Датчик кислорода (Лямбда-зонд): как работает, проблемы, симптомы

Приступать к замене лямбда зонда приходиться тогда, когда его проверка показала, что он не рабочий, а значит требует замены.

Стоит заметить, что желательно приобрести для замены аналогичный лямбда зонд, чтобы не прибегать к перепайки разъемов или модель с одинаковым количеством разъемов.

К примеру, большой популярностью пользуются датчики кислорода от фирмы BOSCH, которая выпускает лямбда зонды как для иномарок, в частности, автомобилей Ford, так и для отечественных авто, ВАЗ, Москвич и т.д. И большинство из них взаимозаменяемы.

Где находится датчик кислорода

Передний датчик кислорода ДК1 установлен в выпускном коллекторе или в передней выпускной трубе перед каталитическим нейтрализатором. Как вы знаете, каталитический нейтрализатор является основной частью системы контроля выбросов в автомобиле.

Задний кислородный датчик ДК2 установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора.

На 4-цилиндровых двигателях устанавливают как минимум два лямбда-зонда. Двигатели V6 и V8 имеют как минимум четыре датчика O2.

ЭБУ использует сигнал от переднего кислородного датчика для регулировки топливно-воздушной смеси путем добавления или уменьшения топлива.

Сигнал заднего датчика кислорода используется для контроля работы каталитического нейтрализатора. В современных автомобилях вместо переднего кислородного датчика используется датчик воздушно-топливного отношения. Он работает аналогично, но точнее.

Замена

Лямбда-зонд меняется только на остывшем моторе и выключенном зажигании. Новое устройство должно иметь маркировку, аналогичную старому. Процесс разделен на несколько этапов:

Отсоединить проводку от устройства;
Выкрутить неисправный компонент при помощи гаечного ключа;
Ввинчивается новый.На его место вкручивается новый. При работе соблюдать осторожность во избежание повреждения резьбы.
Подключаются провода и диагностируется исправная функциональность устройства.

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.

Как работает датчик кислорода

Существует несколько типов лямбда-зондов, но для простоты в этой статье мы рассмотрим только обычные генерирующие напряжение датчики кислорода.

Как следует из названия, генерирующий напряжение датчик кислорода генерирует небольшое напряжение, пропорциональное разнице в количестве кислорода внутри и снаружи выхлопного газа.

Для правильной работы лямбда-зонд необходимо нагреть до определенной температуры. Типичный современный датчик имеет внутренний электрический нагревательный элемент, который питается от ЭБУ двигателя.

Когда топливовоздушная смесь (ТВС), поступающая в двигатель, бедная (мало топлива и много воздуха), в выхлопе остается больше кислорода, и кислородный датчик создает очень небольшое напряжение (0,1 – 0,2 В).

Если ТВС обогащается (много топлива и мало воздуха), в выхлопе остается меньше кислорода, поэтому датчик будет генерировать бОльшее напряжение (около 0,9 В).

Видео, что такое лямбда зонд

Дополнительные требования для правильной работы лямбды

Лямбда-датчики работают правильно только после достижения достаточно высокой рабочей температуры. Чем короче время прогрева, тем быстрее они становятся активными в выполнении своих функций. Ранее блок управления двигателем игнорирует свои сигналы, что всегда приводит к увеличению расхода топлива и ухудшению состава выхлопных газов. Зонд должен как можно скорее реагировать на изменения состава испускаемого дымового газа, поскольку любая задержка в реакции означает неблагоприятную задержку в коррекции пропорций топливовоздушной смеси с помощью модуля управления двигателем.

Регулировка соотношения топливовоздушной смеси

Передний датчик O2 отвечает за поддержание оптимального соотношения смеси воздух / топливо, поступающей в двигатель, которая составляет приблизительно 14,7:1 или 14,7 частей воздуха на 1 часть топлива.

Блок управления регулирует топливовоздушную смесь на основе обратной связи от переднего датчика кислорода. Когда передний лямбда-зонд обнаруживает высокий уровень кислорода, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на бедной смеси (недостаточно топлива) и поэтому добавляет топлива.

Когда уровень кислорода в выхлопе становится низким, ЭБУ предполагает, что двигатель работает на богатой смеси (слишком много топлива) и уменьшает подачу топлива.

Этот процесс непрерывен. Компьютер двигателя постоянно переключается между обедненным и обогащенным состоянием, чтобы поддерживать оптимальное соотношение воздух / топливо. Этот процесс называется операцией замкнутого цикла.

Если вы посмотрите на сигнал напряжения переднего датчика кислорода, он будет циклически колебаться где-то между 0,2 вольт (бедная) и 0,9 вольт (богатая).

