Влияние кислородного датчика на работу двигателя

Мера окисления. Датчик кислорода: обслуживание и замена. Часть 2

• Прочитано: 13730
• Дата: 17-04-2015, 10:15
• Печатать

Кислородные датчики предоставляют исключительно важные данные, на основании которых электронный блок управления рассчитывает состав топливно-воздушной смеси. Однако, естественный износ или загрязнение кислородных датчиков приводит к постепенному падению экономичности и создает угрозу выхода из строя нейтрализатора.

Измеряя количество кислорода в отработавших газах, кислородные датчики являются важным элементом в процессе оптимизации состава топливно-воздушной смеси. Они обладают таким порогом чувствительности, что даже малейшее отклонение от идеального (стехиометрического) состава (при неполном сгорании топлива) приводит к срабатыванию датчика и указанию на обогащенную или обедненную смесь. На основании этой информации электронный блок управления либо обедняет, либо обогащает смесь, чтобы трехкомпонентный каталитический нейтрализатор мог справиться с возложенной на него задачей. Чем короче этот период, тем выше быстродействие системы.

Только кислородные датчики позволяют судить о КПД двигателя и каталитического нейтрализатора. Изношенные кислородные датчики теряют свое быстродействие, что может отрицательно сказаться на характеристиках системы. В результате снижаются эксплуатационные характеристики двигателя, повышается расход топлива и сильно ускоряется выработка ресурса каталитического нейтрализатора.

В случае выхода из строя датчика кислорода ЭБУ не получит сигнал о реальном соотношении топлива и воздуха в смеси, поэтому он будет задавать количество подачи топлива «наугад», то есть по расчетным данным. Это может привести к менее эффективному использованию топлива и, как следствие, к увеличению его расхода. Это также может стать причиной потери эффективности каталитического нейтрализатора и потенциального повышения уровня токсичности выбросов. А значит, чтобы поддерживать работу двигателя на должном уровне, очень важно проводить систематическую замену кислородных датчиков.

Однако напрашивается вопрос — почему же электронный блок управления не регистрирует соответствующие диагностические коды неисправности? Дело в том, что данные о составе топливно-воздушной смеси предоставляют только кислородные датчики. Следовательно, крайне сложно определить износ этого датчика без вероятности подачи ложного сигнала. Расположенный позади каталитического нейтрализатора кислородный датчик (в системах с двумя датчиками) также не может в этом помочь, так как исправно функционирующий нейтрализатор сглаживает характеристики отработавших газов, чтобы по ним можно было судить об обогащённой или обеднённой смеси. Скорее всего, диагностические коды неисправности не регистрируются, так как оба датчика в этом случае будут иметь одинаковый износ.

Типичные неисправности и их признаки
Лямбда-зонд, изготовленный в соответствии со стандартами оригинального оборудования, может выйти из строя под воздействием внешних факторов, например, из-за удара или загрязнения, ставших причиной физического повреждения датчика. Для определения корректности работы датчика необходимо произвести полный внешний осмотр, а также проверку рабочих параметров. При осмотре лямбда-зонда следует придерживаться следующей процедуры и обращать внимание на указанные ниже признаки.

1. Проверить разъем и провода на отсутствие повреждений. Любые повреждения влияют на сигнал датчика.

2. Проверить защитную гильзу датчика на отсутствие признаков повреждений, которые могут указывать на наличие вмятины или трещины внутри. Для правильной работы датчика необходимо, чтобы его чувствительный элемент был не поврежден.

3. Проверить чистоту и водонепроницаемость разъема; осмотреть разъем на отсутствие повреждений, следов смазки или химикатов на нем, которые могут привести к ухудшению выходного сигнала датчика, обладающего высокой чувствительностью к загрязнению. В нормальном состоянии на датчике отсутствует налет, поверхность имеет тусклый цвет. Это означает, что происходит полное сгорание топлива как следствие надлежащего технического обслуживания двигателя.

Загрязнение антифризом
О загрязнении антифризом свидетельствуют хорошо заметные зернистые отложения серо-белого, иногда зеленоватого цвета. Скорее всего, происходит вследствие наличия антифриза в цилиндрах двигателя. Следовательно, надо проверить систему охлаждения двигателя, особенно прокладку головки цилиндров, на протечки, и при необходимости произвести ремонт.

Загрязнение маслом
Отложения темно-серого / черного цвета — признак загрязнения вследствие избыточного потребления масла. Необходимо проверить двигатель на утечку масла или износ.

Загрязнение обогащенным топливом
Сажа темно-коричневого или черного цвета — верный признак переобогащенной смеси. Может быть вызвано как выходом из строя самого датчика, так и неисправностью топливной системы. В этом случае следует проверить топливную систему и измерить токсичность выхлопных газов. В случае использования датчика с подогревом (3 и более проводов) проверить управление подогревателем кислородного датчика и сам подогреватель датчика.

