Доступ к сервису временно запрещён
С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.
Что мне делать?
Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.
Зачем нужен лямбда-зонд
Автолюбитель пошел нынче грамотный — даже владельцев стареньких "Жигулей" не удивишь заморскими словечками ABS, ESP, Jetronic, катализатор, инжектор, лямбда-зонд… Последний термин, правда, больше волнует владельцев иномарок. Случается, в автомобиле вдруг "тяга" упала, он стал есть бензин: как не в себя, опять оштрафовали за СО, а причина всего этого неизвестна. На СТО мастера скажут: "Лямбда сдохла", предложат ее заменить, но цены! А не поможет, тогда что? Среди знакомых никто толком не знает, как к "лямбде" подступиться: "вещь в себе"… Действительно, лямбда-зонд — штука загадочная, но все же давайте попробуем в этой загадке разобраться.
Лямбда-датчик зондирует выхлоп
Зачем нужен лямбда-зонд
Жесткие экологические нормы давно узаконили применение на автомобилях каталитических нейтрализаторов (в обиходе — катализаторы) — устройств, способствующих снижению содержания вредных веществ в выхлопных газах. Катализатор вещь хорошая, но эффективно работает лишь при определенных условиях. Без постоянного контроля состава топливно-воздушной смеси обеспечить катализаторам "долголетие" невозможно — вот тут и приходит на помощь датчик кислорода, он же О2-датчик, он же лямбда-зонд (ЛЗ).
Название датчика происходит от греческой буквы l (лямбда), которая в автомобилестроении обозначает коэффициент избытка воздуха в топливно-воздушной смеси. При оптимальном составе этой смеси, когда на 14,7 части воздуха приходится 1 часть топлива, l равна 1 (график 1). "Окно" эффективной работы катализатора очень узкое: l=1±0,01. Обеспечить такую точность возможно только с помощью систем питания с электронным (дискретным) впрыском топлива и при использовании в цепи обратной связи лямбда-зонда.
Избыток воздуха в смеси измеряется весьма оригинальным способом — путем определения в выхлопных газах содержания остаточного кислорода (О2). Поэтому лямбда-зонд и стоит в выпускном коллекторе перед катализатором. Электрический сигнал датчика считывается электронным блоком управления системы впрыска топлива (ЭБУ), а тот в свою очередь оптимизирует состав смеси путем изменения количества подаваемого в цилиндры топлива. На некоторых современных моделях автомобилей имеется еще один лямбда-зонд. Расположен он на выходе катализатора. Этим достигается большая точность приготовления смеси и контролируется эффективность работы катализатора (рис. 1).
График 1. Зависимость мощности двигателя (P) и расхода топлива (Q) от коэффициента избытка воздуха (l)
Полное сгорание и максимальная мощность достигается при l=1.
Рис. 1. Схема l-коррекции с одним и двумя датчиками кислорода двигателя
1 — впускной коллектор; 2 — двигатель; 3 — блок управления двигателем; 4 — топливная форсунка; 5 — основной лямбда-зонд; 6 — дополнительный лямбда-зонд; 7 — каталитический нейтрализатор.
Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх нее напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов "дышит" выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы (рис.2). Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до температуры 300 — 400оС. Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.
При пуске и прогреве холодного двигателя управление впрыском топлива осуществляется без участия этого датчика, а коррекция состава топливо-воздушной смеси осуществляется по сигналам других датчиков (положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, числа оборотов коленвала и др.). Особенностью циркониевого лямбда-зонда является то, что при малых отклонениях состава смеси от идеального (0,97 Ј l Ј 1,03) напряжение на его выходе изменяется скачком в интервале 0,1 — 0,9 В (график 2).
Кроме циркониевых, существуют кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2). При изменении содержания кислорода (О2) в отработавших газах они изменяют свое объемное сопротивление. Генерировать ЭДС титановые датчики не могут; они конструктивно сложны и дороже циркониевых, поэтому, несмотря на применение в некоторых автомобилях (Nissan, BMW, Jaguar), широкого распространения не получили.
Для повышения чувствительности лямбда-зондов при пониженных температурах и после запуска холодного двигателя используют принудительный подогрев. Нагревательный элемент (НЭ) расположен внутри керамического тела датчика и подключается к электросети автомобиля (рис. 3).
