Как определить неисправный лямбда зонд

Статья чужая на заметку для себя и может еще кому пригодиться

При всей своей миниатюрности и даже незаметности кислородный датчик, или как его иначе называют лямбда-зонд,
играет значительную роль для правильной регулировки соотношения воздуха и топлива в камерах сгорания
автомобильных двигателей любой конструкции. Иначе говоря, по информации именно от этого датчика происходит
коррекция топливной смеси с целью достижения максимальной эффективности силового агрегата при минимальной
выработке бензина (солярного топлива).
Несмотря на достаточную надежность лямбда-датчиков существуют факторы способные привести к досрочному
выходу их из строя или, как минимум, к значительному увеличению погрешности их показаний. Как правило, к
нарушению нормальной их работы приводит:

• Очистка корпуса датчика химически активными средствами;
• Попадание на датчик технических составов, например антифриза или тормозной жидкости;
• Повышенное содержание в топливе соединений свинца;
• Значительный перегрев элементов датчика вследствие использования топливной смеси низкого качества, либо
засорения топливного фильтра.

Кроме всего прочего, о неисправности датчика кислорода могут свидетельствовать некоторые внешние признаки,
связанные с ненормальным поведением автомобиля, а именно:

• Необычное увеличение расхода топлива;
• Рывки автомобиля даже при «прогретом» двигателе;
• Явные нарушения в работе катализатора;
• Ухудшения показателей токсичности выхлопных газов.

Разумеется, свое негативное влияние оказывают и общие условия эксплуатации, способные привести к
тривиальному повреждению, как самого датчика кислорода, так и подведенной к нему электрической проводки.
Исходя из вышесказанного, в случае подозрений на ненормальную работу датчика кислорода, прежде всего, следует
оценить его внешнее состояние. В случае, если датчик в значительной мере покрыт сажей или просто слоем грязи
непонятного происхождения, самое правильное действие — заменить его.

Если же, по внешнему виду, к лямбда-датчику претензий нет, однако проверка его все же желательна, то
необходимо отключить его от штатной колодки и подключить к вольтметру с достаточно высоким классом точности
(схема датчика приведена ниже).

Наличие такого прибора позволяет проверить исправность датчика в динамике работы двигателя. Технология
достаточно проста : при крейсерском режиме около 2500 оборотов в минуту и вынутой вакуумной трубке
исправный датчик выдает около 0,9 В (ниже 0,3 В — датчик неисправен).

В случае обедненной смеси, которую можно сымитировать принудительном подсосом воздуха, датчик кислорода
должен выдавать не более 0,2В. В промежуточном положении работы двигателя, а именно около 1500 оборотов в
минуту, лямбда-датчик должен выдавать напряжение в пределах 0,5В.
Если все же принято решение на снятие датчика кислорода, то имеет смысл придерживаться следующих
рекомендаций:

1. Демонтировать датчик лучше ••на горячую" — меньше шансов сорвать резьбу;
2. Разъем нового датчика лучше поднять повыше, тем самым снижая риск попадания грязи и влаги;
3. Даже при наличии специальной смазки лишний слой графитки не помешает.

Современные автомобили оборудованы системами электронного впрыска горючего с возможностью регулировки состава смеси. В случае поломки устройства знание признаков неисправности лямбда-зонда поможет определить причину проблемы.

Описание устройства и где находится

С появлением систем электронного впрыска бензина перед конструкторами встала задача корректировки состава топливной смеси. Для этого стали применяться датчики кислорода или лямбда-зонды. Устройства поддерживают состав топливной смеси в определенных переделах, что позволяет обеспечивать максимальную эффективность каталитического нейтрализатора. При иных составах смеси нейтрализатор начинает работать некорректно и выходит из строя.

В зависимости от конструкции выхлопной системы используется один или два датчика:

Первый установлен непосредственно в выхлопном коллекторе и замеряет состав выхлопных газов перед каталитическим нейтрализатором. На ранних системах этот девайс был единственным.
С введением нормативов Евро-3 стал применяться второй зонд, расположенный после нейтрализатора. Электронный блок управления анализирует данные от двух зондов и косвенно оценивает эффективность работы катализатора, а также корректирует состав смеси.

