Лямдозонд что это

Лямбда зонд в авто - что это такое и как работает

Грамотных автолюбителей такими терминами как ABS, ESP, катализатор, инжектор не удивишь. Расскажем что такое лямбда зонд в машине, для чего нужен и принцип его работы.

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

Что это такое

Название датчика лямбда зонд происходит от греческой буквы λ, которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. По сути, это датчик для измерения состава выхлопных газов, чтобы поддерживать оптимальный состав топлива и воздуха. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится одна часть топлива - лямбда равна 1. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.

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

На некоторых моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора.

Принцип работы

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

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

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

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

Зависимость напряжения лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха при температуре датчика 500-800°С

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

Если не работает

В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в выхлопе, снижение мощности. Но машина при этом остается на ходу. Перечень неисправностей лямбда зонда достаточно большой и некоторые из них самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше поручить специалистам.

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

Лямбда зонд – наиболее уязвимый датчик машины. Его ресурс составляет 60 – 120 000 км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Особенно чувствителен к качеству топлива – после нескольких плохих заправок он "умирает" и больше не работает.

Где находится лямбда-зонд и что это такое?

В конструкции автомобилей, выпускаемых разными производителями, предусмотрено использование многочисленных датчиков. С их помощью осуществляется непрерывный мониторинг, контроль функционирования различных узлов, систем и агрегатов в заданных параметрах. Важнейшим датчиком является лямбда-зонд (λ-зонд), отвечающий за уровень кислорода в отводимых от двигателя выхлопных газах.

Определение

В соответствии с техническим описанием, лямбда-зонд – это специальное устройство, которое предназначено для фиксации, измерения и оценки уровня содержания (процентного) кислорода в общей массе выхлопных газов ТС. Данная информация в постоянном режиме направляется на электронный блок управления (ЭБУ), где в автоматическом режиме производится корректировка (при необходимости) состава подготавливаемой смеси топлива и кислорода, а также ее качества. В результате обеспечивается снижение уровня токсичности в отработанных газах, выбрасываемых автомобилем в окружающую среду.

Общее устройство

С каждым годом экологические нормы эксплуатации ТС становятся все жестче. Задача снижения уровня токсичности решается конструкторами посредством установки специального элемента – катализатора. Качество, надежность, продолжительность работы каталитического нейтрализатора обеспечивается за счет формирования правильного состава смеси (топливо/ кислород) перед ее направлением в камеру сгорания.

Лямбда-зонд представляет собой специальную систему, которая определяет уровень содержания кислорода, остающегося после завершения процесса превращения энергии сгорания топлива в движущую силу автомобиля. Если датчик зафиксирует излишки свободного кислорода, который не вступит во взаимодействие с топливом, то это указывает на недостаток бензина. С другой стороны, если не хватает кислорода, то следует снизить подачу. Принцип достаточно простой и эффективный, при этом позволяет не только контролировать выхлопные газы, но и обеспечивает экономичный расход топлива.

Месторасположение кислородного датчика

Лямбда-зонд вкручивается непосредственно в систему отвода отработанных выхлопных газов и находится в выпускном тракте в непосредственной близости с катализатором. Последние модели современных автомобилей оснащаются двумя датчиками кислорода, которые устанавливаются по обе стороны от каталитического нейтрализатора. По конструкции оба лямбда-зонда одинаковы, но производят разные замеры.

Так, верхний датчик замеряет и посылает на ЭБУ информацию о том, какой процент кислорода содержится в выхлопных газах. А главная задача кислородного датчика, установленного внизу, заключается в контроле эффективности работы катализатора (при необходимости – в его более тонкой, точечной корректировки).

Общее устройство детали

Наибольшее распространение в современных автомобилях получили кислородные датчики, работающие на основе диоксида циркония. Конструктивно, изделие представляет собой металлический стержень с проводом. Конец стержня несколько скруглен, внутри находится 2 электрода, между которыми – твердый электролит, либо двуокись циркония. Наружный электрод взаимодействует с выхлопными газами, а внутренний – с атмосферой. В конструкции лямбда-зонда предусмотрен специальный термоэлемент, с помощью которого осуществляется быстрый прогрев электродов до требуемых эксплуатационных параметров (приблизительно 300°С).

Возможные неисправности

Кислородные датчики функционируют в крайне тяжелых эксплуатационных условиях при непрерывном и достаточно агрессивном воздействии потока горячих отработанных газов. Выход детали из строя влечет целый ряд характерных неисправностей:

увеличение расхода топлива;
неустойчивую работу двигателя на холостом ходу;
снижение мощности;
ухудшение тяги, преемственности, передачи крутящего момента на ходовую часть;
характерный запах бензина из выхлопной трубы.

Поломка датчика редко происходит по причине механического воздействия. Чаще всего это последствия естественного износа, обрыва цепи питания нагревательного элемента или загрязнения.

Заменить неисправный лямбда-зонд можно самостоятельно, но при наличии соответствующей квалификации, либо рекомендуется доверить ремонт специалистам автосервиса.

зонд | это... Что такое Лямбда-зонд?

Лямбда-зонд (λ-зонд) — датчик кислорода в выпускном коллекторе двигателя. Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах.

Датчик основан на свойствах оксида циркония — ZrO₂ и начинает работать только при температурах более 350 °C. Для ускорения прогрева датчика в него монтируют электронагреватель, потому обычно датчик имеет пару сигнальных проводов и пару от подогревателя.

Рабочий элемент датчика — пористый керамический материал на основе двуокиси циркония, покрытый методом напыления платиной. Выхлопные газы обтекают рабочую поверхность. Датчик реагирует на разницу между уровнем кислорода в выхлопных газах и в атмосфере, вырабатывая на выходе соответствующую разность потенциалов. Первые «лямбда-зонды» были резистивными, то есть изменяли свое сопротивление. Современные датчики работают как пороговые элементы.

Сигнал используется системой управления для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14,7:1) соотношения воздух/бензин в камерах сгорания. В стехиометрии — λ = (реальное к-во воздуха) / (необходимое к-во воздуха).

λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
λ>1 — бедная смесь;
λ<1 — богатая смесь (избыток бензина, воздуха не хватает для полного сгорания).

Поскольку некоторое количество кислорода должно присутствовать в выхлопе для нормального дожигания СО и СН на катализаторе, для более точного регулирования используют второй датчик, расположенный за катализатором.

Датчик на основе оксида циркония

В датчике на основе оксида циркония происходит реакция восстановления двуокиси циркония ZrO₂ до окиси циркония ZrO, инициируемая платиновым катализатором, покрывающим чувствительный элемент датчика и являющаяся причиной возникновения ЭДС. На поверхности датчика окислительные процессы чередуются с восстановительными, что обеспечивает автоматическое поддержание работоспособности λ-зонда и его высокую чувствительность к изменению концентрации окисляемых компонентов.

Для того что бы подавить реакцию окисления недоокисленных компонентов отработавших газов кислородом чувствительного элемента датчика, то есть прекратить генерацию ЭДС датчиком, необходимо присутствие в отработавших газах избыточного, по отношению к стехиометрическому, количества кислорода, причем количество избыточного кислорода растет обратно пропорционально концентрации недоокисленных компонентов отработавших газов. Используя это свойство λ-зонда, представляется возможным оценить концентрацию в отработавших газах продуктов неполного сгорания топлива и использовать эту информацию для оценки эффективности работы каталитического нейтрализатора.

