0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое лямбда в автомобиле

Зачем нужен лямбда-зонд

Зачем нужен «этот» лямбда-зонд

Автолюбитель пошел нынче грамотный — даже владельцев стареньких «Жигулей» не удивишь заморскими словечками ABS, ESP, Jetronic, катализатор, инжектор, лямбда-зонд. Последний термин, правда, больше волнует владельцев иномарок. Случается, в автомобиле вдруг «тяга» упала, он стал есть бензин: как не в себя, опять оштрафовали за СО, а причина всего этого неизвестна. На СТО мастера скажут: «Лямбда сдохла», предложат ее заменить, но цены! А не поможет, тогда что? Среди знакомых никто толком не знает, как к «лямбде» подступиться: «вещь в себе». Действительно, лямбда-зонд — штука загадочная, но все же давайте попробуем в этой загадке разобраться.

Лямбда-датчик зондирует выхлоп

Зачем нужен лямбда-зонд

Жесткие экологические нормы давно узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе — катализаторы) — устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси обеспечить катализаторам «долголетие» невозможно — вот тут и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).

Название датчика происходит от греческой буквы l (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива, l равна 1 (график 1). «Окно» эффективной работы катализатора очень узкое: l=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом — путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. На некоторых современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).

График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (l)

Полное сгорание и максимальная мощность достигается при l=1.

Рис. 1. Схема l-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя

1 — впускной коллектор; 2 — двигатель; 3 — блок управления двигателем; 4 — топливная форсунка; 5 — основной лямбда-зонд; 6 — дополнительный лямбда-зонд; 7 — каталитический нейтрализатор.

Принцип работы

Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы (рис.2). Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 — 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 Ј l Ј 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В (график 2).

Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.

Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).

График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (l) при температуре датчика 500-800оС

А — условная точка средних показаний (Uвых » 0,5 В, при l=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе).

Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем

1 — керамическое основание; 2, 8 — контакты НЭ; 3 — нагревательный элемент (НЭ); 4 — твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами; 5 — защитный кожух с прорезями; 6 — металлический корпус с резьбой крепления; 7 — уплотнительное кольцо; 9 — выводы датчика.

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в отработавших газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке «тает» на глазах, из трубы валит черный дым, СО «зашкаливает», а двигатель «тупеет» и на ближайшую СТО вам, скорее всего, придется добираться на буксире.

Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут — ЭБУ не распознает «чужие» сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 — 0,3% до 3 — 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система l-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или «пробивки» секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно.

Вообще лямбда-зонд — наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 — 80 тыс. км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо — свинец «отравляет» платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок.

Рис. 2. Схема датчика кислорода на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе

1 — твердый электролит ZrO2; 2, 3 — наружный и внутренний электроды; 4 — контакт заземления; 5 — «сигнальный контакт»; 6 — выхлопная труба.

Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов

а — без подогревателя; б, с — с подогревателем.

* цвет вывода может отличаться от указанного.

Махнем не глядя!

Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена неподогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты.

Цветовая маркировка выводов лямбда-зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно — черный). «Массовый» провод может быть белым, серым или желтым (рис. 4). Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету «накального» вывода подогревателя — он всегда красный. При замене 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактный необходимо надежно соединить с «массой» автомобиля провод заземления подогревателя и сигнальный «минус», а накальный провод подогревателя через реле и предохранитель подключить к «плюсу» аккумулятора.

Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.

Редакция благодарит специалистов фирмы «ЭСО-Автотехникс» и центра «Инжектор-сервис» за помощь в подготовке статьи.

Tigr-705 › Блог › Для чего нужен лямбда зонд?

Лямбда зонд устанавливается в любых транспортных средствах, приводимых в движение с помощью двигателей внутреннего сгорания. Лямбда зонд:

• Регулирует смесеобразование, удерживая расход топлива на максимально низком уровне.
• Обеспечивает катализатору оптимальные условия работы.
Функция лямбда зонда в современном автомобиле.

На все автомобили, начиная с конца 80-х годов прошлого века, устанавливаются катализаторы, задачей которых является очищение выхлопных газов от вредных примесей. Для оптимальной и эффективной работы катализатора необходимо подготовить строго определённое качество воздушно-топливной смеси для двигателя и проконтролировать качественные характеристики выхлопных газов, возникших в результате её сгорания. Эту функцию выполняет лямбда зонд.