График 2. Зависимость напряжений лямбда-зонда от коэффициента избытка воздуха (l) при температуре датчика 500-800оС
А — условная точка средних показаний (Uвых " 0,5 В, при l=1,0). (Обогащение смеси (уменьшение О2 в выхлопе). Обеднение смеси (увеличение О2 в выхлопе).
Рис. 3. Конструкция датчика кислорода с подогревателем
1 — керамическое основание; 2, 8 — контакты НЭ; 3 — нагревательный элемент (НЭ); 4 — твердый электролит ZrO2 с напыленными платиновыми электродами; 5 — защитный кожух с прорезями; 6 — металлический корпус с резьбой крепления; 7 — уплотнительное кольцо; 9 — выводы датчика.
В этом случае ЭБУ начинает работать по усредненным параметрам, записанным в его памяти: при этом состав образующейся топливно-воздушной смеси будет отличаться от идеального. В результате появится повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, увеличение содержания СО в отработавших газах, снижение динамических характеристик, но машина при этом остается на ходу. В некоторых моделях автомобилей ЭБУ реагирует на отказ лямбда-зонда очень серьезно и начинает так рьяно увеличивать количество подаваемого в цилиндры топлива, что запас горючего в баке "тает" на глазах, из трубы валит черный дым, СО "зашкаливает", а двигатель "тупеет" и на ближайшую СТО вам, скорее всего, придется добираться на буксире.
Перечень возможных неисправностей лямбда-зонда достаточно большой и некоторые из них (потеря чувствительности, уменьшение быстродействия) самодиагностикой автомобиля не фиксируются. Поэтому окончательное решение о замене датчика можно принять только после его тщательной проверки, которую лучше всего поручить специалистам. Следует особо отметить, что попытки замены неисправного лямбда-зонда имитатором ни к чему не приведут — ЭБУ не распознает "чужие" сигналы, и не использует их для коррекции состава приготавливаемой горючей смеси, т.е. попросту "игнорирует".
При сгоревшем или отключенном лямбда-зонде содержание СО в выхлопе возрастает на порядок: от 0,1 — 0,3% до 3 — 7% и уменьшить его значение не всегда удается, т. к. запаса хода винта качества смеси может не хватить. В автомобилях, система l-коррекции которых имеет два кислородных датчика, дело обстоит еще сложнее. В случае отказа второго лямбда-зонда (или "пробивки" секции катализатора) добиться нормальной работы двигателя практически невозможно.
Вообще лямбда-зонд — наиболее уязвимый датчик автомобиля с системой впрыска. Его ресурс составляет 40 — 80 тыс. км в зависимости от условий эксплуатации и исправности двигателя. Плохое состояние маслосъемных колец, попадание антифриза в цилиндры и выпускные трубопроводы, обогащенная топливно-воздушная смесь, сбои в системе зажигания сильно сокращают срок его службы. Применение этилированного бензина категорически недопустимо — свинец "отравляет" платиновые электроды лямбда-зонда за несколько бесконтрольных заправок.
Рис. 2. Схема датчика кислорода на основе диоксида циркония, расположенного в выхлопной трубе
1 — твердый электролит ZrO2; 2, 3 — наружный и внутренний электроды; 4 — контакт заземления; 5 — "сигнальный контакт"; 6 — выхлопная труба.
Рис. 4. Контактные выводы наиболее распространенных циркониевых лямбда-зондов
а — без подогревателя; б, с — с подогревателем.
* цвет вывода может отличаться от указанного.
Махнем не глядя!
Рекомендованный заводом-изготовителем лямбда-зонд и сходные по конструкции циркониевые датчики взаимозаменяемы. Возможна замена неподогреваемых датчиков на подогреваемые (но не наоборот!). Однако при этом может возникнуть проблема несовместимости разъемов и отсутствия в машине цепи питания для нагревателя лямбда-зонда. Недостающие провода можно проложить самостоятельно, а вместо разъема использовать стандартные автомобильные контакты.
Цветовая маркировка выводов лямбда-зондов может различаться, но сигнальный провод всегда будет иметь темный цвет (обычно — черный). "Массовый" провод может быть белым, серым или желтым (рис. 4). Титановые лямбда-зонды от циркониевых легко отличить по цвету "накального" вывода подогревателя — он всегда красный. При замене 3-контактного лямбда-зонда на 4-контактный необходимо надежно соединить с "массой" автомобиля провод заземления подогревателя и сигнальный "минус", а накальный провод подогревателя через реле и предохранитель подключить к "плюсу" аккумулятора.
