровень токсичности в выхлопных газах (резкий неприятный запах);
4. Появление «СНЕСК ЕNGINЕ» на панели приборов.

Если не работает лямбда зонд как ведет себя машина?

1. Неустойчиво работает двигатель;
2. Пропала динамика набора скорости, ощущаются рывки автомобиля.

К сожалению, данные признаки могут указывать и на другие проблемы. Но проверку рекомендуют начинать именно с датчика кислорода хотя бы с его внешнего осмотра.

Причины выхода из строя

Причины поломки лямбда зонда могут быть следующие:

1. Обрыв проводов, идущих к датчику, плохой контакт;
2. Механическое повреждение, приведшее к деформации устройства и, как следствие, разрушение гальванического элемента;
3. Перегрев датчика в результате нарушений в работе систем топливной, зажигания или неправильного тюнинга двигателя;
4. Закоксованность верхнего слоя с платиновым покрытием, в результате чего ионы кислорода не улавливаются датчиком. Происходит по причине износа деталей цилиндропоршневой группы и выброса в коллектор большого количества масла или другие причины (смотрите ниже);
5. Закоксованность сопла форсунки в результате чего игла полностью не садится на свое место и не перекрывает отверстие. По этой причине в цилиндры постоянно приникает топливо вне зависимости от такта, происходит переизбыток бензина, который в результате сгорания выделяет большой объем угарного газа, который, в свою очередь, и оседает в виде сажи на рабочей поверхности датчика кислорода;
6. Использование плохого топлива приводит к образованию на платиновой поверхности свинцовых блестящих вкраплений, которые перекрывают доступ ионам кислорода к гальваническому элементу. Предвестник проблемы – отклонение цвета дыма из выхлопной трубы от нормы;
7. Проникновение отработанных горячих газов вовнутрь лямбда зонда в результате разгерметизации его корпуса;
8. Попадание охлаждающей жидкости в цилиндры двигателя, признак — белый дым из выхлопной трубы, в результате чего на керамическом элементе также возникают отложения, мешающие взаимодействию ионов кислорода с платиновым покрытием;
9. Естественный износ – менять лямбда зонд нужно своевременно. После 50 000 – 70 000 км пробега – неподогреваемые устройства, через, 100 000 км – подогреваемые. Планарные можно менять через 150 000.

Проверка лямбда зонда на исправность

Способов проверки существует несколько, сделать все можно и своими руками, не обращаясь в автосервис.

Лямбда зонд можно проверить:

1. Простым внешним осмотром;
2. С помощью аналогового или цифрового вольтметра;
3. Используя тестер, он же мультиметр, лучше взять аналоговый, он информативнее;
4. Применив осциллограф или мотор-тестер.

ВАЖНО: входное сопротивление указанных выше приборов не должно быть менее 1 мегаом.

Визуальный осмотр

Найти датчик кислорода несложно, он находится на выхлопной трубе ближе к коллектору. Их может быть два, один перед катализатором, второй после и подключается через контроллер.

Сначала осмотрите целостность проводов, подходящих к устройству, насколько плотно сидят контакты.

Выкрутите лямбда зонд из выхлопной трубы и осмотрите его. Наличие отложений в виде сажи, белых, серых, в виде блестящих бляшек должно навести на мысль, что перед проверкой лямбда зонда его нужно почистить.

Если устройство деформировано, то сразу же подлежит замене, читайте по теме – как заменить лямбда зонд.

Дальше проверку можно осуществлять с помощью приборов, но нужно понимать, что, к примеру, у вольтметра функционал ограничен и им невозможно замерить сопротивление и силу тока, поэтому лучше сразу обзавестись мультиметром или другим аналогичным тестером с расширенными возможностями.

Проверяем с помощью вольтметра и мультиметра

Распространенный случай, это когда лямбда зонд с четырьмя проводами. Два сигнальных, а два идут на подогреватель.

Распиновка двух, трех и четырех проводных лямбда зондов показана ниже.

Сначала необходимо проверить опорное напряжение, так как сделать это можно на неработающем двигателе.

Включаем зажигание, берем вольтметр, ставим переключатель на 2 или 20В. Находим два сигнальных провода (как это сделать расписано ниже) и подключаем к ним вольтметр, показания должны быть в пределах 0.45 – 0.50 вольт. Эти замеры можно сделать и с помощью мультиметра.

ВНИМАНИЕ: у трех проводных датчиков кислорода провод сигнальной массы отсутствует, поэтому минусовой провод вольтметра (мультиметра) подсоединяем к корпусу автомобиля.

Далее заводим машину и пока прогревается датчик кислорода (его проверка осуществляется только после прогрева более 300 °С), проверяем подогреватель (напряжение и сопротивление).

ВАЖНО: проверку нужно начинать именно с подогревателя, а потом уже всего устройства. Дело в том, что при отсутствии питания на разъеме подогревателя датчик может либо вообще не работать, либо работать очень плохо, неадекватно и с опозданиями.

Нам нужно проверить подается ли на него напряжение в 12В это можно сделать, найдя нужные провода по цвету (смотрите распиновку выше). На большинстве датчиков они белого цвета.

