Можно ли заменить лямбда зонд. Лямбда зонд (кислородный датчик): устройство и принцип работы, неполадки и способ замены

Лямбда зонд или как его ещё называют кислородный датчик, являет собой приспособление, отвечающее за контроль состояния горючей смеси в камерах сгорания и её правильное смешивание. От того насколько качественно функционирует данное устройство, во многом зависит надёжная и безотказная работа всей двигательной системы. По мере эксплуатации лямбда зонд может в некоторой степени ухудшать свои рабочие параметры, требуя к себе внимания, а возможно даже и замены. Именно о том, как должна проводиться замена лямбда зонда в домашних условиях и пойдёт речь в этом материале.

Основные причины выхода кислородного датчика из строя

На работу датчика существенное влияние могут оказывать как внешние факторы, так и отсутствие должного ухода за элементами и узлами автомобиля. Среди наиболее распространённых причин стоит отметить такие:

  • Проникновение в корпус тормозной жидкости либо же тосола;
  • Использование недопустимых чистящих средств;
  • Избыток свинца содержащегося в топливе;
  • Перегрев корпуса – возникает подобная неприятность, как правило, вследствие заправки некачественным топливом.

Последствия проблемы

Если кислородный датчик вашего автомобиля пришёл в негодность, это сразу же ощущается и в его поведении, а именно:

  • Появляются рывки при движении;
  • Имеется повышенный расход топлива;
  • Присутствуют определённые проблемы в функционировании катализатора;
  • Мотор работает с непостоянными оборотами;
  • Содержание токсинов в выхлопных газах превышает норму.

Подготовительные работы

Как показывает практика, рациональнее проводить одновременную замену сразу двух датчиков. Помните, экономия и покупка более дешёвых устройств здесь неуместна – в итоге это вам обойдётся гораздо дороже, да и лишней головной боли придаст это точно.

Кроме комплекта привычного автомобильного инструмента, который должен быть у каждого уважающего себя автовладельца, следует также заранее приобрести и специальную головку для лямбда зонда, оснащённую отверстием для прокладки проводов.

Дабы облегчить для себя процедуру демонтажа, можно заранее снять защиту, хотя данная процедура и не является обязательной. Можно обойтись поднятием передних колёс, а можно работать, так как есть, ничего не меняя – всё зависит исключительно от ваших пожеланий и предпочтений.

Но в любом случае следует предварительно (например, вечером накануне ремонта) обрызгать фиксирующую гайку жидким ключом. Можно использовать WD-40, PB Blaster или их аналоги. Непосредственно саму процедуру замены стоит проводить при полностью остывшем двигателе. Это позволит вам избежать расширения коллектора.

Замена устройства

После того, как комплекс подготовительных работ окончен, можно приступать непосредственно к демонтажу и замене лямбда зонда. Очерёдность работ при этом следующая:


Заключение

Мы с вами провели замену кислородного датчика своими руками. Ничего сложного в этой процедуре нет, она не требует наличия каких-либо специализированных инструментов и оборудования. Важно лишь быть внимательным и терпеливым, в точности соблюдая представленную выше инструкцию и тогда у вас всё обязательно получится. Удачного ремонта.

Приступать к замене лямбда зонда приходиться тогда, когда его проверка показала, что он не рабочий, а значит требует замены.

Стоит заметить, что желательно приобрести для замены лямбда зонд аналогичной модели, чтобы не прибегать к перепайки разъемов или модели с одинаковым количеством разъемов.

К примеру, большой популярностью пользуются датчики кислорода от фирмы BOSCH, которая выпускает лямбда зонты как для иномарок, в частности, автомобилей Ford, так и для отечественных авто, ВАЗ, Москвич и т.д. И большинство из них взаимозаменяемы.

Снятие старой лямбды

  • Найдите лямбду, которая находится на выхлопном коллекторе.

  • Отключите аккумулятор от сети автомобиля.
  • Отсоедините разъем лямбда от системы.

  • Провода датчика кислорода крепятся к деталям двигателя с помощью специальных хомутов – отсоедините их.