Широкополосный датчик на основе оксида циркония

Разновидность датчика на основе оксида циркония.

Основная разница зонда с широкой панелью LSU 4 по отношению к обычным λ-зондам — это комбинация сенсорных ячеек и так называемых накачиваемых кислородом ячеек. Ячейки разделены диффузионным зазором шириной от 0,01 до 0,05 мм. Состав его газового содержимого постоянно соответствует λ=1, что для сенсорной ячейки значит напряжение в 450 милливольт. Поддерживается содержание газа и вместе с ним напряжение сенсора посредством различных напряжений сенсора накачиваемых элементов. При бедной смеси и напряжении сенсора ниже 450 милливольт ячейка выкачивает кислород из диффузионного отверстия. Если смесь влажная и напряжение лежит выше 450 милливольт, ток меняет свое направление, и накачивающие ячейки транспортируют кислород в диффузионные расщелины. При этом интегрированный нагревающий элемент устанавливает температуру области от 700 до 800 градусов.

При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси.

Одной из основных причин отказа датчика в России являлось отравление тетраэтилсвинцом. По мере перехода на качественный неэтилированный бензин эта проблема уходит в прошлое.

Ток широкополосного датчика I_pn и соответствующие значения λ^[1]:

I_pn, мА	-5.000	-4.000	-3.000	-2.000	-1.000	-0.500	0.000	0.500	1.000	1.500	2.000	2.500	3.000	4.000
λ	0.673	0.704	0.753	0.818	0.900	0.948	1.000	1.118	1.266	1.456	1.709	2.063	2.592	5.211

Примечания

Ссылки

Кислородный датчик: устройство, назначение, диагностика

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.

Лямбда-зонд: почему датчик кислорода так важен для автомобиля

Зависимость мощности и расхода топлива от состава смеси

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.

Схема лямбда-коррекции двигателя

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.

Для чего нужен лямбда зонд?

Кратко:

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

• Регулирует смесеобразование, удерживая расход топлива на максимально низком уровне.
• Обеспечивает катализатору оптимальные условия работы, что в итоге влияет на срок службы катализатора и низкий уровень токсичности выхлопа.

Подробно:

Подробное понимание того, как устроен и для чего нужен лямбда зонд никак не повлияет на обнаружение и устранение неисправности этого датчика, если вы внимательно будете следовать тем советам, которые мы даём в наших статьях.
Даже простое чтение статьи будет для вас пустой тратой времени, поскольку, когда у вас перегорает лампочка, вы не стремитесь понять, как она работает, а просто меняете её на новую. Ведь всё, что на самом деле нужно вам, это исправный автомобиль. Поэтому, смело пропускайте эту статью и переходите к статьям, которые непосредственно расскажут вам, как проверить, подобрать и заменить ваш датчик.
Если же вы всё-таки решительно настроены вникнуть в суть работы лямбда зонда, желаем удачи.

Функция лямбда зонда в современном автомобиле.

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

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

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

Первый (верхний, регулирующий) лямбда зонд.

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

Второй (нижний, диагностирующий) лямбда зонд.

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

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

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

Схематичное обозначение местоположения лямбда зондов на современном автомобиле.

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

Разновидности лямбда зондов.

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

Как проверить и заменить лямбда-зонд

Лямбда-зонд или датчик кислорода — один из важнейших элементов системы выпуска отработавших газов автомобиля. Он проверяет, чтобы в топливной смеси было нужное количество кислорода для эффективного и не наносящего вред окружающей среде сгорания топлива. В этом посте мы вкратце расскажем, что такое лямбда-зонд, как он работает, когда его нужно проверять и как его заменить.

Что такое лямбда-зонд?

Лямбда-зонд расположен внутри выпускного коллектора рядом с двигателем. В автомобилях с системой бортовой самодиагностики EOBD II (европейские автомобили после 2001 г.) в каждом каталитическом нейтрализаторе есть еще один датчик, который проверяет эффективность работы каталитического нейтрализатора. Этот датчик измеряет процент несгоревшего кислорода, проверяя, чтобы его не было слишком много (слишком бедная воздушно-топливная смесь) или слишком мало (слишком богатая воздушно-топливная смесь). Результаты передаются в электронный блок управления двигателем (ECU), который регулирует количество топлива, подаваемого в двигатель, чтобы обеспечить оптимальное соотношение всех компонентов воздушно-топливной смеси. Соотношение компонентов постоянно изменяется в зависимости от различных факторов, включая нагрузки на двигатель (например, при подъеме), ускорение, температуру двигателя и длительность прогрева.

На рынке встречаются лямбда-зонды трех типов. Самые ранние по технологии и самые распространенные — лямбда-зонды на основе оксида циркония. Датчики этого типа есть в разных конфигурациях (с одним, двумя, тремя и четырьмя проводами). Это зависит от того, есть ли в датчике предварительный нагрев или нет. Второй тип — это лямбда-зонды на основе оксида титана. Они тоже бывают четырех видов (см. на рисунке). Датчики этого типа легко отличить, поскольку диаметр резьбы у них меньше, чем у датчиков на основе оксида циркония (визуально у таких датчиков есть желтый и красный провода). И, наконец, третий тип — это так называемый широкополосный лямбда-зонд, который также имеет название «датчик с 5 проводами». Это самый технологически новый и самый точный датчик. Широкополосный лямбда-зонд чаще других используется в новых автомобилях, оснащенных двумя лямбда-зондами в каталитическом нейтрализаторе.

Как работает лямбда-зонд?

Лямбда-зонд используется для регулировки воздушно-топливной смеси. Блок управления двигателем получает данные от датчика и определяет необходимое количество топлива. Это означает, что воздушно-топливная смесь постоянно колеблется между бедной и богатой, позволяя каталитическому нейтрализатору работать максимально эффективно, одновременно обеспечивая сбалансированность воздушно-топливной смеси и уменьшая вредные выбросы.

Если блок управления двигателем не получает данные от датчика, например, когда двигатель только что запустился или датчик неисправен, то блок управления двигателем использует постоянную богатую смесь, что увеличивает расход топлива и токсичность выбросов. Если лямбда-зонд или электропроводка неисправны или изношены, автомобиль будет постоянно работать на богатой смеси, что увеличит расход топлива и подвергнет возможной неисправности другие элементы системы снижения токсичности выбросов, такие как каталитические нейтрализаторы.

Когда нужно проверять лямбда-зонды?

Как правило, лямбда-зонд служит долго, но может также выйти из строя. Если вы заметили один из следующих признаков, разумно будет проверить лямбда-зонд:

Неравномерность холостого хода
Жесткий звук работы двигателя
Высокий расход топлива и низкая эффективность
Высокая токсичность выбросов
Черный дым и сажа вокруг выхлопной трубы
Неисправность лямбда-зонда может иметь различные причины, в том числе:
Использование герметизирующей пасты с силиконом на элементах выпускной системы перед лямбда-зондами
Загрязненное топливо или присадки, содержащие свинец
Двигатель начал сжигать масло, от чего на датчике появляются отложения сажи
Внешнее загрязнение, например, соль с дорожного покрытия, материалы антикоррозионной защиты или химические вещества
Срок службы датчика закончился

Как проверить лямбда-зонд на основе оксида циркония

Для этого проверьте напряжение на сигнальном проводе (обычно черного цвета). Как правило, когда двигатель прогрет и работает нормально, измерения должны показывать значение в диапазоне от 0,1 до 0,9 В примерно два раза в секунду при 2000 об/мин.