Лямбда зонд – также называемый кислородным датчиком или датчиком кислорода – измеряет количество остаточного кислорода в выхлопных газах. Отсюда пошло основное название этого датчика – кислородный. Исходя из количества остаточного кислорода, датчик посылает сигналы в электронный блок управления двигателем, который, в свою очередь, регулирует количество подаваемого топлива или, другими словами, изменяет качество воздушно-топливной смеси. Именно поэтому так важна герметичность выхлопной системы в местах установки этих датчиков, поскольку, в результате подмеса воздуха извне параметры этих измерений нарушаются. Идеальное соотношение воздуха и топлива в смеси обозначается греческой буквой λ (лямбда) и равняется приблизительно 15 к 1, где 15 частей это воздух, а 1 часть это топливо. Отсюда и пошло наиболее распространённое в России название датчика – лямбда зонд.

Лямбда зонд установлен в трубы выхлопной системы автомобиля так, чтобы его рабочие поверхности обтекали выхлопные газы. Эти рабочие поверхности состоят из многослойных материалов обеспечивающих тестирование смеси. Тестирование смеси эффективно идёт только при высокой температуре рабочей поверхности, поэтому все современные датчики снабжены функцией принудительного прогрева. Для подробного рассмотрения конструкции датчика обратитесь к схеме 1.

Первый (верхний, регулирующий) лямбда зонд.

До начала 2000-х годов на автомобиль устанавливался только один датчик. Этот датчик устанавливался на отрезок выхлопной трубы между двигателем и катализатором и впоследствии, после появления второго датчика, получил свои нынешние названия: первый датчик или верхний или регулирующий. В задачу этого датчика входил вышеописанный процесс измерений и поскольку он устанавливается выше, чем второй этот датчик был назван верхним. Регулирующим он был назван по причине того, что именно он несёт основную нагрузку по регулированию воздушно-топливной смеси. Этот же датчик принимает на себя главный удар раскалённых токсичных газов двигателя, ещё не очищенных от ядовитых примесей катализатором. За счёт этого он и выходит из строя в среднем в 5-7 раз чаще, чем второй датчик.

Читать еще:  Аккумулятор Toyota Corolla

Второй (нижний, диагностирующий) лямбда зонд.

После 2000-х годов, дополнительно к Первому датчику, в автомобилях стали устанавливать ещё один, при этом местоположение Первого не изменилось. Второй датчик стали устанавливать на отрезок выхлопной трубы от катализатора до глушителя. Задачей этого дополнительного датчика стала проверка качества очистки выхлопных газов, прошедших через катализатор. Он получил название «Второй» или «Нижний», поскольку устанавливался под днищем автомобиля. Другим названием этого датчика стало «Диагностирующий», оно отражало его функциональную отличие от Первого датчика – проверять качество очистки выхлопных газов. После появления Второго датчика блок управления рассчитывает параметры идеальной воздушно-топливной смеси на основании показаний их обоих. В результате удалось добиться дополнительного снижения расхода топлива и высочайшей степени очистки выхлопных газов от ядовитых примесей — 95%.

Следует заметить, что поскольку Второй датчик установлен после катализатора, где газы уже очищены от агрессивных примесей, он выходит из строя значительно реже и то в результате либо разрушения катализатора, либо в результате механического или термического повреждения.

Конструктивно оба датчика очень похожи. Тем не менее они имеют ряд различий, обусловленных их функциональностью. В последние годы первые и вторые лямбда зонды стали также отличаться и конструктивно. В качестве регулирующих датчиков всё чаще применяются сложные и дорогостоящие широкополосные датчики, в то время как в качестве диагнотических по прежнему используют циркониевые лямбда зонды.

Схематичное обозначение местоположения лямбда зондов на современном автомобиле.

Все автомобили объёмом двигателя более 2-х литров имеют по два Первых датчика и два Вторых датчика. Установка четырех датчиков продиктована большей мощностью таких двигателей требующих наличия двух катализаторов. В последние годы, в связи с введением более строгих требований по выбросам, стали устанавливать до трёх катализаторов, а соответственно понадобился и пятый кислородный датчик.

Разновидности лямбда зондов.

Лямбда зонд из диоксида циркония является самым распространённым на сегодняшний день типом кислородных датчиков.
Менее распространёнными датчиками является широкополосные датчики и датчики воздух — топливо.
Совсем редкими являются лямбда зонд их диоксида титана, которые постепенно вытесняются из-за своей дороговизны.

Как проверить лямбда зонд и заменить его

О том, что лямбда-зонд играет важнейшую роль в работе двигателя и выхлопной системы автомобиля знают многие водители. А это значит, что большинство из них интересуются вопросом, как проверить лямбда-зонд? Сделать это совсем несложно. В данной статье мы рассмотрим способы проверки лямбда-зонда и расскажем как заменить его при необходимости.