Когда автомобиль заводится холодным, передний кислородный датчик не прогрет полностью, и ЭБУ не использует сигнал ДК1 для регулировки топлива. Этот режим называется разомкнутым контуром. Только когда датчик полностью прогрелся, система впрыска топлива переходит в режим замкнутого контура.

В современных автомобилях вместо обычного датчика кислорода установлен широкополосный датчик топливовоздушного соотношения. Датчик соотношения воздух / топливо работает по-другому, но служит той же цели — для определения, является ли топливовоздушная смесь, поступающая в двигатель, обогащённой или обеднённой.

Датчик топливовоздушного соотношения является более точным и может измерять более широкий диапазон.

Инструкция по ремонту и замене датчика

Своими руками можно заменить либо восстановить контроллер.

Как демонтировать датчик

Снятие устройства, независимо от модели машины, выполняется так:

Прогрейте поверхность детали примерно до 60 градусов. Для этого можно воспользоваться обычной зажигалкой либо горелкой. Прогрев позволит легче удалить устройство из посадочного места.
Отсоедините провода, подключенные к детали.
Осторожно открутите кислородный датчик. Пользоваться спецсредствами для демонтажа не рекомендуется.
Извлеките защитный колпачок.

Диман Степаненко рассказал о самостоятельном демонтаже лямбда-зонда.

Очистка и отмачивание

Есть два вариант восстановления кислородного датчика:

первый — с использованием ортофосфорной кислоты;
второй — с ортофосфорной кислотой и горелкой.

Нужно учесть, что ортофосфорная кислота или другое аналогичное средство относится к категории опасных веществ. При работе с веществом важно помнить о правилах безопасности. Нельзя допустить попадание кислоты на слизистые оболочки либо внутрь организма.

Первый способ

Этот способ нельзя назвать ускоренным, поскольку потребителю надо получить полный или хотя бы частичный доступ к керамической поверхности устройства. Эта составляющая спрятана за защитным колпачком, выполненным из металла, демонтировать его непросто. Для снятия нельзя использовать ножовку, поскольку она повредит рабочую поверхность. Демонтаж выполняется с помощью токарного станка — у основания датчика кислорода надо с помощью резца отрезать защитный колпак. Срезание выполняется рядом с резьбой.

При отсутствии возможности воспользоваться станком допускается использовать напильник. Полностью удалить колпачок этим инструментом не выйдет, то на нем можно сделать небольшие окошки размером около 5 мм. Для очистки используется примерно 100 мл ортофосфорной кислоты. При ее отсутствии можно использовать преобразователь ржавчины.

Восстановление устройства:

Налейте жидкость в стеклянную емкость. Можно использовать банки, рюмки и т. д.
Опустите в емкость сердечник кислородного датчика. Полностью контроллер опускать в жидкость нельзя. Подождите около двадцати минут.
Извлеките датчик из емкости, выполните промывку его основания водой из-под крана. Ждите, пока устройство полностью высохнет.
Если с первого раза удалить темный налет на сердечнике не получилось, повторите процедуру. Надо добиться того, чтобы элемент опять стал металлического цвета.
Если после нескольких попыток выполнить качественную очистку не получилось, то для усиления воздействия средства можно использовать кисть. Ею смачивается и обрабатывается основание устройства. В результате налет должен удалиться. Если защитный колпачок был демонтирован, то кисточка не понадобится. Вместо нее лучше использовать зубную щетку.
После того как очистка была полностью завершена, датчик промывается. Если колпачок был демонтирован, то после восстановления его надо установить на место. Для этого применяется аргонная сварка.

При использовании этого способа учтите:

Если устройство сильно загрязнено, то двадцати минут для его восстановления будет недостаточно. При критических засорениях процедуру отмачивания можно увеличить до трех часов. В некоторых ситуациях для очистки может потребоваться целая ночь, не меньше восьми часов.
После чистки надо проверить, насколько эффективно была выполнена процедура. Для диагностики потребуется определенное время, чтобы автовладелец понял, как ведет себя машина и сколько «кушает» топлива. Если на приборке остался гореть индикатор неисправности, то отремонтировать контроллер не получилось.
Если машина оборудована датчиком, защитный колпак которого оснащен двойной оболочкой, то сделать в нем отверстие напильником не выйдет. Чтобы решить проблему, необходимо выполнить замачивание устройства в кислоте или другом средстве с самим колпачком.

Процесс очистки кислородного контроллера показан Александром Сабегатулиным.

Второй способ

Для восстановления контроллера понадобится та же кислота, а также газовая горелка либо кухонная плита. При использовании бытовой печки отдайте предпочтение маленькой по размерам конфорке.