Если лямбда-зонд с нагревом (три или четыре провода), измерьте сопротивление цепи нагрева датчика при помощи омметра. Цепь нагрева датчика — это два провода одного цвета, обычно белого или черного. Рекомендуется всегда сверяться со схемой электрооборудования автомобиля и проводить измерения при нормальной рабочей температуре двигателя.

Как проверить лямбда-зонд на основе оксида титана (легко определить, поскольку диаметр резьбы меньше, чем у датчика на основе оксида циркония, и всегда присутствует желтый и красный провод)

Измеренное напряжение на сигнальном проводе аналогично напряжению датчика на основе оксида циркония. Низкое напряжение соответствует бедной смеси, а высокое напряжение (около 1 В) соответствует богатой смеси. В некоторых блоках управления двигателем измерения проводятся другим способом, в зависимости от их конструкции.

Как диагностировать широкополосный лямбда-зонд

Для диагностики широкополосного лямбда-зонда вам понадобится сканер или осциллограф.

Как снять и заменить лямбда-зонд

Используйте специальный ключ для облегчения демонтажа лямбда-зонда. Проверьте правильность подбора по каталогу. Похожие элементы могут иметь другое время отклика, т. е. они не одинаковы. Нанесите смазку вокруг резьбы нового датчика, чтобы его легко было установить сейчас и демонтировать позднее. Датчик можно вкрутить на место рукой и затянуть специальным ключом с необходимым усилием, указанным в руководстве по обслуживанию автомобиля.

Смотрите больше с Garage Gurus

Узнайте больше об этой процедуре: специалист Garage Gurus покажет вам точно, как проверить, снять и установить лямбда-зонд.

Что такое лямбда-зонд. Как датчик кислорода регулирует работу двигателя

В статье:

Нынешние автомобили буквально напичканы всевозможными сенсорами, с помощью которых контролируется давление в шинах и тормозной системе, температура антифриза и масла в системе смазки, уровень топлива, скорость вращения колес, угол поворота руля и многое другое. Целый ряд датчиков служит для регулирования режимов работы двигателя. Среди них устройство с загадочным названием лямбда-зонд, о котором и пойдет речь в данной статье.

Что это за зверь и что он контролирует

Греческой буквой лямбда (λ) обозначают коэффициент, который характеризует отклонение состава воздушно-топливной смеси, подаваемой в цилиндры двигателя, от оптимального. Отметим, что в русскоязычной технической литературе для этого коэффициента часто используется другая греческая буква — альфа (α).

Максимальная эффективность ДВС достигается при определенном соотношении объемов воздуха и горючего, поступающих в цилиндры. В такой смеси воздуха ровно столько, сколько нужно для полного сгорания топлива. Ни больше, ни меньше. Данное соотношение воздуха и топлива именуется стехиометрическим.

Для силовых агрегатов, работающих на бензине, стехиометрическое соотношение равно 14,7, для дизельных агрегатов — 14,6, для сжиженного газа (пропан-бутановая смесь) — 15,5, для сжатого газа (метан) — 17,2.

Для стехиометрической смеси λ = 1. Если λ больше 1, значит воздуха больше, чем требуется, и тогда говорят об обедненной смеси. Если λ меньше 1, смесь называется обогащенной.

Обедненная смесь снизит мощность двигателя и ухудшит экономичность расхода топлива. А при определенной пропорции мотор просто заглохнет.

В случае работы на обогащенной смеси мощность возрастет. Цена такого умощнения — большой перерасход горючего. Дальнейшее увеличение доли топлива в смеси вызовет проблемы с воспламенением и неустойчивую работу агрегата. Недостаток кислорода не даст топливу сгорать полностью, что резко увеличит концентрацию вредных веществ в выхлопе. Бензин будет частично догорать в выхлопной системе, вызывая повреждение глушителя и катализатора. На это будут указывать хлопки и темный дым из выхлопной трубы. При появлении подобных симптомов для начала следует проверить воздушный фильтр. Возможно, он просто засорился и не пропускает воздух в мотор.

Блок управления двигателем постоянно контролирует состав смеси в цилиндрах и регулирует количество впрыскиваемого топлива, динамически поддерживая значение коэффициента λ максимально близким к 1. Правда, в реальности обычно используется слегка обедненная смесь, у которой λ = 1,03...1,05. Это максимально экономичный режим, к тому же он минимизирует вредные выбросы, так как наличие небольшого количества кислорода дает возможность дожигать угарный газ и углеводороды в каталитическом нейтрализаторе.
Лямбда-зонд как раз и является тем прибором, который осуществляет мониторинг состава воздушно-топливной смеси, выдавая соответствующий сигнал на ЭБУ двигателя.

Устанавливается он обычно на входе каталитического нейтрализатора и реагирует на присутствие кислорода в отработанных газах. Поэтому лямбда-зонд еще называют датчиком остаточного кислорода или просто кислородным датчиком.

Как устроен и функционирует кислородный датчик

В основе датчика керамический элемент (1) из диоксида циркония с добавлением оксида иттрия, выполняющий функции твердотельного электролита. Платиновое напыление образует электроды — внешний (2) и внутренний (3). С контактов (5 и 4) снимается напряжение, которое по проводам подается на ЭБУ.

Внешний электрод обдувается разогретыми отработанными газами, проходящими через выхлопную трубу, а внутренний контактирует с атмосферным воздухом. Разница в количестве кислорода на внешнем и внутреннем электроде вызывает появление напряжения на сигнальных контактах зонда и соответствующую реакцию ЭБУ.

При отсутствии кислорода на внешнем электроде датчика блок управления получает на своем входе напряжение порядка 0,9 V. В результате ЭБУ уменьшает подачу топлива на форсунки, обедняя смесь, а на внешнем электроде лямбда-зонда появляется кислород. Это приводит к снижению выходного напряжения, генерируемого кислородным датчиком.

Если количество кислорода, проходящего через внешний электрод, повышается до некоторой величины, то напряжение на выходе датчика падает примерно до 0,1 V. ЭБУ воспринимает это как обеднение смеси, и корректирует ее, увеличивая впрыскивание топлива.

Таким образом производится динамическое регулирование состава смеси, а величина коэффициента λ постоянно колеблется возле 1. Если подключить осциллограф к контактам правильно работающего лямбда-зонда, то увидим сигнал близкий к чистой синусоиде.

Более точная коррекция с меньшими колебаниями лямбды возможна в случае установки дополнительного кислородного датчика на выходе каталитического нейтрализатора. Заодно производится контроль работы катализатора.

впускной коллектор;
мотор;
ЭБУ;
топливные форсунки;
основной кислородный датчик;
дополнительный кислородный датчик;
каталитический нейтрализатор.

