Как проверить датчик лямбда зонд своими руками?

Проверяем лямбда-зонд

На написание этого материала натолкнуло обилие вопросов на интернет-форуме, связанных с непониманием (или недопониманием) принципа работы датчика кислорода, или лямбда-зонда.

Датчик кислорода: от общего к частному

Прежде всего, нужно идти от общего к частному и понимать работу системы в целом. Только тогда сложится правильное понимание работы этого весьма важного элемента ЭСУД и станут понятны методы диагностики.

Чтоб не углубляться в дебри и не перегружать читателя информацией, поведу речь о циркониевом лямбда-зонде, используемом на автомобилях ВАЗ. Желающие разобраться более глубоко могут самостоятельно найти и прочитать материалы про титановые датчики, про широкополосные датчики кислорода (ШДК) и придумать методы их проверки. Мы же поговорим о самом распространенном датчике, знакомом большинству диагностов.

Когда-то очень давно датчик кислорода представлял собой только лишь чувствительный элемент, без какого-либо подогревателя. Нагрев датчика осуществлялся отработанными газами и занимал весьма продолжительное время. Жесткие нормы токсичности требовали быстрого вступления датчика в полноценную работу, вследствие чего лямбда-зонд обзавелся встроенным подогревателем. Поэтому датчик кислорода ВАЗ имеет 4 вывода: два из них — подогреватель, один — масса, еще один — сигнал.

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

• сканером
• мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.

Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород . Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.

О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.

На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.

К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.

Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.

Методика проверки датчика кислорода

Поняв, как работает датчик кислорода, легко понять методику его проверки.

Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна.

Как нам выяснить, в чем кроется проблема — в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.

1. Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да — то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.
2. Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.
3. Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» – а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.

Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.

Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливно-воздушную смесь.

Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом.

Мы упоминали, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси.

Обратите внимание: эквивалентно

Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае — очень хороший помощник диагноста.

Как пользоваться извлекаемой с его помощью информацией, рассказано в статье «Газоанализ и диагностика».

Sato80 › Blog › Проверка лямбда – зонда Часть 2

Устройство лямбда – зонда

Чтобы качественно проводить работы по проверке О2-датчика необходимо хотя бы на поверхностном уровне знать его устройство.
Лямбда зонд состоит из:

Металлического корпуса;
Защитный корпус;
Керамический изолятор;
Наконечник из керамики.

Все остальные детали датчика кислорода можно увидеть на рисунке ниже.

В зависимости от количества проводов, с помощью которых лямбда зонт подключается к системе, существуют

4 типа данных устройств:

Виды датчиков кислорода

1. Однопроводной
2. Двухпроводной
3. Трёхпроводной
4. Четырёхпроводной

Причины поломок лямбда зонда
— Не качественно топливо;
— Применение топлива с повышенным октановым числом, что может привести к перегреву элементов лямбда зонда.
— Повышенное количество свинца в топливе.
— Попадание в корпус грязи и различных технологических жидкостей.

К чему это может привести
— Большой расход топлива;
— Не правильная работа инжектора;
— Рывки в движении;
— Не правильная работа катализатора;
— Появление сильно загрызенных выхлопных газов;
— Плавающие обороты двигателя;
— Снижение мощности;

На автомобилях с коробкой автомат переключение передач может происходить со стуком и дерганием автомобиля.

Способы проверки лямбда зонда

Основные способы проверки лямбда зонда:

Визуальный осмотр;
С помощью приборов.
Визуальный осмотр

Перед проверкой лямбда зонда с помощью прибора рекомендовано сначала провести его визуальный осмотр.
Грязь, сажа и гарь. Причины: сгорание пере обогащённой топливной смеси, перегрев лямбда зонда.

Последствия: замедленное реагирование кислородного датчика и запоздалая выдача информации компьютеру, запоздалое переключение напряжения.

На датчике замечены отложения серого и белого цветов. Причины: Применение присадок различного типа в маслах и топливе.Последствия: Сбои в работе топливной системы, необходима замена устройства.
Блестящие отложения. Причина: много свинца в топливе.Последствия: Сбои в работе топливной системы, необходима замена устройства.