Лямбда-зонд или, другими словами, датчик кислорода – это такое специальное устройство, расположенное в выпускном коллекторе. Именно показания данного кислородного датчика позволяют электронному блоку управления инжектора поддерживать оптимальный состав топливовоздушной смеси (лямбда-зонд дает сигнал электронике, в случае поступления в камеру сгорания слишком бедной, либо чересчур богатой смеси, и компьютер корректирует ее).

Хороший видео-мануал о том, как проверить лямбда-зонд вольтметром, смотрите в конце этой статьи.

Согласно теории, для того, чтобы произошло сгорание 1 кг топливно-воздушной смеси, требуется почти 15 кг кислорода. Именно поэтому исправность лямбда-зонда напрямую влияет на работу силового агрегата и расход топлива.

Но далеко не все четко представляют себе, что же такое лямбда-зонд. Кроме того, перед тем как затевать проверку датчика, следует знать причины, по которым он выходит из строя, а также последствия, к которым может привести поломка лямбда-зонда.

Как устроен лямбда-зонд (принцип работы)

В конструкцию лямбда-зонда входят следующие комплектующие:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Методы проверки лямбда-зонда

Работоспособность лямбда-зонда для начала можно попробовать оценить визуально, а после этого проверить при помощи электроизмерительных приборов (вольтметра или осцилографа).

Визуальная проверка. Конечно, это не панацея, но данный метод наиболее прост и понятен, так что начинать комплексные меры рекомендуется именно с него.

Сначала стоит осмотреть разъемы, к которым подключены провода – все они должны быть надежно зафиксированы на своих посадочных местах.

Далее необходимо внимательно осмотреть непосредственно сам датчик кислорода:

  1. Наличие сажи. Сажа как правило, возникает либо в случае дефектного нагревателя зонда, либо в случае сгорания обогащенной топливной смеси. Все это засоряет прибор и «тормозит» реакцию лямбда-зонда на состав выхлопа;
  2. Блестящие отложения – первый признак чрезмерной концентрации свинца в топливе. В данном случае предстоит замена устройства, так как свинец повреждает сам зонд и каталитический нейтрализатор;
  3. Отложения белого или серого цвета также ведут к замене датчика. Причина такой неисправности чаще всего заключается в использовании присадок для топлива или моторного масла.

Проверка с помощью приборов. Для того чтобы проверить лямбда-зонд, необходимо приготовить цифровой вольтметр, включенный в режим измерения постоянного напряжения.

На видео в конце статьи хорошо показано, как проверить лямбда-зонд цифровым вольтметром.

Для начала стоит прогреть мотор, после чего нужно найти датчик в подкапотном пространстве и внимательно осмотреть его. Если он покрыт обильными отложнениями сажи, свинца или другими подобными веществами, то продолжать проверку нецелесообразно – потребуется замена.

В противном случае, ищем причину дальше:

  • Нужно убедиться в отсутствии повреждений механического характера у самого зонда и у подходящих к нему проводов.
  • Если все в порядке, следует завести авто, перед этим отключив от колодки кислородный датчик, и присоединив его сигнальный провод к цифровому вольтметру.
  • После этого необходимо увеличить обороты двигателя до 2500 и отпустить педаль акселератора.
  • Далее идет черед вакуумной трубки, которую следует вынуть из топливного регулятора давления.

Теперь можно определить, исправен ли лямбда-зонд. Для этого надо посмотреть на показания вольтметра – если они находятся на отметке 0,8 В и менее (или вообще отсутствуют), то налицо неисправность устройства.

После этого следует провести проверку на обедненную смесь, для чего потребуется спровоцировать подсос воздуха, используя вакуумную трубку. Об исправной работе лямбда-зонда свидетельствуют показания вольтметра в пределах 0,2 В или менее. Если все тесты показали отрицательный результат, то замены датчика не избежать.

Замена лямбда-зонда

Замена лямбда-зонда выполняется исключительно при холодном двигателе и отключенном зажигании.

Покупать новый датчик следует с той же маркировкой, что нанесена на старый зонд.

Замену производят в три этапа:

  1. От датчика отсоединяются провода;
  2. Гаечным ключем выкручивается старый лямбда-зонд.
  3. На его место вкручивается новый.

Главное – работать осторожно, чтобы не сорвать резьбу.

После замены необходимо подключить проводку и проверить корректность работы нового лямбда-зонда.

Как видно, проверка и замена кислородного датчика не слишком сложна, так что при желании с ней справится любой автолюбитель.

Как проверить лямбда-зонд вольтметром

Что такое лямбда зонд и как работает

Что это такое

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы λ, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха.

При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива — лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом – путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ). Тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива.

Принцип работы

Схема лямбда зонда на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе.
1 – твердый электролит ZrO2; 2, 3 – наружный и внутренний электроды; 4 – контакт заземления; 5 – «сигнальный контакт»; 6 – выхлопная труба.

Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 – 400°С. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость. Разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала).

Особенность циркониевого лямбда-зонда — при малых отклонениях состава смеси от идеального напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В.

Если не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам , записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности. Но машина при этом остается на ходу.

Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше поручить специалистам.

Отметим, что попытки замены неисправного устройства имитатором или применение обманок ни к чему не приведут. ЭБУ не распознает «чужие» сигналы и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту «игнорирует».

Для чего нужен лямбда-зонд и как его отремонтировать?

В любой современной машине имеется лямбда-зонд и многие водители не придают ему (и выходу его из строя) значения, а зря. И дело даже не в чистоте воздуха, который от роста количества автомобилей не становится чище, а в том, что без лябда-зонда, двигатель автомобиля уже не работает как надо, и уже не экономичен. Поэтому очень важно при выходе из строя лямбда-зонда, уметь восстановить его как можно раньше. Как это сделать самому, мы и разберёмся в этой статье.

Читать еще:  Реле втягивающее: управление работой стартера

Нормы токсичности выхлопа автомобилей с каждым годом стремительно ужесточаются (особенно в европейских странах), и конструкторы постоянно под это подстраивают двигатели современных автомобилей (под экономичность и чистый выхлоп). От этого теряется часть мощности и усложняется двигатель. А делать выхлоп максимально чистым, каталитический нейтрализатор может только при соблюдении ряда условий. И одно из них — это соотношение топливной смеси, когда на каждую часть бензина приходится 14,7 части воздуха (на карбюраторных машинах немного другое соотношение).

У хорошо настроенного исправного двигателя впрыскового автомобиля, расход бензина зависит в основном от длительности импульсов форсунок. Эту длительность (время в открытом состоянии) задаёт электронный блок управления двигателем, так называемая «эфишка», название у ремонтников появилось от заглавных букв блока — EFI. Когда двигатель впрысковой машины запущен и работает, блок управления считывает необходимую информацию с датчиков, затем обрабатывает её, и исходя из этих показателей открывает форсунки. Но определить точное количество впрыснутого топлива не просто — инжекторы засоряются, может поменяться давление топлива в магистрали или плотность воздуха и много чего ещё. Поэтому для очень точной работы системы и чёткой работы мотора, электронному мозгу (блоку управления) нужна обратная связь. То есть просто необходимо знать, как прошло сгорание топлива в цилиндрах мотора. Вот за эту важную информацию и отвечает лямбда-зонд или как его ещё называют — датчик кислорода.

И если сигнал на нём слабый, то в выхлопных газах машины переизбыток кислорода, это значит, что топливо-воздушная смесь бедная. От этого блок управления моментально увеличит время открытия форсунок и этим естественно обогатит смесь до нужного соотношения. Ну и наоборот, при чрезмерно богатой топливо-воздушной смеси, время открытия форсунок снизится. Так работает исправная система впрыска современных машин, то есть состав топливо-воздушной смеси в работающем моторе корректируется каждую долю секунды.

Более того, на многих современных автомобилях и мотоциклах, на заводе устанавливают несколько лямбда-датчиков (в выпускном коллекторе каждого цилиндра). В этом случае, электронный мозг системы впрыска не просто изменяет длительность открытия всех форсунок, но и контролирует состав горючей смеси в каждом цилиндре отдельно. К тому же блок управления следит за состоянием каталитического нейтрализатора или катализаторов, так как их тоже бывает несколько. Таким образом, на многих современных автомобилях, может быть установлено более десятка лямбда-зондов (чем больше цилиндров в моторе, тем лямбда-датчиков больше). И выходят из строя они примерно одновременно. Но переживать по этому поводу небогатому автовладельцу не стоит, так как на большинстве рядовых и не новых иномарок, которыми пользуется у нас в стране рядовой водитель, лямбда-зонд всего один.

Из-за чего может выйти из строя лямбда-зонд, стоимостью в 200 -300 долларов, за считаные километры. Это и изношенные поршневые кольца (а тем более поршневая группа), изношенные сальники клапанов и их направляющие, этилированный или некачественный бензин, а так же всевозможные непроверенные составы из бутылочек с яркими этикетками, которые водители-чайники так любят заливать в бензобак своей машины. От этих неблагоприятных факторов, уровень сигнала с лямбда-зонда снижается с каждым пройденным километром, а электронный блок решает, что смесь обедняется и соответственно обогащает её (как мы уже знаем, увеличивая длительность импульса открытия форсунок). От этого расход топлива стремительно растёт, а катализатор постепенно забивается.

