Как проверить датчик концентрации кислорода

Лямбда зонд необходим для нормальной работы системы, обеспечивающей контроль и правильное образование воздушно-топливной смеси в автомобиле. Находится он в выпускном коллекторе, где соединяются патрубки. Но не исключены и другие варианты размещения.

Постоянные нагрузки, воздействие агрессивной среды приводит к поломкам, что сопровождается неполадками в эксплуатации авто. Избежать проблем легче, периодически проверяя датчик кислорода, признаки неисправности также могут подсказать о необходимости обращения в сервис.

Причины и признаки неполадок

Если отмечаются нарушения в работе кислородного датчика, это сказывается на работоспособности силовой установки. Поломки всегда сопровождаются снижением качества образуемой топливной смеси.

Частые причины:

появляются механические повреждения, возможна разгерметизация из-за некорректной эксплуатации, движения по бездорожью;
развиваются проблемы, перебои в электропитании;
термические перегрузки, перегрев, возникающий в результате неправильной работы зажигания;
сильное загрязнение из-за применения топлива, в котором содержится много присадок, повышающих октановое число;
воздух, выхлопные газы могут попадать в систему.

Обычно зонд выходит из строя постепенно, что позволяет вовремя выявить проблему.

Признаки возникают поочередно:

Появляется нестабильный холостой ход. Причина – в определенные моменты сигнал не генерируется. Колебания могут быть серьезными, в широком диапазоне.
Падает качество воздушно-топливной смеси. Это сопровождается появлением рывков, нехарактерных хлопков в работе силового агрегата. Ухудшается динамика.
Загорается соответствующая лампочка на приборной панели, что является сигналом для владельца.
Если ситуация усугубляется, на непрогретом моторе устройство перестает работать.
Заметно падает мощность, отзывчивость при нажатии на газ. Хлопки, рывки появляются чаще. Не исключен перегрев двигателя.
Растет расход горючего, выхлопы обретают токсичный запах.

В такой ситуации нужно заменить лямбда зонд, признаки неисправности не стоит игнорировать. На новых моделях авто активируется аварийный режим, что делает невозможным дальнейшее движение. Это исключает развитие более серьезных проблем с мотором, дорогостоящим восстановлением.

Как проводится проверка датчика?

Срок службы датчика зависит от типа устройства и начинается от 50 000 для неподогреваемых, 100 000 для подогреваемых и 160 000 км для планарных. Если появляются первые неполадки, можно проверить состояние устройства.

Визуальная оценка:

Наличие сажи сказывается на передаче сигналов блоку управления. Причина – перегрев, высокое содержание кислорода в топливной смеси.
Образование белесых и сероватых отложений сигнализирует о большом количестве присадок в горючем, что влияет на работоспособность агрегата.
Блестящие наплывы подсказывают, что в топливе увеличено содержание частиц свинца.

Для определения работоспособности, получения точной информации, профессионалы используют спецоборудование. Если нет возможности отправиться в автосервис, достаточно уточнить, как проверить лямбда зонд мультиметром. Это легко сделать самостоятельно.

Основные этапы:

Мотор постепенно прогревают до 75 градусов.
Следят за постепенным повышением оборотов до 3000, поддерживая показатели на протяжении 3 минут. Это нужно для прогревания датчика.
Взяв мультиметр, сигнальный провод подсоединяют к устройству для проверки. Второй провод фиксируют на массе. При нормальной работе датчика показатели, выдаваемые мультиметром, остаются в пределах 0,2 – 1 Вольта.
В процессе тестирования данные должны постоянно меняться – при надавливании на педаль газа приближаться к 1 Вольту, а при отпускании быстро падать.

Задумываясь, как проверить лямбда зонд, учитывают, что если в процессе показания прибора не меняются, при газовании сохраняется напряжение в 0,5 Вольт, вероятно, узел неисправен. При нулевых данных нужно убедиться, что датчик подключен к массе. Рекомендуется проверить и целостность, исправность проводки, ведущей к выключателю зажигания, реле.

Преимущества обращения в автосервис

В автосервисе диагностика проводится с использованием электронного осциллографа. Желательно это делать после 30 000 км пробега, что позволит избежать непредвиденных поломок. Чтобы проверить кислородный датчик лямбда зонд, специалисты соблюдают несколько важных моментов.

