Чем отличаются лямбда зонды первый и второй

Опубликовано: 03.05.2024

Первый из пары датчиков лямбда зондов, называемая регулирующей, помещается в выхлопную систему между двигателем и катализатором, а вторая лямбда, так называемая диагностика, должны быть размещены сразу же после выхода катализатора. Неисправности этих датчиков сигнализируют первоначально контрольной лампой (MIL) (check engine) на приборной панели, и для их точной идентификации позволяет диагностировать главный контроллер, изготовленный с использованием соответствующего тестера. В ходе этого сначала выявляются соответствующие записи в памяти ошибок, а затем их точная интерпретация становится возможной на основе стандартных тестов и измерений реальных параметров.

Критерии для правильной работы лямбда зонда

Условием эффективной оптимизации состава выхлопных газов с помощью катализаторов, установленных в автомобилях, является сжигание в цилиндрах двигателей, так называемых стехиометрических смесей, в которых 14,7 одинаковых единиц воздуха на 1 единицу массы топлива.

Его выполнение очень сложно из-за необходимости постоянной регулировки введенных доз топлива до текущей нагрузки двигателя, его температуры, скорости вращения и т. д. Поэтому, помимо использования датчиков, измеряющих эти количества, возникла необходимость ввести систему постоянного контроля фактического состава выработанных выхлопных газов

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.

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.

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.

Установка нового датчика лямбда зонда в автомобиль

После установки правильной запасной части убедитесь, что ее связь с контроллером двигателя микропроцессора верна. Для этой цели он тестирует, запускает и настраивает различные циклы вождения, пока контроллер не распознает от 3 до 5 типичных циклов, предопределенных производителем автомобилей. Если это условие не выполняется, индикатор предупреждения MIL отключится после следующего запуска двигателя. После этой первоначальной конфигурации бортовой диагностической системы начинается надлежащее функционирование самого лямбда-зонда. Если процедуры установки не соблюдаются или несовместимый кислородный датчик, проблемы, характерные для поврежденного зонда, снова появятся, так как на самом не будет работать оптимально, что отрицательно скажется на расходе топлива и выбросах.

Замены с качеством оригинальных деталей Лямбда-зонды, разработанные для вторичного рынка, производятся в соответствии со стандартами OE, благодаря которым они идеально подходят к автомобилю. Это проверяется в нескольких тестах во время производственного процесса, так что каждый продукт соответствует 100% требований к спецификации. Кроме того, зонды покрыты специальными покрытиями для предотвращения образования сажи и других загрязнителей. Программа лямбда-зонд для вторичного рынка включает 356 частей с 3558 возможными приложениями.

О том, что такое кислородный датчик или лямбда-зонд водитель неожиданно для себя узнает тогда, когда его машина вдруг перестает хорошо разгоняться, тяга мотора падает, а аппетит ДВС заметно возрастает. В то же время показания газоанализатора фиксируют повышенное значение угарного газа ( СО ) в отработанных газах. Справедливости ради нужно отметить, что подобная ситуация возникает при пробеге автомобиля, составляющем более 100 000 км. Это значит, что, скорее всего, неисправен лямбда-зонд, и нужно поспешить в автосервис.

Всякая сложная система, каковой и является автомобиль, требует точности и бесперебойной работы, что осуществляется за счет датчиков и точек контроля. Когда отказывает один из узлов, другие тоже начинают давать сбой, чтобы неисправность была сразу обнаружена, и можно было ее устранить. Одной из таких контрольных точек можно считать датчик кислорода, он же лямбда-зонд, который предназначен для контроля работы двигателя. Чтобы понять, чем так важна данная деталь, и какие функции выполняет, попробуем разобраться, как она устроена.

Для чего устанавливается лямбда-зонд

Функцией автомобильного лямбда-зонда является определения и регулировка количества остаточного или не участвовавшего в процессе горения кислорода в общем составе автомобильного выхлопа. Если кислорода недостаточно, то топливо полностью сгорать никогда не будет. Как результат, кроме углекислого газа (он же СО2 ) в составе выхлопе присутствует ядовитый газ СО , называемый иначе угарным. При худшем сгорании топлива уменьшается мощность двигателя, и он быстрее изнашивается. При избытке объема кислорода несгоревший бензин попадает в выхлопную часть.

Избыток воздуха ведет к сгоранию топлива при повышенной температуре, что приводит к быстрому износу поршней, свечей, равно как и клапанов. Величина мощности ДВС при этом идет на убыль. Избыток кислорода ведет к тому, что ядовитый оксид азота ( NOх ) не распадается на абсолютно безвредный азот ( N ), а также кислородные соединения ( Ох ).

В каких случаях необходимо менять лямбда-зонд

Датчик кислорода, как правило, не меняют до тех пор, пока он более или менее исправен, так как деталь недешевая. Обнаружить проблему лямбда-зонда можно с помощью диагностики. Если рассматривать ресурсы существующих сегодня кислородных датчиков , то они приблизительно такие:

Циркониевые датчики, не оснащенные подогревом – от 50 до 80 тыс. км ;
Циркониевые датчики, имеющие подогрев – до 100 тыс. км ;
Датчики циркониевые широкополосные – до 160 тыс. км .

Необходимость замены могут определить на СТО во время проверки, когда специалист обнаруживает, что лямбда-зонд еще работает, но уже на «последнем издыхании». Это означает, что деталь следует менять незамедлительно.