Загрязнение присадками
Заметные отложения красного или белого цвета образуются вследствие чрезмерного использования присадок или использования вредных присадок. Некоторые составляющие топливных присадок могут загрязнять чувствительный элемент датчика. При сжигании такого топлива в двигателе выделяются пары, которые приводят к загрязнению и/или засаливанию чувствительного элемента. Перед заменой датчика необходимо удалить присадки, прочистив двигатель и/или топливную систему.

Загрязнение свинцом
Блестящие отложения темно-серого цвета — последствие использования этилированного топлива. Свинец разрушает платину, присутствующую как на чувствительном элементе датчика, так и в катализаторе, перед заменой датчика необходимо слить этилированный бензин и залить неэтилированный.

ВНИМАНИЕ: Во всех случаях загрязненный датчик кислорода требует замены, поскольку восстановлению не подлежит. Однако после замены датчика также важно проверить функционирование каталитического нейтрализатора. Загрязнение также может привести к неполадкам в нейтрализаторе, снизив его производительность.

Последствия использования некачественного лямбда-зонда
Несовместимый или некачественный лямбда-зонд, помимо фи зических несоответствий, часто становятся причиной значительных отклонений в работе различных систем автомобиля, что создает дополнительные трудности для выполнения бортовой диагностики. Это приводит к появлению ложных неисправностей и дополнительным затратам на бесполезные поиски их причин. Для клиента это может обернуться увеличением расходов на техническое обслуживание и отсутствием экономии. Поэтому мировой лидер в области разработки и производства датчиков кислорода, японская компания DENSO, рекомендует ответственно подходить к выбору датчика.

Также DENSO рекомендует заменять датчик согласно указаниям изготовителя автомобиля. Тем не менее, следует проверять исправность и эффективность датчика кислорода при каждом техосмотре автомобиля. В случае, если двигатель уже имеет большой пробег либо имеются признаки повышенного расхода масла, интервалы между заменами датчика следует сократить.

Компания DENSO предлагает два варианта датчиков, из которых можете выбрать подходящий для конкретного случая. Первый — с уже имеющимся разъемом, готовый к установке. Второй — универсальный, т.е. без разъема, позволяющий использовать разъем старого датчика. По цвету проводов датчиков кислорода любой марки можно легко определить их тип. Титановые 3х- и 4х-проводные датчики кислорода имеют провода разного цвета. Исключение составляют титановые датчики DENSO, которые имеют два черных провода и два серых. Приведенная ниже таблица помогает легко подобрать замену Вашему датчику DENSO.

Нюансы установки и обслуживания
Необходимый инструмент для установки датчика кислорода с разъемом: приспособление для очистки резьбы (размер M18x1,5 для большинства датчиков) и динамометрический ключ с подходящей головкой для датчика (размер 22 для большинства датчиков). Также необходима медная смазка.

Порядок установки
1. При необходимости очистить резьбу в выхлопной трубе специальным приспособлением.
2. Нанести немного смазки Copper+Plus, идущей в комплекте с датчиком DENSO, на резьбу датчика.
3. Ввернуть датчик с помощью динамометрического ключа с подходящей головкой в соответствии с указанным моментом. Будьте осторожны, чтобы не повредить провода!

Необходимый инструмент для установки универсального датчика (без разъема)
1. Кусачки.
2. Приспособление для зачистки проводов.
3. Обжимный инструмент с трещоткой и формой для изолированных клемм.
4. Промышленный фен.
5. Приспособление для очистки резьбы (размер M18x1,5 для большинства датчиков).
6. Динамометрический ключ с подходящей головкой для датчика (размер 22 для большинства датчиков).

Также потребуются медная смазка, разъемы, и термоусадочные накладки для соединения встык.

Порядок установки
1. Обрезать провода нового датчика по длине. ВНИМАНИЕ: Новый датчик со старым разъемом должен иметь такую же длину, как и старый датчик с разъемом.
2. Обрезать провода старого датчика по длине.
3. Зачистить концы проводов на 7 мм.
4. Обжать накладки обжимным инструментом (размер 22 — 16).
5. Усадить изоляцию горячим воздухом до полной герметизации.
6. При необходимости очистить резьбу в выхлопной трубе специальным приспособлением.
7. Нанести немного смазки Copper + Plus, идущей в комплекте с датчиком, на резьбу датчика.
8. Ввернуть датчик с помощью динамометрического ключа с подходящей головкой в соответствии с указанным моментом. Будьте осторожны, чтобы не повредить провода!

ВНИМАНИЕ! При монтаже НЕ ДОПУСКАТЬ ПОПАДАНИЯ СМАЗКИ НА НАКОНЕЧНИК ДАТЧИКА. Наносить только на резьбу датчика.

Советы по обращению с датчиком во время ТО
Содержать в чистоте и сухости разъем. Не допускайте попадания жидкой смазки или спрея. Влага, а также любые посторонние вещества сразу оказывают влияние на работу датчика.

Содержите в чистоте корпус датчика. В задней части датчика находятся отверстия, через которые датчик берет пробы наружного воздуха. Для обеспечения работы датчика эти отверстия должны быть открыты. Защищайте датчик от грязи и брызг холодной воды. Не мойте датчик водой под высоким давлением. Не наносите на датчик никаких покрытий.