Твердотельный электролит приобретает проводимость лишь будучи нагретым примерно до 300...400 °C. А значит, лямбда-зонд бездействует какое-то время после запуска мотора, пока отработанные газы не прогреют его в достаточной степени. Смесь при этом регулируется на основании сигналов прочих датчиков и заводских данных в памяти ЭБУ. Для ускорения включения датчика кислорода в работу его часто снабжают электроподогревом, встраивая нагревательный элемент внутрь керамики.

Возможные проблемы с датчиком кислорода

Любой датчик рано или поздно начинает барахлить и требует ремонта или замены. Лямбда-зонд — не исключение. В украинских реальных условиях он исправно работает в среднем 60...100 тысяч километров. Ряд причин могут сократить срок его службы.

Некачественное топливо и сомнительные присадки. Примеси могут загрязнять чувствительные элементы датчика.
Загрязнение маслом, попадающим в отработанные газы из-за проблем в поршневой группе.
Лямбда-зонд рассчитан на работу при высокой температуре, но лишь до определенного предела (порядка 900...1000 °C). Перегрев из-за неправильной работы двигателя или системы зажигания способен повредить кислородный датчик.
Электрические проблемы — окисление контактов, обрыв или замыкание проводов и прочее.
Механические повреждения.

За исключением случаев повреждения в результате удара, датчик остаточного кислорода обычно умирает медленно, а признаки неисправности проявляются постепенно, становясь более явными лишь с течением времени. Симптомы неисправного лямбда-зонда следующие:

Повышенный расход горючего.
Снижение мощности мотора.
Ухудшение динамики.
Рывки в процессе движения машины.
Плавающие обороты холостого хода.
Повышение токсичности выхлопа. Определяется в основном с помощью соответствующей диагностики, реже проявляется резким запахом или черным дымом.
Перегрев каталитического нейтрализатора.

Нужно учитывать, что указанные признаки не всегда связаны именно с неисправностью кислородного датчика, поэтому для определения точной причины возникшей проблемы требуется дополнительная диагностика.

Проверка исправности λ-зонда

Проверить целостность электропроводки можно прозвонкой с помощью мультиметра. Следует убедиться также в отсутствии замыкания проводов на корпус и между собой.

Проверьте сопротивление нагревательного элемента, оно должно составлять примерно 5...15 Ом.

Питающее напряжения нагревателя должно быть близко к напряжению бортовой электросети.

Проблемы, связанные с проводами или отсутствием контакта в разъеме, решить вполне возможно, но в целом датчик кислорода ремонту не подлежит.

Очистка датчика от загрязнений весьма проблематична, а во многих случаях просто невозможна. Особенно, если речь идет о блестящем серебристом налете, вызванном присутствием свинца в бензине. Применение абразивных материалов и чистящих средств добьет прибор окончательно и бесповоротно. Многие химически активные вещества также способны повредить его.

Встречающиеся в сети рекомендации по очистке лямбда-зонда посредством ортофосфорной кислоты дают желаемый эффект в одном случае из ста. Желающие могут попробовать.

Отключение неисправного лямбда-зонда переведет систему впрыска топлива в усредненный заводской режим, прописанный в памяти ЭБУ. Он может оказаться далеким от оптимального, поэтому вышедший из строя датчик кислорода (лямбда-зонд) следует как можно скорее заменить новым.

Откручивание датчика требует аккуратности, чтобы не повредить резьбу в выхлопной трубе. Перед установкой нового устройства резьбу следует очистить и смазать термопастой или графитовой смазкой (следите, чтобы она не попала на чувствительный элемент датчика). Вкручивайте лямбда-зонд динамометрическим ключом с надлежащим моментом.

При монтаже кислородного датчика нельзя использовать силиконовые и прочие герметики.

Как продлить жизнь кислородного датчика

Соблюдение определенных условий позволит лямбда-зонду дольше оставаться в исправном состоянии.

Заправляйтесь качественным горючим.
Избегайте сомнительных присадок к топливу.
Контролируйте температуру выхлопной системы, не допускайте ее перегрева
Избегайте многократных запусков двигателя за короткий интервал времени.
Не применяйте для очистки наконечников кислородного датчика абразивы и химически активные вещества.

Лямбда-зонд - что это такое и для чего он нужен? | TotalEnergies Польша

Эксперт

ЭКСПЕРТНАЯ ГРУППА ВСЕГО

Лямбда-зонд - что это такое и для чего он нужен?

Лямбда-зонд является устройством, необходимым для работы автомобиля во многих отношениях, он также влияет на состав выхлопных газов, выходящих из выхлопной трубы. На чем основана его работа, какова его роль и как распознать возможную неисправность этого элемента?

Что такое лямбда-зонд?

Это один из ключевых компонентов выхлопной системы автомобиля.Его правильное функционирование определяет оптимальную производительность процесса горения, а запущенные неисправности могут привести к очень дорогостоящему ремонту.

Впервые лямбда-зонд был использован в 1979 году. В начале девяностых годов было введено обязательство устанавливать лямбда-зонд на все выпускаемые автомобили. Его высокая эффективность и роль в контроле состава топливно-воздушной смеси привели к тому, что с некоторых пор все больше автомобилей оснащают двумя датчиками. Они устанавливаются как до, так и после каталитического нейтрализатора.

Для чего нужен лямбда-зонд и как он работает?

Основной задачей лямбда-зонда является постоянная проверка состава топливовоздушной смеси и контроль состава выхлопных газов из камер сгорания двигателя. На основании показаний прибора можно корректировать пропорции всех вышеперечисленных элементов. Для того чтобы ТРК (трехходовой каталитический реактор, так называемый катализатор) наилучшим образом выполнял свою роль в снижении вредных веществ, топливно-воздушная смесь должна быть максимально приближена к стехиометрическому составу, в котором на 1 кг сгоревшего топлива приходится ровно 14,7 кг воздуха для бензинового двигателя.

Если соотношение топлива и воздуха увеличивается, смесь считается богатой. В том случае, если их взаимоотношения претерпевают противоположные изменения, оно определяется как неудовлетворительное. Датчик передает эту информацию на компьютер, и компьютер регулирует состав смеси.

Для правильной работы температура выхлопных газов должна превышать 300 градусов Цельсия. Только в таких условиях наконечник зонда становится проницаемым для ионов, что позволяет проводить их анализ. Для ускорения работы зонда установлены специальные нагреватели, но температура окружающей среды не может быть выше 800 градусов Цельсия.

В зависимости от того, бедная или богатая смесь, напряжение на наконечнике щупа либо уменьшается, либо увеличивается. Сигнал поступает в модуль управления двигателем, который может корректировать состав смеси на постоянной основе. Благодаря тому, что измерение и передача данных происходит около 100 раз в секунду, а коррекция состава около 300 раз в минуту, лямбда-зонд обеспечивает работу двигателя вне зависимости от его мощности и текущих оборотов, типа заправляемого топлива. и погодные условия на улице.

В связи с тем, что часть зонда расположена непосредственно в выхлопной системе, а остальная часть снаружи, в процессе эксплуатации он подвергается очень высоким термическим, механическим и химическим нагрузкам. В том числе по этой причине может происходить периодический выход элемента из строя, хотя средний срок службы элемента при правильной эксплуатации оценивается примерно в 80-100 тысяч. км. Изделия, оснащенные собственным ТЭНом, могут безотказно работать до 160 000. км.