Основные причины поломки кислородного датчика

Кроме того случая, когда происходит естественная поломка в силу длительной эксплуатации , кислородный датчик может выходить из строя потому, что:

Во внутреннюю часть корпуса попадает тосол или жидкость из тормозной системы;
Чистка корпуса осуществлялась с использованием не подходящих для этого средств;
В топливе содержится большое количество свинца;
Произошел перегрев корпуса по причине заправки топливом низкого качества. Перегрев случается в тех случаях, когда вышел из строя прибор охлаждающей жидкости То же случается при поломке регулятора давления, износу топливного фильтра. Загрязненный бензин при этом проникает в камеру сгорания.

Неисправный датчик кислорода не подлежит ремонту , его можно только заменить на новый.

Система, обеспечивающая обратную связь

Так как условия, в которых эксплуатируется автомобиль, не являются идеальными, то для контроля функции двигателя существует электроника, корректирующая его работу. Лямбда зонд осуществляет такую работу вместе с ЭБУ, что позволяет снимать показания содержащихся газов из выхлопной трубы и корректировать подачу топлива к мотору. Обратная связь предусмотрена как для бензиновых инжекторных, так и для дизельных моторов. Без нормально функционирующего лямбда-зонда система не может обеспечить точный расчет расхода топлива.

Конструкция и принцип работы лямбды

Лямбда-зонд представляет собой батарейку, внутри которой находится керамический электролит, в состав которого входит диоксид циркония. Электроды батареи выполнены из платины. Электролит включается в работу при температуре не ниже 300-350 C , потому лямбда-зонду нужен разогрев. Когда платиновые электроды соприкасаются с воздухом, имеющим определенное содержание кислорода, между электродами возникает разность потенциалов. Элемент устроен таким образом, что снижение объема кислорода в пространстве одного из электродов более допустимого уровня, ведет к значительному росту ЭДС батареи от 0 до 1В , и наоборот.

Основным конструктивным элементом кислородного датчика является пустотелый керамический наконечник, выполненный из оксида циркония. На его внутреннюю и внешнюю поверхность наносится пористое покрытие из платины, которое выполняет функции внутреннего и внешнего электродов. При нагревании до температуры 300-350C материал превращается в диэлектрик, который проводит сигнал от наружного электрода к внутреннему, что возникает от разности соотношения кислорода между выхлопными газами внутри / снаружи автомобильной системы выхлопа. Ионы кислорода начинают двигаться в направлении от одного из электродов к близлежащему, от области с большой концентрацией кислорода или атмосферы в ту область, где концентрация наименьшая – к выхлопу. При этом возникает электрический ток, причем его сила зависит от степени плотности кислорода с обеих сторон. Данный показатель фиксируется и поступает на ЭБУ , задачей которого является регулировать продолжительность работы инжекторов. Для надежности работы датчика имеющиеся в нем внутренние и внешние электроды надежно заизолированы. В свою очередь, погруженная часть, находящаяся в выпускной системе, изолируется от наружного воздуха.

Где устанавливают лямбда-зонд?

В автомобилях может быть установлен один или два кислородных датчика. Когда конструкция предполагает один элемент, то его устанавливают рядом с двигателем. Если требуется подогрев то ближе к двигателю, если нет, то дальше.

Два лямбда-зонда используют в автомобилях, имеющих нейтрализатор, и располагают по обеим сторонам от него. Подобные датчики предназначаются для контролирования работы двигателя, а также для оценки эффективности функций катализатора. Когда устанавливаются два датчика, то первым (входным) в катализатор должен быть широкополосный элемент, а уже на выходе из катализатора – двухточечный. Впрочем, оба могут быть двухточечными.

Конструктивные особенности, типы кислородных датчиков

Принцип работы любого лямбда-зонда остается неизменным, независимо от его конструкции и вносимых изменений и дополнений, которые часто используются производителями. Их вносят по необходимости, из-за недостатков и конструктивно слабых мест датчиков.

Подогрев датчиков. Одним из важных видов усовершенствования является искусственный контролируемый подогрев керамического наконечника с целью ускорить достижение им рабочей температуры. Первые кислородные датчики нагревались от раскаленных выхлопов и устанавливались поближе к двигателю, где температура будет наивысшая. И, тем не менее с учетом того, что датчик должен нагреваться до температуры 350-400C , требовалось некоторое время, в течение которого он не работал. В настоящее время большинство лямбда-зондов оснащены электрическими нагревателями, с которыми датчики быстро выходят на рабочий режим. Такая функция не только помогает оптимизировать расход топлива, но и продлевает жизнь катализатора.

О чем нужно знать:

Наиболее распространенный двухточечный датчик имеет самую простую схему работы. Он фиксирует факт различия в концентрации кислорода между атмосферой и автомобильном выхлопе;
Широкополосный датчик можно считать продуктом эволюции данного устройства. Его функция заключается в накачке кислорода, который всегда имеется в выпускной системе, в отдельную камеру. Работа осуществляется при подаче тока к устройству. Чем меньше объем кислорода, тем более высокая сила тока потребуется для закачки. Изменение силы тока и будет фиксироваться датчиком;
Количество необходимых проводов. При этом различные конструкторские решения в лямбда-зондах могут требовать 1-5 проводов;
Цветовая маркировка проводов лямбда-зондов разнится от производителя к производителю. На деле провода темного (т.е. черного) цвета идут на сигнал, а «массовый» провод бывает как белого , так и серого или желтого цвета. «Накальный» провод вывода подогрева всегда бывает красным .

Как проверить исправность лямбда-зонда самостоятельно?