Проверка в автосервисе:

Датчик разогревают до 300 – 400 градусов для нормальной работы и измерения остаточного кислорода.
Так, электролит в конструкции устройства получает проводимость, а отличия в количестве атмосферного и кислорода в выхлопах определяют появление выходного напряжения.
Отсоединив штекер, определяют сопротивление нагревателя. Показатель должен оставаться в пределах 2 – 14 Ом.
Оценивается напряжение, подведенное к нагревателю. Оптимальный вариант – 10,5 Ом. Проверка выполняется при включенном зажигании с подключенным разъемом зонда.

Преимущество обращения к мастерам заключается в точности определения не только работоспособности, но и состояния элемента.

Можно ли почистить зонд

Если ломается датчик кислорода, без его замены не обойтись, так как не существует методик его восстановления. Учитывая высокую стоимость запчасти, ремонт может сопровождаться немалыми расходами.

Но есть и другие варианты:

подбирают универсальный датчик, который значительно дешевле оригинала, подходит для большинства моделей авто;
подыскивают б/у деталь с гарантией, подойдет и выпускной коллектор с установленным датчиком.

Но не всегда обязательно менять запчасть. Достаточно знать, как почистить лямбда зонд. Ведь не исключены ситуации сильного загрязнения. На чувствительном элементе, прикрытом защитным колпачком, могут откладываться частички сажи, нагара. Из-за этого в работе появляются неполадки, погрешности. После удаления налета эффективность устройства восстанавливается.

Тонкости очистки:

Процедура начинается с демонтажа, для чего поверхность детали нагревают до 50 градусов. Изъяв датчик, снимают защитный колпачок.
В работе используют ортофосфорную кислоту, способную удалить частицы нагара, загрязнений, не повреждая электроды, важные элементы. Отмачивание проводится на протяжении 10 – 20 минут.
Более сложный вариант предполагает снятие защитного колпачка и мойку с использованием тончайшей кисточки. Удалив загрязнения, деталь промывают, высушивают.

Мойка проводится если возможно обратное закрепление защиты, предполагающее проведение аргоновой сварки. Стоимость очистки намного меньше, чем замены. Такое решение подойдет только для исправных, но загрязненных датчиков. При последующем закреплении важно смазать резьбовое соединение монтажной пастой. При установке нового элемента смазка не требуется, соединение обрабатывается по время производства.

Предназначение и работа датчика

Чтобы понять, за что отвечает лямбда зонд, стоит обратить внимание на работу топливной системы. Кислородный датчик – важный элемент, позволяющий максимально повышать эффективность мотора на инжекторных машинах.

Высокая производительность возможна при полном сгорании воздушно-топливной смеси. Поэтому важно определить оптимальную пропорцию составляющих. Благодаря правильной оценке содержания кислорода в выхлопах, выполняется последующий расчет состава топливной смеси.

Исправно работающий зонд обеспечивает:

сокращение расхода топлива до 15%;
повышение экологичности выхлопных газов;
сохраняется заводской ресурс катализатора;
поддерживается отличная динамика, отзывчивость во время управления.

Лучшие показатели свойственны автомобилям с двумя датчиками, где один находится до катализатора, а второй после него.

Изучая принцип работы лямбда зонда, стоит учесть, что схема действия отличается в зависимости от типа.

Виды устройств:

Двухточечные модели в своей конструкции включают два электрода. Это позволяет оценить коэффициент избытка кислорода в топливной смеси по определению его содержания в выхлопах. Действие происходит во время прохождения выхлопных газов. Здесь первый элемент чувствителен к кислороду. Второй делается из циркония. В момент прохождения выхлопов между электродами измеряется потенциал. Повышение показателя означает избыточное содержание кислорода.
Широкополосные представляют новый тип зондов. Здесь сохраняется напряжение в 450 мВ. Устройство включает керамические составляющие – двухточечную и закачивающую. Последняя втягивает кислород, имеющийся в выхлопах. При этом используется определенная сила тока. Падение уровня кислорода приводит к повышению напряжения, что сопровождается подачей соответствующего сигнала ЭБУ.

Уход, своевременная диагностика, устранение неполадок позволяет исключать большинство непредвиденных ситуаций, сохранять заводской ресурс, функциональность узлов.

Производители современных автомобилей оснащают их сложнейшими системами управления, состоящими из электроники и самых различных индикаторов. С их помощью происходит получение и обработка сообщений о положении дел в разных узлах машины. К таким относятся мотор, тормозная система, АКБ и лямбда-зонд (датчик кислорода), в том числе. Он входит в число важнейших устройств управления и сигналит об остатке кислорода в выхлопных газах. Неисправность лямбда зонда грозит нарушением четкой работы авто.