Варианты исполнения лямбда-зондов

Производители установили для изделий срок службы:

зонд без спирали подогрева — не более 80 тыс. км;
узел с подогревом — до 100 тыс. км;
планарные (широкополосные) зонды — до 160 тыс. км.

Заявленный ресурс зондов не является точным. Срок работы устройств зависит от множества факторов и может быть меньше или больше указанных значений.

Схема устройства

Рассмотрим схему зонда, дающую представление о размещении узлов. Знание конструкции позволяет понять места расположения деталей, подверженных поломкам.

Пример конструкции зонда

1 — металлический штуцер, предназначенный для установки зонда, на внешней поверхности имеются грани под ключ, ниже расположена резьба;
2 — керамический изолятор;
3 — уплотнительный элемент для ввода жгута проводов;
4 — сигнальные провода;
5 — металлический защитный колпачок, оснащенный вентиляционными продухами, предназначен для защиты измерительного элемента от повреждений;
6 — пружинная контактная часть;
7 — чувствительный элемент, выполненный из керамики;
8 — нагревательный стержень;
9 — вентиляционный канал;
10 — внешний металлический корпус.

Основные признаки и причины неисправности лямбда-зонда

Основные признаки неисправности лямбда-зонда:

перебои в работе и плавающие обороты на холостом ходу или низкой частоте вращения вала;
снижение разгонных параметров автомобиля;
заметное (иногда на несколько литров) увеличение расхода топлива;
включение индикатора Check Engine и появление ошибок в памяти блока управления.

Причинами неисправности кислородного датчика могут быть:

поврежденный чувствительный элемент;
засорение рабочей зоны зонда сажей или свинцом;
разрушение проводки;
выход из строя элемента подогрева.

Как проверить датчик кислорода?

При возникновении перечисленных выше проблем необходимо проверить состояние датчика кислорода. Проверка лямбда-зонда выполняется визуальным методом и с помощью электронного оборудования.

Визуальный осмотр

Самым первым этапом проверки является внешний осмотр детали, который состоит из этапов:

Провести визуальный осмотр проводки и штекеров. Недопустимы оплавления изоляции, механические повреждения, окисления контактов.
На рабочей поверхности датчика не должно иметься налета сажи и копоти. Слой сажи возникает при износе поршневых колец или плохой герметичности клапанов. Копоть изменяет чувствительность зонда, который передает неверную информацию на блок управления двигателем. После очистки детали работоспособность восстанавливается. Очистка производится мягкой щеткой и выдерживанием зонда в ортофосфорной кислоте в течение 15-20 минут.
Если на поверхности чувствительного элемента присутствуют отложения белого или светло-серого цвета, то это свидетельствует о применении топлива с присадками на основе тетраэтилсвинца. Как правило, такой датчик быстро выходит из строя.

Внешний осмотр лямбда-зонда позволяет определить только малую часть неисправностей, более тщательный анализ выполняется при помощи тестера или мультиметра.

Проверка мультиметром

В устройстве могут перегореть цепи подогрева или начаться разрушение рабочего элемента. Эти неисправности могут быть обнаружены при помощи электронных тестовых приборов.

Существуют три разновидности штекеров лямбда-зонда:

двухпроводной (заземление и сигнальный);
трехпроводной (добавляется положительный провод питания нагревательного элемента);
четырехпроводной (имеется дополнительное заземление нагревательной спирали).

Для выполнения проверки лямбда-зонда требуется заводская документация, позволяющая определить назначение проводов и цифровой мультиметр, переключенный в режим вольтметра и омметра.