Лямбда-зонд – признаки неисправности

Обычно первым сигналом о неисправностях, связанных с работой лямбда-зонда, является лампочка "check engine" на панели водителя.Однако это не обязательно должно быть правилом, так как этот индикатор может обозначать многие другие сбои; это только предупредительный знак сам по себе. Обычно индикатор загорается при повреждении всего зонда или механизма передачи данных. Так как же распознать неисправность зонда, когда информация, отправляемая им на компьютер, неверна?

Чаще всего это говорит о ряде симптомов, которые должны заметить даже начинающие водители. Становится заметной потеря мощности автомобиля.Гораздо сложнее будет достичь более высоких скоростей и вывести двигатель на более высокие обороты. Бывает и так, что блок привода может выйти из строя при работе с очень слабым током. С уменьшением мощности в паре обычно увеличивается и расход топлива. Хотя на более длинном маршруте показания могут не резко увеличиться, разница в городе будет видна с первого взгляда. Бывают случаи, когда расход топлива будет до половины. Кроме того, опасно повышение температуры в выхлопной системе в результате замедленного сгорания топлива.

Неисправный лямбда-зонд в первой линии приводит к разрушению катализатора. Длительный отказ также может сказаться на перегреве двигателя, повреждении отдельных его узлов.

Замена лямбда-зонда – нужна ли?

Если он будет полностью уничтожен, это будет единственно возможным и приемлемым решением - хотя вы должны знать, что новое устройство не самое дешевое. Гораздо экономичнее профилактика, заключающаяся в периодическом контроле работы прибора.Рекомендуется выполнять каждые 30 000. км. Стоимость проверки и возможной регулировки относительно невелика, это также позволяет временно уменьшить горение.

Нельзя забывать, что неисправный лямбда-зонд представляет серьезную угрозу для окружающей среды. При неверных или полностью отсутствующих его показаниях в атмосферу будет выбрасываться гораздо больше вредных соединений и элементов. Принимая решение о замене, старайтесь выбирать оригинальные комплектующие от известных производителей, так как более дешевые замены обычно не гарантируют полноценных показаний или достаточно долгого срока службы.

Что такое лямбда-зонд

Лямбда-зонд представляет собой кислородный датчик типа , задачей которого является постоянный контроль количества кислорода, содержащегося в выхлопных газах. . Во время движения лямбда-зонд работает непрерывно, следя за составом топливно-воздушной смеси в плане стремления к ее оптимальному составу в пропорции 14,7:1 (отношение массы воздуха к массе топлива). Лямбда-зонды стандартно устанавливаются на все автомобили уже несколько десятилетий — первые появились в 1992 году.

Где находится лямбда-зонд и как он работает?

Лямбда-зонд устанавливается в выхлопную систему автомобилей с двигателем внутреннего сгорания и оборудованных каталитическим нейтрализатором. Зонд посылает соответствующий сигнал на блок управления системой впрыска. Когда кислорода слишком много - необходимость обеднения, а когда слишком мало - необходимость обогащения топливно-воздушной смеси. Система спроектирована таким образом, что всегда направлена на получение оптимального состава топливно-воздушной смеси.

Лямбда-зонды - типы

В автомобилях используются два типа лямбда-зондов:

одновольтовые (маркируются как 1V) - устанавливаются в двигателях с небольшими мощностями. Эти зонды имеют измерительные ячейки из диоксида циркония с платиновым покрытием.
пятивольтовый (обозначается как 5В), также известный как широкополосный. Они используются в больших бензиновых двигателях и в дизельных двигателях с системой Common Rail. Помимо измерительных ячеек, они имеют еще и специальные нагреватели.

Лямбда-зонд - что ломается?

Наиболее частое повреждение кислородного датчика вызывается попаданием в выхлопную систему частиц масла или воды. Причиной его преждевременного износа являются также неисправная электроустановка, а также постоянные механические, термические и химические нагрузки, которым он подвергается на протяжении всего срока службы. О повреждении лямбда-зонда сигнализирует отображение на приборной панели сообщения «Проверьте двигатель».

Когда заменить, что купить и как установить?

Лямбда-зонд (как 1В, так и 5В) подлежит замене примерно через 100 тысяч пробега. км. При замене датчика стоит подумать, какой вариант купить. Щупы с заводской вилкой могут стоить до трех раз дороже, чем так называемые универсальные без вилки. Переплачивать не стоит, ведь установка нового щупа очень проста и заключается в перерезании жгута с вилкой от поврежденного датчика и последующем подключении его к кабелям нового.

При сборке следить за тем, чтобы размер резьбы нового щупа соответствовал отверстию в выхлопной системе двигателя. Необходимо проверить напряжение, на которое подходит конкретный щуп и количество проводов. Там должно быть два провода на один вольт и четыре на пять вольтовых щупов.

Лямбда-зонд

Лямбда-зонд расположен в выпускном коллекторе бензинового двигателя с каталитическим нейтрализатором. Когда он выходит из строя, двигатель теряет мощность, а автомобиль теряет свою производительность.

Лямбда-зонд измеряет содержание кислорода в выхлопных газах. Эта информация необходима микропроцессору для определения состава топливовоздушной смеси, направляемой в двигатель. Состав этой смеси, т. е. соотношение топлива и воздуха, строго определен и всегда должен быть одним и тем же.В противном случае каталитический нейтрализатор не будет правильно очищать выхлопные газы. Измеряя содержание кислорода в выхлопных газах, можно определить, правильно ли сжигает двигатель топливно-воздушную смесь. Лямбда-зонд непрерывно измеряет содержание кислорода в отработавших газах, выдавая информацию в системе с двумя состояниями — «слишком много» или «слишком мало». Когда лямбда-зонд перестает проходить эти информации, микропроцессор, управляющий системой впрыска двигателя, переключится на так называемый постоянный режим. В результате мощность двигателя снизится, расход топлива увеличится прим.15%, однако можно будет подъехать в мастерскую. Это нужно сделать как можно быстрее, потому что неблагоприятный состав топливно-воздушной смеси может повредить катализатор.

В настоящее время большинство производителей используют т.н. подогреваемые лямбда-зонды, срок службы которых оценивается в 100 – 160 тысяч. км пробега автомобиля. А это очень много, учитывая, что лямбда-зонд работает в крайне неблагоприятных термических и химических условиях. Ускоренный износ лямбда-зонда вызывается маслом (износ поршневых колец) или водой (поврежденная прокладка ГБЦ) в выхлопной системе.Крупнейший производитель лямбда-зондов Bosch советует каждые 30 000 км пробега автомобиля проверьте работу лямбда-зонда на специальном диагностическом стенде. Авторизованные сайты брендов, работающих на нашем рынке, обычно игнорируют эту рекомендацию, считая, что если все хорошо, то зачем проверять заранее.

Подписи к фотографиям:

Фото 1 или Фото 2 - Фото 3 -

Причины выхода из строя лямбда-зонда – как их распознать?

Лямбда-зонд не простой. Его рабочее место – выхлопная система, а значит, работать ему приходится в крайне неблагоприятных условиях. Высокая температура, давление и агрессивные химические соединения воздействуют на него почти непрерывно. Плюс толчки, удары и рывки. Неудивительно, что срок службы лямбда-зондов очень ограничен, а количество возможных отказов действительно велико.

Какие возможны неисправности лямбда-зонда и чем они вызваны?

Список отказов, с которыми может столкнуться лямбда-зонд, действительно велик.Неудивительно, ведь это соответствует количеству вредных факторов, воздействующих на этот небольшой и довольно сложный элемент. Работа в условиях, типичных для выхлопной системы, сопряжена со многими рисками даже для самых прочных материалов, что видно, например, из причин наиболее частых ее отказов.

Лямбда-зонд, как и любая быстроизнашивающаяся деталь, со временем естественным образом изнашивается. Этот износ, в свою очередь, приводит к внутреннему короткому замыканию. К такому же короткому замыканию может привести повреждение электрических кабелей, которые в результате воздействия высокой температуры, агрессивных газов или механических повреждений порвутся, порвутся или сгорят.

Признаком неисправности лямбда-зонда также может быть отсутствие напряжения и отсутствие массы. Если напряжения нет, причина в повреждении кабеля или вилки (механическое или термическое повреждение), а если нет веса, то виновником, вероятно, является проржавевшая выхлопная система.

Достаточно распространенной неисправностью лямбда-зонда является его перегрев, вызванный выхлопными газами со слишком высокой температурой. Хотя в обычных условиях высокие температуры не страшны (она работает в среде, где температура доходит до 600 ℃), иногда из-за неплотных клапанов или неправильного опережения зажигания температура выхлопных газов подскакивает намного выше нормы.Их воздействие на лямбда-зонд через некоторое время приводит к его перегреву и выходу из строя, требуя замены поврежденной детали, а также тщательного изучения причин данного вида поломки.

О каких повреждениях предупреждают разные виды налета на лямбда-зонд?

Загрязнение – это целая отдельная категория проблем, затрагивающих лямбда-зонд. Ко всем отложениям и налетам на щупе следует относиться серьезно, ведь мало того, что они приводят к его выходу из строя, так еще и их тип зачастую свидетельствует о весьма специфических поломках или ошибках в работе автомобиля.

Если после снятия сломанного лямбда-зонда вы обнаружите на нем белый или красный налет, это признак того, что вы, вероятно, используете неправильные присадки к топливу или заливаете в баки некачественное топливо. Этот тип обнаружения позволяет вам реагировать до того, как плохое топливо прольется на отдельные компоненты трансмиссии.

Черный, жирный налет на лямбда-зонде говорит о том, что двигатель вашего автомобиля уже изношен и негерметичен, как решето, что масло, которое из него вытекает, тоже уходит в выхлопные газы.Дни привода в вашем автомобиле, похоже, прошли.

Зеленый налет на лямбда-зонде свидетельствует о негерметичности системы охлаждения. Вероятно, прокладка ГБЦ оторвалась, и охлаждающая жидкость попала в выхлоп. Если налет темно-коричневый, проблема может быть более серьезной. Обычно этот вид отложений означает длительную езду на слишком богатой смеси, что заставляет подозревать неисправность системы впрыска.

Как видите, выход из строя лямбда-зонда хоть и доставляет хлопот, но в некоторых случаях может предупредить о гораздо более серьезных проблемах.Однако лучше не дожидаться сбоя и регулярно проверять состояние лямбда-зонда каждые 30 000. км.

Петр Жачек

В своей работе я стараюсь интегрировать темы, связанные с автомобилями и IT-технологиями. Я начинал как «ребенок», активно участвуя в разработке веб-сайтов о скутерах, и в моем следующем классе всегда были две темы: автомобили и Интернет. В результате работа в крупнейшем польском интернет-магазине запчастей — это не только образ жизни, но и реализация страсти.

Лямбда-зонд — тихий вор топлива. Для чего это нужно и как обнаружить при использовании?

См. эту статью:

Для чего нужен лямбда-зонд?

Принцип измерения остаточного кислорода в выхлопных газах (т.е. то, что делает лямбда-зонд) известен с конца 1960-х годов. В частности, компания Bosch участвовала в разработке функционального лямбда-зонда. Вот почему кислородный датчик изначально назывался Bosch Probe. Volvo был одним из первых производителей, внедривших его.Возможно, вы видели угловатую модель 240 с греческой буквой «лямбда» на решетке радиатора. Если да, то вы столкнулись с одним из первых применений этого датчика.

Почему на самом деле он был назван лямбда? Вероятно, потому что блок управления двигателем с принудительным зажиганием регулирует соотношение бензин/воздух, то есть коэффициент лямбда, на основе своего сигнала. Если лямбда равна 1, т.н. стехиометрическое соотношение бензина и воздуха. На 14,7 кг воздуха приходится 14 кг бензина.Если лямбда меньше 1, то получается богатая горючая смесь, т.е. с избытком бензина. И наоборот, если лямбда больше 1, горючая смесь бедная с избытком воздуха. Весь работает на величину разности электрических напряжений (падения напряжения) между частью, омываемой выхлопными газами, и частью зонда, омываемой окружающим воздухом.

Лямбда-зонды развивались на протяжении многих лет

С самого начала применения лямбда-зонда было разработано несколько типов этого зонда. Если мы посмотрим на лямбда-зонд с точки зрения функции и передачи данных, то самые простые системы, использующие оксид циркония или диоксид титана, могут дать только пределы обогащения смеси.Однако эти лямбда-зонды уже много лет не используются. Так называемый широкополосный лямбда-зонд намного лучше. Он может непрерывно определять количество кислорода в выхлопных газах во всем диапазоне измеряемых значений.

Затем мы различаем лямбда-зонд по «рабочей скорости». Первые лямбда-зонды 70-х называются простыми. Для обеспечения надежного сигнала их необходимо предварительно нагреть до рабочей температуры, т.е. выхлопными газами. Однако это может занять несколько минут. Поэтому с 1980-х годов производители автомобилей стали использовать датчики кислорода с подогревом.В отличие от простых лямбда-зондов не нужно было ждать прогрева отработавших газов, т.к. применялся дополнительный контур электрообогрева. Именно активный нагрев значительно улучшил работу зонда. Запуск двигателя занял около 30 секунд. Новейшие лямбда-зонды — это так называемые планарные зонды. Около 10 секунд достаточно, чтобы полностью запустить свои функции. Ожидается, что в будущем это время будет еще больше сокращено.

Как выглядит лямбда-зонд?

Лямбда-зонд довольно легко обнаружить, просто взглянув на выхлопную трубу.Даже во времена, когда бензиновые двигатели соответствовали максимальным нормам выбросов Евро-2, системы выбросов было достаточно с одним лямбда-зондом, размещенным перед трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Начиная со стандарта выбросов Евро 3, использовались как минимум два кислородных датчика. Тот, что перед каталитическим нейтрализатором, называется контрольным и фактически выполняет ту же функцию, что и одиночный датчик в старых системах. Зонд после катализатора называется диагностическим или контрольным.

Внешне лямбда-зонды различаются еще и по количеству проводов, ведущих к ним.Это может быть один, два, три или четыре. Это зависит от зрелости системы. В одном кабеле используется необогреваемый кислородный датчик. Отрицательный полюс (или заземление) разрешается посредством проводящего контакта между корпусом зонда и выхлопной трубой, в которую он ввинчен. Если кислородный датчик имеет два провода, он также является необогреваемым вариантом. В этом случае отрицательный электрический контакт (земля) освобождается вторым проводником.

Подогрев есть только у 3-проводного лямбда-зонда.Два провода используются для обогрева, третий – сигнал на контроллер двигателя. Каркас решается так же, как и в варианте с одним водоводом, т.е. кондуктивной посадкой зонда в выхлопной трубе.

Наиболее совершенным является четырехпроводной лямбда-зонд. Это то же решение, что и с тремя проводами, т. е. датчик с подогревом, с той разницей, что отрицательный полюс решается проводом и подключается к контроллеру двигателя.

Как определить изношенный лямбда-зонд?

Лямбда-зонд подвергается очень нежелательным воздействиям, так как выходит в выхлопную трубу.С одной стороны большие перепады температуры, а с другой агрессивная среда выхлопных газов. Иногда он может просто сломаться, а если нет, то помните, что лямбда-зонд стареет, из-за чего сигнал бывает неточным.

При износе лямбда-зонда двигатель работает нормально. Однако это может привести к увеличению расхода топлива. Изношенный лямбда-зонд также можно распознать по запаху бензина, который выходит сзади автомобиля при работающем двигателе. Это может означать, что горючая смесь богаче, чем должна быть.Конечно, это только ориентировочная оценка. Фактическое состояние щупа определяется только после измерения напряжения на положительном и отрицательном выводах.

Производители говорят, что изношенный кислородный датчик может увеличить расход топлива до 15 процентов. При этом мощность двигателя тоже падает. Однако водитель к этому привыкает, потому что это происходит постоянно. Короче говоря, иногда трудно определить, что зонд изношен.

Лямбда-зонд неисправен - что может произойти?

Если лямбда-зонд уже на последнем такте или уже полностью неисправен, есть несколько основных признаков.Двигатель может глохнуть и дергаться при повторном запуске. Во время движения также могут быть колебания мощности двигателя, когда машина какое-то время работает нормально, но через какое-то время перестает крутить круги. В крайнем случае аварийный режим двигателя срабатывает при постоянном соотношении лямбда-смешений, сопровождаемом световым индикатором системы выбросов или электроники двигателя.

В частности, на автомобилях с бензиновыми двигателями Евро 3 и выше бывает, что индикатор электроники (системы выбросов) горит, но двигатель автомобиля работает нормально.Многие люди с таким дефектом нормально ездят, обесценивая проблему. Причина - выход из строя второго лямбда-зонда (диагностического, контрольного), т.е. того, что за катализатором, или несовпадение двух зондов. Проблема в том, что большинство диагностических станций не пройдут техосмотр с такой проблемой.

Помимо перечисленных недостатков, неисправный лямбда-зонд может повредить дорогостоящий катализатор при длительной эксплуатации, из-за повышенной температуры выхлопных газов из-за сгорания слишком богатой смеси даже при частичной нагрузке, когда смесь не должна быть слишком богатый.Как правило, ненагретые лямбда-зонды имеют срок службы примерно от 50 000 до 80 000 км, нагретые примерно до 160 000 км. Цена лямбда-зонда колеблется от 400 до 1000 злотых. Таким образом, это гораздо более дешевая деталь, чем новый трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Добавим, что работоспособный лямбда-зонд также можно найти на свалках или в магазинах автозапчастей — конечно, срок его службы остается неизвестным, но и цена намного ниже, обычно около 50 злотых.

Каковы возможные причины механического отказа кислородного датчика?

Разрыв кислородного датчика: Эта неисправность обычно возникает из-за неправильной установки в выхлопной трубе.Следует добавить, что разобрать с него щуп не совсем просто, потому что его резьба обычно буквально зарастает резьбой на выхлопе.

Повреждение соединителя или трубки из-за высокой температуры: Это происходит, когда они соприкасаются с горячими выхлопными трубами.

Коррозия контактов проводов: причиной является влага. Затем зонд выдает искаженный сигнал.

Обрыв провода: Обычно это вызвано неправильной установкой или неподходящим кислородным датчиком для данного типа двигателя.

Ослабление прокладки зонда на выдохе: вызвано неправильной установкой.

Серый или белый налет на датчике: Обычно это вызвано выгоранием присадок или масла.

4-х проводных широкополосных лямбда-зондов. Советы по диагностике неисправностей

Лямбда-зонд изношен и имеет множество симптомов, однозначно указывающих на необходимость его замены. С другой стороны, если щуп медленно изнашивается, диагностика значительно усложняется.

Диагностированные коды неисправностей могут быть трудны для интерпретации и очень часто датчик заменяют без необходимости, по не очень профессиональному методу проб и ошибок. Однако это не лучший выход, особенно когда выясняется, что замена не решает проблему и понесенные затраты значительны.

Примером может служить замена лямбда-зонда на Тойоте РАВ 4 2009 года. Причиной замены стала неравномерная работа двигателя и код неисправности Р0171. Проверка мультиметром показала разные показания напряжения.

Измеренное напряжение на всех выводах датчика составило 0,3 В и не менялось независимо от того, работал двигатель или нет. Новый зонд дал те же показания, и в конце концов механик обратился за помощью в Blue Print.

Проблема в том, что у этого зонда четыре вывода - аналогично узкополосным лямбда-зондам. Но на самом деле это широкополосный лямбда-зонд, также известный как датчик соотношения воздух-топливо (AFR). Этот тип зонда используется уже много лет. Решение надежное, но диагностика сильно отличается от обычного зонда O ².

Как это работает?

Этот тип датчика показывает постоянное напряжение 0,3 В, вместо того, чтобы посылать на модуль управления сигналы напряжения в диапазоне 0,2 В ÷ 0,8 В.Изменение значения сигнала напряжения будет равно изменению дозы топлива для поддержания стехиометрического состава смеси, λ = 1.

Различия в конструкции?

Используемый материал зонда подобен обычному узкополосному циркониевому зонду, но имеет плоскую структуру. Основное отличие заключается в принципе работы. Узкополосные датчики называются пассивными, поскольку они сами генерируют напряжение, основанное на колебаниях уровня O2 на платиновых электродах, контактирующих с кислородом воздуха и выхлопных газов.Датчики топливовоздушной смеси (AFR) контролируются блоком управления двигателем. На рис. 1 показана очень упрощенная схема системы управления.

В моделях Toyota при работающем двигателе и смеси λ = 1 датчик выдает постоянное напряжение 0,3 В. При воздействии атмосферного воздуха на электрод В (контрольная воздушная камера - обычно отрицательный) подается питание от блока управления двигателем модуль с напряжением 3 В - как следствие, электрод А имеет напряжение 3,3 В (3 В + 0,3 В).Задача ПИД-регулятора (пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора) в блоке управления двигателем - поддерживать разницу 0,3 В независимо от содержания кислорода в отработавших газах.

При λ = 1 напряжение на электроде А равно 3,3 В и подключено к операционному усилителю (Ом; А), второй вход которого настроен на 3,3 В. Операционный усилитель передает разность напряжений между двумя входами 3,3 В Таким образом, при λ = 1 выходное напряжение операционного усилителя равно 0 В, и в результате ПИД-регулятор подает 3,3 В для балансировки напряжения на электроде А, при этом ток через резистор не течет.Когда двигатель работает на обедненной смеси, напряжение на электроде А падает. Затем операционный усилитель генерирует положительное напряжение, и ПИД-регулятор реагирует увеличением напряжения на питающем электроде А, которое возвращается к 3,3 В, что вызывает протекание тока через резистор.

Чем беднее смесь, тем выше выходное напряжение ПИД-регулятора и, следовательно, больше ток, протекающий через резистор. Обратное верно, если двигатель работает на богатой смеси. Напряжение на электроде А увеличивается, и операционный усилитель дает отрицательное напряжение.В свою очередь, ПИД-регулятор снижает свое выходное напряжение, тем самым поддерживая постоянное значение напряжения на электроде А, равное 3,3 В. Выходное напряжение ПИД-регулятора показывает, насколько бедная или богатая смесь работает в двигателе. В отличие от обычных датчиков O2, с датчиками воздух-топливо (AFR) сигнал напряжения сканирующего прибора увеличивается (а не уменьшается) при обеднении топливной смеси. Это также связано с тем, что сигнал напряжения поступает от модуля питания PCM, а не от самого датчика.В отличие от обычного зонда O2, осциллограф нельзя использовать для проверки реакции зонда на изменения соотношения воздух-топливо.

Почему они используются?

Датчики AFR показывают, насколько богата или бедна топливно-воздушная смесь, и соответствующую регулировку можно выполнить очень быстро. Узкополосные датчики показывают только, богатая смесь или бедная. Таким образом, требуемая коррекция состава занимает длительное время, что приводит к повышенным выбросам и неравномерной работе двигателя.

В отличие от датчиков AFR, узкополосные датчики не подходят для дизельных и бензиновых двигателей с непосредственным впрыском.

Проблемы с датчиками AFR

• Датчики AFR вызывают те же проблемы, что и узкополосные датчики O2.
• Поврежденный датчик может не показывать истинное значение λ, поэтому используйте анализатор выхлопных газов, чтобы сравнить его с данными диагностического прибора.
• Грязные датчики могут работать с задержкой или вообще не реагировать.Источником загрязнения может быть охлаждающая жидкость от внутренних утечек двигателя, фосфор от чрезмерного износа моторного масла, кремнезем от силиконовых герметиков, используемых в выпускном или впускном коллекторе, масляный или топливный капилляр, стекающий в камеру эталонного воздуха.
• Цепь управления нагревателем имеет первостепенное значение – эти датчики работают при температуре намного выше, чем у обычных датчиков. Поэтому проверьте сопротивление нагревателя и сигнал широтно-импульсной модуляции ШИМ на нагревателе.
• Неисправная цепь нагревателя может вызвать код неисправности P0031/2.

Как работает лямбда-зонд и как распознать симптомы его повреждения?

Лямбда-зонд — это датчик , который расположен в системе выпуска отработавших газов и его задачей является контроль количества кислорода в выхлопных газах, выделяемых из выхлопных газов. Благодаря таким размерам мы можем наслаждаться безотказной и комфортной ездой.

Измерение количества кислорода в отработавших газах является чрезвычайно важным параметром, который постоянно помогает системе регулировать топливно-воздушную смесь, т.е.в на автомобилях, оборудованных системой впрыска топлива.

Топливно-воздушная смесь должна содержать столько воздуха, сколько необходимо для полного сгорания дозы топлива. Количество считается стехиометрическим.

Для выражения этого параметра необходимо использовать коэффициент лямбда. Идеальная смесь находится между 1,1 и 1,2. Лямбда-зонд регулирует дозу топлива по отношению к воздуху, что является более или менее предполагаемым параметром, согласно которому на 1 кг бензина требуется 14 кг воздуха.

Лямбда-зонд после контроля количества кислорода в отработавших газах передает сигнал на контроллер двигателя, который автоматически корректирует дозу топлива.

В дизельных двигателях лямбда-зонд работает совсем по-другому. Это связано с тем, что в данном типе двигателя подача воздуха постоянна и дозировка дизельного топлива регулируется автоматически.

В дизельных агрегатах лямбда-зонд определяет наилучшую дозу масла, чтобы сделать сгорание максимально эффективным.

Автослесари сходятся во мнении, что лямбда-зонд необслуживаемый, но регулярно его проверять стоит. Лучше всего делать это в среднем каждые 30 000 километров.

Лямбда-зонд подлежит замене в среднем каждые 50-160 тыс. км пробега. Однако многое зависит от модели автомобиля и двигателя.

Датчик-зонд в системе выпуска выполняет свою работу в очень сложных условиях. Лямбда-зонд вкручивается в выхлопную систему, с одной стороны он имеет непосредственный контакт с выхлопными газами, а с другой подвергается вредному воздействию воды, загрязняющих веществ и дорожной соли.

Этот датчик не вечен и может изнашиваться через определенное количество километров. Упрощением для водителя является то, что при поломке или износе щупа на приборной панели появится индикатор check engine . Лямбда-зонд изнашивается быстрее, когда в выхлопную систему попадает жидкость из радиатора или масло из двигателя.

Лямбда-зонд в настоящее время является очень продвинутым датчиком, поэтому проверка его работоспособности не занимает много времени, но требует применения диагностического тестера.В ходе такого теста можно определить, правильно ли он оценивает количество кислорода в выхлопных газах. Кроме того, измеряется электрическое сопротивление. При подозрении водителей на поломку лямбда-зонда стоит как можно быстрее отправиться в сервисный центр. Однако не всегда окажется, что датчик вышел из строя. Индикатор Check Engine также может быть вызван негерметичностью выхлопной системы.

К основным признакам износа лямбда-зонда, которые легко распознаются водителем, относятся:в.:

неравномерность работы двигателя на холостом ходу,
рывки при разгоне,
проблема с торможением на высоких скоростях.

Новый зонд стоит от 100 до 500 злотых. Однако цена зависит от модели автомобиля. Многие автолюбители спрашивают, можно ли отремонтировать изношенный щуп.

Специалисты сервисной службы подтверждают, что его всегда следует заменять новым, и мы не должны ремонтировать его самостоятельно. Поврежденный или изношенный, даже если он будет впаян, он не будет передавать соответствующие данные на контроллер привода, поэтому мы столкнемся со многими последствиями, а также со штрафом в случае полицейской проверки.

Это тоже зависит от модели нашего автомобиля, но лямбда-зонд обычно требует после установки нового датчика закодировать его в машине. В большинстве автомобилей доступна функция "адаптация лямбда-зонда", , благодаря которой мы можем легко указать контроллеру, что мы установили новый датчик. Многие водители также задаются вопросом, может ли сильно изношенный двигатель привести к поломке щупа. Ответ на этот вопрос – да.

Если в двигателе нашего автомобиля так называемые пропуски зажигания, т.е. неполное сгорание топлива в цилиндрах, то топливо попадает в выхлопную систему и последовательно разрушает датчик.

Лямбда-зонд сидит в выхлопной системе так, что его можно без проблем заменить. Иногда потребуется открутить несколько видов, чтобы облегчить доступ к датчику.

Такую процедуру следует доверить профессионалу, если мы не обладаем базовыми знаниями о конструкции автомобиля и выхлопной системе.

Автослесари имеют соответствующее оборудование, которое справится даже с заклинившими винтами, а установка нового щупа будет проведена совершенно безопасно и качественно.