Избегать перегрева кабеля. Не допускайте соприкосновения с выхлопной трубой и другими горячими деталями автомобиля.

Не подвергать кабель нагрузкам. Не располагайте кабель близко к движущимся деталям. Не допускайте натяжения кабеля или его провисания — кабель не должен раскачиваться или зацепляться за другие детали или объекты.

Не допускать ударов по наконечнику датчика. Во избежание повреждения чувствительного керамического элемента внутри датчика не допускайте ударов по наконечнику.

Не допускать загрязнения наконечника. Не допускайте загрязнения наконечника датчика какими-либо посторонними веществами. Запрещается распылять какой-либо состав на наконечник датчика.

Учитывая выход на рынок вторичного обслуживания новых автомобилей, компания DENSO весьма кстати расширяет ассортимент лямбда-зондов. Недавно в ассортимент добавлены еще 13 новых позиций, которые покрывают 43 оригинальных применения. Подобное расширение ассортимента увеличило общий перечень позиций до 412, что обеспечивает почти 5,4 тысячи вариантов применения. Общий охват европейского парка автомобилей составил 68%.

В ассортименте DENSO:
— Циркониево-оксидные датчики: цилиндрического и плоского типа;
— Датчики соотношения воздух/топливо: цилиндрического и плоского типа;
— Титановые датчики.

Датчики кислорода DENSO выпускаются в двух вариантах исполнения корпуса: резьбовом и фланцевом (включая прокладку OE качества), причем корпус готов к установке и не требует для монтажа дополнительных элементов, таких как фланцевые адаптеры. Датчики поставляются как с оригинальным штекером (Direct Fit), так и универсальные (без штекера), которых в ассортименте DENSO на данный момент насчитывается 21 позиция.

Как один из ведущих мировых производителей оригинальных автомобильных комплектующих и систем, DENSO обладает огромным опытом разработки кислородных датчиков. Оригинальные лямбда-зонды DENSO используют ведущие автопроизводители, включая Toyota, Honda, Jaguar, Volvo, Mazda, Subaru, Landrover и Opel. Изготовление в соответствии со строгими стандартами оригинального качества. Обязательные испытания на безопасность и проверка эксплуатационных качеств. Таковы высочайшие стандарты, лежащие в основе производства датчиков кислорода компании DENSO, которая предлагает исключительный выбор конфигураций как с подогревом, так и без подогрева, гарантированно подходящих для любого автомобиля.

Подготовил Иван Савельев

Источник: журнал autoExpert №2`2015. При перепечатке ссылка на источник обязательна.

Увеличился расход топлива — что делать?

Многие автолюбители сталкивались с проблемой повышенного расхода топлива. Это может быть связано со многими проблемами двигателя: неисправностью датчика и привода холостого хода, проблемами зажигания, уменьшением компрессии, неисправностью насоса высокого давления.

Виды топливных систем

Существуют дизельные и бензиновые двигатели. Они работают на разном топливе, соответственно, у них разные топливные системы.

У дизельных двигателей топливо из бака через трубки топливоподкачивающим насосом подается на ТНВД (топливный насос высокого давления), затем от ТНВД на форсунки. С форсунок топливо непосредственно поступает в цилиндр через впускной коллектор двигателя.

В бензиновых двигателях такого давления нет — для горения бензина не нужна такая высокая степень сжатия.

Детали топливной системы

Независимо от типа двигателя, любая топливная система состоит из топливного насоса, топливных трубок и непосредственно устройства, подающего топливо во впускной коллектор. Таким устройством почти всегда является форсунка.

В современных двигателях применяют датчики, которые влияют на качество горючей смеси и на расход топлива. Кислородный датчик (лямбда-зонд) последние годы ставится практически на все типы двигателей.

Что такое лямбда-зонд

Контроль над качеством сгораемого состава топлива осуществляет лямбда-зонд, который расположен в агрессивной среде, но при этом очень хрупок и неустойчив, что приводит его к частым неисправностям. При поломанном лямбда-зонде автомобиль полноценно функционировать не может.

Лямбда-зонд представляет собой керамический элемент в металлическом корпусе, на который через провода подается напряжение. Керамика в зависимости от качественного состава газов в выхлопной системе подает сигнал на блок управления. Управление расходом топлива настраивается согласно показаниям датчика.

Лямбда-зонд сообщает информацию блоку управления двигателя о количестве кислорода, не вступившем в реакцию воспламенения в рабочих цилиндрах двигателя. Для полного прогорания кислорода смесь должна формироваться в пропорции один к пятнадцати (точнее 1 : 14,7). Блок управления двигателя контролирует формирование смеси (устраняет причины образования обогащенной либо бедной смеси) на основании показаний датчиков, в том числе и кислородного (лямбда-зонда).

Если расход топлива увеличился значительно (до 50%), следует незамедлительно проверить датчики кислорода.

Признаки неисправности датчика кислорода

К основным признакам неисправности датчика кислорода относятся:

значительно повышенный расход топлива;

неровная работа двигателя, особенно в момент нажатия педали акселератора;

увеличение выброса токсичных отходов двигателя;

неисправности в работе катализатора.