Отложения серого цвета

Проверка с помощью приборов
С помощью приборов проверку проводят только в том случае, когда визуальный осмотр не выявил указанных выше дефектов. В других случаях лямбда зонт просто меняют.

Для проверки лямбда зонта с помощью приборов используют:

Опытные водителя – осциллограф;

Для обычных проверок – вольтметр, желательно цифровой;

Знания, без них никак.

Далее действуем так:

Отсоединяем датчик от колодки с проводами;
Подключаем его к прибору (вольтметр);
Заводим двигатель и прогреваем его;
Увеличиваем обороты до 2000 – 2600 и резко бросаем педаль газа;
Снимаем трубку с вакуумного регулятора давления;
Замеряем напряжение, оно должно быть в пределах 0,45 — 0,8 Вт.
Проводим проверку на обедненную топливную смесь

С помощью трубки снятой с вакуумного регулятора давления создаем искусственный подсос воздуха. Если напряжение на выходе меньше 0,2 Вт, то датчик исправный.
Как еще можно проверить, работает датчик кислорода или нет? Просто переставьте его на другой автомобиль, при условии, что подойдут разъемы. Часто такой способ проверки используется там, где в семье имеются два автомобиля.

Как необходимо проводить проверку
Все проверки необходимо проводить только на прогретом двигателе, на оборотах от 2,0 до 2,6 тыс.
В отличает от проверки вольтметров, где необходимо отключить О2 от контролера, при проверки осциллографом лямбда зонт от сети отключать не нужно.
К сигнальному проводу датчика подключается щуп осциллографа и снимаются показания.
Ниже на рисунке видна схема расположения разъемов.

Таблица. Разъемы лямбда-зондов, цвета проводов, подключение.

Рекомендации и выводы

Проводить проверку лямбда зонда необходимо в обязательном порядке, ведь последствия неисправности данного датчика могут быть критическими, вплоть до полной остановке автомобиля.
При замене данного устройства на другое, желательно использовать новый аналог, так как компьютер вашего автомобиля уже настроен на получение сигнала именно от этой модели.

Хотя стоит заметить, что некоторые автомобилисты все же рискуют и устанавливают вместо вышедших из строя дорогих О2 на дешевые аналоги.
К примеру, для автомобилей ВАЗ, Москвич лямбда зонды производит компания BOSH. Эта же компания выпускает их для автомобилей форд, поэтому стандарт качества европейский.
Для автомобиля Форд можно приобрести аналог устройства, выпускаемого для автомобилей ВАЗ, главное, чтобы было одинаковое количество контактов.

Как проверить лямбда-зонд на исправность?

В конструкции современного автомобиля есть множество различных датчиков. Каждый из них непосредственно связан с ЭБУ. Последний принимает короткие сигналы от датчиков, после чего анализирует информацию и дает свою команду на исполнительные механизмы в автомобиле. Данная деталь представляет огромную важность для любой современной машины. Любая ошибка в работе датчиков должна быть исключена. Если какой-либо из них приходит в неисправность, это сразу же отображается на работе двигателя, динамике разгона автомобиля и на его экономичности. В сегодняшней статье мы поговорим о том, как устроен кислородный датчик, а также узнаем, как проверить исправность лямбда-зонда своими руками.

Характеристика

Данная деталь представляет собой устройство для определения количества кислорода, который содержится в отработавших газах. Почему он насколько важен для автомобиля? Дело в том, что кислородный датчик регулирует оптимальное соотношение воздуха и топлива в горючей смеси на разных режимах работы двигателя. Процесс дозировки данных составляющих называется «лямбда-регулированием».

Стоит отметить, что при недостаточном количестве воздуха в горючей смеси угарный газ не окисляется полностью. А при чрезмерной концентрации О₂ в топливе оксиды азота не в состоянии разделиться на несколько компонентов (азот и кислород) в полной мере.

Устройство

Конструкция данного датчика предполагает наличие следующих элементов:

• Металлического корпуса с резьбой для крепления.
• Уплотняющего кольца.
• Проводки.
• Токосъемника электросигнала.
• Манжеты для уплотнения проводов.
• Наружной защитной оболочки. Она также имеет специальное отверстие для циркуляции воздуха.
• Резервуара со спиралью накала.
• Наконечника (чаще всего бывает керамическим).
• Защитного щитка, имеющего отверстие для выпуска отработавших газов.