  • Далее понадобиться ключ на 22 или 24, с помощью которого датчик кислорода выкручивается.

Казалось-бы все так просто, но не тут то было.

В большинстве случае снять лямбду с первого раза проблематично, связано это с тем, что установлена она на выхлопном коллекторе, который разогревается до больших температур и датчик кислорода просто прикипает к нему в резьбовом соединении.

Поэтому если гаечный ключ не помог, берем:

  1. Баллоник (газовый ключ);
  2. Молоток;
  3. Добротную крестообразную отвертку, не тонкую;
  4. Электрическую дрель со сверлами, чтобы отвертка смогла зайти в отверстие.

Рукоятка газового ключа имеет большой рычаг, поэтому вероятность открутить O2 датчик вполне большая.

Если не получилось, то начинаем сверлить отверстие в лямбда зонте, прямо в гайке.

Затем в отверстие вставляется отвертка и делается новая попытка снять лямбда зонд. Отвертку можно заменить другим, более прочным инструментом, так как скорее всего Вам придется бить по ней молотком.

Главное не сдаваться

Если все ваши усилия напрасны и заменить лямбда зонд становится не выполнимой задачей, есть последний способ решить эту проблему, но придется снимать катализатор и обзавестись газовой горелкой или паяльной лампой.

С помощью одного из устройств нагреваем место, где вкручивается лямбда, даем ему немного остыть и выкручиваем лямбда с помощью ключа.

Если у Вас есть сомнения, что все выше описанные способы сразу не дадут результат, то начните сразу с последнего способа.

Установка лямбда зонда

Если у Вас не аналогичный лямбда зонд, то нужно произвести правильную распайку по схеме:

К примеру, для ВАЗ.

Нужно понимать, что распайку Вы производите на свой страх и риск, потому что если все будет сделано не правильно, то на панели приборов снова появиться ошибка «Сheck ».

Если модель такая же, то просто вкручиваем датчик, затягиваем ключем, чтобы не выходили выхлопные газы, крепим провода, подключаем датчик к разъему.

Обязательно, через колодку OBD, на сервисе нужно пройти компьютерную адаптацию, иначе замена лямбда зонда будет напрасной.

Подводим итог

Как можно заметить, чтобы заменить лямбда зонд много ума не нужно.

Главные проблемы здесь, правильно выбрать новую модель датчика кислорода, желательно, чтобы совпадало количество разъемов.

В другом случае придется заниматься перепайкой контактов, а это не каждому дано.

В случае с проблемой в демонтировании лямбды, придется включать мозги и серьезно повозится, а это может сделать не каждый водитель.

И в любому случае придется делать компьютерную адаптацию, тут без автосервиса точно не обойтись.

Поэтому заменять лямбда зонт самому или обращаться к профессионалам решать каждому автовладельцу в индивидуальном порядке.

Лямбда-зонд – это кислородный датчик, который устанавливается на выпускном коллекторе авто. Посредством показаний данного устройства блок управления системой впрыска топлива (инжектор) поддерживает необходимый состав смеси, состоящей из топлива и воздуха. Элемент подает сигналы на электронный «мозг» в момент, когда в камеру сгорания начинает поступать слишком обедненная/обогащенная смесь, после чего происходит корректировка смеси через компьютер. Поэтому лямбда-зонд немаловажен для корректной работы силового агрегата/системы выхлопа.
Теоретически для воспламенения одного килограмма топливо-воздушной смеси необходимо порядка пятнадцати килограммов кислорода. Отсюда следует, что корректное функционирование устройства оказывает прямое влияние на рабочие процессы двигателя, а также на расход топлива.

Устройство

Отличительной особенностью устройства является его изготовление на основе термоустойчивых материалов (лямбда-зонд работает при высоком температурном режиме).
Датчик составляют два электрода:

  • внешний. Сконструирован на основе напыления из платины. Отсюда высокая чувствительность к кислороду, которая связана с химическим составом драгметалла;
  • внутренний. Состоит из циркония.