Что будет если игнорировать признаки неисправности?

Естественно, каждого водителя интересует, на что влияет неисправность лямбда-зонда. Чаще всего при выходе из строя данной детали, можно наблюдать такие последствия:

Автомобиль движется неестественно.

В разы увеличивается расход топлива.

Возникает неприятный резкий запах из выхлопной трубы.

В современных автомобилях с электронной начинкой при поломке лямбда-зонда сразу активируется аварийная блокировка. Это позволяет уберечь машину от серьёзных поломок, даже если водитель не заметил никаких признаков неисправности. К тому же ездить со сломанным лямбда-зондом просто небезопасно.

Автомобиль ведёт себя слишком непредсказуемо. Из-за этого может возникнуть аварийная ситуация на дороге, которая поставит под угрозу не только жизнь водителя, но и жизни других людей. Именно поэтому так важно вовремя заметить признаки неисправности и отправить авто в сервис. Мало того, для большей безопасности лучше вызвать эвакуатор.

При наихудшем развитии ситуации происходит разгерметизация датчика. В таком случае дальнейшее движение может привести к поломке двигателя. Для восстановления понадобится как минимум капитальный ремонт.

Когда происходит разгерметизация, отработанные газы попадают в заборный канал. При торможении лямбда-зонд начинает фиксировать огромное количество молекул кислорода. В результате система впрыска полностью выходит из строя.

Главный признак подобной неисправности — потеря мощности. Лучше всего это заметно на высоких скоростях. При этом постоянно слышится механическое постукивание под капотом. Неприятный запах и рывки также присутствуют.

Почему датчик выходит из строя

Самая распространенная причина выхода из строя лямбда-зондов – износ. В процессе работы через микропоры датчика проходят выхлопные газы очень высокой температуры. Тонкий слой диоксида со временем выгорает, оксидирует, его электрические свойства изменяются. В результате этого показания лямбда-зонда становятся недостоверными, по существу, он приходит в негодность. В этом случае всевозможные промывки, чистки, другие методы восстановления работоспособности бессмысленны.

Важность своевременной замены

Обычно срок эксплуатации лямбда-зондов невелик (от 10000 до 50000 километров пробега). Некоторые автолюбители не обращают внимания на увеличенное потребление топлива. Если учесть, что датчик как минимум на 25% увеличивает расход топлива, при среднем расходе 7 литров на 100 км, пробеге 10000 км общий расход составит около 700 литров.

При неисправном датчике перерасход будет под 200 литров. За стоимость этого топлива можно купить четыре датчика.

Своевременная замена лямбда-датчиков, соблюдение правил их эксплуатации имеет важное значение для экономии денежных средств, связанных с эксплуатацией автомобиля.

Признаки неисправности лямбда-зонда

Что делать, когда в машине вдруг падает «тяга» или она в слишком большом темпе начинает расходовать бензин? Опытный мастер скажет вам, что дело в лямбда-зонде и он подлежит ремонту или замене. Особенно такой проблеме подвержены владельцы иномарок. И правда — что же в такой ситуации делать? Ведь вы и сами понимаете, что нынче автозапчасти стоят недешево. Можно ли предотвратить поломку лямбда-зонда, какие есть признаки неисправности лямбда-зонда, и что такое он из себя представляет? Давайте разберем всё по порядку.

За что отвечает лямбда зонд

Как выглядит лямбда-зонд

Попросту говоря, лямбда-зонд, он же О2 датчик — это датчик, оценивающий количество не сгоревшего топлива и кислорода в выхлопной системе автомобиля. Хотя лямбда-зонды используют также в других областях, мы в этой статье будем говорить сугубо об автомобильных датчиках кислорода.

Для чего же нужен этот датчик кислорода? Так называемые катализаторы, которые уменьшают долю вредных веществ в выхлопах, имеются в данный момент в каждой более-менее современной машине. Лямбда-зонд контролирует количество кислорода в катализаторах, таким образом, продлевая срок их действия. Также он существенно влияет на количество потребляемого вашим автомобилем топлива и улучшает работу двигателя.

Если упомянуть конкретные факты, то известно, что топливо эффективно сгорает только при правильном соотношении топлива и воздуха в топливной смеси. В противном случае (если воздуха будет меньше или же больше) будут изнашиваться и приходить в негодность катализаторы. Поэтому, лямбда-зонд непосредственно влияет на выхлопную систему автомобиля.

Читайте также: Больше информации о том, что такое лямбда-зонд и чем его можно заменить.

Неисправный лямбда-зонд: причины и признаки

Основные причины, которые приводят лямбда-зонд в неисправное состояние следующие:

• Перегрев;
• Механическое повреждение;
• Проблемы с подключением;
• Износ.

Как видно — все эти причины действуют на датчик кислорода не сразу, из-за чего неопытные водители могут не понять причину нестабильного поведения автомобиля и вовремя не примут соответствующих мер. Поэтому, во избежания распространённых ошибок мы расскажем вам о нескольких этапах выхода из строя датчика кислорода.