Примерная последовательность действий:

Прогреть двигатель до рабочей температуры, поскольку только в этом случае обеспечивается возможность снятия корректных данных.
Прозвонить цепи подогрева. В нормальных условиях сопротивление находится в пределах 2-15 Ом, более точные данные можно получить из справочной литературы. Сопротивление измеряется подключением к двум пинам в штекере (для четырехпроводного зонда) или к пину нагревателя и корпусу автомобиля (в трехпроводных). Если сопротивление равно нулю, это значит, что выявлено короткое замыкание обмоток подогревательного элемента. Стремление сопротивления к бесконечности является симптомом обрыва нихромовых нитей обогрева.
Прозвонить проводку, идущую к подогревателю от блока управления, на отсутствие разрывов.
Проверить напряжение в сигнальной цепи. Отрицательный сигнал может браться с корпуса автомобиля или непосредственно с клеммы аккумулятора. Перед проверкой двигатель должен поработать на средних оборотах (2500-3000 об/мин) в течение 2-3 минут. Разъединить штекер и подключить тестовый прибор.
Довести обороты до 2500-2600 об/мин и резко бросить педаль газа. Показания вольтметра находятся в пределах 0,2-1,0 вольта и меняются с частотой 1 Гц (в среднем один раз в секунду).
Отключить трубку вакуума от регулятора давления для проверки степени обеднения смеси. Возможно принудительное обеднение смеси закрыванием рукой воздухозаборного отверстия дроссельного узла. Провести замер напряжения, которое должно находиться в пределах 0,2 вольта или ниже.
Установить трубку обратно.
Резко поднять обороты до максимальных. При этом напряжение должно составлять около 1 вольта.

Косвенным признаком неработоспособности зонда является стабильное напряжение около 0,45-0,5 вольта, которое не меняется от режима работы и состава смеси. Однако для подтверждения поломки рекомендуется проводить тщательную проверку осциллографом или тестовым компьютером.

Проверка с помощью осциллографа

Преимуществом проверки зонда осциллографом является возможность контроля не только значения напряжения, но и амплитуды изменения по времени. Сдвиги амплитудных характеристик в небольших пределах вызывают изменение параметров работы двигателя, но не регистрируются блоком управления, как ошибка. Проверка осциллографом проводится в условиях специализированного сервиса, поскольку в личном владении прибор встречается нечасто.

Прогреть двигатель.
Подключить выводы осциллографа к датчику.
Провести тестирование на холостых оборотах. Ниже приведены примерные кривые, снятые осциллографом. По амплитуде сигнала можно сделать вывод о состоянии детали.
Поменять поврежденную деталь и провести повторное тестирование.

Примеры графиков, снятых осциллографом

Как проверить датчик с помощью сканера ELM327 USB OBD II

Владелец может самостоятельно протестировать датчик при помощи сканера ELM327, работающего по протоколу OBD II. Устройство совместимо с большинством автомобилей российского и зарубежного производства.

Подключить тестер к диагностическому разъему. Место расположения разъема необходимо уточнить по документации, прилагаемой к автомобилю.
Считать параметры работы и передать их на ноутбук с предустановленным специальным программным обеспечением. Наиболее распространена утилита Torque Pro, которая находится в открытом доступе.

Ниже приведен видеоурок по работе сканера ELM327 с утилитой Torque Pro, предоставленный каналом Savontiy.

Инструкция по замене датчика своими руками

Перед началом работ требуется подготовить материалы и инструменты:

Новый зонд.
Гаечный ключ или насадку, которая позволит выкрутить корпус датчика из коллектора. На некоторых автомобилях можно попытаться снять устройство обычным рожковым ключом на 22 мм или газовым разводным ключом. Но основная часть машин требует использования специализированной насадки.
Удлинитель для насадки.
Динамометрический ключ до 50-100 Н/м.
Защитные перчатки и нарукавники, поскольку работы производятся на нагретом коллекторе.
Гаечные ключи для демонтажа защитных теплоизоляционных экранов и/или коллектора.

Менять лямбда-зонды следует на такую же модель или аналогичную, подходящую по параметрам. Устанавливать первый попавшийся датчик нельзя. Перед монтажом нужно внимательно изучить инструкцию, прилагаемую производителем.