Подключение напрямую к катушке зажигания нежелательно, т. к. в цепи ее питания может стоять понижающее сопротивление. Подключиться к контактам топливного насоса достаточно сложно. Лучше всего подключить реле подогревателя лямбда-зонда к замку зажигания.
Что такое лямбда-зонд и как его заменить
Лямбда-зонд — это датчик, который установлен на выпускном тракте. Он отслеживает уровень кислорода в выхлопных газах с соблюдением экологических стандартов. Кроме того, от него напрямую зависит работа двигателя и его ресурс.
Зачем нужен датчик лямбда-зонд?
Блок управления получает от кислородного датчика информацию и корректирует с ее учетом рабочую смесь, добавляя или уменьшая топливо.
На дизельных автомобилях лямбда-зонд служит с той же целью — оптимизация рабочей смеси.
На состояние зонда влияет некачественное топливо или износ двигателя. Если двигатель изношен, то сгоревшее масло попадает в выпускной коллектор и тем самым уменьшает ресурс датчика. Корректность показаний зависит от степени его загрязненности. Также искажение может произойти из-за негерметичности выпускного тракта.
В современных авто используются уникальные устройства, но для решения задач подходит и универсальный лямбда-зонд. Его можно использовать при соблюдении правил установки. В комплекте с универсальным датчиком идут специальные коннекторы. Они ставятся на разъем, чтобы не нарушать целостность проводки.
Как проверить лямбда-зонд?
Диагностика лямбда-зонда начинается с чтения ошибок. Обращаем внимание на то, как звучит ошибка, и проводим дальнейшую проверку. Например, если диагностика показала обрыв цепи, изучаем проводку датчика. Если она исправна, то потребуется проверка самого автомобиля.
Распознать поломку поможет визуальный осмотр. Например, если на устройстве появились пятна сажи, это значит, что топливо чрезмерно сконцентрировано. Если заметны серые пятна — в бензине избыточное содержание свинца. Для проверки используется мультиметр, диагностика происходит в режиме замера сопротивления.
Обратите внимание: на состояние лямбда-зонда влияют другие элементы системы. Например, если произошла утечка технических жидкостей (масло, антифриз), то датчик будет выходить из строя до тех пор, пока вы не проведете ремонт поломки.
Замена лямбда-зонда
-
Индикатор Check Engine зажегся
-
При движении ощущаются рывки
-
Двигатель стал работать с меньшей мощностью
-
Расход топлива стал больше
-
Не пройден тест на качество выхлопа
Обычно датчик кислорода меняют по необходимости. Тем не менее, мы советуем производить манипуляцию через 160 000 километров пробега для планарных устройств, через 100 000 км — для датчиков с подогревом, через 80 000 км — для лямбда-зондов без подогрева.
Для замены кислородного датчика потребуется специальный инструмент.
Предварительно необходимо разогреть двигатель, чтобы не повредить резьбу. Но не переборщите, чтобы не допустить расширения коллектора.
С помощью отвертки отсоедините разъемы проводов. Затем задействуйте инструмент, чтобы открутить датчик и снять его. Если возникнут сложности, используйте смазку, но не позволяйте ей попасть на другие детали.
При установке нового датчика следите за тем, чтобы не было перекосов, чтобы крепление было затянуто достаточно сильно. Подключите разъемы и поставьте защиту, а затем проверьте, работает ли автомобиль на разных режимах. Если на приборной панели не сообщается об ошибках, процедура завершена.
Помните, что неисправность датчика приводит к большему расходу топлива. Кроме того, поломка негативно влияет на ресурс двигателя. Так что следите за индикаторами, чтобы не увеличивать стоимость ремонта, который рано или поздно придется сделать.
Что такое лямбда-зонд и зачем он нужен в автомобиле
Когда лямбда-зонд сбоит, это вызывает ряд симптомов, некоторые из которых потенциально опасны для мотора. Разбираемся, что такое лямбда-зонд, о каких видах и частых неисправностях стоит знать водителю.