• Первый этап. На начальной стадии лямбда-зонд начинает «барахлить» — время от времени перестаёт поступать сигнал, данные идут в очень широком диапазоне, из-за чего значительно ухудшается качество топливной смеси и ухудшаются обороты холостого хода. На этом этапе неисправности лямбда-зонда автомобиль резко дергается, двигатель издает странные хлопки и на панели загорается предупреждающая лампочка.

• Второй этап. На втором этапе, при непрогретом двигателе датчик и вовсе перестаёт работать. При этом будут видны те же самые, но ещё сильнее выраженные признаки неисправности. К ним добавится также значительное падение мощности двигателя и замедленное действие педали акселератора. В одном из худших вариантов двигатель будет очень сильно перегреваться, что приведет к более значительным неисправностям и соответственно затратам.

• Третий этап. Третьим этапом обычно становится поломка лямбда-зонда. В этом случае вас ждет ещё большее снижение мощности автомобиля (особенно это будет заметно при движении на большой скорости), а также резкий и неприятный токсичный запах из выхлопной трубы.

Как проверить лямбда-зонд

Если вы заметили описанные выше признаки неисправности лямбда-зонда, то вам нужно его немедленно проверить. Выполнять проверку лямбда-зонда лучше всего на профессиональном оборудовании. Зачастую проверка проводится при помощи электронного осциллографа. Сам процесс происходит при работающем двигателе, так как в противном же случае, данные не могут быть получены. Такую сравнительно недорогую услугу вам смогут предоставить очень многие СТО.

Хотя проверить датчик можно и вольтметром в домашних условиях, но в случае, если датчик будет не прогрет, то вы можете получить неправильные данные.

Читайте также: Датчик массового расхода воздуха или ДМРВ , что это такое и зачем нужно.

Почему при неисправном датчике кислорода машина плохо едет и расходует много бензина?

Датчик кислорода или лямбда-зонд – устройство, устанавливаемое в выпускном коллекторе. Его основная задача контролировать количество кислорода, оставшегося после сгорания топливной смеси. По стандартам эта смесь формируется в пропорции 1 к 14,7, при отклонении данного показателя лямбда-зонд передает команду в ЭБУ о нарушении качества воздушно-топливной смеси. В некоторых автомобилях устанавливают второй зонд после катализатора. Если работа датчика кислорода нарушена или он вообще вышел из строя, возникают проблемы в работе двигателя:

• машина неадекватно реагирует на нажатие педали газа;
• появляется запах топлива в салоне;
• существенно увеличивается расход топлива (до 2 раз);
• выхлоп имеет резкий запах.

Зачем нужен кислородный датчик

Этот конструктивный элемент появился в 1976 году, и первые лямбда-зонды были выпущены немецким концерном Bosch. Его появление было вызвано тем, что в середине 70-х годов прошлого века случился резкий скачок цен на нефть, поэтому большинство автовладельцев задумались об экономичности своих машин. Благодаря датчику удалось достигнуть ощутимой экономии топлива без снижения мощности.

Датчик лямбда-зонд анализирует количество несгоревшего в выхлопе кислорода. Если его много, то подаваемая в цилиндры смесь – бедная, когда его мало – воздушно-топливная смесь слишком обогащена. Благодаря этим данным электронный блок управления регулирует соотношение воздуха и горючего в смеси, что позволяет достигнуть максимально эффективности при работе, а это приводит к экономии топлива. Идеальный показатель – на сгорание 1 кг топлива должно потребляться 14,7 кг воздуха. Стандартный кислородный датчик находится в выпускном коллекторе.

С 90-х годов на автомобили стали устанавливать два лямбда-зонда – верхний кислородный датчик непосредственно на выходе из двигателя, а нижний датчик после катализатора. Первый зонд контролирует качество подаваемой топливной смеси, а второй – следит за состоянием катализатора, что важно для соблюдения экологических норм.

Из-за плохого качества топлива и других проблем нижний датчик кислорода часто выходит из строя. Решать эту проблему пытаются разными способами, один из них – программное отключение, другой – механическая обманка лямбда-зонда. Такая обманка датчика кислорода работает очень просто – в ней делается дополнительное отверстие или устанавливается сеточка для доступа воздуха извне. В результате концентрация выхлопа и вредных веществ в нем снижается и зонд считает, что с экологией все нормально. Более надежный вариант — перепрошивка ЭБУ.

Устройство лямбда-зонда

Чтобы понять принцип работы датчика кислорода, нужно знать его устройство. В лямбда-зонде установлены два электрода. Внешний электрод взаимодействует непосредственно с выхлопом, внутренний электрод взаимодействует с атмосферным воздухом. Между этими электродами располагается слой диоксида циркония. Существуют титановые зонды, которым не требуется контакта с атмосферой, но они встречаются очень редко и стоят дорого.

В результате взаимодействия с различными средами на электродах возникает разное напряжение, результирующее значение которого передается по проводу в ЭБУ. Из этих данных делается вывод о богатстве или бедности смеси. При значениях от 0,1 до 0,45 В – смесь обедненная, в диапазоне 0,45-0,9 В – смесь обогащенная. Идеальное соотношение воздушно-топливной смеси достигается при 0,45 В.

