Для чего лямбда зонд 4a fe

Опубликовано: 17.05.2024

Приветствую гостей и подписчиков моей машины. Как вы помните по прошлой записи/, у меня оторвалась средняя часть глушителя и стёрлась лямбда под ноль. Изначально думал, что она вообще даёт? Без неё ошибок нету и динамика улучшилась. А оказалось у меня расход стал конский

24л/100км. Понятное дело, что так разоришься на бензине. Приехал домой, припарковал машину и пошёл искать на просторах интернета новый ДК (Датчик кислорода, он же Лямбда-Зонд), само собой оригинал стоит бешеных денег, поэтому этот вариант сразу отпал. Брать контракт — лотерея, даже если попадётся рабочий, то сколько он проживёт? Этот вариант тоже сразу отпал. Да и по стоимости с доставкой он выйдет как новый аналог. Брать у себя, на местной разброке — дорого, дороже чем заказать с дрома с доставкой.Осталось смотреть аналоги. Открываю каталог Emex, вижу на схеме 2 разных датчика, не понимаю сначала в чём подвох? Присмотревшись, заметил, что один идёт для Lean Burn (Обеднённой Смеси), другой для стандартного ДВС 4A-FE.

Конечно же мне нужен для STD (Номер заводского ДК TOYOTA 8946505020. Выбираю нужный мне датчик и смотрю на цены. Стоят так же как и на ВАЗ аналоги, можно конечно поставить и ВАЗовский, но я не хотел отрезать разъём, а старого у меня конечно же не осталось, т.к. он оторвался. Мой выбор пал на PatronHZ-40102010-1019. Написано, что производитель Беларусь (Оказался Китай, на коробке так и написано "Сделано в Китае"), дешевле — скорей всего Китай, дороже — Япония и Германия. Однако срок доставки был указан около 8 дней, но зная как работает Emex со своим слоганом "Автозапчасти во время", я понимаю, что сроки указаны примерные, но можно же предупредить, что запчасть приедет на столько-то дней позже, так ещё к тому, когда они пишут, что заказ выдан — это значит, что запчасть только отложили на погрузку в машину, для доставки из Красноярска в Ачинск. А как долго она будет преодолевать 200 км, никто не знает. Поэтому решил глянуть сколько он стоит на Exist. Пробив по номеру, вижу, что цена ниже на 200 рублей. Всё же деньги как ни как и срок у них так же 8 дней. Решил заказать на Exist, заказывал у них впервые. Заказал в субботу утром и вечером только оплатил, само собой в работу заказ ушёл только в понедельник, т.к. в выходной день их офис в моём городе не работает, а заказы города обрабатывает менеджер. И вот наступает понедельник, вечером решил посмотреть, что с моим заказом? И вижу, что вместо 17 числа поставки, цифра изменилась на 18 число. Ладно, думаю, сам виноват, что в нерабочее время заказал, но они хоть предупредили об изменении срока поставки, в отличии от Emex.
И вот наступило 17 число, сижу дома, никого не трогаю, на телефон приходит сообщение с уведомлением от Exist, что мой заказ прибыл в офис и что я могу его забрать, но глянув на часы, решил оставить это до следующего дня — 18, т.к. до закрытия оставалось 30 минут и я просто не успею добраться до них. На следующей день, приехал за датчиком, забрал и довольный поехал устанавливать. В общем Exist;ом я доволен больше чем Emex;ом.

Сомнительная заправка, плохой бензин, «чек» на панели — стандартный и быстрый путь к замене кислородного датчика. Про лямбда-зонд слышали многие автомобилисты, но мало кто разбирался, за что именно он отвечает и почему так легко выходит из строя. Рассказываем про датчик кислорода — «обоняние» двигателя.

