Яндекс.Метрика

Как проверить лямбда-зонд своими руками?

Современные транспортные средства оснащены множеством датчиков, контролирующих работоспособность узлов и агрегатов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие автомобилисты знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, сэкономив время и финансы.

Содержание

  • 1 Что такое лямбда-зонд, и где он находится
  • 2 Как работает датчик кислорода
  • 3 Разновидности лямбда-зондов

    • 3.1 Циркониевый
    • 3.2 Титановый
    • 3.3 Широкополосный
  • 4 Симптомы неисправности
  • 5 Способы диагностики кислородного датчика

    • 5.1 Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

      • 5.1.1 Видео: проверка лямбда-зонда тестером
    • 5.2 Проверка осциллографом

      • 5.2.1 Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом
    • 5.3 Другие способы проверки

Что такое лямбда-зонд, и где он находится

В связи с ужесточением экологических норм для уменьшения токсичности выхлопных газов машины начали оборудовать каталитическим нейтрализатором (катализатором). Качество и продолжительность его работы находится в прямой зависимости от состава топливно-воздушной смеси (ТВС). В зависимости от сигналов, передаваемых лямбда-зондом, регулируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.

Лямбда-зонд — система, определяющая, какое количество остаточного кислорода содержится в выхлопных газах. Иначе его можно назвать — кислородный датчик.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором

Качественная очистка от токсичных выхлопов в катализаторе проводится только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности действия нейтрализатора и повышения точности исследования состояния выхлопных газов на многих моделях устанавливают второй лямбда-зонд на выходе катализатора.

Для повышения эффективности на современных автомобилях устанавливается дополнительный лямбда-зонд на выходе катализатора

Как работает датчик кислорода

Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.

Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.

Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле

Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ<1, у обеднённой (избыток воздуха) — λ>1.

График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

  • Циркониевые;
  • Титановые;
  • Широкополосные.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  • В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  • Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  • Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.
  • Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

    Титановый

    Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

    Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

    Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

    Широкополосный

    Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

    • Измерительной;
    • Насосной.

    В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

    Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

    Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

    Симптомы неисправности

    Основными признаками, свидетельствующими о поломке кислородного датчика, считаются:

    • Повышенная токсичность выхлопных газов;
    • Нестабильная, прерывистая разгонная динамика;
    • Кратковременное включение лампы «CHECK ENGINE» при резком увеличении оборотов;
    • Нестабильные, постоянно меняющиеся холостые обороты;
    • Увеличение расхода топлива;
    • Перегрев катализатора, сопровождающийся потрескивающими звуками в его зоне при заглушённом моторе;
    • Постоянно горящий индикатор «CHECK ENGINE»;
    • Беспричинная сигнализация бортового компьютера о переобогащённой ТВС.

    Нужно иметь в виду, что все эти отклонения могут быть симптомами и других поломок.

    Длительность службы лямбда-зонда примерно 60-130 тыс. км. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства может стать:

    • Применение при монтаже датчиков, не рассчитанных на высокие температуры герметиков (силиконовых);
    • Некачественный бензин (повышенное содержание этила, свинца, тяжёлых металлов);
    • Попадание масла в выхлопную систему в результате износа маслосъёмных колец или колпачков;
    • Перегрев датчика в результате некорректно выставленного зажигания, переобогащённой ТВС;
    • Множественные попытки завести мотор, приводящие к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
    • Нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
    • Нарушение целостности конструкции датчика.

    Способы диагностики кислородного датчика

    Специалисты советуют проверять корректность работы лямбда-зонда каждые 10000 км пробега, даже если проблем в работе устройства не наблюдается.

    Диагностику начинают с проверки надёжности соединения клеммы с датчиком и на наличие механических повреждений. Далее выкручивают лямбда-зонд из коллектора и осматривают защитный кожух. Небольшие отложения очищают.

    Если в ходе визуального осмотра на защитной трубке датчика кислорода были выявлены следы сажи, сильные белые, серые или блестящие отложения, то лямбда-зонд следует заменить

    Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

    Проверка датчика на работоспособность проводится по следующим параметрам:

    • Напряжение в нагревательной цепи;
    • «Опорное» напряжение;
    • Состояние нагревателя;
    • Сигнал датчика.

    Схема подключения к лямбда-зонду в зависимости от его типа

    Наличие напряжения в цепи подогрева определяют мультиметром или вольтметром в следующей последовательности:

  • Не снимая разъём с датчика, включают зажигание.
  • Щупы присоединяют к цепи подогрева.
  • Показания на приборе должны совпадать с напряжением на аккумуляторе — 12В.
  • «+» идёт на датчик от аккумулятора через предохранитель. При его отсутствии прозванивают эту цепь.

    «—» поступает от блока управления. Если он не обнаружен, проверяют клеммы цепи «лямбда-зонд — ЭБУ».

    Замеры опорного напряжения проводятся теми же аппаратами. Последовательность действий:

  • Включают зажигание.
  • Замеряют напряжение между сигнальным проводом и массой.
  • Прибор должен показать 0,45 В.
  • Для проверки нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы диагностики:

  • Снимают разъём с устройства.
  • Замеряют сопротивление между контактами нагревателя.
  • Показания на разных кислородниках различные, но не должны выходить за пределы 2-10 Ом.
  • Важно! Отсутствие сопротивления говорит о разрыве в цепи нагревателя.

    Вольтметр или мультиметр используются для проверки сигнала датчика. Для этого:

  • Заводят двигатель.
  • Прогревают его до рабочей температуры.
  • Щупы прибора соединяют с сигнальным проводом и проводом массы.
  • Обороты мотора увеличивают до 3000 об/мин.
  • Следят за замерами напряжения. Должны наблюдаться скачки в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.
  • Если хотя бы при одной из проверок показатели разнятся от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.

    Видео: проверка лямбда-зонда тестером

    Проверка осциллографом

    Главным преимуществом данной диагностики лямбда-зонда перед проверкой вольтметром и мультиметром является фиксация времени между однотипными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

    Очерёдность действий:

  • Щуп прибора подключают к сигнальному проводу.
  • Мотор прогревают до рабочей температуры.
  • Обороты двигателя повышают до 2000-2600 об/мин.
  • По показаниям осциллографа определяют работоспособность кислородного датчика.
  • Диагностика осциллографом даёт наиболее полную картину работы лямбда-зонда

    Превышение временного показателя или пересечение пределов напряжения нижнего 0,1 В и верхнего 0,9 В говорит о неисправном кислородном датчике.

    Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом

    Другие способы проверки

    Если в автомобиле есть бортовая система, то по сигналу «CHECK ENGINE», выдающему определённую ошибку, можно диагностировать состояние лямбда-зонда.

    Перечень ошибок лямбда-зонда

    Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Плановая и своевременная диагностика датчика кислорода поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера способна продлить срок эксплуатации не только самого датчика, но и катализатора.

    Источник

    Добавить комментарий