Многие Кулибины (в кавычках) с толкнувшись с острой проблемой неуёмного аппетита двигателя, догадываются, что виноват датчик кислорода, ну и поступают весьма просто (зачем им думать) : сдёргивают с датчика провод. И теперь сигнала с датчика естественно нет вообще. Электронный блок управления «видит», что датчик якобы вышел из строя, зажигает лампочку на панели приборов (Check — но не на всех моделях) и подключает обходную программу. Отмечу особо (особенно для Кулибиных), что основная функция (задача) этой программы, несмотря ни на что, даже на большой расход топлива, помочь автомобилю добраться до ремонтного сервиса. При попытке сымитировать сигнал от датчика, электронный мозг обнаружит, что сигнал с датчика не меняется со временем, и тоже решит, что он вышел из строя, и естественно включит обходную программу. Произойдёт то же самое, как и с обрывом проводов. Теперь держите бумажник всегда наготове, так как вам потребуется для каждой поездки довольно много бензина.

Любой водитель в такой ситуации, задастся вполне естественным вопросом: что же делать, если расход бензина резко повысился? Для начала, если у вас нет своего газоанализатора, съездить в автосервис и замерить уровень СО (во всех режимах работы мотора). И если уровень укладывается в нормы именно вашей машины, а не ГОСТа (для впрысковых машин технические требования ГОСТа по СО не очень то подходят), то мотор вашего автомобиля в перерасходе топлива невиновен. Ищите другие причины, например расход топлива может повысится, если заклинены тормозные колодки, или вы просто ездите на недостаточно накачанных шинах. Многие водители довольно резко стартуют с каждого светофора, а потом удивляются, почему их автомобиль так прожорлив.

Но часто, поездка за замером СО не нужна, так как и так видно всё, как говорится невооружённым глазом. Например если холодный двигатель неустойчиво работает на холостом ходу, постоянно пытаясь заглохнуть, свечи чёрного цвета, но прогревшись мотор начинает работать нормально, то виноват в большинстве случаев наш пресловутый лямбда-зонд. Прогреваясь, он начинает работать нормально. Реже, но всё же могут быть и другие причины описанной неисправности двигателя. И убедиться в чём дело (в датчике или в чем то другом) можно только проверив сам лямбда-зонд. А для этого необходимы специальные приборы, так как сигнал с датчика слишком слаб, и измерить его обычным тестером невозможно. Как проверить работоспособность других датчиков впрысковой машины, причём с помощью обыкновенного тестера, я уже писал и почитать об этом весьма желательно вот в этой статье.

В развитых странах обеспеченные водители поступают очень просто: покупают новый лямбда-зонд, а это как я уже говорил примерно в пределах трёхсот долларов, и выкинув старый, устанавливают на его место новый. У наших отечественных водителей, особенно не богатых, имеются как всегда другие пути решения распространённой проблемы. Например можно приобрести датчик подешевле (от другого автомобиля, например от отечественного). Ведь устройство всех лямбда-зондов одинаковое, и один от другого может отличаться только посадочными размерами да ещё и электро-разъёмом. Главное при покупке учесть посадочный размер (что бы был одинаковый), а электро-разъём можно переделать (продаётся великое множество различных клемм и колодок).

Многие покупают на разборке оригинальный (родной) датчик, но бэушный, что делать не советую, так как неизвестно сколько времени он проработал на машине доноре, и в любой момент он может выйти из строя.

Но есть всё таки способ, как оживить ваш родной, но неисправный лямбда-зонд. И описать этот способ для меня (ну и естественно для вас) на этом блоге просто необходимо, так как блог рассчитан на людей, которые …. . Впрочем чего это я, на кого рассчитан этот блог, можно прочитать на страничке «обо мне». Не будем отвлекаться, а идём дальше.

Во многих крупных городах, технология восстановления лямбда-зонда уже давно отработана и не отличается сложностью. Ведь чтобы вернуть работоспособность датчика, достаточно подержать его всего десять минут в ортофосфорной кислоте (она входит в состав преобразователя ржавчины) при обычной комнатной температуре, а затем хорошенько промыть его водой с мягкой колонковой кисточкой и можно устанавливать его на место — он снова готов к работе. Естественно сигнал восстановится не сразу, а через час или полтора работы мотора (электронному мозгу надо адаптироваться).

Для более тщательной промывки, лямбда-зонд нужно будет вскрыть. Аккуратно (через алюминиевую фольгу) зажав датчик в патрон токарного станка, тонким резцом срезаем у самого основания защитный колпачок (с отверстиями). Далее уже оголённый датчик, который представляет собой керамический стержень (на стержень напыленны платиновые полоски, отсюда его немалая цена) окунаем на 10 минут в кислоту. Ортофосфорная кислота разрушает свинцовую плёнку и нагар на поверхности керамического стержня. Как я уже говорил, держим его в кислоте не более 10 минут, так как если передержать, то могут испортиться токопроводящие платиновые электроды. По этой же причине ни в коем случае нельзя зачищать стержень наждачной бумагой или надфилем. Далее, когда кислота очистит стержень от токопроводящей плёнки, остаётся промыть его в воде и вернуть на место колпачок. Теперь аккуратно капнув аргоновой сваркой, закрепляем колпачок на своём родном месте.

Есть ещё более сложный способ, который недоступен обычному автомобилисту, и я его опишу лишь для общего развития. Ну и для того — вдруг он появится в автосервисе вашего города, и кто-то захочет им воспользоваться, так как он очень эффективен и его можно использовать многократно. Его удалось разработать учёным из дальневосточного РАН отделения. Суть его известна из физики — плотность тока в различных газах определяется концентрацией ионов, величиной их заряда, а так же из подвижностью. А в отработанных газах автомобиля ионы образуются от повышения температуры. И если температура, а от неё и подвижность ионов известны (напряжённость поля тоже известна, так как на неё подаётся 1 вольт), то выходные характеристики зависят только от концентрации ионов. Их измеряют частотомером и осциллографом. Затем на ультрозвуковом стенде в эмульсионном моющем растворе проводят отчистку загрязнённых электродов. При этом возможен электролиз вязких металлов осевших на поверхности (например свинца). При очистке учитывается материал стержня (металлокерамика или фарфор) с напылением металлов, таких как платина, цирконий, барий и др. В итоге восстановленный лямбда-зонд испытывают специальными приборами и устанавливают на машину. И самое главное, как я уже говорил, операцию восстановления можно проводить многократно.

Это ещё раз подтверждает, что наши учёные на много превосходят забугорных, для которых основная идея — это как что-то разработать, а вот как восстановить какую то деталь, им с нашими не сравниться.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Лямбда зонд – одна из самых важных деталей современного автомобиля. Без него двигатель просто не может корректно работать. Поэтому, нельзя допускать работу с поломанным лямбда-зондом. Также это может привести к более серьезным проблемам с двигателем. Признаки неисправности лямбда зонда могут быть похожи на проблемы с топливной системой или катализатором, поэтому нужна подробная диагностика. Прежде чем приступить к ремонту, нужно разобраться с тем, что такое лямбда зонд в машине, зачем он нужен, какие проблемы могут возникнуть при его неисправности.

Читать еще:  Блок монтажный (реле и предохранители) на ВАЗ-2123 Шевроле-Нива

Принцип работы лямбда зонда

Лямбда-зонд нужен для того, чтобы обеспечить оптимальное формирование топливной смеси.

Лямбда зонд представляет собой специальный датчик, который определяет состав смеси, идущей из выпускного коллектора. На основе этой информации определяется то, какая именно топливная смесь будет поступать в цилиндры двигателя. Если топливо сгорает не полностью, то лямбда зонд подает сигнал о необходимости обеднения смеси. Это необходимо для того, чтобы уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу в виде не сгоревшего топлива. Кроме того, лямбда зонд нужен для того, чтобы обеспечить оптимальное формирование смеси, чего сложно добиться в старых автомобилях. Топливная смесь должна быть такой, чтобы автомобиль работал на полную мощность, и при этом не было перерасхода.

Симптомы неисправности лямбда зонда

Значок «Check Engine» на приборной панели

Неисправный лямбда-зонд приводит к увеличению расхода топлива на 20-30 %.

  1. Плавающие холостые обороты. Неработающий кислородный датчик лямбда зонд приводит к тому, что обороты на холостом ходу не держатся на одном уровне, и постоянно проседают до 500-600 оборотов. Это связано с тем, что подается обедненная смесь, которой недостаточно для стабильной работы мотора на холостых. За содержание топлива в смеси отвечает именно лямбда зонд.
  2. Снижение мощности двигателя. Помимо плавающих оборотов из-за обедненной смеси снижается мощность двигателя. В результате двигатель медленно набирает обороты, плохо едет на подъем, слабо разгоняется.
  3. Увеличенный расход топлива. Неправильно работающий датчик также может привести и к тому, что существенно увеличивается расход топлива, на 20-30%. Из-за того, что подается слишком много топлива, выхлоп становится темным и имеет отчетливый запах бензина, который не полностью сгорает в катализаторе. Определить чрезмерное обогащение смеси можно по черному налету на свечах.
  4. Рывки при ускорении. При некорректно работающем лямбда-зонде автомобиль не может быстро и равномерно ускоряться, появляются рывки и дергания.
  5. Горит значок «Check Engine». Ошибка лямбда зонда подается на ЭБУ и соответственно загорается лампочка, которая говорит водителю о необходимости диагностики автомобиля. Даже если эту ошибку сбросить, то она будет появляться снова, пока лямбда зонд не будет отремонтирован или заменен.

Причины выхода из строя лямбда зонда

  1. Некачественное топливо. Основной причиной поломки лямбда-зонда является использование некачественного топлива. Из-за этого большое количество вредных примесей откладывается на поверхности датчика и он засоряется. Поэтому необходимо использовать только качественное топливо, для того чтобы все узлы двигателя работали долго и корректно.
  2. Срок эксплуатации. В среднем лямбда зонд нормально работает до пробега 100-150 тысяч. При использовании качественного топлива и оригинального датчика этот показатель может быть и больше. Некачественные не оригинальные датчики имеют намного меньший срок службы.
  3. Проблемы с проводкой. Лямбда-зонд подключается к ЭБУ обычной медной проводкой, которая может ломаться из-за высокой рабочей температуры коллектора.

Проверка лямбда зонда

Проверка лямбда-зонда мультиметром

Перед тем как проверить лямбда зонда своими руками, желательно прочитать инструкцию к своему автомобилю. Диапазон рабочего напряжения для этого датчика является стандартным, но в инструкции подробно указано как проводить проверку на данной машине. Диагностика лямбда зонда проводится при запущенном двигателе, так как при выключенном двигателе он не активен. Лучше всего проводить проверку лямбда зонда тестером, который измеряет напряжение и сопротивление. Щупы подключаются в штекер датчика и замеряются при различных режимах работы двигателя. На полностью исправном лямбда-зонде на холостых оборотах напряжение должно постоянно колебаться в диапазоне от 0,1 до 0,9 вольта. Недостаток проверки лямбда зонда мультиметром в том, что сложно определить скорость переключения напряжения. Для этого нужно использовать осциллограф. Скорость изменения напряжения не должна превышать 0,2-0,3 секунды. Если какой-то из этих показателей сильно отличается, то лямбда-зонд нужно заменить или хотя бы прочистить.

Как почистить лямбда зонд

Почистить лямбда-зонд в домашних условиях можно с помощью ортофосфорной кислоты.

Чистку лямбда зонда вполне можно выполнить своими руками, без дополнительного оборудования. Желательно делать это после того как автомобиль будет заглушен несколько часов. Так полностью остынет коллектор, который сильно нагревается при работе двигателя. Посмотреть где находится лямбда зонд можно в инструкции к автомобилю, обычно его легко увидеть на коллекторе. Сначала необходимо отключить датчик от цепи и выкрутить его. Отключать проводку от датчика желательно при отключенном аккумуляторе. Сам датчик выкручивается обычным гаечным ключом. Если лямбда зонд прикипел и его никак не получается открутить обычным усилием, то резьбовое соединение можно залить нашатырным спиртом, керосином или уксусом. Через несколько часов ржавчина должна откиснуть, и датчик легко открутится. Нельзя стучать по нему. Во-первых, можно сломать сам датчик. Во-вторых, он застрянет там еще плотнее, повредится посадочная резьба, и придется полностью менять коллектор.
Почистить лямбда зонд в домашних условиях можно с помощью ортофосфорной кислоты. Нужно опустить датчик в кислоту на полчаса, а затем достать и несколько раз хорошо промыть теплой водой. Ортофосфорная кислота должна разъесть все отложения, которые накапливаются на датчике.

Замена лямбда зонда

Лямбда-зонд не ремонтопригоден, поэтому если он окончательно вышел из строя, то его меняют на новый.

Если не помогла прочистка, то лямбда зонд необходимо заменить. Ремонт лямбда зонда не выполняется, ни в автосервисе, ни своими руками. Здесь находится две чувствительные нити из редкоземельных или драгоценных металлов, которые перегорают, и заменить их невозможно.
Как правило, цена лямбда зонда составляет около 3-4 тысяч рублей, но она может колебаться, учитывая модель и класс автомобиля. Также можно установить универсальный лямбда зонд Bosch, который крепится с помощью специального переходника и подходит для любых автомобилей. Он может заменить даже более современный широкополосный лямбда зонд, который стоит в несколько раз дороже.
Старый лямбда зонд выкручивается, и просто заменяется новым. Если он меняется аналогичным, оригинальным, то никакие настройки не нужны. Если же устанавливается другой лямбда зонд, то возможно придется менять штекер подключения. При установке нового датчика резьба обязательно смазывается герметичной пастой во избежание разгерметизации коллектора. Кроме того, потом такой датчик легко можно будет выкрутить и прочистить, так как он не прикипит.