Для проверки можно использовать вольтметр или мультиметр, которые будут фиксировать изменение напряжения на датчике в момент работы двигателя. Проверку осуществляем в следующей последовательности:

Сначала находим датчик, аккуратно вытираем его ветошью и осматриваем наружную часть. Если датчик потемнел и имеет отложения сажи на поверхности, это говорит о том, что он сгорел, то есть вышел из строя;
Затем нужно отключить разъем датчика от электрической системы автомобиля и завести двигатель;
Для того чтобы прогреть датчик повышаем обороты двигателя до 2-3 тыс.об/мин ;
Далее, щупы вольтметра подключаются к черному и серому проводу. Плюс подключают на сигнал, минус – на массу. Нормально работающий датчик покажет от 0,2 до 0,8 В , плохо работающий от 0,3 до 0,7 В . Неизменный показатель прибора говорит о том, что датчик нерабочий.

Если лямбда-зонд оказался неисправны м, то придется его заменить на новый.

Корректный подбор кислородного датчика

Если кислородный датчик неисправен, то не стоит спешить купить новый в ближайшем магазине, так как, скорее всего, вам предложат то, что есть в наличии. Большинство производителей этой детали в своих каталогах утверждают, что их датчики совмещаются с большинством транспортных средств. При замене на новый элемент в таком случае неисправность сразу не будет заметна, но со временем датчик откажется правильно работать. В конце концов, это скажется на автомобиле. Суть дела в том, что лямбда-зонды разных авто отличны друг от друга конструктивно . Они различаются резьбовой частью, равно как и наличием предварительно подогрева, предусмотренным количеством проводов, разъемами для соединения. В то же время принцип работы и основной элемент датчиков от модели к модели не разнится.

Исходя из этого, лучше всего приобрести оригинал и обращать внимание на маркировку детали , которая должна быть такой же, как и на старом датчике. Если есть желание экономить, то можно приобрести универсальный датчик, специально разработанный для определенной марки автомобиля. Универсальность датчика состоит в том, что он имеет клеммы, подходящие сразу для нескольких автомобилей.

Сколько стоит лямбда-зонд?

Перед покупкой лямбда-зонда рекомендуется заглянуть в соответствующий раздел по ремонту вашего авто и уточнить, во что именно вкручивается датчик. Это может быть просто коллектор или специальная приставка – футорка , которую тоже придется приобрести. Ее цена, в принципе, небольшая. Для автомобилей европейских марок лямбда-зонд может обойтись в разные суммы. Одними из самых качественных на сегодняшний день считаются датчики японских брендов – NKG и Denso , а также немецкого бренда Bosch , хотя они обойдутся совсем недешево. Если хочется сэкономить, то можно приобрети датчик бюджетного класса, к примеру, производства Чехии. К примеру, продукция Profit уже довольно долго поставляется на рынок Украины.

Что касается б/у датчиков, то от них точно можно отказаться, если не хочется выбрасывать деньги «на ветер».

Замена лямбда-зонда

Замена осуществляется обязательно на непрогретом двигателе. Перед заменой нужно отключить зажигание. Приобретая новый датчик, нужно обратить внимание на маркировку. Она должна быть идентичной той , что уже была нанесена производителем на старую деталь. Замена осуществляется в три этапа:

Сначала отключаются провода от датчика;
При помощи гаечного ключа снимается старый лямбда-зонд;
На освободившееся посадочное место устанавливается новый датчик. Помните: работать нужно аккуратно, дабы не повредить резьбу.

По окончании замены подключается проводка и проверяется работоспособность детали.

Вывод

Лямбда-зонд устанавливается во многие современные автомобили неспроста. Это достаточно сложное устройство, которое дает электронике информацию о работе выхлопной системы. Если на автомобиле стоит катализатор, ценность датчика еще больше возрастает. Если требуется замена лямбда-зонда, вы с легкостью сможете выбрать аналог или оригинал и даже поставить новую запчасть самостоятельно.

С другими новостями автомира можно ознакомиться здесь .

Если Вам понравилась публикация, поделитесь новостью в социальных сетях и подписывайтесь на канал .

Лет 15 назад лямбда-зонд был страшилкой почище «автомата» в первые годы нашего знакомства с иномарками. Увеличившийся вдруг расход топлива, не изучая причин, почти без вариантов вешали на него. Показывали владельцу какие-то «циферки» на экранчике, приговаривали «кислородник» и ставили перед фактом — надо менять. С другой стороны, присадки в бензин тогда на самом деле быстро выводили «лямбды» из строя. А как с этим дела обстоят сейчас? Что, кроме топлива, может приговорить датчик, как его проверить и на что менять?

С ним точнее, чем без него

Как мы недавно рассказывали, MAF и MAP — это первый и основной инструмент, от показаний которого отталкивается блок управления двигателем, приготавливая топливовоздушную смесь. Какое-то время обходились только ими. Но скоро стало понятно, что рассчитывать количество топлива, которое нужно подать, исходя лишь из поступающего в двигатель воздуха, получается не совсем точно. Якобы Bosch, купивший у американцев лицензию на систему впрыска Bendix Electrojector, уже в 60-х (в 1967-м появился немецкий D-Jetronic) работал над кислородным датчиком. Правда, таковой появился только в 1976 году — в рамках механического впрыска K-Jetronic. Считается, что первыми автомобилями, получившими «кислородник», стали Volvo 260-й серии и знаменитый DeLorean.

При этом Bosch продолжал выпускать механическую систему без «лямбды». В 80-х у фирмы был и электронный впрыск, лишенный кислородного датчика. Однако к тому моменту уже стало ясно — с обратной связью блок управления точнее оперирует подачей топлива. Просто не всегда это было необходимо по соображениям экономии и экологии. Тем не менее с начала того десятилетия Bosch запускает LU1- и LU2-Jetronic, которые имеют лямбда-регулирование. А к концу 80-х лямбда-зонд получает повсеместное распространение. Причем тогда же на отдельных моделях, предназначенных для рынков с самыми жесткими эконормами, в датчике появился нагревательный элемент, призванный максимально быстро выводить его на рабочий режим. Разберемся в конструкции «кислородника».