Все вышеперечисленные детали изготавливаются из материалов, стойких к воздействию высоких температур.

Где расположен лямбда-зонд?

На большинстве современных автомобилей кислородный датчик устанавливается в выпускной системе. Некоторые производители оснащают свои автомобили двумя лямбда-зондами. В таком случае один из них монтируется до каталитического нейтрализатора, а второй – после него. Использование такой схемы установки существенно усиливает контроль устройства за составом отработанных газов и делает работу нейтрализатора более эффективной.

Как проверить исправность лямбда-зонда? Признаки неисправности

Как показывает практика, подобные датчики имеют достаточно высокий ресурс эксплуатации. Однако при воздействии на него сторонних факторов, таких как низкое качество используемого топлива (об этом мы поговорим немного позже), его срок службы значительно сокращается. Итак, какие симптомы нам указывают на неисправность кислородного датчика?

Наиболее вероятным признаком, указывающим на плохую работу лямбда-зонда, является резкое увеличение токсичности выхлопных газов. «На глаз» определить этот показатель нельзя. Уровень токсичности отработавших газов определяется при помощи замера специальным прибором. Только по его результатам можно судить, увеличен ли уровень выброса СО в атмосферу или нет. Если же прибор показал завышенное значение, вероятнее всего, кислородный датчик пришел в негодность.

Но не только по результатам теста на токсичность можно определить исправность устройства. Вторым симптомом, указывающим на неисправность лямбда-зонда, является увеличенный расход топлива. Этот фактор, в отличие от предыдущего, можно определить без сторонних приборов, то есть «на глаз». Однако здесь стоит отметить один момент: не всегда увеличенный расход топлива свидетельствует о неисправности кислородного датчика. Подобный симптом может указывать на ряд других проблем, например на неправильно отрегулированный карбюратор, загрязненные форсунки либо наличие отложений в топливной системе.

Очень часто о неисправности лямбда-зонда сигнализирует красная лампа на панели приборов автомобиля – «Чек Энджин». Вместе с ней вы заметите, как существенно изменился автомобиль в поведении. Это могут быть рывки при разгоне, нестабильная работа двигателя, троение и т. д.

Что влияет на срок службы лямбда-зонда?

Как мы уже сказали ранее, кислородный датчик – один из самых «живучих» элементов в системе автомобиля. Но есть целый ряд факторов, влияющих на срок службы данного устройства. Основной из них – низкое качество топлива. При его горении на кислородном датчике выделяется часть свинца. Данный металл со временем накапливается и своим слоем снижает чувствительность внешних электродов к кислороду. Восстановить или очистить такой элемент от свинца нельзя. Датчик подлежит только замене. Отметим, что перед тем, как проверить лямбда-зонд тестером, предварительно его следует осмотреть внешне. Если на нем имеется стойкий металлический налет, спасти ситуацию может только замена элемента на новый.

Реже лямбда-зонд приходит в неисправность из-за механических деформаций. К таким повреждениям можно отнести нарушение целостности корпуса элемента, обмотки обогрева и т. д. Ремонт здесь, как и в первом случае, нецелесообразен. Поэтому перед тем, как проверить лямбда-зонд, убедитесь в отсутствии на нем механических деформаций. Если они есть, датчик сразу же нужно заменить.

Поломка лямбда-зонда может быть спровоцирована и неисправностью самой топливной системы автомобиля. Когда в камеру сгорания попадает большее количество смеси, часть его не сгорает полностью и следует по выпускным каналам наружу в виде черного налета. Данные отложения имеют свойство накапливаться на узлах автомобиля, в том числе и на кислородном датчике. Выход из этой ситуации прост – для восстановления нормальной работы элемента достаточно очистить поверхность зонда от сажи. Само же транспортное средство рекомендуется отправить на диагностику, так как неполное сгорание топлива, помимо загрязнения системы, провоцирует повышенный расход, что в значительной мере отобразится на кошельке водителя.