Первые модели датчиков кислорода работали только до 3000 оборотов двигателя, а после этого он переходил на усредненные параметры обогащения смеси. Но современные лямбда-зонды работают во всем диапазоне оборотов, что обеспечивает лучшую эффективность и экономичность.

Диагностика

Проверку лямбда-зонда осуществляют, не снимая его с автомобиля. Для этого берется специальное приспособление и присоединяется к эклектической системе, после заводится двигатель. Чтобы датчик начал работать, его нужно разогреть до 300 градусов, а титановый зонд – до 700.

Значения напряжения на устройстве должны меняться в диапазоне от 0,1 до 0,9 В примерно 8 раз в 10 секунд. Это означает, что датчик работает правильно и никаких проблем с ним не возникает. Если частота смены показателей уменьшается, зонд не работает нормально и скоро выйдет из строя. При полном выходе из строя на экране диагностического аппарата высвечивается одно значение.

Что происходит при неисправном кислородном датчике

В случае неисправности лямбда-зонда, когда напряжение на нем не меняется, ЭБУ начинает обогащать рабочую смесь, обеднять ее он не будет, поскольку это приводит к более серьезным последствиям.

Специфический запах начинает проникать в салон, а расход топлива возрастает в 2 раза. При этом разгоняется автомобиль гораздо хуже, поскольку топливо заливает цилиндры, иногда из выхлопной трубы доносятся характерные хлопки.

Что приводит к поломке лямбда-зонда

Устройство датчика кислорода таково, что главным его врагом являются высокие температуры. При удалении катализаторов, без соответствующей компенсации, температура выхлопных газов увеличивается, что со временем это приводит к выходу зонда из строя.

Вторая проблема – попадание антифриза в выхлопные газы. Но если охлаждающая жидкость попадает в камеры сгорания, а из них в выхлопной коллектор, поломка кислородного датчика – это наименьшая из проблем.

Третья распространенная причина поломки – попадание масла на электроды. Это происходит, когда выкинутое из мотора масло попадает на турбину, где оно выгорает, а пары попадают в лямбда-зонд, который выходит из строя. Выгорающие масляные брызги существенно поднимают температуру в выхлопном коллекторе.

При изготовлении тюнингованных систем выхлопа датчик кислорода иногда устанавливают снизу. Это ошибка, поскольку образующийся конденсат и твердый осадок приведут к быстрой коррозии электродов, и устройство сломается. Поэтому лямбда-зонд устанавливают сверху магистрали и еще под углом 45 градусов, чтобы поток выхлопных газов заходил правильнее.

Сколько времени работает лямбда-зонд

Первые варианты кислородных датчиков, с двумя проводами, при нормальном режиме эксплуатации работали в районе 50 тыс. км пробега. Новая конструкция зондов с тремя или четырьмя проводами проработает в районе 80 тыс. км. Лямбда-зонды, устанавливаемые в современные автомобили способны отработать до замены около 150 тыс. км.

Отдельный подвид этих датчиков – широкополосные лямбда-зонды, которые проходят не менее 150 тыс. км., обладая рядом преимуществ. Они оборудованы отдельной шкалой вывода, поэтому водитель может в реальном времени видеть, какая смесь подается в двигатель. Это устройство работает во всем диапазоне оборотов и обрабатывает информацию с гораздо большей скоростью. Особенно полезны такие датчики для автовладельцев, которые любят заниматься тюнингом своих моторов.

Видео: Лямбда! Датчик Кислорода и Повышенный расход топлива

Датчики от сторонних производителей

Чтобы улучшить работу двигателя или просто заметить кислородный датчик, вышедший из строя, автовладельцы обращаются к вариантам от сторонних производителей, выпускающих, в том числе, и широкополосные датчики. Для этого лучше брать продукцию известных компаний, среди которых популярны:

1. АЕМ performance electronics;
2. INNOVATE motorsports;
3. Depo Racing.

Каждый из этих брендов предлагает несколько типов и поколений датчиков кислорода, которые отличаются приемлемым уровнем точности и надежности. Есть определенные нарекания к широкополосным зондам от Depo Racing, но и здесь многие специалисты поспорили бы.

Зонды от INNOVATE motorsports требуют предварительной калибровки. Для этого их нужно подключить на воздухе, чтобы они установили нужное значение, и только после этого устанавливать в выхлопную систему. Иногда в них возникают проблемы с контроллерами и другой электронной начинкой. Наименьшее количество проблем возникает с АЕМ performance electronics, но они стоят дороже всего.

При установке широкополосного лямбда-зонда нужно знать, что он не переносит перегрева. Поэтому они устанавливаются на расстоянии не менее 40, а лучше 50 см от турбины или начала штанов выпускного коллектора.