Лямбда и стехиометрия двигателя

Название датчика происходит от греческой буквы λ (лямбда), которая обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. Для полного сгорания смеси соотношение воздуха с топливом должно быть 14,7:1 (λ=1). Такой состав топливно-воздушной смеси называют стехиометрическим — идеальным с точки зрения химической реакции: топливо и кислород в воздухе будут полностью израсходованы в процессе горения. При этом двигатель произведёт минимум токсичных выбросов, а соотношение мощности и расхода топлива будет оптимальным.

Если лямбда будет <1 (недостаток воздуха), смесь станет обогащённой; при лямбде >1 (избыток воздуха) смесь называют обеднённой. Чересчур богатая смесь — это повышенный расход топлива и более токсичный выхлоп, а слишком бедная смесь грозит потерей мощности и нестабильной работой двигателя.

Из графика видно, что при λ=1 мощность двигателя не пиковая, а расход топлива не минимален — это лишь оптимальный баланс между ними. Наибольшую мощность мотор развивает на слегка обогащённой смеси, но расход топлива при этом возрастает. А максимальная топливная эффективность достигается на слегка обеднённой смеси, но ценой падения мощности. Поэтому задача ЭБУ (электронного блока управления) двигателя — корректировать топливно-воздушную смесь исходя из ситуации: обогащать её при холодном пуске или резком ускорении, и обеднять при равномерном движении, добиваясь оптимальной работы мотора во всех режимах. Для этого блок управления ориентируется на показания датчика кислорода.

Зачем нужен кислородный датчик

Датчиков в современном двигателе великое множество . С помощью различных сенсоров ЭБУ замеряет температуру забортного воздуха и его поток, «видит» положение дроссельной заслонки, отслеживает детонацию и положение коленвала — словом, внимательно следит за воздухом «на входе» и показателями работы мотора, регулируя подачу топлива для создания оптимальной смеси в цилиндрах.

Лямбда-зонд показывает, что же получилось «на выходе», замеряя количество кислорода в выхлопных газах. Другими словами, кислородный датчик определяет, оптимально ли работает мотор, соответствуют ли расчёты ЭБУ реальной картине и нужно ли вносить в них поправки. Основываясь на данных с лямбда-зонда, ЭБУ вносит соответствующие коррекции в работу двигателя и подготовку топливно-воздушной смеси.

Где находится кислородный датчик

Датчик кислорода установлен в выпускном коллекторе или приёмной трубе глушителя двигателя, замеряя, сколько несгоревшего кислорода находится в выхлопных газах. На многих автомобилях есть ещё один лямбда-зонд, расположенный после каталитического нейтрализатора выхлопа — для контроля его работы.

Если у двигателя две головки блока (V-образники, «оппозитники»), то удваивается количество выпускных коллекторов и катализаторов, а значит и лямбда-зондов — у современной машины может быть и 4 кислородных датчика.

Устройство кислородного датчика

Классический лямбда-зонд порогового типа — узкополосный — работает по принципу гальванического элемента. Внутри него находится твёрдый электролит — керамика из диоксида циркония, поэтому такие датчики часто называют циркониевыми. Поверх керамики напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Будучи погружённым в выхлопные газы, датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в них и в атмосферном воздухе, вырабатывая на выходе напряжение, которое считывает ЭБУ.

Циркониевый элемент лямбда-зонда приобретает проводимость и начинает работать только после прогрева до температуры 300 °C. До этого ЭБУ двигателя действует «вслепую» согласно топливной карте, без обратной связи от кислородного датчика, что повышает расход топлива при прогреве двигателя и количество вредных выбросов. Чтобы быстрее задействовать лямбда-зонд, ему добавляют принудительный электрический подогрев. Кислородные датчики с подогревом внешне отличаются увеличенным количеством проводов: у них 3–4 жилы против 1–2 у обычных датчиков.

В названии узкополосного датчика кроется его недостаток — он способен замерять количество кислорода в выхлопе в достаточно узком диапазоне. ЭБУ может корректировать смесь по его показаниям только в некоторых режимах работы мотора (холостой ход, движение с постоянной скоростью), что не отвечает современным требованиям по экономичности и экологичности двигателей. Для более точных замеров в широком диапазоне используют широкополосный лямбда-зонд (A/F-сенсор), который также называют датчиком соотношения «воздух-топливо» (Air/Fuel Sensor). Обычно к нему подходят 5–6 проводов, хотя бывают и исключения.

Внешне «широкополосник» похож на обычный датчик кислорода, но внутри есть отличия. Благодаря специальным накачивающим ячейкам эталонный лямбда-коэффициент газового содержимого датчика всегда равен 1, и генерируемое им напряжение постоянно. А вот ток меняется в зависимости от количества кислорода в выхлопных газах, и ЭБУ двигателя считывает его в реальном времени. Это позволяет электронике быстрее и точнее корректировать смесь, добиваясь её полного сгорания в цилиндрах.

Почему до сих пор производят узкополосные датчики? Во-первых, для старых автомобилей, где A/F-сенсоры не применялись. Во-вторых, из-за особенностей «широкополосника» его нельзя устанавливать после катализатора, где он быстро выходит из строя. А контролировать работу катализатора как-то надо. Поэтому в современных двигателях ставят два лямбда-зонда разного типа: широкополосный (управляющий) — в районе выпускного коллектора, а узкополосный (диагностический) — после катализатора.

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Основная причина поломок кислородных датчиков — некачественный бензин: свинец и ферроценовые присадки оседают на чувствительном элементе датчика, выводя его из строя. На состояние лямбда-зонда влияет и нестабильная работа двигателя: при пропусках зажигания от старых свечей или пробитых катушек несгоревшая смесь попадает в выхлопную систему, где догорает, выжигая и катализатор, и датчики кислорода. Приговорить датчик также может попадание в цилиндры антифриза или масла.

Самый очевидный признак неисправности лямбда-зонда — индикатор Check Engine на приборной панели. Считав код ошибки с помощью сканера или самодиагностики, можно проверить, какой именно датчик вышел из строя, если их несколько. Иногда всё дело в повреждённой проводке датчика — с проверки цепи и стоит начать поиск поломки.

Но далеко не всегда проблемный лямбда-зонд зажигает «Чек»: иногда он не ломается полностью, а медленно умирает, давая при этом ложные показания, из-за чего ЭБУ двигателя неверно корректирует состав смеси. В этом случае нужно ориентироваться на косвенные признаки — ухудшение работы двигателя.

Проблемы с датчиком кислорода нарушают всю систему обратной связи и лямбда-коррекции, вызывая целый букет неисправностей. Прежде всего, это увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа, снижение мощности и нестабильный холостой ход. Если вовремя не заменить лямбда-зонд, следом выйдет из строя каталитический нейтрализатор, осыпавшись из-за перегрева от обогащённой смеси.

Универсальные кислородные датчики

Цена на оригинальные датчики кислорода вряд ли обрадует автомобилистов, но все лямбда-зонды работают по единому принципу, что позволяет без труда подобрать замену. Главное, чтобы соответствовал типа датчика (широкополосный/узкополосный), количество проводов и резьбовая часть. В продаже есть универсальные кислородные датчики без разъёма, которые можно использовать на десятках моделей автомобилей — подобрать и купить лямбда-зонд не составляет проблемы.

Чтобы избежать проблем с кислородными датчиками, следите за состоянием двигателя, заправляйтесь качественным топливом и регулярно выполняйте компьютерную диагностику, которая позволит выявить неисправности на ранней стадии.

Этот достаточно хрупкий прибор находится в очень агрессивной среде, поэтому его работу необходимо постоянно контролировать, так как при его поломке дальнейшее использование автомобиля невозможно. Периодическая проверка лямбда зонда станет гарантом стабильной работы автотранспортного средства.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Основные признаки неисправности лямбда зонда

Основным признаком неисправности лямбда зонда служит изменение работы двигателя, так как после его поломки значительно ухудшается качество поступаемой топливной смеси в камеру сгорания. Топливная смесь, по сути, остается бесконтрольной, что недопустимо.

Причиной выхода из рабочего состояния лямбда зонда может быть следующее:

разгерметизация корпуса;
проникновение внешнего воздуха и выхлопных газов;
перегрев датчика вследствие некачественной покраски двигателя или неправильной работы системы зажигания;
моральный износ;
неправильное или прерывающееся электропитание, которое ведет к основному блоку управления;
механическое повреждение в следствие некорректной эксплуатации автомобиля.

Во всех вышеперечисленных случаях, кроме последнего, выход из строя происходит постепенно. Поэтому те автовладельцы, которые не знают как проверить лямбда зонд и где он вообще расположен, скорее всего, не сразу заметят неисправность. Однако, для опытных водителей определить причину изменения работы двигателя не составит никакого труда.

Постепенный выход из строя лямбда зонда можно разбить на несколько этапов. На начальной стадии датчик перестает нормально функционировать, то есть, в определенных рабочих моментах мотора устройство перестает генерировать сигнал, впоследствии чего дестабилизируется налаженность оборотов холостого хода.

Иными словами, они начинают колебаться в достаточно расширеном диапазоне, что в конечном итоге приводит к потере качества топливной смеси. При этом авто начинает беспричинно дергаться, также можно услышать нехарактерные работе двигателя хлопки и обязательно на панели приборов загорается сигнальная лампочка. Все эти аномальные явления сигнализируют автовладельцу о неправильной работе лямбда зонда.

На втором этапе датчик и вовсе перестает работать на не прогретом двигателе, при этом автомобиль будет всевозможными способами сигнализировать водителю о проблеме. В частности, произойдет ощутимый упадок мощности, замедленное реагирование при воздействии на педаль акселератора и все те же хлопки из-под капота, а также неоправданное дергание автомобиля. Однако, самым существенным и крайне опасным сигналом поломки лямбда зонда служит перегрев двигателя.

В случае полного игнорирования всех предшествующих сигналов свидетельствующих об ухудшении состояния лямбда зонда, его поломка неизбежна, что станет причиной большого количества проблем. В первую очередь пострадает возможность естественного движения, также значительно увеличится расход топлива и появится неприятный резкий запах с ярко выраженным оттенком токсичности из выхлопной трубы. В современных автоматизированных автомобилях в случае поломки кислородного датчика может попросту активизироваться аварийная блокировка, в результате которой последующее движение автомобиля становится невозможным. В таких случаях сможет помочь только экстренный вызов эвакуатора.

Однако, самым худшим вариантом развития событий является разгерметизация датчика, так как в этом случае движение автомобиля становится невозможным по причине высокой вероятности поломки двигателя и последующего дорогостоящего ремонта. Во время разгерметизации отработанные газы вместо выхода через выхлопную трубу, попадают в заборный канал атмосферного эталонного воздуха. Во время торможения двигателем лямбда зонд начинает фиксировать переизбыток молекул кислорода и экстренно подает большое количество отрицательных сигналов, чем полностью выводит из строя систему управления впрыском.

Основным признаком разгерметизации датчика является потеря мощности, особенно это ощущается во время скоростного движения, характерное постукивание из-под капота во время движения, которое сопровождается неприятными рывками и неприятный запах, который выбрасывается из выхлопа. Также о разгерметизации свидетельствует видимый осадок сажных образований на корпусе выпускных клапанов и в области свечей.

Как определить неисправность лямбда зонда рассказывается на видео:

Электронная проверка лямбда зонда

Узнать о состоянии лямбда зонда можно путем его проверки на профессиональном оборудовании. Для этого используется электронный осциллограф. Некоторые специалисты определяют работоспособность кислородного датчика при помощи мультиметра, однако, он способен только констатировать или же опровергнуть факт его поломки.