Удаление лямбда зонда

Если c автомобиля снимается катализатор, то лямбда-зонд можно демонтировать. При этом обязательно устанавливается заглушка, или просто отключается проводка от датчика. Как правило, лямбда-зонд удаляется или ставится обманка если катализатор заменяют пламегасителем. Нельзя просто оставлять пустой корпус от катализатора, так как при этом двигатель будет работать слишком громко. Кроме того, после отключения лямбда-зонда производится перенастройка ЭБУ. Если просто отключить датчик, то будет высвечиваться ошибка, и двигатель будет работать в аварийном режиме. Однако делать это не рекомендуется, ведь нужно помнить для чего именно нужен лямбда зонд в автомобиле. Во-первых, в этом случае автомобиль не будет соответствовать современным экологическим стандартам. Выхлоп такого автомобиля будет намного сильнее загрязнять воздух. Во-вторых, это считается изменением технических характеристик автомобиля, то есть могут возникнуть проблемы с сотрудниками автоинспекции.
Если своевременно не почистить или не заменить лямбда-зонд, то двигатель будет работать некорректно. При этом сильно уменьшается его ресурс, так как постоянно подается топливная смесь в неправильной пропорции.

Где находится лямбда зонд?

Всё зависит от того когда выпущен ваш автомобиль и какой именно лямбда зонд мы ищем.

Если вы узнали о необходимости замены лямбда зонда в автосервисе после компьютерной диагностики, то вероятно, вам на руки выдали бумагу с результатами. В этой бумаге должна быть фотография подкапотного пространства или днища автомобиля, где стрелочкой указан вышедший из строя лямбда зонд. Вот пример такой бумаги>>. В этом случае всё ясно, стоит лишь внимательно ознакомиться с этой фотографией.

Однако, в большинстве автосервисов такой бумаги, подтверждающей результаты диагностики, могут не выдать. Возможно, у вас и вовсе нет возможности посетить надёжный автосервис.

В этом случае, для понимания вопроса, где искать лямбда зонд, нужно знать, когда был произведён ваш автомобиль. В автомобилях, произведённых до 2000 года, в 90% случаев установлен 1 датчик, и лишь меньшая часть имеет 2 датчика. Во всех автомобилях, произведённых после 2000 года, имеется от 2 до 4 датчиков лямбда зонд. Теперь, когда мы определились с возможным количеством лямбда зондов, установленных в вашем автомобиле, необходимо чётко установить их количество и места установки.

Число лямбд в автомобилях, произведённых после 2000 года, зависит от объёма двигателя. Если объём двигателя менее двух литров, значит, имеется 2 датчика: 1-й установлен в подкапотном пространстве, хорошо видим и легко заменяем; 2-й установлен под днищем автомобиля.

Схематичное обозначение местоположения лямбда зондов на современном автомобиле.

Забегая вперёд, оговорюсь, что в 90% случаев неисправным оказывается 1-й лямбда зонд. Так происходит оттого, что 2-й датчик установлен после катализатора и, соответственно защищён им. Подробнее о том, почему по статистике на каждый неисправный 2-й датчик приходится десять 1-х, можно прочитать в статье «Для чего нужен лямбда зонд». Поэтому, особое внимание при подозрении на неисправность лямбда зонда без проведения компьютерной диагностики, необходимо уделять именно 1-му датчику. Нужно чётко определиться, в каком месте у автомобиля «болит».

1-й датчик имеет ещё несколько названий, которые следует знать для полного понимания вопроса. Название «верхний», характеризует место установки датчика, относительно 2-го лямбда зонда, который соответственно называют «нижний». Это название характерно для любителей и применяется очень часто. Другое название «регулирующий» характеризует функциональную задачу 1-го датчика, который осуществляют задачу регулировать качество топливной смеси, подаваемой в двигатель. Соответственно, для 2-го датчика имеется название «диагностирующий», также характеризующее его функциональную нагрузку проверять качество выхлопа автомобиля на предмет соответствия его заложенным в блок управления требованиям. Иногда также для 1-го датчика используется характеристика «до катализатора», а для 2-го «после катализатора»

Если же объём двигателя вашего автомобиля более двух литров, значит, в автомобиле установлено четыре лямбда зонда: два 1-х датчика (верхние, регулирующие) — левый и правый, также установлены в подкапотном пространстве, хорошо видимы и взаимозаменяемы и два 2-х датчика (нижние диагностирующие) — левый и правый, установлены под днищем автомобиля. Датчики, расположенные по левую руку по ходу движения автомобиля называются левыми, а по правую соответственно правыми.

Теперь, для нахождения 1-х датчиков, расположенных, как правило, в подкапотном пространстве, попробуйте стоя перед подкапотным пространством вашего автомобиля найти датчик:

В качестве примера на фотографии указано наиболее распространённое расположение 1-го лямбда зонда:

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector