Практически все современные автомобили оснащены специальным устройством лямбда-зонда. Определяет уровень кислорода в сердечнике двигателя. В статье будут рассмотрены проблемы, какие функции выполняет данное устройство, по каким причинам оно может не работать, и как его поэтапно заменить.

Лямбда-зонд (датчик кислорода в автомобиле) – что это

Лямбда-зонд (датчик кислорода) – это небольшое устройство, которое является частью выхлопной системы автомобиля. Его основная функция – контролировать уровень кислорода в выхлопных газах, образующихся при сгорании топлива в двигателе внутреннего сгорания. Устройство выглядит как небольшая трубка с резьбой. Он подключается к двум системам машин:

• С другой стороны, к электрическому разъему, который подключается к электронному блоку управления двигателем (ЭБУ). Зонд имеет форму четырехконтактного разъема, а разъем – в форме пластины с четырьмя отверстиями.
• С одной стороны, к выхлопной трубе катализатора перед коллектором. В трубе просверливается резьбовое отверстие, в которое вкручивается датчик.

Кислородный датчик в автомобиле устанавливается на любой автомобиль. Это легковые, грузовые автомобили, автобусы, спецтехника. Большинство лямбда-зондов рассчитаны на 60-80 тысяч километров. Если устройство выходит из строя, его необходимо отремонтировать или заменить. При отсутствии исправного устройства большинство современных автомобилей переходят в аварийный режим.

Зачем нужен лямбда-зонд

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять физику сгорания топлива в двигателе. Для эффективного сгорания топлива в двигателе необходимы два компонента: топливо и кислород. Топливо поступает в активную зону через форсунки, подключенные к топливному баку. Уровень кислорода контролируется датчиком массового расхода воздуха.

Физические эксперименты показывают, что оптимальный уровень сгорания топлива достигается при наличии в активной зоне 14,7 частей воздуха и 1 часть топлива. Это отношение называется лямбда-отношением и обозначается греческой буквой λ. Если в ядре кислород по отношению к топливу составляет ровно 14,7 к 1, то показатель равен единице.

Сценарии сжигания топлива в зависимости от того, достигнуто ли оптимальное соотношение топливо / кислород:

• равно 1. Это оптимальный сценарий. Топливо полностью заканчивается в активной зоне, и двигатель работает стабильно, без рывков.
• больше 1. В активной зоне топливо быстро заканчивается, потому что его не хватает (а кислорода наоборот много). Двигатель начнет трястись, что повлияет на ходовые качества автомобиля.
• он меньше 1. В ядре не хватает кислорода. Часть топлива не горит (недостаток кислорода), что приводит к увеличению расхода топлива.

Лямбда-зонд не регулирует количество кислорода и топлива в активной зоне. Он оценивает концентрацию кислорода в выхлопных газах и передает эту информацию в ЭБУ двигателя. Если кислорода много или мало, электронный блок уменьшает или увеличивает подачу топлива, что приводит к приведению отношения топливо / кислород к стандартному значению λ.

Механика лямбда-зонда:

1. При работающем двигателе внутреннего сгорания топливо (бензин, дизельное топливо) впрыскивается в активную зону двигателя через форсунки. При сгорании образуются газы, которые попадают в выпускной коллектор, имеющий форму трубы. Часть газов попадает в активную зону лямбда-зонда.
2. Устройство определяет количество кислорода в выхлопных газах и сравнивает его с нормативными значениями. Если содержится оптимальное количество кислорода (от 14,7 до 1), ничего не происходит и прибор не отправляет сигнал на блок управления двигателем. Газы попадают в камеру фильтрации (обычно катализатор).
3. Если лямбда-зонд установил отклонение от стандартных датчиков (вверх или вниз), он отправит электрический сигнал в ЭБУ двигателя. Затем агрегат подает сигнал на форсунки, что приводит к уменьшению или увеличению количества впрыскиваемого топлива. Теперь топливо заканчивается и попадает в активную зону лямбда-зонда, и цикл повторяется снова.
4. На многих современных автомобилях устанавливается не один, а два лямбда-зонда. Второй прибор устанавливается сразу после катализатора. Второй лямбда-зонд выполняет иную функцию – он позволяет определить качество очистки газа в катализаторе, при необходимости изменить его режим работы. Также он может подать сигнал водителю, что с устройством что-то не так.

Примечание! Это же устройство используется в качестве второго лямбда-зонда. Он имеет аналогичную структуру, работает по тем же принципам, таким же образом подключается к автомобилю и так далее. Он отличается функциями и положением.

Виды лямбда-зондов

• Титан. Конструкция аналогична предыдущей модели, но напыление выполнено на основе титана. Этот металл относится к категории огнеупоров, поэтому на титановый лямбда-зонд также установлен нагревательный элемент. Нагреватель увеличивает температуру газа в активной зоне. Это позволяет получить более точные значения для газовой смеси, увеличивает срок службы зонда.
• Широкополосное соединение. Лямбда-зонды из циркония и титана, о которых мы говорили выше, обычно изготавливают в виде узкополосных устройств. Но есть и широкополосные устройства (на основе циркония и титана). В них есть две дополнительные ячейки, которые выполняют ряд вспомогательных, но чрезвычайно важных функций. Они значительно улучшают качество измерений, увеличивают срок хранения прибора и так далее.
• Цирконий. Корпус выполнен на металлической основе (обычно стальной). Он содержит керамический блок, на который распылено соединение диоксида циркония. Сверху установлены тонкие платиновые пластины, способные генерировать электрический ток (они действуют как электроды). Устройство работает при температуре 300-350 градусов. Подогрев газа не предусмотрен из-за низкой температуры плавления циркония и отдельных элементов лямбда-зонда.

Если есть выбор, лучше отдать предпочтение широкополосным устройствам на основе титана. Они дорогие, но обеспечивают высочайшее качество измерений и имеют длительный срок службы.

Как работает датчик кислорода автомобиля

Чтобы понять, как работает лямбда-зонд, нужно знать его конструкцию. Основные элементы:

• Внешний экран. Установленный в центре корпуса, он содержит аэрозольные баллончики на основе диоксида циркония или титана. Он может генерировать электрический ток (действует как электрод).
• Датчик также содержит другие вспомогательные элементы. Это электрические провода для передачи импульса внутри зонда, токоприемник, браслет и другие.
• Керамический наконечник с защитным экраном. Находится рядом с печатью. Он имеет керамическую основу, которая содержит чувствительные элементы на основе оксида циркония / титана и тонкий слой платины. Необходим для сбора выхлопных газов. Он может генерировать электрический ток (действует как электрод).
• Радиатор. Прикрепленный к корпусу лямбда-зонда, он способен нагревать тело. Это улучшает качество газового анализа и продлевает срок службы лямбда-зонда.
• Резьбовая прокладка. Он подключается к одному из краев лямбда-зонда. Резьба используется для крепления запасной части к трубке, в которой имеются соответствующие выемки.
• Подводящие провода. Прикреплен к другой стороне корпуса. Передайте электрический сигнал, если он есть, в ЭБУ двигателя. Общее количество проводов может быть от 2 до 4.
• Рамка. Он имеет полую цилиндрическую форму, внутри которой находятся функциональные элементы лямбда-зонда. Обычно изготавливается на основе стали.

Механика лямбда-зонда проста. Внешний экран контактирует с окружающим воздухом, а внутренний экран контактирует с выхлопными газами. При температуре датчика 300-350 градусов между внутренним и внешним экраном возникает разность потенциалов из-за неодинакового содержания кислорода в воздухе / газах. Чем больше разница, тем больше напряжение. Результирующий электрический ток подается на провода, которые передаются по проводам в ЭБУ двигателя.

Неисправен лямбда-зонд: причины и ремонт

Лямбда-зонд выходит из строя по разным причинам. Это высокие нагрузки на выхлопную систему автомобиля, повреждение электропроводки, использование некачественного бензина и другие. Ниже мы рассмотрим основные сценарии возникновения неисправностей, а также узнаем, как эти проблемы решаются с помощью лямбда-зонда.

Образование нагара

Одна из популярных причин выхода из строя лямбда-зонда – образование углеродного слоя в области сердечника запчасти. Если двигатель запускается слишком резко, небольшие порции бензина попадают в выхлопную систему автомобиля и оседают на поверхности лямбда-зонда. Углеродные отложения образуются и по другим причинам: использование некачественного топлива, неправильный запуск двигателя.

Распределение устанавливается по следующим критериям:

1. Двигатель работает с небольшими толчками.
2. Зажигание часто теряется.
3. Индикатор «Check Engine» периодически мигает”.

Статья по теме: Проверьте работу двигателя (ошибка двигателя): причины и лучшие решения проблемы

Для решения этой проблемы рекомендуется разобрать старый и установить новый лямбда-зонд. Вы также можете попробовать очистить наконечник самостоятельно. Делается это так:

1. Разобрать устройство, аккуратно снять защитный колпачок.
2. Налейте в емкость 80-100 мл ортофосфорной кислоты.
3. Накройте емкость крышкой, чтобы край оставался снаружи (например, к чему-нибудь привяжите).
4. Через 20-30 минут снимите датчик, промойте его водой и просушите.
5. Установите наконечник на место, нанесите защитную пасту и припаяйте конструкцию (например, аргоновым припоем).

Перегрев устройства

Лямбда-зонд может временно выйти из строя из-за перегрева выхлопной системы. Ключевое слово здесь «временно» – при увеличении нагрузки кнопка «Проверить двигатель» начинает мигать. Тогда как при нормальной езде такой проблемы не наблюдается. Это связано с тем, что на автомобилях устанавливаются датчики на основе циркония, и такие лямбда-датчики не могут работать при высоких температурах. Это приводит к выходу устройства из строя.

Перегрев устанавливается по следующим критериям:

• Расход топлива значительно увеличивается.
• Производительность системы ускорения и замедления ухудшается.
• Проблема возникает только при высоких нагрузках (езда на большой скорости, подъем в гору).

Для устранения этой проблемы рекомендуется разобрать цирконий и установить титановый лямбда-зонд. Иногда это не помогает, например, если система автомобиля в целом не справляется с высокими нагрузками (и не только лямбда-зонд). В этом случае для устранения проблемы достаточно снизить уровень нагрузки (например, ехать медленнее).

Повреждение электропроводки

Еще одна частая причина выхода из строя лямбда-зонда – повреждение проводки. Каждое устройство снабжено электрическими проводами (от 2 до 4), по которым сигнал передается на блок управления двигателем. При повреждении проводки сигнал становится нестабильным, что приводит к разбалансировке работы мотора. Повреждение кабелей часто носит механический характер (например, водитель попал в аварию).

Повреждение электропроводки устанавливается по следующим признакам:

• Заметное увеличение расхода топлива.
• Индикатор «Check Engine» периодически загорается, но затем гаснет.
• Двигатель работает с перебоями, возможны проблемы с зажиганием.

В случае повреждения проводов рекомендуется установить новый лямбда-зонд. Вы можете заменить поврежденный участок цепи, если у вас остались старые провода зонда. Для ремонта старый кислородный датчик демонтируется из системы, затем старый поврежденный элемент вырезается (с соединительной заглушкой или без). На его место устанавливается исправная электропроводка старого лямбда-зонда.

Выход из строя нагревателя

Еще одна причина выхода из строя лямбда-зонда – поломка ТЭНа. Неисправность нагревателя не всегда приводит к отключению датчика. Этот дефект обычно не дает о себе знать при малых нагрузках, однако при средних и высоких нагрузках он проявляется. Основные признаки неисправности отопителя:

• Расход топлива увеличивается на подъеме или при быстрой езде.
• Деталь куплена очень давно (примерный пробег 30-50 тысяч километров).
• При более высоких нагрузках двигатель начинает глохнуть.

Нагревательный элемент прочно закреплен внутри лямбда-зонда, поэтому разобрать запчасть и вытащить поврежденный нагреватель сложно. Если у вас возникла эта проблема, купите новый зонд и замените старый. Если вы не планируете ездить с высокими нагрузками, замену можно не проводить. То есть с поврежденным лямбда-зондом можно управлять до тех пор, пока он полностью не выйдет из строя.

Срок службы лямбда-зонда

Срок службы устройства зависит от многих параметров. Это качество комплектующих, чистота используемого топлива, характер управления автомобилем водителем, уровень нагрузок. Большинство циркониевых устройств рассчитаны на 60-80 тысяч километров. Узкополосный титан и широкополосный титан работают до 100 и 120 тысяч километров. Продолжительность можно узнать в инструкции к устройству, а также уточнить у продавца при покупке.

В случае обычного некоммерческого использования автомобиля (т.е не для перевозки грузов, а для доставки пассажиров) устройство работает 1-3 года. Поэтому рекомендуется иметь под рукой пару запасных устройств, чтобы при необходимости всегда можно было быстро заменить поврежденное устройство. Также следуйте советам и рекомендациям, которые помогут продлить срок службы сенсора:

• Не используйте герметики для фиксации лямбда-зонда. При прогреве двигателя может произойти вулканизация герметиков, что приведет к непоправимым последствиям не только для датчика, но и для всего автомобиля.
• Периодически осматривайте место подключения устройства к трубе, откуда идут выхлопные газы. Оптимальная частота контроля – каждые 15-20 тысяч километров.
• Если вы попытались запустить двигатель, но он не запустился, вторую попытку нужно повторить через 25-30 секунд (но не раньше). В противном случае в датчик попадет неиспользованный бензин, что приведет к его порче.
• Заправляйте двигатель только чистым качественным бензином (не ниже класса А-92). Заправляйтесь на проверенных АЗС, не рассчитывайте на частных продавцов в горячих и интернет-магазинах.

Замена лямбда-зонда

Заменить ничего сложного нет. Перед проведением работ установите машину на подъемник и приобретите новое устройство. Примерный алгоритм замены детали рассмотрен ниже.

• Датчик установлен перед каталитическим нейтрализатором в выпускном коллекторе автомобиля под капотом. Если в системе установлено два устройства, то первое подключается перед катализатором, а второе – после него. Современные коллекторы защищены металлической пластиной – перед заменой ее необходимо снять для доступа к лямбда-зонду (одному или двум). Снимите крышку с помощью отверток.

• Теперь прогрейте двигатель автомобиля до температуры 80-90 градусов. Это упростит откручивание старого датчика (он плотно садится в машину). При нагревании происходит небольшое расширение металла, что облегчит откручивание детали. Долго прогревать двигатель не нужно. Оптимальный вариант – запустить двигатель и дождаться температуры 80-90 градусов, прогреть двигатель несколько минут и выключить зажигание.

• Используйте гаечный ключ, чтобы отсоединить отрицательную клемму аккумуляторной батареи автомобиля. Гайки на электрических компонентах не затянуты, поэтому их можно без проблем отсоединить. После ослабления гайки переместите клемму в сторону, чтобы полностью обесточить электрические компоненты автомобиля.

• Найдите лямбда-элемент на выхлопной системе и осторожно отсоедините электрический разъем. В разъеме старый кислородный датчик сидит удобно, но ненадежно, поэтому вы легко можете отключить устройство несколькими движениями руки. Разъем необходимо отогнуть в сторону, чтобы они находились друг от друга на расстоянии не менее 20-30 сантиметров.

• Теперь выполняется самый сложный этап работ – собственно демонтаж устройства. Для работы рекомендуется приобретать насадку с насадкой, которая упрощает работу. Подсоедините насадку к лямбда-зонду, поверните насадку против часовой стрелки, чтобы ослабить крепление. Возьмите гаечный ключ и ослабьте гайку на выхлопной трубе, затем осторожно вытащите кислородный датчик.

• Вы можете избавиться от старого устройства – оно вам больше не понадобится. Не содержит запчастей и полезных деталей. Возьмите в руки новый лямбда-зонд и обработайте его провода хорошей смазкой (например, это может быть медная паста). Использование смазки упростит установку устройства, а также серьезно снизит риск повреждения резьбы на выхлопной трубе.

• Теперь возьмите новый датчик в руки и вкрутите его до упора в отверстие на трубке. Для установки необязательно использовать насадку с насадкой – достаточно ручной установки. Используйте гаечный ключ, чтобы затянуть гайку, чтобы закрепить деталь в отверстии. Но не преувеличивайте! Если переборщить, в будущем будет сложно удалить лямбда-элемент, что создаст множество ненужных проблем.

• Подсоедините новую деталь к электрическому разъему, ведущему к двигателю. Возьмите в руку «раздвоенный» конец лямбда-зонда, обработайте его электронным спреем для удаления краски и вставьте в электрический разъем двигателя. Полученную конструкцию рекомендуется закрепить струбцинами. Также их можно поставить на специальную «полку», выполненную в виде держателей для подвесных крючков (они есть на всех современных автомобилях).

• На последнем этапе переустановите металлическую пластину, подключите отрицательную клемму к аккумулятору. Сбросьте настройки или обновите память электронного блока, который управляет двигателем. Вы можете сбросить настройки на панели управления или через программу на вашем смартфоне, если ваш ECU поддерживает эту функцию. Чтобы активировать датчик, снимите машину с эстакады и проедьте по ней несколько десятков километров. После этого устройство заработает в обычном режиме.

Рекомендуется выполнять работы в плотных и чистых перчатках. Многие части выхлопной системы будут горячими (перчатки помогут не обжечься). Кроме того, перчатки помогут защитить от поражения электрическим током при разборке терминала.

Какой фирмы лучше лямбда-зонд и как его выбрать

В продаже есть сотни различных лямбда-зондов. Общее количество производителей в России составляет 20-30 компаний. Лучшими производственными предприятиями считаются следующие организации:

• Плотный. Японский бренд, производящий широкополосные и циркониевые лямбда-зонды. Продукция бренда отличается хорошим качеством, большим разнообразием пробников по конструкции проводов и довольно доступной ценой. Главный недостаток в том, что он в основном продается в Интернете.
• NGK. Еще один японский бренд, выпускающий надежные лямбда-зонды высочайшего качества. Детали дешевые, что является еще одним плюсом для бренда. У NGK есть один серьезный недостаток – неподходящий электрический разъем для европейских и российских автомобилей. Покупателю придется вырезать и припаять другой разъем.
• Выгода. Чешский бренд по продаже лямбда-зондов среднего класса. Доступен в различных комплектациях и продается в любом магазине. Поэтому водитель может выбрать запчасть под свои нужды. Главный недостаток – посредственная защита ниток.
• Вудс. Выпускает дорогие, но качественные и надежные лямбда-зонды. Они подходят для всех категорий автомобилей. Поставляется с защитным колпачком и смазкой. Основные минусы – высокая цена, много подделок.

Обманка лямбда-зонда

Датчики кислорода – это чувствительные устройства, которые обычно рассчитаны на 60-80 тысяч километров. При выходе из строя датчика на панели управления может появиться сигнал управления двигателем. Сама машина может быть запущена в аварийный режим. Для восстановления работы автомобиля необходимо установить оригинальный щуп или устройство блендер. Он посылает ложный сигнал в электронную систему, что позволяет избежать перевода автомобиля в аварийный режим. Есть две категории читов:

• Электронный. Он выполнен в виде небольшой микросхемы контроллера, которая установлена ​​на цепи, идущей от лямбда-зонда к электронному блоку управления двигателем. Электронная сцепка корректирует сигнал, выставляя требуемые стандартные показатели. Это позволяет обмануть двигатель. Способ установки электронной косметики зависит от модели устройства. Обычно он выполнен в виде блока микросхем с проводами разного цвета для силовых элементов. Эти провода подключаются к нужным элементам схемы.
• Механический. Он выполнен в виде небольшого колпачка из стали или бронзы, внутри которого установлен фильтр-катализатор. Механическая сцепка устанавливается непосредственно на неисправный зонд. При попадании газов смесь фильтрует воздух до требуемых параметров. Затем сигнал с необходимыми значениями кислорода отправляется в блок управления двигателем. Установка «механики» проста: снимается лямбда-зонд и на его место вставляется смесь. В конце концов, к нему прикрепляется нефункционирующий кислородный зонд.

Используйте «хитрости» только в крайнем случае, так как это чревато следующими последствиями:

• Отказ от гарантийного обслуживания. Практически на все современные автомобили действует заводская гарантия, которая составляет 2-4 года в зависимости от марки автомобиля. Для проведения ремонта водитель должен отвезти машину в сервисный центр. Если после осмотра механик обнаружит заминку, это может стать поводом для отказа в гарантийном обслуживании. В этом случае закон встанет на сторону сервисного центра.
• Возможные проблемы с законом. Технические регламенты Таможенного союза прямо запрещают несогласованные изменения конструкции выхлопной системы. В случае нарушения водитель теоретически может быть привлечен к ответственности в соответствии со статьей 12.5 КоАП РФ. На практике у водителей редко возникают проблемы с законом, так как без специального оборудования установить сцепки практически невозможно. А наказание по статье 12.5 мягкое – штраф 500 рублей.
• Ухудшение ходовых качеств автомобиля. Уловка не определяет концентрацию кислорода, она просто имитирует этот процесс, обманывая ЭБУ двигателя. Таким образом, в двигателе может наблюдаться дисбаланс кислорода / топлива, что приводит к различным последствиям. Наиболее частые проблемы – повышенный расход топлива, ухудшение ходовых качеств автомобиля и другие.

Выводы и результаты:

1. Лямбда-зонд – это небольшое устройство, которое подключается к трубке каталитического нейтрализатора перед коллектором. Его основная функция – определение концентрации кислорода в выхлопной газовой смеси в трубе.
2. Причины неисправности лямбда-зонда: использование некачественного бензина, большие нагрузки, неправильный запуск двигателя и другие.
3. При неисправности лямбда-зонда необходимо купить новый и установить его: отсоединить аккумулятор, аккуратно открутить старый зонд, смазать новый, прикрутить к патрубку, сбросить блок управления двигателем для сброса настроек.
4. Инструменты для замены лямбда-зонда: анализатор, вспомогательные инструменты. Это подходящий ключ, специальный гибкий наконечник-удлинитель (продается во многих автосалонах), подходящая смазка (например, медная паста).