Проверяется устройство во время полноценной работы двигателя, так как в состоянии покоя датчик не сможет полностью передать картину своей работоспособности. В случае даже незначительного отхождения от нормы, лямбда зонд рекомендуется заменить.

Замена лямбда зонда

В большинстве случаев такая деталь, как лямбда зонд не подлежит ремонту, о чем свидетельствуют утверждения о невозможности произведения ремонта от многих автомобильных производителей. Однако, завышенная стоимость такого узла у официальных дилеров отбивает всякую охоту его приобретения. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации может стать универсальный датчик, который стоит гораздо дешевле родного аналога и подходит практически всем автомобильным маркам. Также в качестве альтернативы можно приобрети датчик бывший в использовании, но с продолжительностью гарантийного периода или же полностью выпускной коллектор с установленным в него лямбда зондом.

Однако, бывают случаи, когда лямбда зонд функционирует с определенной погрешностью из-за сильного загрязнения в результате оседания на нем продуктов сгорания. Для того чтобы убедиться, что это действительно так, датчик необходимо проверить у специалистов. После того как проверка лямбда зонда состоялась и подтвержден факт его полной работоспособности, его нужно снять, почистить и установить обратно.

Для того чтобы демонтировать датчик уровня кислорода, необходимо прогреть его поверхность до 50 градусов. После снятия, с него снимается защитный колпачок и только после этого можно приступать к очистке. В качестве высокоэффективного очищающего средства рекомендуется использовать ортофосфорную кислоту, которая с легкостью справляется даже с самыми стойкими горючими отложениями. По окончании процедуры отмачивания, лямбда зонд ополаскивается в чистой воде, тщательно просушивается и устанавливается на место. При этом не стоит забывать о смазке резьбы специальным герметиком, который обеспечить полную герметичность.

Устройство автомобиля очень сложное, поэтому он нуждается в постоянной поддержке работоспособности и проведении своевременных профилактических работ. Поэтому в случае возникновения подозрений о неисправности лямбда зонда, необходимо незамедлительно произвести диагностику его работоспособности и в случае подтверждения факта выхода из строя, заменить лямбда зонд. Таким образом, все важнейшие функции транспортного средства будут сохранены на прежнем уровне, что станет гарантом отсутствия дальнейших проблем с двигателем и прочими важными элементами автомобиля.

Качество российского бензина таково, что датчик необходимо менять каждые 40 тыс. км (и это в лучшем случае). Причина его смерти - все тот же "красный налет", который широко известен почти всем по свечам зажигания. Обычно ЛЗ в этом случае начинает давать неправильные показания для ECU/EFI (бортовой компьютер), которые тот в свою очередь оценивает как "ложные" и не воспринимает - включается "обходная программа". Последствия - рост расхода топлива (обогащение смеси почти всегда) до +2-3 литров на 100 км пробега (и обычно расход остается повышенным вне зависимости от стиля движения и дорожных - это сразу заметно), небольшое ухудшение "приемистости" двигателя, убыстренный износ свечей зажигания.

Сам ECU не дает никакой ошибки типа Check Engine - водителю смерть ЛЗ (лямбда-зонд, он же кислородный датчик) никак не заметна. Попытки измерить ЛЗ вольтметром дают достаточно призрачный результат (точные показания даст только умелая диагностика осциллографом или специальным стендом). Короче говоря - если при всех очевидных исправностях автомобиль начинает даже при очень спокойной езде по трассе злоупотреблять пожиранием топлива - пора менять ЛЗ ).

Займемся тем, что заменим родной ЛЗ (в данном случае точный номер 89465-12400, но подойдет и для всех 89465-) на более дешевый и доступный аналог производства Bosch, который ставится на российские автомобили ВАЗ десятой серии. Его цена примерно 1000 рублей в магазине автозапчастей (против 3500 рублей у "тойотовского"; который обычно покупается только по заказу). Точный номер - Bosch LSH 25, 0 258 005 133 (хотя вся серия цифр после LSH 25 может отличаться - и это не суть важно (кажется ))).

1. Выкручиваем старый ЛЗ. Возможны трудности с "закисанием" резьбы. В худших случаях - придется метить резьбу заново. Для откручивания можно использовать подходящий "газовый" ключ (накидной не подойдет; рожковым лучше не пробовать вообще). Откручивать лучше всего снизу, поставив машину на яму/подъемник (мы проведем эксперимент на машине в кузове AT211 и двигателем 7A-FE Lean Burn).

2. Сделать переходник при помощи дополнительных разъемов, либо отрезать вилку от родного датчика и прикрутить ее на новый . Соединять провода по такой схеме (BoschToyota): белый, белый = черный, черный (подогрев, полярность не важна), черный = синий (сигнал), серый = белый (земля).
Провода у ЛЗ-ов выполнены из какого-то термостойкого материала, поэтому их легче просто скрутить между собой, чем спаять .

3-1. Сопротивление обогревателя родного ЛЗ составляет 11-14 Ом (от нагретого до остывшего состояния), а у Bosch - 2-4 Ом. Поэтому для нормальной работы необходимо как-то модифицировать подключение к нагревателю.
способ 1: подключение ЛЗ через реле (прочитать тут; наиболее правильный, но более трудоемкий способ);
способ 2: подключение через мощный резистор (не менее 10Вт) сопротивлением около 10Ом (он будет достаточно сильно нагреваться, причем все время после включения зажигания);
способ 3: подключение напрямую (большая возможность, что электронный каскад ECU не выдержит такого напряга и выйдет из строя; либо обогрев будет неправильно работать (по закону Ома - изменится количество потребляемого обогревом тока); однако, были случаи успешной работы (видимо как повезет)).

3-2. Возьмем мощный резистор керамического типа, а еще лучше - связку из нескольких резисторов, которые в сумме составят необходимые 9-10Ом (так они будут лучше отводить от себя тепло). И поместим его в разрез одного из проводов обогревателя (белые-черные).
Этот способ достаточно прост, легок в размещении (все же пару резисторов легче приспособить в подкапотном пространстве, чем связку из нескольких элементов), однако несколько меняет электрические параметры цепи и, пожалуй, главный недостаток - ощутимый нагрев резисторов, в том числе из-за этого которые очень часто намереваются потерять свои "ножки" и просто-напросто оторваться (вибрации делают свое дело).

3-3. Лучше вставить резистор не между штатным разъемом ЛЗ и им самим, а в другом месте. Например, возле катушек зажигания (провода от ЛЗ проходят далее рядом с ними). Это уменьшит нагревание резистора, его вибрации, а так же обеспечит удобный доступ к нему для проверки (быстрее всего узнать работает ли обогрев - пощупать резистор пальцем). Эстетика такого способа, конечно, может хромать .

4. Новый ЛЗ легко вкручивается в выпускную трубу коллектора вместо старого - их резьбы полностью совпадают. После установки запускаем, проверяем работает ли нагрев (греется ли резистор); считываем коды диагностики (должно быть пусто); ну и убеждаемся, что данные с ЛЗ поступают вообще (диагностика вольтметром).

Эффект от замены ЛЗ заметен в основном при неторопливой езде по трассе - автомобиль начинает заметно меньше потреблять бензина. При городской же езде особой пользы от этой операции нет (впрочем, все равно многое зависит от стиля езды).

Для обладателей двигателей с "европейской" системой обеднения смеси - можно так же посоветовать попробовать поискать аналоги датчика бедной смеси от сторонних производителей. Тот же Bosch - модель LSU 4.

Не так давно, в продаже появился новый датчик, для обновленных моделей ВАЗ 2110-2112. Bosch 0-258-006-537. От предыдущего его отличает то, что он имеет сопротивление обогрева 10Ом. Таким образом становится возможна его установка на Тойоту без различных манипуляций.