Эксперт в этой статье: Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan
Что такое лямбда-зонд
Лямбда-зонд — это электронный датчик для измерения состава продуктов сгорания, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания. Свое название он получил по букве греческого алфавита λ (лямбда), которую в автомобилестроении используют для обозначения коэффициента избытка воздуха в топливно-воздушной смеси (ТВС).
Работа двигателей внутреннего сгорания строится на принципе воспламенения воздуха и топлива. Для стабильной работы мотора важно приготовить смесь в нужных пропорциях. Эталонное, или стехиометрическое, весовое соотношение этих двух компонентов составляет 14,7:1 (воздух/топливо). В этом случае лямбда равна единице. При отклонении этого значения говорят об обедненной или обогащенной смеси.
Оба состояния одинаково вредны для мотора. Например, слишком бедная смесь, та, в которой больше кислорода, будет проявляться провалами, рывками и существенным снижением мощности. Если ситуация противоположная, то вырастет расход топлива, возможны пропуски зажигания. Фиксируя количество кислорода на выходе ,датчик передает информацию главному компьютеру, который принимает решение, как скорректировать подачу топлива в камеру сгорания.
В автомобилестроении кислородные датчики применяют с конца 1970-х годов. Изобретение принадлежит компании Bosch, а первыми серийными моделями, на которые ставились лямбды, стали Volvo серии 240/260 для рынка США. Сегодня в конструкции авто может быть от одного до четырех таких датчиков. Их основные задачи:
- контроль уровня кислорода в выхлопных газах;
- передача информации электронному блоку управления (ЭБУ) о том, насколько полно сгорает ТВС;
- обратная связь от каталитического нейтрализатора;
- снижение уровня вредных выбросов;
- повышение производительности мотора.
Каждый лямбда-зонд соответствует определенной марке и модели авто, поскольку его работа напрямую связана с «мозгами» машины. Подбирают элемент по VIN- номеру или по году, объему мотора и мощности.
Где находится лямбда-зонд
Лямбда-зонд обычно расположен в выхлопной системе автомобиля. В современных авто используют сразу несколько датчиков, которые можно найти как под капотом, так и на выхлопной трубе.
Первый располагается рядом с двигателем. Его хорошо видно, и он легко заменяем — это небольшой цилиндрический элемент, вкрученный в выпускной коллектор (иногда их сразу два). Основная задача такого лямбда-зонда — считывать информацию об уровне кислорода и вредных примесей в отработанных газах до их очистки каталитическим нейтрализатором. Второй зонд крепится под днищем автомобиля к выхлопной трубе до глушителя. Он фиксирует показатели после катализатора и также отправляет информацию ЭБУ. Электроника сравнивает два потока данных на предмет разницы.
В более старых автомобилях, как правило, только один нижний датчик. В конструкции современных моделей с двигателем объемом 1,6 л и более предусмотрена система из двух лямбда-зондов. Автомобили с двойным выхлопом оснащаются тремя-четырьмя элементами. Два перед катализатором, ближе к двигателю, и по одному на каждую трубу выпускного коллектора.
В некоторых случаях в конструкцию датчика вводят дополнительный элемент — обманку. Это может быть некая металлическая проставка или электронный эмулятор. Чаще ее ставят на вторую лямбду. Таким образом удается обмануть ЭБУ об уровне кислорода и чистоте выхлопов. Подобная манипуляция может потребоваться в случае удаления катализатора или его неисправности. В противном случае компьютер автомобиля будет постоянно сигнализировать о проблеме (горящий Check на панели), что может негативно сказаться на продуктивности мотора.
Виды лямбда-зондов
Наиболее распространенные виды кислородных датчиков — из диоксида циркония и широкополосные. Реже встречают титановые. По количеству контактов бывают датчики с одним проводом (сигнальным) или сразу четырьмя, включая заземление и подогрев. Тип крепления элемента также варьируется. Наиболее распространен винтовой, когда датчик просто вкручивается в выхлопной коллектор, но может быть крепление и на фланец. Вот нюансы работы наиболее распространенных сегодня кислородных датчиков:
Циркониевый лямбда-зонд
Особенность этого датчика в том, что он сам генерирует напряжение. Электрический разряд возникает из-за разницы уровня кислорода в атмосфере и выхлопных газах. Рабочая температура циркониевой лямбды от 300 градусов Цельсия, ниже этого значения он просто не заработает. Первые модели таких датчиков нагревались исключительно от тепла выхлопов. Таким образом, элементу требовалось время, и двигатель работал определенный промежуток вслепую. Благодаря системе подогрева, которая сегодня монтируется внутри кожуха, рабочая температура достигается почти сразу, что особенно актуально в зимнее время. Соответственно, слепой промежуток в современных моделях сведен к минимуму. Главные рабочие элементы циркониевого лямбда-зонда это:
- твердый электролит из диоксида циркония;
- внутренний и внешний электроды;
- защитный колпак с перфорацией;
- нагревательный элемент.