Точность — понятие относительное

Лямбда-зонд — это фактически два электрода, разделенные твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония. Редко — из диоксида титана.

Внешний электрод (скрыт под защитным колпачком с прорезями) находится в потоке выхлопных газов.

Внутренний электрод расположен в воздухе под атмосферным давлением. Воздух попадает внутрь либо через место, где в датчик входит проводка, .

. либо через специальные отверстия, прикрытые неким пористым материалом.

Два электрода с электролитом между ними образуют собой гальванический элемент. Но проводимым диоксид циркония становится только при разогреве до более чем 300 градусов. Иными словами, сразу после пуска лямбда-зонд не работает. Выхлоп «грязнее», чем при выходе «кислородника» на рабочий режим. Именно для этого в датчик стали добавлять нагревательный элемент, который гораздо быстрее, нежели выхлопные газы, доводит его до нужной температуры. Такие датчики отличаются тремя или четырьмя проводами вместо одного либо двух.

При работе зонда, если кислород есть лишь на внутреннем электроде, датчик генерирует соответствующее напряжение, которое видит блок управления. ЭБУ понимает это как «богатая смесь» и корректирует подачу топлива. Если кислород появляется в выхлопных газах, то напряжение, подаваемое с датчика, падает. Для ЭБУ это сигнал о том, что смесь бедная. Конечно, связь идет не по принципу «включено/выключено». Например, «кислородник» видит стехиометрическую (идеальную, с отношением 14,7:1) смесь. И все-таки лямбда-зонд оценивает наличие кислорода довольно грубо — есть он или нет. Коррекция идет в небольшом диапазоне, по напряжению — всего лишь в пределах от 0 до 1 вольта. А состав выхлопных газов, то есть то, насколько смесь отличается от стехиометрической, он определить не в состоянии.

Поэтому еще в начале 90-х NTK (суббренд NGK) предложила так называемый широкополосный лямбда-зонд, или датчик состава смеси. Снаружи он напоминает обычную «лямбду». Но имеет другую конструкцию.

Внутри у него две ячейки — измерительная и насосная. Еще с простых датчиков стехиометрической смеси соответствует напряжение в 0,45 В. Если оно изменяется, насосная ячейка подает в измерительную или откачивает оттуда некое количество воздуха. И по изменению тока, требуемого для этого, блок управления видит состав смеси и корректирует подачу топлива.

Диапазон измерений лежит в пределах до 5 В. Естественно, используется нагревательный элемент. А связь с ЭБУ состоит из пяти или шести проводов. С конца 90-х (эконормы Евро-3) широкополосный датчик стал неотъемлемым атрибутом автомобилей классом выше среднего. А с начала — середины 2000-х, ближе к появлению Евро-4 или уже с этими экотребованиями, датчики состава смеси вытеснили обычные лямбда-зонды. Тогда же или чуть раньше за катализатором, придвинутым вплотную к выпускному коллектору, появился второй датчик.

В первую очередь он оценивает состояние нейтрализатора — какова у того проходная способность, то есть оплавился он или нет. «Лямбда» за конвертером стоит простая. Однако считается, что, по крайней мере в ряде случаев, и она способна оказывать влияние на подготовку ЭБУ топливовоздушной смеси. Шансов того, что этот второй кислородный датчик как-то пострадает, меньше, чем у первого. Все-таки расположен за катализатором и принимает на себя уже очищенные выхлопные газы. Хотя и в отношении него есть определенные правила эксплуатации. Ну а первый «кислородник» тем более в зоне риска. Так от чего может страдать тот и другой?

Ресурс велик, но есть нюансы

Основным врагом кислородного датчика всегда являлись присадки в топливо — в первую очередь октаноповышающие и антидетонационные. И тетраэтилсвинец, который давно не используют. И тем более железосодержащие, покрывавшие его токопроводящим налетом, отчего «лямбда» «путалась в показаниях», если вовсе не выходила из строя.

Сейчас ферроценовыми присадками, если и пользуются, то ограниченно. Хотя нарваться на них где-нибудь в провинции наверняка можно. Впрочем, многие соединения, добавленные в топливо, способны загрязнять внешний электрод, выводя «кислородник» из строя. В состоянии это сделать и приличный (скажем, от нескольких сот граммов на 1000 км) расход масла на угар. Наконец, есть у датчиков определенный ресурс. Правда, по распространенной информации, лежащий в очень широких пределах — от 40 000 до более чем 100 000 км.

Симптомы потери работоспособности датчика могут быть разными. Объединяет едва ли не все системы то, что, скорее всего, загорится check engine. Но и это не обязательное условие. Растет расход топлива, однако не всегда настолько, что владелец это обязательно заметит. От переливов топлива из выхлопной трубы может попахивать бензином. Кроме того, двигатель способен перебоить на холостом ходу и иметь провалы тяги на разгоне. Да попросту глохнуть.

Но это что касается выхода из строя непосредственно основного рабочего органа — гальванического элемента. А ведь бывает так, что у датчика отказывает нагревательный модуль — по сути, пластинка или спиралька, как у чайника-кипятильника. Из-за чего? Бензин или масло здесь уже не упрекнешь. Остается естественное старение. Причем психологически напрячь владельца нагреватель способен — check при его отказе зажжется. А вот почувствовать какие-то изменения, во всяком случае не в пределах смены времени года или стиля езды, удастся вряд ли. Безусловно, будучи без прогрева, какое-то время после пуска «лямбда» не посылает сигнал блоку управления. И теоретически в этот момент двигатель должен потреблять больше топлива. В реальности же его перерасход может оказаться настолько мизерным, что владелец этого не заметит. Впрочем, выслушаем диагностов.