Особенности конструкции современных датчиков

Стоит отметить, что устройство сегодняшнего лямбда-зонда значительно отличается от конструкции его ранних прототипов. Если раньше кислородный датчик представлял собой лишь чувствительный элемент без дополнительных подогревателей, то сейчас из-за жестких норм токсичности производителям пришлось дорабатывать его конструкцию. Вся суть усложнений заключалась в установке встроенного подогревателя. Первые образцы датчиков не укомплектовывались данным элементом, а потому приводились в действие нагревом отработавших газов. Сейчас же благодаря встроенному подогревателю, лямбда-зонд вступает в работу сразу же после пуска двигателя, то есть уровень выброса СО не варьируется в зависимости от время запуска мотора и движения авто. Современный кислородный датчик оснащается 4-мя выходами. Из них два идут на подогреватель, один – на «массу», а еще один – на сигнал.

Как проверить работоспособность лямбда-зонда? Способы диагностики

Существует два основных способа диагностики данного прибора:

• При помощи сканера.
• При помощи мотортестера.

Последний вариант является более подходящим, так как мотортестер позволяет не только оценить текущее и пиковое значение, но и форму сигнала, а также скорость его изменения. Последняя характеристика как раз и является показателем производительности лямбда-зонда.

Приступаем к работе

Итак, как продиагностировать работоспособность датчика при помощи тестера? Для начала необходимо подготовить небольшой набор инструментов. Помимо самого прибора, нам потребуется также цифровой вольтметр и осциллограф. Перед тем как проверить лямбда-зонд мультиметром, необходимо тщательно прогреть мотор. Только после этого можно приступать к диагностике.

Как проверить работу лямбда-зонда? Для начала нужно найти сам датчик. Его расположение указано в руководстве по эксплуатации. Сначала осматриваем его визуально на предмет внешних отложений. Нормальный датчик не должен содержать ни сажи, ни свинца на своей поверхности. Поэтому перед тем, как проверить лямбда-зонд, следует тщательно очистить его от слоя сажи и пыли. Делается это обычным куском ветоши.

Теперь подключаем тестер. Но перед тем как проверить датчик, лямбда-зонд следует отключить от колодки питания. После подсоединяем его к вольтметру и заводим автомобиль. Сначала увеличиваем его обороты до 2-3 тысяч в минуту, далее снижаем до 200.

Если топливная система вашей машины имеет электронное управление, следует вынуть из регулятора давления горючего вакуумную трубку. Теперь смотрим на показания прибора. Если стрелка мультиметра остановилась на показании в 0.9 В, значит, лямбда-зонд находится в исправном состоянии. В случае если прибор показал напряжение в 0.8 В и ниже, кислородный датчик неисправен, и его необходимо заменить.

Другие методы диагностики

Также рекомендуется произвести тест на бедную смесь. Как это сделать? Для этого необходимо подключить к разъему подачи бензина датчик и параллельно ему установить вольтметр (или мультиметр). Если стрелка на шкале приборов показала значение 0.2 В и ниже, значит, лямбда-зонд находится в рабочем состоянии.

Кроме этого, можно проверить работоспособность кислородного датчика в динамике. Как тестером проверить лямбда-зонд на исправность? Для этого, как и в предыдущем случае, подключаем датчик к разъему подачи, параллельно ему ставим тестер и увеличиваем обороты мотора до 1.5 тысяч в минуту. При этом стрелка мультиметра должна показать значение в 0.5 В. Существенное отклонение от данной нормы свидетельствует о неисправности лямбда-зонда. В таком случае деталь необходимо заменить.

Как проверить подогрев лямбда-зонда? Для этого необходимо подключить тестер одной стороной на контакт подогревателя («+»), а вторую сторону вывести на «массу», то бишь подключить к двигателю. После включения зажигания прибор покажет значение от 10 до 12 В. Если стрелка опустилась ниже, значит, произошел обрыв цепи питания. На этом вопрос «как проверить лямбда-зонд своими руками» можно считать закрытым. Как видите, диагностику устройства можно произвести и без помощи специалистов.

Заключение

Итак, мы узнали, как проверить лямбда-зонд мультиметром, а также выяснили, как устроен данный элемент и какую важность он представляет для автомобиля. Напоследок отметим, что автомобили, оборудованные двумя кислородными датчиками, рекомендуется диагностировать таким способом каждые 10-20 тысяч километров (либо хотя бы периодически замерять уровень токсичности отработавших газов).