Процедура очистки:

С конфорки удаляется крышка. Затем она переворачивается и устанавливается обратно, с небольшим смещением в сторону. Надо установить крышку так, чтобы она закрывала саму трубу от попадания жидкости внутрь.
Зажигается огонь на конфорке.
Сердечник лямбда-зонда надо окунуть в емкость с кислотой, после чего возьмите его пассатижами и разогрейте на огне. Это приведет к кипению кислоты, вещество начнет брызгаться. На рабочей поверхности устройства появится соль зеленоватого оттенка.
Подождите, пока вещество полностью не выкипит. Промойте контроллер чистой водой, а затем повторите процедуру очистки. Эти шаги надо выполнять, пока контроллер не будет полностью блестеть. На это может потребоваться от десяти минут и более. Перед дальнейшим монтажом резьбу лямбда-зонда нужно обработать графитовой смазкой, что позволит предотвратить пригорание датчика кислорода к резьбовому отверстию.

Установка лямбда-зонда

Монтаж устройства выполняется в обратной последовательности:

На датчик устанавливается защитный колпачок.
К устройству подключаются провода.
Контроллер устанавливается в посадочное место и закручивается.

Задний датчик кислорода

Задний или нижний кислородный датчик установлен в выхлопе после каталитического нейтрализатора. Он измеряет количество кислорода в выхлопных газах, выходящих из катализатора. Сигнал от заднего лямбда-зонда используется для контроля эффективности нейтрализатора.

Контроллер постоянно сравнивает сигналы от передних и задних датчиков O2. Основываясь на двух сигналах, ЭБУ знает, насколько хорошо каталитический нейтрализатор работает. Если катализатор выходит из строя, ЭБУ включает индикатор «Check Engine», чтобы вы знали об этом.

Задний датчик кислорода можно проверить с помощью диагностического сканера, адаптера ELM327 с программой Torque или осциллографа.

Причины неисправности лямбда зонда

Лямбда-датчики, изготовленные в соответствии со стандартами оригинальных деталей, обычно не портятся в течение всего срока службы транспортного средства без участия внешних причин. К ним относятся: механические воздействия, вызывающие физический ущерб, например, растрескивание керамического сердечника или прерывание кабельных соединений; загрязнение сенсора из-за твердых частиц паров, осаждающихся на него, что заставляет реакцию зонда замедляться до изменений состава выхлопных газов и, следовательно, нарушения электронного модуля управления двигателем; Увлажнение и коррозия электрических соединителей, которые изменяют значения сигналов, излучаемых зондом.

Идентификация датчика кислорода

Передний лямбда-зонд перед каталитическим нейтрализатором обычно называют датчиком «выше по потоку» или датчиком 1.

Задний датчик, установленный после катализатора, называется датчик «ниже по потоку» или датчик 2.

Типичный рядный 4-цилиндровый двигатель имеет только один блок (ряд 1 / банк 1). Поэтому в рядном 4-цилиндровом двигателе термин «Банк 1, Датчик 1» просто относится к переднему датчику кислорода. «Банк 1, Датчик 2» — это задний кислородный датчик.

Читайте подробнее: Что такое Банк 1, Банк 2, Датчик 1, Датчик 2?

Двигатель V6 или V8 имеет два блока (или две части этого «V»). Обычно блок цилиндров, содержащий цилиндр № 1, называется «Банк 1».

Различные производители автомобилей определяют Банк 1 и Банк 2 по-разному. Чтобы узнать, где банк 1 и банк 2 в вашем автомобиле, вы можете посмотреть в руководстве по ремонту или в Google, указав год, марку, модель и объём двигателя.

Выбор лямбда зонда

Неисправные лямбда-зонды не подвергаются никакому ремонту, поэтому в случае неисправностей возникает необходимость их замены.
Опыт показывает, чтобы выбрать зап-часть проверенного бренда, отвечающего требованиям качества, чем дешевая замена.
Надлежащая и надежная работа датчика зависит от качества материалов, используемых для его изготовления, хорошо спроектированной конструкции, точной обработки и точной сборки (лазерной сварки) компонентов. Здесь применяются очень строгие требования, так как весь датчик подвергается очень неблагоприятным условиям, существующим внутри выхлопной системы, и, следовательно, к значительным разностям температур, сильным вибрациям, влажности и химически активным веществам.
Использование более дешевых деталей может обеспечить только очевидную экономию, так как обычно ускоряет период замены. Кроме того, дешевые замены часто предлагаются как «универсальные», то есть без оригинальных разъемов на концах проводов.
Ручное изготовление повышает риск соединений с плохой проводимостью или даже совершенно неправильными, что может привести к серьезным и дорогостоящим отказам других компонентов электронной системы управления двигателем.