— Теоретически любые примеси в бензине могут вывести лямбда-зонд из строя. Тем более моторное масло, которое, если расход на угар велик, в сгоревшем виде попадает на его внешний электрод. Точных значений последнего не скажу. Отмечу лишь, что сейчас все-таки повальных отказов не наблюдаем.

Последствия выхода из строя могут быть крайне разнообразны. Кто-то даже не заметит изменений в расходе топлива, который сильно зависит от забортной температуры. Он, кстати, может даже несколько снизиться — такие случаи известны. На отдельных моделях — например, современных Mercedes-Benz — при любой ошибке активируется аварийный режим с ограничением тяги. И «кислородник» тут не исключение, пусть даже у него отказал лишь нагревательный элемент. Некоторые Honda 2000-х годов на удивление тоже инициируют «аварию» — всего лишь по причине неработоспособности второй «лямбды».

Без работоспособного датчика перед катализатором блок управления будет неправильно готовить топливовоздушную смесь, переливать или обеднять. В первом случае излишки топлива будут догорать в катализаторе. При бедной смеси в камерах сгорания не будет вспышки и несгоревший бензин опять же отправится в нейтрализатор. Излишне говорить, что с ним в итоге произойдет.

Раньше не все сканеры видели показания «лямбды». Проверяли в основном осциллографом, который до сих пор может дать более полную картину ее работоспособности. Но сейчас острой необходимости пользоваться этим прибором нет. По крайней мере, в ряде случаев увидеть работу датчика позволяет даже диагностическая колодка и соответствующая программа в телефоне.

Покупка универсального датчика — лотерея. Да, они дешевле оригинальных. А гарантии, что будут работать, нет. Во всяком случае, нам известны примеры, когда распиновка в разъемах не совпадала с той, что на автомобиле. Это решаемо. Хуже то, что система может просто не увидеть универсальную «лямбду». При этом продавцы обратно их, как правило, не принимают — видят, что их уже устанавливали, по сплющенной уплотнительной шайбе. Альтернатива оригинальным, хотя бы для автомобилей немолодых и недорогих, — покупка бэушных. Такие нередко еще могут поработать достаточно долго.

Еще одна точка зрения, в основном по «японцам» разных лет выпуска.

— Как обычные лямбда-зонды, так и датчики состава смеси, то есть широкополосные, проверяются элементарно. Осциллограф, конечно, точный и надежный инструмент диагноста. Но грамотный мастер увидит состояние датчика и по значениям на сканере. Тем более что непринципиально, не работает «лямбда» совсем или дает не вполне корректную информацию и неоперативно. Все равно смесеобразование идет неправильно.

Другой пример вероятной возможности приговорить датчик — ехать вброд. Погрузиться достаточно глубоко, чтобы залить первую «лямбду». На автомобилях немолодых катализатор может быть расположен довольно низко, а датчик — непосредственно перед ним.

Второй «кислородник», который контролирует катализатор и также всегда имеет нагрев, находится ниже, и «намочить» его можно даже в глубокой луже. Резкий перепад температуры выведет нагрев из строя.

При этом я бы не сказал, что на замену лямбда-зондов клиенты едут валом. Не попадались мне и датчики в «шубе» из сажи. Вообще ресурс их немал. Например, по мануалам Toyota их нужно проверять на 100 000 км и только при необходимости менять. На моем Harrier с 5S «лямбда» отходила 230 000 км.

Но игнорировать неисправность датчика не получится — она приводит к нарушениям в работе системы управления двигателем. На «японках» 90-х двигатель вполне мог глохнуть. Работал с перебоями, с провалами на разгонах. Правда, некоторые автомобили никак не реагируют на проблемную «лямбду».

На моделях посвежее и тем более современных система запросто может встать в «аварию». Иной раз не «увидев» показаний и со второго лямбда-зонда. В этой ситуации надо смотреть катализатор. Если из строя вышел первый датчик — обязательно менять! ЦПГ переливами топлива по этой причине не загубит. Но сам нейтрализатор, очень вероятно, оплавится.

Покупать «кислородники» малоизвестных брендов не стоит. Хотя и оригинальные, бывало, работали буквально неделю-две. В целом же советую Bosch, Denso, NGK. Универсальные обычно продаются без «фишки». У Bosch с разъемом, но тоже не всегда. Мы используем NGK/NTK — за все время с их отказами по причине низкого качества не сталкивались.

А вот мнение из «конкурирующего лагеря» — из структуры, занимающейся обслуживанием и ремонтом «немцев»:

— Лямбда-зонд — довольно выносливая штука. Конечно, ее может прикончить и паленый бензин, и «масложор». Другое дело, что первый в более-менее крупных городах уже редкость. А второй, если доходит до полулитра-литра на 1000 км, то автовладельца вряд ли будет беспокоить какой-то там датчик. Нередко «кислородники» (особенно вторая «лямбда») расположены достаточно низко и постоянно подвергаются обработке грязью, влагой. И все равно работают! Ресурс? К примеру, Bosch заявляет о работоспособности своих датчиков на протяжении как минимум 150 000 км. Мы это в общем подтверждаем, за исключением редких случаев.

Элемент нагрева лямбда-зондов столь же ресурсен и, как правило, отказывает лишь по причине естественного износа. Однако бывает, что он повреждается механически — например, дорожными камешками или от естественных колебаний при демонтаже-монтаже выхлопа. Ни к каким последствиям, по сути, это не ведет — загорится Check, и лямбда-регулирование состава топливовоздушной смеси или «лямбда-слежка» за чистотой выхлопа будут включаться позже, по мере прогрева зонда естественным путем от выхлопных газов. Выход из строя подогрева второго лямбда-зонда за катализатором не приведет ни к чему, кроме индикатора на панели приборов, но если речь о первой «лямбде», то выхлоп в первые минуты станет чуточку грязнее и на толику вырастет расход топлива. Для владельца первое будет не принципиально, а второе он, скорее всего, не заметит.