Конструктивно внутренняя часть керамики сообщается с воздухом, а ее внешняя поверхность с отработанными газами. Разница в концентрации молекул кислорода снаружи и внутри формирует сигнальное напряжение в 0,45 В (в этом случае лямбда равна единице). В случае отклонения значений ЭБУ дает команду исполнительным механизмам увеличить или уменьшить подачу топлива в зависимости от показаний.
Титановый датчик кислорода
Такой датчик не сообщается с атмосферой и не генерирует электрический ток. В отличие от циркониевого, титановый снижает свое сопротивление, когда двигатель богат топливом, и увеличивает его, когда топливо обеднено. Рабочая температура титанового лямбда-зонда начинается от 700 градусов Цельсия. Сегодня такие элементы применяют в ограниченном количестве моделей авто, главным образом из-за дороговизны.
Широкополосный лямбда-зонд
Конструктивно такой элемент сложнее двух предыдущих, но зато он точнее. Главное отличие от циркониевого в том, что широкополосный элемент показывает величину обеднения или обогащения смеси, а не просто сам факт отклонения от нужных значений.
Такой лямбда-зонд состоит из двух камер: измерительной и насосной. В первой за счет разного напряжения поддерживается эталонный состав. Отработанные выхлопные газы из коллектора проникают в специальную диффузионную щель, где происходит их дожигание. Далее датчик кислорода измеряет эталонные значения в измерительной камере и показатели из диффузионной щели. Полученные результаты отправляются ЭБУ. Рабочая температура широкополосного датчика не менее 600 градусов Цельсия. Для этого в его конструкции также используется система подогрева.
Признаки неисправности лямбда-зонда
В отличие от масляных и воздушных фильтров датчики кислорода не требуют регулярной замены, но в случае поломки покупка нового элемента неизбежна. В целом это уязвимая деталь. Лямбда все время находится в крайне агрессивной среде: ее поверхность раскалена до высоких температур, на датчик воздействует сильное давление, вибрации, не меньшую роль играет качество топлива и, в частности, присадки в нем. В случае неисправности лямбда-зонда на приборной панели загорается лампочка Check Engine. Чтобы точно диагностировать проблему, специалисты в сервисе считают ошибку, но иногда может помочь простой визуальный осмотр.
Например, сажевые отложения на защитном кожухе характерны для мотора, работающего продолжительное время на переобогащенной смеси. Серый или белый налет указывает на чрезмерное количество присадок в моторном масле и топливе. Блестящие отложения говорят об избытке свинца, который образуется при использовании некачественного топлива.
В среднем производители автомобилей рекомендуют проводить замену кислородных датчиков с интервалом 50–100 тыс. км в зависимости от типа рабочего элемента. Как правило, верхний (установленный до катализатора), выходит из строя быстрее.
Дмитрий Дегтев, руководитель отдела сервиса группы компаний «Обухов», официального представителя марок Volvo, Geely, GAC, DFM и Changan:
«Глобально проблем с лямбда-зондом может быть всего две: это нарушение проводки или внутренняя неисправность самого датчика, поскольку он не разборный.
Определить наличие неисправности легко — помимо сигнала Check, будет наблюдаться повышенный расход топлива, пропадание мощности при ускорении, сильный запах из выхлопной трубы и перепады оборотов ДВС.
Неисправный датчик начнет отправлять неправильные показания в блок управления ДВС. Головной компьютер корректирует неустойчивую работу ДВС, поднимает обороты и дополнительно обогащает смесь. В результате увеличивается расход топлива. В дальнейшем это может привести к выходу из строя свечей зажигания».