Берем вольтметр и проверяем напряжение, все просто. Это можно сделать еще проще, включить зажигание не заводя машины, но полученный результат замера нужно сравнить с напряжением на клеммах АКБ.

Но бывают ситуации, когда проводка настолько износилась и поцвела, что определить ее цвет невозможно.

Поэтому берем вольтметр или мультиметр, минусовой провод подсоединяем к корпусу авто, а плюсовым поочередно дотрагиваемся до каждого провода до тех пор, пока на вольтметре не появиться 12 или близкая к ней цифра.

Так можно найти плюсовой провод подогревателя. Для поиска минусового не отсоединяя контакт вольтметра от найденного плюсового провода, поочерёдно втором концом подключаемся к оставшимся трем до тех пор, пока на вольтметре не появиться цифра близкая к 12 как в первом случае.

Запоминаем положение сигнальных проводов и идущих на подогреватель.

Если на плюсовом проводе напряжение обнаружено не было, проверяем его состояние. Как правило, он подключен напрямую к блоку предохранителей.

Если нерабочий минусовой провод, то тут сложнее, он идет до ЭБУ, если обрыва нет, и он прозванивается, то проблема может быть в блоке управления.

Также нужно будет замерить сопротивление нагревателя, для этого понадобится мультиметр. Замеры можно проводить и на снятом O₂ датчике без машины.

Нормативный показатель от 2 до 10 Ом, но для каждой марки автомобиля, он может сильно отличаться, часто встречаются нормы 4.5 – 6 Ом.

1. Берем мультиметр и переключаем его в режим измерения сопротивления;
2. Подключаем прибор к проводам нагревателя;
3. Делаем замеры.

Если сопротивление не соответствует норме или на приборе стоит цифра 1 и ничего не происходит, значит в цепи обрыв, меняйте 0₂ датчик.

Проверяем работу лямбда зонда через сигнальные провода

Проверять будем лямбда зонд с 4 проводами. Для этого лучше использовать мультиметр. Двигатель уже прогрет, если нет, то заведите машину и дайте ей поработать на холостых 5-10 минут.

Нам нужно чтобы прогрелся керамический элемент и включились режимы обратной связи ЭБУ с датчиком кислорода и управления подачей топлива, а происходи это после прогрева двигателя до 60-70 0 С.

Отключать датчик кислорода от колодки нельзя, для подключения к проводам нужно использовать острые иголки на концах проводов мультиметра.

Подключите тестер к сигнальным проводам параллельным способом — плюс к «+», минус к «-», двигатель должен работать.

Обратите внимание на показатель напряжения, если он равен опорному 0.45В и цифра постоянна, то лямбда зонд неисправен.

Если напряжение циклически скачет в пределах от 0,1 до 0,9 вольт с частотой 1,5 – 2 раза в секунду, то лямбда зонд исправный, в ином случае он подлежит замене.

Если показания зависли или внизу (0,1 – 0,3В) или вверху (0,8-0,9В), то может быть еще не включился режим обратной связи, которой активируется после прогрева двигателя до 60 – 70 градусов по Цельсию. Т.е. сам датчик уже прогрелся, а режим еще не активировался.

Подключить мультиметр к датчику кислорода можно и другим способом. Минусовой провод прижмите к корпусу (масса), а плюсовой с помощью иглы через резинку к черному проводу (плюсовой). Снимите показания.

Какие показания еще может выдать мультиметр и что они означают?

Не меняющееся значение 0,8 – 0,9 вольт указывает на то, что топливная смесь постоянно обогащенная (высококалорийная), кислорода мало.

На это будет указывать и ряд других признаков (хлопки в глушитель, изменился цвет дыма из выхлопной трубы и так далее.

Причины проблемы сразу нужно искать в:

• загрязнении воздушного фильтра;
• регулировок зажигания и топливной системы;
• неправильной работе форсунок (льет топливо);
• выходе из строя датчика расхода воздуха;
• неправильной работе экономайзера;
• другие причины.

Если показания мультиметра остаются неизменными в пределах 0,1- 0,2 вольта, то смесь постоянно обедненная (кислорода много, 15-17 кг на 1 кг бензина). Или, наоборот, кислорода норма, а бензина поступает мало, при том же соотношении 17 к 1.

Причин избытка воздуха в цилиндрах много, в первую очередь, нужно смотреть прокладки выпускного коллектора, не порвана ли диафрагма усилителя тормозов, правильно ли работает система вентиляции картера (проверьте хорошо ли закручена пробка маслозаливной горловины, плотно ли вставлен масляной щуп – воздух не должен попадать в картер извне).

Если есть подозрения, что топлива поступает мало, то вспомните, когда последний раз чистились форсунки, менялся топливный фильтр. Обратите внимание на бензонасос, скорее всего, срок его службы подходит к концу, и он работает на пределе.

Возможны и другие неисправности диагностика которых требует профессионального подхода.

Проверить можно и другим способом.

Проводим тесты на богатую и обедненную топливную смесь

Для проведения теста на богатую топливную смесь сделайте следующее:

1. Тест лучше делать на уже прогретом двигателе и с напарником;
2. Отключите от датчика все провода, при этом он должно находиться на штатном месте;
3. Подключите к лямбда зонду мультиметр (в режимах 2 или 20 вольт);
4. Запустите мотор и доведите частоту оборотов коленвала до 2600 в минуту;
5. Резко сбросьте обороты и сразу же отсоедините патрубок от вакуумного регулятора давления, т.е., происходит искусственное обогащение топлива;
6. Зафиксируйте показания мультиметра, они должны быть в пределах 0,7 — 0,9 вольт. Если динамики изменений не происходит или цифры далеки от указанных выше, значит, лямбда зонд неисправен.

Проверка на обедненную смесь:

1. На заведенном автомобиле возьмите конец уже снятой трубки вакуумного регулятора давления и создайте в ней любым удобным методом подсос воздуха (искусственно обедняем смесь);
2. Одновременно замерьте показания мультиметра, они должны быть в пределах 0,1 – 0,2 вольта. При этом показания должны измениться менее чем за 1 секунду.

Как провести тест на динамические режимы работы показано ниже.

Проверяем с помощью осциллографа или мотор-тестера

Основное преимущество проверки О2-датчика осциллографом, это фиксация промежутка времени, за которое изменяется выходной напряжение.

Вольтметром и мультиметром такие показания вы не снимите.

Даже система контроля автомобиля не в состоянии выявить замедленную реакцию лямбда зонда на изменения объема кислорода в выхлопных газах, поэтому при такой неисправности вероятность появления «CHECK ENGINE» на панели приборов минимальна.

Хотя в автомобилях, выпускаемых в последнее время, уже устанавливаются ЭБУ, которые справляются с этой задачей.

Нормативный показатель изменения напряжение 120 мСек и не более. Если время реакции превышает нормативное (датчик медленный), то на графике это выглядит так.

В таком случает нужно проверить лямбда зонд на закоксованность, если это не помогло, значит, произошло старение керамического элемента.

На графике ниже видно, как медленно он реагирует при резком нажатии на педаль газа.

Правильная работа лямбда зонда показана на графике ниже.

Здесь видно, что верхний предел напряжения не превышает 0,8 вольт, а нижний не заходит за отметку 0,1В. Также временные показатели в норме.

Если посмотреть другой график, то здесь проглядывается другая ситуация.

Здесь нижний придел ушел за отметку 0,1В, а это недопустимо, значит, лямбда зонд неисправен. На панели приборов появится «CHECK ENGINE».

Как осуществляется проверка?

Подключите осциллограф к сигнальному проводу, как его найти вы уже знаете.

Заведите автомобиль и прогрейте его до 60 – 70 0 С. За это время прогреется О₂-датчик и включился режим обратной связи.

Уже по мере прогрева на приборе будет видно, как лямбда зонд генерирует небольшой ток в пределах 1 вольта.

По мере прогрева лямбды уровень напряжение будет расти (тоже в пределах до 1В), и по мере выхода на рабочую температуру до 300 – 400 0 С она начинает свои осцилляции.

На прогретом двигателе выйдите на режим 2500 – 3000 оборотов в минуту, если лямбда исправна на приборе появится такая диаграмма.

При резком опускании газа смесь должна какое-то время обогащаться, на диаграмме это выглядит так.

На холостых оборотах смесь сначала переходит в режим бедной.

А затем переходи в режим неуверенных осцилляций.

1. Время прогрева — через сколько лямбда выходит на рабочий режим;
2. На оборотах двигателя 2000 – 3000, проверяется вот такая картина.

Если на графике видно, что лямбда зависла в нижнем или верхнем положении, т.е. дает постоянно низкий или высокий уровень сигнала, то это значит, что датчик кислорода нужно менять. Но при условии, что двигатель прогрет, а внешний осмотр дал положительный результат.

Если вы наблюдаете такую картину, как показано ниже, то, скорее всего, лямбда зонд вышел из строя в результате перегрева.

Делаем выводы

При пробеге автомобиля больше 50 000 км, проверять лямбда зонд нужно регулярно и в обязательном порядке.

Коварность ситуации заключается в том, что признаки выхода из строя устройства, в большинстве случаев, совпадают с признаками других неисправностей в автомобиле и неопытные автовладельцы начинают копать в глубь, а проблема лежит на поверхности.

Также вместо неисправного лямбда зонда старайтесь устанавливать схожий по типу и модели аналог, так как ЭБУ вашего автомобиля уже настроено на работу именно с этой моделью O₂ датчика.

Но существуют компании, которые специализируются на выпуске лямбда зондов для определенных моделей автомобилей и их продукция получила хорошие отзывы от автовладельцев.

Одной из них является компания BOSH, которая поставляет на рынок датчики кислорода для автомобилей ВАЗ, Москвич, Ford и других.

К примеру, оригинальный лямбда зонд на Ford стоит дорого, поэтому вместо него часто устанавливают аналоги, выпускаемые для вазовских моделей, главное, чтобы производитель был BOSH и количество проводов совпадала, а разъемы для наших мастеров не являются проблемой.