Принцип действия

Датчик кислорода — сложная конструкция. К его функциональным деталям относят электролит, на который с разных сторон одеты наконечники для всасывания газовых смесей — кислорода и отработанного горючего. Под ними находится чувствительный элемент, который при температуре до 400 градусов считывает сигналы и анализирует разницу потенциалов. Перечисленные детали запечатаны в корпус из металла. К нему подходят провода. В зависимости от модели их количество может варьироваться от 1 до 4. Они несут ответственность за работу датчика — питают, передают сигналы в блок управления и заземляют прибор. При достаточном объеме кислорода в сгораемой смеси КПД двигателя будет высоким. Но как и другие системы, лямбда-зонд тоже дает сбои.

Что расскажет о неисправности датчика?

Сигнал о неисправности датчика кислорода, можно предположить, если в работе автомобиля наблюдаются такие симптомы:

мотор работает неровно;
движение происходит рывками;
повышается потребление горючего;
ранняя «смерть» катализатора;
в Европе обращают внимание и на токсичность выхлопных газов.

А не поломан ли датчик?

Лучшим временем для проверки всех систем работоспособности автомобиля будет ближайший техосмотр. Однако бывают ситуации, когда возникает необходимость узнать причины плохой работы датчика кислорода ранее. Как проверить лямбда зонд самостоятельно?

Параметры, по которым происходит сверка:

напряжение в цепи подогрева;
«опорное» напряжение;
исправность нагревателя в датчике;
сигнал лямбды.

Это значит, что полностью оценить работу лямбда-зонда не составит большого труда.

Осторожно: «Напряжение»

Для того, чтобы узнать, поступает ли напряжение в цепь подогрева, понадобиться дополнительное оборудование. Сигнал измеряется стрелочным или цифровым вольтметром или более современным — мультиметром.

Включить зажигание, не отсоединяя разъем датчика.
Воткнуть щупы в разъемы проводов.
Монитор должен высвечивать

12 В. Это значение соответствует напряжению аккумулятора.

«+» поступает к нагревателю непосредственно через предохранитель. Если он отсутствует, необходимо проверить звенья цепи: «аккумулятор-предохранитель-кислородник».
«—» передается посредством электронных систем управления. При его отсутствии надо проверить разъемы цепи, ведущие к блоку управления.

Опорное напряжение проверяется тем же вольтметром или можно использовать мультиметр.

Включить зажигание.
Измерить напряжение между сигнальным проводом и массой.
Значение число должно составлять 0,45 вольта.

Если показания отличаются на 0,2 В и более это сообщает о проблеме в сигнальной цепи или плохом контакте с массой.

Как проверять нагреватель лямбда-зонда?

В этот раз нам нужен тестер в режиме измерения сопротивления.

Отсоединить разъем лямбда-зонда.
Проверить сопротивление между проводами нагревателя.
Значение может отличаться но должно находиться в пределах от 2 до 10 Ом.

Если сопротивление отсутствует, это может быть сигналом обрыва непосредственно в датчике. В таком случае он нуждается в замене.

Сигнал датчика кислорода

Самая сложная и ответственная проверка лямбда зонда заключается в оценке его сигнала. Для этого понадобится уже известные мультиметр или вольтметр. На СТО существуют более новые компьютеризированные тестеры, но в условиях гаража можно обойтись и без них.

Запускается мотор.
Движок прогревается до рабочей температуры.
Между сигнальным проводом и проводом массы подсоединяются щупы.
Обороты двигателя следует повысить до 3000 в минуту.
Фиксируются изменения в числовых значениях датчика кислорода.

Монитор тестера должен отметить скачок в диапазоне от 0,1 до 0,9 вольта. Если числа другие — возникла необходимость в новом лямбда-зонде.

Узнав о том, как проверяется рабочее состояние датчика кислорода, можно быть уверенным в том, что удастся избежать обмана в автосервисе.

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

Датчик кислорода: от общего к частному

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

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

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

Из всех этих выводов нас интересует только сигнальный.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:

сканером
мотортестером, подключив щупы и запустив самописец

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

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

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

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

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

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

Методика проверки датчика кислорода

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

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

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

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

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

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

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

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

Обратите внимание: эквивалентно

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

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