Лямбда-зонд расположен так, что через него проходят выхлопные газы. При проходе потоков отработавших масс происходит захват кислорода внешним электродом. Одновременно изменяется мощность между электродами по принципу: больше кислорода – выше мощность.
Циркониевый сплав имеет интересную особенность – его рабочая температура имеет определенный диапазон (300-1000О С). Поэтому датчик оснащен подогревателем – он доводит температуру устройства до необходимой при холодном запуске силового агрегата (непрогретый мотор).
Лямбда-зонд имеет такую конструкцию:

Принцип работы

ЭБУ отвечает за дозировку подачи топлива и подает в систему впрыска (форсунки) сигнал о нужном количестве смеси для камеры сгорания в режиме реального времени. Кислородный датчик здесь служит устройством обратной связи – обеспечивает правильный баланс между кислородом и топливом, которые вступая в процесс взаимодействия, попадают в камеру сгорания.

От правильного соотношения горючей смеси зависит экологическая/экономическая составляющая силового агрегата.

Современные экологические стандарты требуют от выпускной системы автомобиля наличие каталитического нейтрализатора, а также кислородный датчик (два). Подобная комбинация наносит минимум вреда атмосфере.
Кислородный датчик может быть:

  • двухточечный. Два электрода составляют основу устройства. Определяет процент воздушной массы в горючей смеси по показателям концентрации кислорода в выхлопных газах;
  • широкополосный. Современный вариант. Информация получается посредством использования силы тока при закачивании.

Такой датчик имеет следующую конструкцию:

Неисправности: причины

Кислородный датчик может работать некорректно из-за воздействия внешних факторов, а также по причине халатного обслуживания автомобиля.
Причины неисправности:

  • тосол (тормозная жидкость) просачиваются внутрь корпуса устройства;
  • очищение корпуса посредством химических составов, которые используются не по прямому назначению;
  • чрезмерная концентрация свинца в горючей смеси;
  • корпус устройства перегревается. Связано с:
    1. низкокачественным топливом;
    2. неисправным датчиком жидкости охлаждения;
    3. регулятором давления;
    4. с изношенным топливным фильтром.

Результат влияния подобных факторов – в камеру сгорания двигателя поступает неочищенное (загрязненное) топливо.

Последствия неисправности

Неисправный лямбда-зонд влияет на характеристики двигателя, в результате чего появляется:

  • неустойчивость работы силового агрегата (плавают обороты, авто дергается при движении);
  • повышенный расход топлива;
  • неправильная работа каталитического нейтрализатора;
  • высокий уровень вредных выбросов в атмосферу.

Диагностика

Как проверить лямбда-зонд? Функционирование устройство можно попытаться диагностировать визуально. Простой и понятый вариант того, как проверить лямбда зонд. Необходимо:

  • осмотреть входные разъемы проводки – должна присутствовать четкая и надежная фиксация соединений;
  • тщательно осмотреть сам датчик на наличие сажи, блестящих отложений (серых, белых осадков).

Возможные визуальные признаки:

  • Сажа. Образуется от неисправности в нагревателе устройства/сгорания чрезмерно обогащенной топливно-воздушной смеси. Тогда засорившийся датчик запоздало определяет состав выхлопных газов.
  • Блестящий осадок. Высокая уровень свинца в топливе. Нужно менять устройство, ибо велик риск выхода из строя катализатора.
  • Белый и серый осадки – только под замену. Причина отложений – использование присадок в топливе, моторном масле.

Существует проверка лямбда-зонда посредством приборов. Как проверить лямбда-зонд цифровым вольтметром (с активированным режимом определения постоянного тока)? Нужно:


Исправность устройства определяется показаниями вольтметра: при 0,8 В и ниже можно констатировать выход из строя комплектующего.
Что делать дальше в таком случае? Требуется диагностика на состав горючей смеси (на предмет ее обедненности) посредством вакуумной трубки – создать затягивание воздуха.

Исправное устройство будет иметь показания в районе 0,2 В (либо ниже). При недостижении данных показателей – замена.

Замена

Лямбда-зонд меняется только на остывшем моторе и выключенном зажигании. Новое устройство должно иметь маркировку, аналогичную старому.
Процесс разделен на несколько этапов:

  1. Отсоединить проводку от устройства;
  2. Выкрутить неисправный компонент при помощи гаечного ключа;
  3. Ввинчивается новый.На его место вкручивается новый.
    При работе соблюдать осторожность во избежание повреждения резьбы.
  4. Подключаются провода и диагностируется исправная функциональность устройства.

Современные транспортные средства оснащены множеством датчиков, контролирующих работоспособность узлов и агрегатов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие автомобилисты знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, сэкономив время и финансы.

Что такое лямбда-зонд, и где он находится

В связи с ужесточением экологических норм для уменьшения токсичности выхлопных газов машины начали оборудовать каталитическим нейтрализатором (катализатором). Качество и продолжительность его работы находится в прямой зависимости от состава топливно-воздушной смеси (ТВС). В зависимости от сигналов, передаваемых лямбда-зондом, регулируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.

Лямбда-зонд - система, определяющая, какое количество остаточного кислорода содержится в выхлопных газах. Иначе его можно назвать - кислородный датчик.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором

Качественная очистка от токсичных выхлопов в катализаторе проводится только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности действия нейтрализатора и повышения точности исследования состояния выхлопных газов на многих моделях устанавливают второй лямбда-зонд на выходе катализатора.

Для повышения эффективности на современных автомобилях устанавливается дополнительный лямбда-зонд на выходе катализатора

Как работает датчик кислорода

Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.

Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.

Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле

Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ<1, у обеднённой (избыток воздуха) - λ>1.

График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

  • Циркониевые;
  • Титановые;
  • Широкополосные.

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

  1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
  2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
  3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика - 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

  • Измерительной;
  • Насосной.

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси - пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6

Симптомы неисправности

Основными признаками, свидетельствующими о поломке кислородного датчика, считаются:

  • Повышенная токсичность выхлопных газов;
  • Нестабильная, прерывистая разгонная динамика;
  • Кратковременное включение лампы «CHECK ENGINE» при резком увеличении оборотов;
  • Нестабильные, постоянно меняющиеся холостые обороты;
  • Увеличение расхода топлива;
  • Перегрев катализатора, сопровождающийся потрескивающими звуками в его зоне при заглушённом моторе;
  • Постоянно горящий индикатор «CHECK ENGINE»;
  • Беспричинная сигнализация бортового компьютера о переобогащённой ТВС.

Нужно иметь в виду, что все эти отклонения могут быть симптомами и других поломок.

Длительность службы лямбда-зонда примерно 60-130 тыс. км. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства может стать:

  • Применение при монтаже датчиков, не рассчитанных на высокие температуры герметиков (силиконовых);
  • Некачественный бензин (повышенное содержание этила, свинца, тяжёлых металлов);
  • Попадание масла в выхлопную систему в результате износа маслосъёмных колец или колпачков;
  • Перегрев датчика в результате некорректно выставленного зажигания, переобогащённой ТВС;
  • Множественные попытки завести мотор, приводящие к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
  • Нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
  • Нарушение целостности конструкции датчика.

Способы диагностики кислородного датчика

Специалисты советуют проверять корректность работы лямбда-зонда каждые 10000 км пробега, даже если проблем в работе устройства не наблюдается.

Диагностику начинают с проверки надёжности соединения клеммы с датчиком и на наличие механических повреждений. Далее выкручивают лямбда-зонд из коллектора и осматривают защитный кожух. Небольшие отложения очищают.

Если в ходе визуального осмотра на защитной трубке датчика кислорода были выявлены следы сажи, сильные белые, серые или блестящие отложения, то лямбда-зонд следует заменить

Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

Проверка датчика на работоспособность проводится по следующим параметрам:

  • Напряжение в нагревательной цепи;
  • «Опорное» напряжение;
  • Состояние нагревателя;
  • Сигнал датчика.