Приблизительная последовательность действий при замене первого зонда:

Прогреть силовой агрегат до рабочей температуры. При этом происходит термическое расширение элементов выхлопной системы, что позволяет облегчить задачу выкручивания сенсора из коллектора или выхлопной трубы.
Выключить двигатель.
Снять клемму с аккумулятора для исключения вероятности запуска электрического вентилятора системы охлаждения.
Аккуратно разъединить разъем зонда с проводкой.
Надеть защитные перчатки и снять провод зонда с фиксаторов.
При помощи насадки выкрутить зонд. На этом этапе возможны трудности, поскольку стык зонда и коллектора забивается ржавчиной и сгоревшей смазкой. Для облегчения процесса может применяться локальный прогрев газовой горелкой, который позволяет выжечь ржавчину. После этого следует попытаться сдернуть зонд с места, если деталь не начала откручиваться — прогрев повторить заново.
Протереть место установки от остатков старой графитной смазки.
Проверить наличие штатной смазки на резьбе нового зонда. Средство может входить в комплект поставки в отдельном пакетике. Смазывающее вещество наносится тонким равномерным слоем на резьбу. Категорически запрещается нанесение на защитный колпачок, поскольку это приводит к образованию твердого нагара и ухудшению параметров работы зонда. Если на автомобиле использован датчик, закрепленный двумя болтами, то они не нуждаются в смазке.
Аккуратно закрутить датчик на место от руки до упора.
Затянуть зонд ключом с требуемым моментом. Большинство производителей указывают силу 40-45 Н/м, но рекомендуется уточнять значение по сервисной литературе. При отсутствии динамометрического ключа затяжка производится доворотом зонда на 180º после закручивания рукой до упора.
Проложить жгут по фиксаторам, закрепить при необходимости хомутами.
Подключить аккумулятор и удалить ошибки из блока управления. Ошибки убираются при помощи компьютера или иным способом (в зависимости от марки и модели автомобиля).

При установке зонда требуется соблюдать момент затяжки. Превышение силы приводит к разрушению корпуса зонда или срыву резьбы, низкий момент является причиной прорыва выхлопных газов и неравномерного прогрева детали.

Как ремонтировать лямбда-зонд?

Производители лямбда-зондов позиционируют детали, как неразборные и не подлежащие ремонту. Однако некоторые автовладельцы с определенным успехом пытаются разбирать и ремонтировать датчики, собирая из двух или более поврежденных устройств одно работоспособное.

Владельцу автомобиля следует помнить, что подобный ремонт лямбда-зонда является временным мероприятием. Рекомендуется приобрести новый датчик, а отремонтированный использовать в качестве запасного.

Ремонт нагревательного элемента

Примерная последовательность разборки и ремонта датчика с поврежденным нагревательным элементом:

Аккуратно распилить внешний корпус датчика.
Аналогичным образом распиливается второй датчик.
Вынуть из распиленных корпусов нагревательные стержни. Целое устройство необходимо протереть от нагара и грязи сухой материей. Использовать чистящие вещества не рекомендуется, поскольку возможно повреждение нагревателя в результате химических реакций.
Установить нагреватель в зонд, который будет применяться на автомобиле.
Спаять корпус медно-фосфорным припоем, имеющим температуру плавления около 700 ºС. В качестве источника тепла применяется газовая ювелирная горелка.
Проверить работоспособность изделия тестером и установить зонд в коллектор. Если отремонтированное устройство не работает, то можно попробовать поменять нагреватель еще раз. Ниже приведены фотографии, поясняющие процесс ремонта.

Ремонт неисправной проводки

Встречаются рекомендации по установке дополнительного резистора в цепь обогрева при выходе ее из строя. По идее авторов полученное сопротивление должно давать корректный сигнал в блок управления и выключать информацию об ошибке. Фактически так и происходит, но срок жизни дополнительного сопротивления составляет от нескольких часов до нескольких дней. Нагревающийся до высоких температур резистор может стать причиной возгорания в моторном отсеке.

Устранить неисправность, связанную с разорванным жгутом проводки, можно следующим образом:

Пропилить корпус на верхней части зонда.
Демонтировать полностью старые провода, поскольку изоляция со временем изнашивается и трескается.
Вынуть из колодки-донора пины с припаянными проводами. В качестве донора может использоваться любая штекерная колодка из имеющихся в наличии.
Для дальнейшей работы необходимо выпаять из пинов соединительные элементы.
Собрать новый жгут проводки, используя штатное резиновое уплотнение от зонда.
Установить на концы проводов снятые соединительные элементы.
Соединить проводку с ответными кабелями лямбда-зонда.
Обжать контакты и дополнительно пропаять тугоплавким медно-фосфорным припоем.
Запаять корпус и промазать место ввода жгута проводов в датчик термостойким герметиком.

При ремонте проводки лямбда-зонда рекомендуется на каждом этапе проверять отсутствие замыканий проводником на «массу» или между собой.

Очистка от нагара и сажи

Еще одним вариантом ремонта является очистка измерительного элемента от нагара и сажи:

Аккуратно спилить защитные колпачки.
Выдержать датчик в ортофосфорной кислоте, затем аккуратно счистить нагар кисточкой. Не рекомендуется прилагать усилие, поскольку измерительный элемент крайне хрупкий.
При необходимости дополнительно очистить элемент путем нагрева на газовой горелке. Процедуру следует выполнять аккуратно, поскольку возможно растрескивание детали. Рекомендуемый в ряде источников нагрев и охлаждение холодной водой делать запрещено, поскольку это приведет к полному выходу зонда из строя.
Собрать датчик обратно, соединив детали тугоплавким припоем или точечной сваркой.

Сколько стоит датчик кислорода?

Стоимость датчика зависит от типа изделия и распространенности модели. Ниже приведены справочные цены на устройства, применяемые на некоторых моделях авто.

Наименование	Цена, руб
Лямбда-зонд на ВАЗ-2114	1500-2000
Лямбда-зонд на Hyundai Solaris	4500
Лямбда-зонд на Volkswagen Polo Седан	3500-5000
Лямбда-зонд на Газель, Волга	1600-2600
Цены актуальны для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар

Видео «Проверка лямбда-зонда»

Рекомендации по проверке лямбда-зонда показаны в видеоролике, снятом автором канала «v_i_t_a_l_y».

Выпускная система транспортных средств за последние несколько лет существенно изменилась, в ее конструкции появилось несколько дополнительных элементов, которые позволяют эксплуатировать автомобили без нарушения Международных экологических норм.

Например, одним из таких элементов является кислородный датчик, признаки неисправности которого должны быть известны каждому автовладельцу. О назначении, особенностях конструкции и распространенных неисправностях лямбда-зонда рассмотрим подробно в рамках этой публикации.

Для чего нужен датчик концентрации кислорода?

На практике, многие владельцы автомобильной техники даже и не подозревают о существовании этого элемента. Его назначение заключается в определении концентрации кислорода в отработанных газах и последующая передача этой информации ЭБУ. На основании этого по заложенным алгоритмам в памяти системы, осуществляется коррекция топливно-воздушной смеси для ее полного сгорания в цилиндрах силового агрегата.

Местом расположения кислородного датчика является выпускной коллектор. На большинстве моделей лямбда монтируется непосредственно в области каталитического нейтрализатора. В не зависимости от того, где будет установлен датчик, корректность его показаний и производительность системы не пострадают. Лямбда-зонд бывает двух типов:

Заметим, что второй тип входит в конструкцию старых моделей транспортных средств, которые выпускались до 90-х годов. Все современные модели имеют широкополосную лямбду, которая с высокой точностью фиксирует все отклонения для обеспечения максимально корректного смесеобразования. При этом исправно функционирующий датчик такой системы позволяет реально снизить потребление топлива и обеспечить оптимальные обороты коленвала силового агрегата.

Причины неисправности лямбда-зонда

Симптомы выхода из строя датчика могут быть различными. Изначально его неисправность отражается на качестве топливной смеси. Например, его некорректная работа может быть спровоцирована наличием различных отложений. А наиболее частой причиной поломки лямбды является нарушение его герметичности, вызванное естественным износом материала его изготовления. Механические повреждения датчика концентрации кислорода менее распространены, поскольку элемент хорошо защищен.