Но на неисправность самого лямбда-зонда не обратить внимание трудно. Автомобиль либо «зачекует», либо заработает неровно и из выхлопной трубы запахнет несгоревшим бензином. Также двигатель может глохнуть, троить, не развивать мощность. Для немецких машин с их прецизионными моторами даже загоревшийся безо всяких дополнительных симптомов Check Engine — уже повод ехать на диагностику. А тут такое! Впрочем, переживать за ЦПГ не стоит. Однако если на это плюнуть (вполне возможно, что автомобиль будет как-то передвигаться), рано или поздно произойдет разрушение катализатора — он оплавится.

Мы на автомобили клиентов устанавливаем ремонтные датчики Bosch. Все «немцы» комплектуются лямбда-зондами этого производителя на конвейере, а ремкомплект отличается от оригинала лишь чуть большей универсальностью — длиной проводов и совместимостью разъемов. При этом периодически наблюдаем, как в других сервисах, меняя датчики на V6, V8, V10 и V12, путают правую и левую стороны — нестабильная работа двигателя на холостых и потеря мощности в движении в этом случае гарантированы.

Добавим, что на V-«образниках» или «оппозитниках» при неисправности датчика с одной стороны блока (неважно, от заправки некачественным топливом или подошел к концу ресурс) в скором времени стоит ожидать «окончания» и второго. А менять их надо парами — чтобы исключить вероятность несинхронной работы.

Скажем еще, что далеко не всегда для первой и второй «лямбды» есть аналоги от Bosch, Denso, Delphi, NGK. И даже от производителей из Китая. Последнее, пожалуй, к лучшему. Но отсутствие альтернативы от фактических конвейерных поставщиков заставляет покупать детали под брендами автопроизводителей. А это значительно дороже.

С помощью устройства оценивается общий объем кислорода или несгоревшей топливной смеси в выхлопе транспортного средства.

Часто лямбда зонды устанавливаются в дымоходах отопительных котлов и прочих системах, где необходим кислородный контроль.

Назначение

Знание особенностей работы и назначения лямбда зонда весьма полезны для автолюбителя.

Во-первых, уже никто не сможет обмануть владельца транспортного средства, а во-вторых, в случае поломки можно самому поставить «диагноз».

По сути, катализатор снижает вредность выхлопа, а лямбда-зонда осуществляет контроль работы данного устройства.

Название зонда произошло от известной греческой буквы «лямбда», которой обозначается объем кислорода в подготовленной горючей смеси.

Величина лямбды составляет 14.7 единиц на одну единицу топлива. Пропорциональность обеспечивается, благодаря электронному впрыску топливной смеси и работе лямбда-зонда.

Назначение устройства зависит и от его позиции в транспортном средстве.

Как правило, датчик кислорода монтируется перед катализатором, что позволяет точно измерять уровень кислорода в горючей смеси, а в случае дисбаланса давать сигнал блоку управления впрыска.

Чтобы повысить эффективность работы, на новых моделях авто ставится не один, а два датчика, закрепляемые с одной и другой стороны катализатора.

Такая конструкция позволяет с большей точностью анализировать состав выхлопа.

Эволюция развития

Раньше датчики кислорода были резистивными, что снижало точность измерений и надежность самих устройств.

Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. При этом сигнал, полученный от датчика, позволяет точно фиксировать уровень отношения кислорода в выхлопе и корректировать его.

В случае превышения показателя смесь обеднена. Если же ?, наоборот, меньше, то в выхлопе много смеси и объема кислорода недостаточно для сгорания.

Впервые лямбда-зонд был изготовлен в 1960 году предприятием Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.

В серийное производство устройство поступило лишь через 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые занялись выпуском, стали компания Сааб и Вольво.

Основные типы устройств

Сегодня можно выделить несколько типов кислородных датчиков. Все они могут отличаться по нескольким критериям:

Каждый из типов устройств имеет свои особенности.

Одно контактные устройства.

Оборудованы одним сигнальным проводом. Именно по нему передается сигнал, генерируемый устройством.

Оборудуются двумя проводами. Один является сигнальным, а второй выполняет функцию заземления через корпус устройства.

С помощью заземляющего проводника можно точно определить показатели сигнального провода.

Здесь предусмотрен сигнальный провод, один «массовый» провод и третий провод, направляемый к нагревательному устройству.

Нагревательный элемент, который монтируется в системе, имеет мощность 12 или 18 Вт.

В них предусмотрено четыре провода:

Может быть такое положение контактов.

К примеру, его можно использовать в качестве заземления или же для питания нагревательного элемента.

Особенность современных лямбда-зондов в том, что они взаимозаменяемы и имеют схожую конструкцию.

К примеру, можно менять датчики с подогревом на устройства без подогрева. При этом возможны проблемы с разъемами или невозможностью запитать устройство.

В случае нехватки проводов их можно проложить самостоятельно, а в качестве разъема использовать контакты автомобиля.

Маркировка может отличаться, но провод подачи сигнала всегда окрашивается в черный цвет.

«Масса» может быть желтой, серой или белой.

Устройство современных датчиков кислорода

Лямбда-зонд смонтирован таким образом, чтобы он пропускал весь объем отработавших газов транспортного средства.

В процессе прохождения газов внешний электрод оценивает уровень кислорода в отработавших газах, что приводит к изменению потенциала между электродами.