Схема подключения к лямбда-зонду в зависимости от его типа

Наличие напряжения в цепи подогрева определяют мультиметром или вольтметром в следующей последовательности:

  1. Не снимая разъём с датчика, включают зажигание.
  2. Щупы присоединяют к цепи подогрева.
  3. Показания на приборе должны совпадать с напряжением на аккумуляторе - 12В.

«+» идёт на датчик от аккумулятора через предохранитель. При его отсутствии прозванивают эту цепь.

«-» поступает от блока управления. Если он не обнаружен, проверяют клеммы цепи «лямбда-зонд - ЭБУ».

Замеры опорного напряжения проводятся теми же аппаратами. Последовательность действий:

  1. Включают зажигание.
  2. Замеряют напряжение между сигнальным проводом и массой.
  3. Прибор должен показать 0,45 В.

Для проверки нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы диагностики:

  1. Снимают разъём с устройства.
  2. Замеряют сопротивление между контактами нагревателя.
  3. Показания на разных кислородниках различные, но не должны выходить за пределы 2-10 Ом.

Важно! Отсутствие сопротивления говорит о разрыве в цепи нагревателя.

Вольтметр или мультиметр используются для проверки сигнала датчика. Для этого:

  1. Заводят двигатель.
  2. Прогревают его до рабочей температуры.
  3. Щупы прибора соединяют с сигнальным проводом и проводом массы.
  4. Обороты мотора увеличивают до 3000 об/мин.
  5. Следят за замерами напряжения. Должны наблюдаться скачки в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.

Если хотя бы при одной из проверок показатели разнятся от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.

Видео: проверка лямбда-зонда тестером

Главным преимуществом данной диагностики лямбда-зонда перед проверкой вольтметром и мультиметром является фиксация времени между однотипными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

Очерёдность действий:

  1. Щуп прибора подключают к сигнальному проводу.
  2. Мотор прогревают до рабочей температуры.
  3. Обороты двигателя повышают до 2000-2600 об/мин.
  4. По показаниям осциллографа определяют работоспособность кислородного датчика.

Диагностика осциллографом даёт наиболее полную картину работы лямбда-зонда

Превышение временного показателя или пересечение пределов напряжения нижнего 0,1 В и верхнего 0,9 В говорит о неисправном кислородном датчике.

Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом

Другие способы проверки

Если в автомобиле есть бортовая система, то по сигналу «CHECK ENGINE», выдающему определённую ошибку, можно диагностировать состояние лямбда-зонда.

Перечень ошибок лямбда-зонда

Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Плановая и своевременная диагностика датчика кислорода поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера способна продлить срок эксплуатации не только самого датчика, но и катализатора.

Обобщу всю информацию по лямбда зондам, применяемым на FFII.

1. На FFII лямбда зонды применяются двух видов: широкополосные пятипроводные на ST и четырехпроводные на все другие двигатели. Нас интересуют последние, четырехпроводные, их я и опишу.
2. Все четырехпроводные лямбда зонды Bosch одинаковые.
3. Хоть от Форда, хоть от российского автопрома, хоть от других иномарок. Различаются только разъемами и длиной проводов.
4. Для Форда лямбда зонды производит только Bosch.
5. Все лямбда зонды произведенные для Форда имеют два вида разъемов: зеленый (верхний, до катализатора) и синий (нижний, после катализатора)
6. И синий и зеленый разъем зонда можно "доработать" напильником, удалив направляющие, и он будет подходить и к синим, и к зеленым разъемам на авто. Поэтому можно купить любой четырехпроводный лямбда зонд Bosch с Фордовским разъемом, при том, что длина его не меньше оригинального. То, что необходимо удалить напильником указано красными стрелками на фото ниже:


7. Все оригинальные финис коды (и действующие и устаревшие) и аналоги Bosch, всех лямбда зондов применяемых на FFII сведены в одну таблицу:


8. На двигателях с двумя катализаторами лямбда зонды имеют следующее наименование:
HO2S11 - Bank 1 Sensor 1
HO2S12 - Bank 1 Sensor 2
HO2S21 - Bank 2 Sensor 1
HO2S22 - Bank 2 Sensor 2