Также датчик может работать с перебоями, либо не функционировать вообще из-за нарушения электропитания. Контактные группы лямбда-зонда подвергаются окислению, вследствие чего устройство начинает работать некорректно, передавая неверные показания на ЭБУ. Это приводит к нарушению процесса смесеобразования.

Неправильный угол опережения зажигания является одной из возможных причин перебоя в работе датчика кислорода. Зачастую подобная проблема возникает на транспортных средствах в системе зажигания которых предусмотрен трамблер. Помимо этого, повреждение электропроводки и проблемы со свечами зажигания также накладывают свой отпечаток на функционирование лямбда-зонда. Это можно распознать по троению двигателя и его неправильной работе при повышении оборотов коленчатого вала.

Детальное определение неполадки

Среди распространенных признаков неисправности лямбда-зонда выделяют следующие:

увеличение потребления топлива;
возникновение рывков во время езды;
резкое снижение мощности силового агрегата;
неустойчивый холостой ход;
появление резкого, токсичного запаха в отработанных газах авто.

Необходимо подчеркнуть, что не всегда перечисленные выше признаки являются следствием нарушения работоспособности датчика концентрации кислорода. В случае обнаружения этих симптомов необходимо выполнить тщательную проверку лямбда-зонда. Рассмотрим подробно этот процесс.

Способы диагностики лямбда-зонда

Протестировать датчик можно одним из следующих способов:

В ходе проведения визуального осмотра
Проверка мультиметром

Начнем с первого метода. Вначале необходимо отсоединить разъем с датчика и осмотреть состояние контактов, целостность проводов не должна быть нарушена, а все соединения плотно держаться. После этого осматриваем сам датчик. На нем не должно быть никаких отложений и нарушений целостности конструкции.

Сажевый налет можно очистить, его образование вызвано сгоранием слишком обогащенной топливной смеси, в результате чего нарушается проходимость лямбды. Это приводит к тому, что прибор начинает функционировать некорректно. Наиболее губительными для датчика считаются свинцовые отложения, которые имеют серебристо-блестящий цвет и вызваны использованием некачественного топлива и моторного масла. Избавиться от них никак не удастся, рекомендована полная замена устройства.

Процесс проверки лямбда-зонда при помощи мультиметра не отличается особой сложностью. Чтобы его осуществить необходимо соединить сигнальные провода датчика с щупами тестера, после чего запустить силовой агрегат и удерживать его обороты на 2,5 тыс. Далее бросаем акселератор, вытягиваем подсос и смотрим на шкалу мультиметра.

О полном выходе из строя датчика концентрации кислорода говорит отсутствие напряжения, либо его низкая величина (менее 0,8В). Поскольку конструкционные особенности не позволяют полностью восстановить работоспособность лямбда-зонда, потребуется полная замена отслужившего свой срок элемента.

Как заменить самостоятельно?

Как видно, в большинстве случаев выхода из строя лямбда-зонда его ремонт лишен всякого смысла, поэтому оптимальным вариантом решения проблемы станет замена неисправного элемента, тем более что этот процесс не отличается сложностью.

Перед заменой необходимо обесточить бортовую сеть автомобиля, после чего снять с датчика колодку (на некоторых моделях она может быть дополнительно закреплена хомутами). Поскольку лямбда включена в конструкцию системы выхлопа, соответственно, элемент постоянно работает под высокими нагрузками. Выкрутить его с первого раза не всегда удается. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить резьбу в трубе выпускного коллектора.

После того, как вышедший из строя элемент извлечен из своего посадочного места, очищаем резьбу от грязи, установить новый лямбда-зонд и вкрутить его, стараясь не перетянуть.

Значимость датчика концентрации кислорода в выхлопной системе автомобиля невозможно не оценить, поскольку его выход из строя спровоцирует некорректную работу силового агрегата, что крайне губительно для его элементов. По этой причине нужно вовремя и правильно научиться выявлять его поломки.