Вот почему датчики кислорода конструктивно дополняются подогревателями, необходимыми в момент пуска.

Принцип действия

В кислороде присутствуют отрицательно заряженные ионы. Они собираются на электродах из платины и при достижении нужной температуры датчика (где-то 400 градусов Цельсия) создается разность потенциалов (напряжение).

Если смесь слишком обеднена, то объем кислорода в газах будет высоким, и наоборот, если смесь обогащена, то кислорода будет мало.

Система управления мотора поддерживает уровень напряжения около 0,4-0,6 Вольт, то есть уровень лямбда равен 1.0.

В процессе движения происходит изменение режимов работы мотора, что способствует корректировке параметра напряжения в обе стороны. При этом узкополосный датчик может улавливать лишь те параметры, которые выше нуля.

Лямбда-зонд, который установлен после катализатора, имеет такой же принцип действия.

После обработки газов катализатором, уровень кислорода остается неизменным. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать оптимальную разницу потенциалов в пределах 0.4-0.6 Вольта.

Широкополосный лямбда-зонд: главные отличия, принцип работы

В процессе закачивания кислород пропускается через соответствующий элемент под действием силы тока.

Принцип действия широкополосного зонда построен на поддержании напряжения в пределах 450 мВ.

Сама разность потенциалов появляется между электродами двухточечного элемента. Достижение нужного напряжения гарантируется, благодаря изменению силы тока закачивания.

Если объем кислорода в выхлопе снижается, то напряжение между электродами растет, а ЭБУ получает соответствующую команду.

После этого формируется сигнал требуемой силы тока, что приводит к выравниванию напряжения.

Сила тока анализируется в ЭБУ, после чего блок управления воздействует на систему впрыска.

Нормальная работа датчика кислорода возможна при температуре в 300 градусов Цельсия, которая достигается с помощью нагревателя.

К чему приводит неисправность зонда?

В случае выхода из строя одного датчика машина остается на ходу (здесь многое зависит от самого транспортного средства).

Есть модели, в которых отказ механизма приводит к расходованию топлива в больших объемах. Как следствие, может понадобиться срочный ремонт.

В случае поломки лямбда-зонда его замена должна производиться только на аналогичный механизм.

Если же установить устройство другого типа, то бортовой компьютер транспортного средства может попросту не воспринимать сигналы нового датчика.

При поломке сразу двух датчиков авто и вовсе оказывается обездвиженным.

Причины поломки

Стоит отметить, что датчик кислорода имеет повышенную чувствительность к поломкам.

Причиной выхода из строя может стать:

Низкое качество топлива. При плохом бензине на лямбда-зонде остаются определенные части свинца. Появление такого напыления ухудшает чувствительность электрода к топливной смеси. Проходит какое-то время и датчик можно выбрасывать.
Механическая поломка. Сам датчик кислорода может выйти из строя. При этом к основным повреждениям можно отнести дефект корпуса, нарушение обмотки устройства и так далее.

Решается проблема посредством установки нового датчика. Что касается ремонта, то при таких поломках он бесполезен.

3. Чрезмерные объемы топлива, подаваемые в цилиндры мотора, попросту не успевают сгорать и вылетают в систему выхлопа в виде сажи.

Через время черный налет скапливается на узлах системы выхлопа машины и на датчике кислорода в том числе. Как следствие, лямбда зонд начинает работать неправильно.

В качестве «лечения» можно использовать специальные очистители и тряпки, позволяющие убрать загрязнения. Если же датчик забивается регулярно, то лучше его поменять.

Как выявить поломку?

Распознать неисправность лямбда зонда можно по следующим признакам:

Также важно знать как проверить лямбда зонд на исправность.

Можно ли отключать лямбда зонд?

С момента отключения лямбда зонда ЭБУ переходит на средние параметры подачи топлива в двигатель, что сказывается на надежности и расходе топлива (как правило, в худшую сторону).

Кроме этого, в случае отключения датчика кислорода может понадобиться и перепрошивка самого ЭБУ автомобиля, ведь постоянно будет «вылазить» ошибка.

Поэтому если лямбда зонд вышел из строя его желательно заменить.

Обманка лямбда зонда: что это?

При замене катализатора пламегасителем или демонтаже устройства сигналы двух лямбда зондов будут идентичны. Это, в свою очередь, неизбежно приведет к ошибкам.

Проблема решается путем установки обманки лямбда зонда.

Она бывает двух видов:

По своей конструкции это проставка, выполненная из бронзы и имеющая определенные размеры. Внутри узла есть специальная крошка с каталитическим напылением, которая помогает вредным веществам догореть.

Такая обманка представляет собой прибор на основе микропроцессора, анализирующего весь процесс прохода выхлопных газов и осуществляющего обработку данных с первого датчика.

Несмотря на свою компактность, лямбда зонд является одним из наиболее важных узлов автомобиля. Он не только снижает вредность выброса, но и отвечает за ряд других функций.

Отсутствие данного устройства может стать причиной повышения расхода топлива, ухудшения динамики мотора или полной невозможности эксплуатации автомобиля.

Лямбда-зонд необходим для того, чтобы передавать информацию блоку управления двигателем о том, насколько полно сгорает топливовоздушная смесь. Именно лямбда-зонд отвечает за определение количества кислорода в выхлопном газе, и на основании этого определяет состав топливовоздушной смеси.

Теоретически, на кило бензина приходится порядка 14,7 килограмм воздуха. В таком случае, бензин и кислород будут выгорать на 100%, таким образом, не выделяя вредных веществ. Это положительно сказывается и на расходе топлива.

Данная пропорция – 14,7:1 носит название «фактор избыточного количества воздуха», и обозначается буквой греческого алфавита λ (лямбда).