Заключение

Датчик кислорода – необходимый элемент любого современного двигателя. Благодаря ему мотор понимает, что происходит в камерах сгорания, достаточно ли топлива в них поступает или нужно увеличить количество воздуха в смеси. Бедные смеси приводят к детонации и преждевременному износу двигателя, разрушению поршневой группы и цилиндров. При излишне богатой смеси в камерах сгорания образуется нагар, кроме того, она смывает масло со стенок цилиндров, что тоже приводит к ускоренному износу.

При замене лямбда-зонда можно обращаться к сторонним производителям, перепиновав несколько проводов и получив более точное и надежное устройство. При этом ускоренная передача информации позволяет работать по более адекватному алгоритму, оперативно реагируя на изменившиеся условия. В результате это поможет сэкономить деньги на топливе, избежать проблем с богатой или бедной смесью, а двигатель будет работать в идеальном для него режиме.

Экологический контроль

Мал золотник, да дорог – пословица, как нельзя лучше характеризующая роль кислородного датчика в устройстве современного автотранспортного средства. При всей компактности размеров, он выполняет чрезвычайно важную функцию по контролю выбросов вредных веществ и обеспечению эффективной работы двигателя. Поэтому за 40 лет своего существования датчики кислорода стали важнейшим компонентом системы управления двигателем.

Стефан Верхоеф,

по продукту кислородные датчики

Андрей Рыбкин,

«НГК Спарк Плагс Евразия»

Датчики кислорода (также называемые лямбда-зондами) помогают контролировать расход топлива автомобиля, что способствует снижению объема вредных выбросов. Датчик непрерывно измеряет объем несгоревшего кислорода в выхлопных газах и передает эти данные в электронный блок управления (ЭБУ). На основании этих данных ЭБУ регулирует соотношение топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель, что помогает каталитическому нейтрализатору (катализатору) работать более эффективно и уменьшать количество вредных частиц в выхлопных газах.

Как поясняет Стефан Верхоеф, менеджер DENSO по продукту кислородные датчики, соотношение «воздух – топливо» крайне важно, поскольку оно влияет на эффективность работы каталитического нейтрализатора, снижающего содержание оксида углерода (CO), несгоревших углеводородов (CH) и оксида азота (NOx) в выхлопных газах. Для его эффективной работы необходимо наличие определенного количества кислорода в выхлопных газах. Датчик кислорода помогает ЭБУ определить точное соотношение «воздух – топливо» в смеси, поступающей в двигатель, передавая в ЭБУ быстроизменяющийся сигнал напряжения, который меняется в соответствии с содержанием кислорода в смеси: слишком высокого (бедная смесь) или слишком низкого (богатая смесь). ЭБУ реагирует на сигнал и изменяет состав топливовоздушной смеси, поступающей в двигатель. Когда смесь слишком богатая, впрыск топлива уменьшается. Когда смесь слишком бедная — увеличивается. Оптимальное соотношение «воздух – топливо» обеспечивает полное сгорание топлива и использует почти весь кислород из воздуха. Оставшийся кислород вступает в химическую реакцию с токсичными газами, в результате которой из нейтрализатора выходят уже безвредные газы.

Типы датчиков

Сегодня в транспортных средствах используются датчики трех основных типов. В самых современных автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро 5 и Евро 6, чаще всего оснащенных турбонаддувом, с двигателями небольшого объема, но высокофорсированными, в качестве регулирующего, то есть первого датчика, устанавливаемого перед каталитическим нейтрализатором, применяются так называемые широкополосные датчики – air fuel ratio, контролирующие соотношение «топливо-воздух».

Регулирующий датчик непосредственно влияет на работу двигателя, имеющего инжекторную систему питания. В таких двигателях все процессы контролируются электронным блоком управления. И как раз кислородный датчик по составу отработавших газов позволяет электронному блоку понять, в какую сторону смещать угол зажигания, для того чтобы смесь сгорала более полно, а двигатель, как следствие, работал максимально эффективно и экологично.

Андрей Рыбкин, технический специалист, «НГК Спарк Плагс Евразия»:

Стефан Верхоеф:

Третий тип — титановые датчики – во многом похожи на циркониевые датчики, но титановым датчикам для работы не требуется атмосферный воздух. Еще одним отличием титановых датчиков от других является передаваемый ими сигнал, который зависит от электрического сопротивления титанового элемента, а не от напряжения или силы тока. С учетом данных особенностей титановые датчики могут быть заменены только аналогичными, и другие типы лямбда-зондов не могут быть использованы.

Сигнал ошибки

Кислородные датчики – важнейшие датчики в системе управления двигателем, так как они позволяют ЭБУ управлять составом топливовоздушной смеси. Отказ датчика означает, что система управления двигателем не получает обратную связь в виде информации о концентрации кислорода в отработавших газах. Это вынуждает систему управлять двигателем по разомкнутому контуру, основываясь на предполагаемых значениях параметров, что приводит к снижению эффективности и увеличению уровня выбросов вредных веществ.

Стефан Верхоеф:

Таким образом, ЭБУ использует сигналы, поступающие как от регулирующего, так и от диагностического датчика, и с их помощью обеспечивает оптимальный режим работы двигателя.

При этом, когда ЭБУ генерирует ошибку кислородного датчика, важно понимать, что далеко не всегда эта ошибка свидетельствует о неисправности самого датчика. Довольно часто она связана с некорректным смесеобразованием, и потому проблему следует искать не в датчике, а в соответствующих системах двигателя.

Впрочем, никогда не будет лишним провести первичную диагностику датчика: у циркониевых датчиков без особого труда можно оперативно проверить их цепь нагревателя.

Андрей Рыбкин:

То есть смотрим на проводку, находим два одинаковых провода, измеряем на них сопротивление и сверяемся со справочной литературой. Несколько самых ходовых номиналов сопротивления: 4,5 Ом, 6 Ом и 13 Ом. Если показатель сильно отличается – более чем на 1-1,5 Ом – датчик следует заменить.

Андрей Рыбкин:

Подбор

Опытные эксперты уверяют: одна из самых распространенных ошибок, связанных с заменой кислородного датчика, – неправильный подбор. Датчики в отличие от многих других автокомпонентов, даже на одинаковых моделях автомобиля могут отличаться, например, в зависимости от рынка его сбыта.

Андрей Рыбкин:

Чтобы избежать такой путаницы, необходимо подбирать датчики строго по каталогу, желательно по его VIN, особенно, когда речь идет о достаточно редкой модели/модификации. А получив оригинальный артикул, воспользоваться кроссами на запчасти after-market.

В ассортименте многих премиальных поставщиков представлены и так называемые универсальные датчики, которые не имеют разъема и используют часть проводки от старого датчика.

Стефан Верхоеф:

Универсальные датчики естественно дешевле, это, скажем так, более бюджетное решение. Как правило, в каталогах вместе со специальным датчиком всегда указан универсальный, если существует возможность такой датчик установить.

Андрей Рыбкин:

Вот так мы плавно подошли к замене и монтажу датчика.

Замена и монтаж

Замена кислородных датчиков не вызывает серьезных сложностей, однако всегда надо строго придерживаться нескольких элементарных правил.

Во-первых, при затяжке кислородных датчиков, как и при фиксации многих других автокомпонентов, необходимо соблюдать предписанные моменты затяжки, потому что при перетяжке датчика значительно возрастает риск его повреждения.

Во-вторых, одна из самых частых поломок кислородных датчиков обусловлена попаданием масла в проводку. Причем зачастую масло может поступать достаточно экзотическими путями. Например, от негерметичного датчика давления масла в блоке цилиндров.

Андрей Рыбкин:

Поэтому прежде чем заменить датчик кислорода, внимательно осмотрите его. Если вы видите, что на разъеме налипла пыль, имеется масляный налет – это однозначное свидетельство присутствия масла. Следовательно, необходимо срочно проверить, каким образом оно здесь оказалось. В противном случае даже новый датчик быстро выйдет из строя, и такая поломка не будет рассматриваться как гарантийный случай, поскольку к ней привело внешнее воздействие, а не конструктивный дефект. Так что ищите утечку.

Особый случай, если можно так выразиться, «замены» кислородного датчика связан с его полным устранением из системы по тем или иным причинам. Такое еще происходит на рынке, поэтому мы считаем целесообразным дать несколько комментариев по этому поводу.

Итак, регулирующий датчик ни в коем случае никогда нельзя удалять, потому что его показаниями руководствуется ЭБУ для обеспечения корректной работы двигателя. Вторые датчики (стоящие после нейтрализатора) могут демонтировать как бы за ненужностью, но по факту они, как мы уже отметили, полностью контролируют работу самого нейтрализатора.

Если физически снять датчик возникнет ошибка, двигатель перейдет в аварийный режим, но посредством всевозможных программных манипуляций в блоке управления отключается сигнал с этого датчика и двигатель думает, что его в принципе нет. Естественно, такой двигатель никогда не будет соответствовать экологическим нормам, на которые он рассчитан.

Но это не самое страшное. Самое страшное в том, что абсолютно непонятно, какой эффект дают примененные программные средства и как их использование повлияет на смесеобразование. Очень часто подобная корректировка ЭБУ приводит к тому, что двигатель настраивается на совершенно неоптимальный режим работы с потерей мощности и высоким расходом топлива.

Однако, всегда следует помнить о том, что ситуацию можно отыграть обратно. Заводские прошивки блока управления известны, да и механически датчик вернуть на место не трудно.

Срок службы

Датчики в отличие от, допустим, свечей зажигания или тем более фильтров не являются расходным компонентом. Они не меняются по достижению определенного срока, а только в зависимости от состояния. В среднем, по опыту экспертов, если двигатель исправен, если нет никаких внешних проблем и топливо вполне удовлетворительно, то больше 100 тыс. км пробега датчики ходят спокойно.

Андрей Рыбкин:

Стефан Верхоеф:

Мы не можем предугадать, какие задачи станут приоритетными для сегмента автомобильных компонентов. Однако мы уверены в том, что в процессе развития технологий и изменений законодательства кислородные датчики будут по-прежнему играть важнейшую роль в конструкции двигателя.