В случае, когда лямбда меньше единицы – ТВС получается обогащенной, в ней увеличенное количество топлива.

Но если данный показатель выше единицы, то топливовоздушная смесь – бедная, в ней не хватает топлива.

По какому принципу функционирует узкополосный лямбда-зонд?

Под колпачком из металла расположен чувствительный, выполненный из диоксида циркония, элемент. Благодаря чему он является электролитом, проще говоря – пропускает через себя ток, но газ попасть в него не может. Этот элемент имеет газопроницаемое платиновое контактное покрытие, к которому подведены проводки.

В среднем, во время работы температура данного элемента достигает 350 градусов. У первых моделей датчика воздуха не было дополнительного подогрева, за это отвечали выхлопные газы. Но впоследствии их начали оборудовать подогревателем, благодаря чему лямбда-зонд прогревается в разы быстрее.

Что мы получаем: внутренняя часть керамики работает с воздухом, а внешняя – с отработанными газами. Из-за разницы в концентрации молекул провоцируется перемещение ионов кислорода из области с повышенным содержанием кислорода в область, где его не хватает. Ионы свободно проникают сквозь керамический элемент, являющийся токопроводящим. Как раз благодаря разнице в количестве кислорода и возникает сигнальное электрическое напряжение.

Так, 0,45 Вольт равны единице, т.е. лямбде. Обогащенная ТВС создает максимальное напряжение в 0,9 Вольт, а бедная только 0,1 Вольт. Именно так функционирует узкополосный датчик кислорода. Он фиксирует отклонения от стехиометрии в очень узком диапазоне (14,0 – 15,0 к 1), таким образом замечая отклонения в какую-то из сторон.

К датчику подведены провода, их может быть разное число, но не более 4. 3-4 проводка свидетельствуют о дополнительно обогреве. Белые отвечают за подпитку обогревателя датчика. По черному проводу подается сигнал к блоку управления, а серый – это масса. Если у зонда только два белых и один черный проводки, то в таких случаях зонд соединяется с массой по корпусу.

Чтобы провести диагностику данного датчика кислорода – снимается осцилограмма, либо же придется использовать специальное программное обеспечение. В нормальном состоянии сигнал изменяется минимум раз в секунду, колеблясь в рамках 0,1-0,9 Вольт. В случае, когда сигнал сменяется очень медленно, а сигнальное напряжение не достигает 0,1 Вольт, это говорит о том, что сенсор вышел из строя. Кроме этого исправный датчик кислорода оперативно реагирует на малейшие изменения состава ТВС. Чтобы «обогатить» смесь достаточно «пшикнуть» во впуск пропаном. В таком случае, сенсор сразу выдаст 0,9 Вольт. Чтобы сделать смесь «бедной» достаточно снять вакуумную трубку. На что сразу отреагирует датчик, выдав 0,1 Вольта.

Но куда проще «прогазовать», чтобы сработала дроссельная заслонка. В таком случае сразу же поменяются показания датчика кислорода, сменившись до обогащенной. Если установлена пара зондов, то вышедший из строя будет реагировать с замедлением.

Проверить, как работает обогрев датчика – проще простого. Сначала проверьте, подается ли от аккумулятора питание (9-12 Вольт). После чего проверьте сопротивление нагревательного элемента. В рабочем состоянии будет 2,3-4,3 Ом на 25 градусах.

Лямбда-зонд на основе оксида титана

На смену узкополосному лямбда-зонду пришли датчики на оксиде титана. Обычно, в выпускной системе устанавливался всего 1 подобный зонд, с 3-4 проводками, подведенными к нему. Его точность заметно выше, но и цена – кусается. Зонд не сообщается с атмосферой, не создает напряжение, но его измерительный диапазон – лучше. По сути, его функционал напоминает расходомер. Он запитан от блока управления и выдает сигнал в виде напряжения. Сигнал регулярно меняется, диапазон 0,4-4.5 Вольт. Чем больше напряжение – тем беднее ТВС.

Широкополосный лямбда-зонд

Наиболее современный вариант, который в среде автолюбителей носит простое название «датчик воздух/топливо». Тут уже несколько больше проводов – 5-6. Зонд отвечает за измерение ТВС во всем диапазоне. Широкополосные зонды ставят на современные бензиновые моторы, которые функционируют на обедненной смеси, на моторах с непосредственным впрыском, а кроме этого на дизелях. Рабочая температура – 650 градусов.

Блок управления, в который поступают все данные с датчиков, отвечает за изменение подачи топлива, в зависимости от поступающего воздуха. Проблема лишь в том, что датчик находится во впускной системе, довольно далеко от камер сгорания, поэтому регулировка оставляет желать лучшего. Но имеем, что имеем.

Диагностика широкополосного лямбда-зонда

Мало кто знает, но фиксируемое датчиком напряжение – выдуманное, на самом деле его просто нет. Сигнал заметен исключительно для диагностического оборудования, и получаемый показатель требуется сверить с оптимальными данными, которые указывает завод-изготовитель. Например, напряжение в 1,5 или даже в 3,6 Вольта – может быть оптимальным, тут все напрямую зависит от зонда и марки вашего авто. Главное, чтобы сигнал был постоянным, и не изменялся без коррекции. Сигнал должен меняться исключительно вовремя:

Обогащения ТВС.,
Обеднения ТВС.

Чтобы это сделать, просто запустите во впуск пропан, или снимите с коллектора любой шланг, чтобы в него попал воздух. Обогащенная топливовоздушная смесь приводит к снижению напряжения, а бедная – увеличивает. Проще говоря, параметры смеси будут отражать топливную коррекцию.

Читайте также: