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.
Как продлить срок службы лямбда-зонда и когда его менять
Зная принцип работы лямбда-зонда и его взаимосвязь с другими элементами, установить нарушение функционирования датчика будет достаточно просто. Датчик лямбда-зонда однозначно требует внимания автовладельца в следующих случаях. Если:
- на холостых оборотах или на малом газу мотор работает с перебоями либо глохнет;
- в ходе работы транспортного средства расходуется повышенное количество топлива;
- резко ухудшились динамические характеристики автомобиля;
- после прекращения работы двигателя слышны шумы, похожие на потрескивание, которые сопровождаются неприятным запахом сероводорода.
Если после выключения двигателя вы услышали потрескивание рядом с нейтрализатором, то, вероятнее всего, лямбда-зонд вышел из строя, реанимировать его уже не получится. Но если не упустить время до окончательной поломки, увеличить период работы устройства можно при соблюдении следующих условий:
- Заправляйте авто только качественным и подходящим для вашей модели топливом.
- Отдавайте предпочтение проверенным жидкостям с присадками, которые имеют сертификаты качества.
- Откажитесь от использования герметиков в целях фиксации датчиков.
- Выдерживайте достаточные паузы между запусками двигателя.
- Не отключайте свечи зажигания при проверке работы цилиндров.
- Старайтесь не перегревать выхлопную систему машины (максимально допустимая температура для нормального функционирования лямбда-зонда составляет +950 °C).
- Не обрабатывайте наконечники датчиков средствами, в составе которых присутствуют химически активные элементы.
- Следите за герметичностью соединения датчика и трубы.
Придерживаясь перечисленных рекомендаций, вы сможете максимально продлить срок службы лямбда-зонда и осуществлять его замену только по мере необходимости.
Ошибочно полагать, что маленький лямбда-зонд является незначительной деталью, которая не требует вашего внимания. Кислородный датчик участвует в работе основных систем автомобиля, а каждая замена лямбда-зонда на 1 500–2 000 рублей будет уменьшать ваш бюджет. Бережное обращение и своевременная диагностика позволят не только продлить срок службы датчика, но и сэкономить ваши финансы.
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.
Эволюция развития
Раньше датчики кислорода были резистивными, что снижало точность измерений и надежность самих устройств.
Современный лямбда-зонд работает как пороговое устройство. При этом сигнал, полученный от датчика, позволяет точно фиксировать уровень отношения кислорода в выхлопе и корректировать его.
Читайте также:
Сейчас
читают
Система полного привода S-AWC на Outlander – маркетинговый ход или супер-управление всеми колесами
Водительское удостоверение на велосипед и электросамокат. Будут ли они введены в 2021 году?
3.7k
Оптимальное отношение — 14,7:1 (реального к необходимому объему воздуха). Если параметр ? соответствует данной норме, то смесь идеальная.
В случае превышения показателя смесь обеднена. Если же ?, наоборот, меньше, то в выхлопе много смеси и объема кислорода недостаточно для сгорания.
Впервые лямбда-зонд был изготовлен в 1960 году предприятием Robert Bosch GmbH. Руководителем проекта был Гюнтер Бауман.
В серийное производство устройство поступило лишь через 16 лет (в 1976 году). Первыми производителями, которые занялись выпуском, стали компания Сааб и Вольво.
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.
-
Читайте также:
Диагностика при помощи электроники
Выяснить, в каком состоянии находится лямбда-зонд, можно лишь при помощи специализированного оборудования. Подойдет для проверки и электронный осциллограф. Специалисты умеют проверять зонд и другими способами (мультиметр), но так можно выяснить только, работает элемент или сломан.
Перед тем как проверить исправность датчика кислорода, необходимо запустить мотор. В спокойном состоянии зонд не может полностью показать всю свою рабочую картину. Если есть незначительные отхождения от норм, деталь лучше заменить на новую.
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.
Способы очистки лямбда зонда в домашних условиях
Поскольку кислородный датчик иногда можно восстановить, у автовладельцев возникает логичный вопрос. Их интересует, как правильно почистить лямбда зонд, не обращаясь в автосервис. Действительно существуют методы, которые можно применять в домашних условиях. Но нужно быть предельно аккуратными, поскольку работа подразумевает использование потенциально опасных веществ. Учтите, что кислородный датчик по своей конструкции довольно хрупкий. Потому нанесение любого повреждение при чистке прямо указывает на то, что работу нужно прекращать, и покупать новый контроллер. Этот уже непригоден к дальнейшему использованию. Необходимость замены лямбда-зонда возникает тогда, когда транспортное средство начинает без объективных причин потреблять большое количество топлива, превышающее нормальные значения. Также на приборной панели появляются сигнальные лампы, которые рекомендуют провести диагностику. Довольно часто такие симптомы указывают именно на проблемы с кислородным датчиком. И есть два метода очистки:
- механический;
- химический.
Рекомендуется сразу отказаться от идеи выполнить механическую очистку. Это объясняется хрупкостью элемента, который очень легко повредить при работе своими руками. При нанесении любых повреждений дальнейшая эксплуатация такого контроллера не допускается. Также опасно применять любые электрические инструменты с абразивными насадками. Они воздействуют со слишком большой силой, из-за чего датчик моментально ломается. Сидеть и ковырять датчик разными зубочистками или иголками тоже долго и изнурительно. В итоге опытные автомобилисты сходятся на том, что химический метод самый оптимальный, простой для выполнения в домашних условиях и эффективный.
Выбирая химический метод очистки, важно выбрать подходящее средство. Здесь можно задействовать жидкости от разных производителей, которые предлагают свои растворители твёрдых плёнок нагара. И многих интересует, можно ли в домашних условиях почистить лямбда-зонд очистителем карбюраторов. Такое средство действительно может помочь, как и очиститель инжекторов. Но всё же большую популярность завоевала ортофосфорная кислота. Она способна справиться с более серьёзными загрязнениями. Ортофосфорная кислота характеризуется способностью быстро растворять оксиды металла и органические щелочные плёнки, не повреждая при этом сам кислородный датчик. Такая очистка даёт хороший результат, потому её часто проводят своими руками в домашних условиях, если контроллер не вышел из строя, а просто загрязнился.
Использовать ортофосфорную кислоту можно обычным и улучшенным способом. Чтобы провести очистительные работы, сначала придётся отыскать сам кислородный датчик. Располагается он в подкапотном пространстве перед установленным на авто катализатором. Но учтите, что на современных автомобилях производители ставят сразу два лямбда-зонда. Первый стоит перед катализатором, а второй располагается за ним. Поэтому порой проще отыскать устройства, переместившись из подкапотного пространство под машину. Если в вашем гараже есть яма либо имеется возможность поднять авто на подъёмнике, найти кислородные датчики не составит большого труда. Демонтируются контроллеры ключом нужного размера. После снятия можно приступать к очистке. Обычным методом вы будете пользоваться или ускоренным, каждый выбирает самостоятельно.
Обычная очистка кислотой
Нельзя сказать, что самостоятельная чистка лямбда-зонда ортофосфорной кислотой чрезвычайно простая. И тут дело не в самой кислоте или процедуре. Сложность заключается в том, что керамико-платиновое основание, на котором накапливается нагар и сажа, скрывается под защитным металлическим колпачком. Если его не снять, обработка будет бесполезной. Чтобы демонтировать колпачок, требуется быть предельно аккуратным и деликатным. Взяв в руки ножовку по металлу, вы наверняка повредите всё устройство, поэтому дальнейшая чистка не потребуется. Придётся менять кислородный датчик. Тут подойдёт токарный станок, которым можно срезать колпачок около резьбы. При отсутствии станка используют напильники. Полностью снять напильником колпачок не получится. Зато можно сделать небольшое окошко, размеры которого составят около 5 миллиметров. Оптимальный способ, не требующий дополнительных инструментов. Когда вам удастся добраться до рабочего стержня, можно начинать работу по очистке лямбда-зонда. Пошагово это выглядит следующим образом.
- Возьмите порядка 100 миллилитров кислоты. Если купите меньше, работать будет не очень удобно из-за малого количества жидкости в ёмкости. В качестве альтернативы ортофосфорной кислоты неплохо себя показывают преобразователи ржавчины и кислота для пайки. Те же очистители инжекторов и карбюраторов тоже подходят. Но кислота обычно показывает себя с лучшей стороны.
- Купленную жидкость для очистки следует перелить в ёмкость из стекла. Подойдёт маленькая баночка, стакан или рюмка.
- Сердечник кислородного датчика помещается в эту ёмкость с очистительной кислотой. Только будьте внимательными. Всё устройство погружать в средство для очистки не нужно. Обработать требуется лишь сердечник.
- Датчик выдерживается в кислоте минимум 15 минут. При сильных загрязнениях лучше оставить сердечник к ортофосфорной кислоте на 20-30 минут.
- Теперь устройство извлекается и промывается простой чистой водой. Подождите, пока элемент полностью высохнет.
- Если есть необходимость, процедуру повторите ещё несколько раз. Целью очистки является исчезновение чёрно-коричневого нагара и получение металлического оттенка сердечника кислородного датчика.
- В некоторых случаях даже 3-4 опускания в ортофосфорную кислоту лямбда-зонда на 20 минут не помогают избавиться от загрязнений. Сдавать не стоит, поскольку можно своими руками повысить эффективность процедуры.
- Если вы делали только отверстие, тогда воспользуйтесь небольшой кисточкой с достаточно жёстким ворсом. Смачивайте её в кислоте и омывайте датчик. Постепенно такое механическое воздействие позволит увидеть, как сажа опадает.
- Те, кто смог полностью снять защитный колпачок, могут воспользоваться старой зубной щёткой, тщательно протирая наконечник кислородного датчика.
- Когда очистка завершится, датчик приобретёт яркий металлический оттенок.
- Ещё раз промойте его холодной проточной водой. Но не трите руками. Просушите устройство.
- Если на этапе получения доступа к сердечнику кислородного датчика колпачок снимался, перед обратной установкой его придётся вернуть на место. Оптимальным решением для такой задачи станет использование аргонной сварки.
Такая очистка занимает достаточно много времени, но часто даёт неплохой результат. Поэтому автомобилисты готовы терпеть, лишь бы не тратить деньги на покупку нового кислородного датчика. Хотя есть возможность ускорить процедуру.
Ускоренный метод
Те, кто хочет своими руками очистить кислородный датчик, но кому не хватает терпения на обычный метод, интересуются, чем можно помочь, чтобы лямбда зонд быстрее вернул свой начальный внешний вид. Для увеличения очищающих свойств ортофосфорной кислоты потребуется дополнительно взять ещё одно устройство. После его применения и завершения всех процедур не забудьте промыть поверхность очищенного сердечника. Чтобы ускорить процедуру, понадобится газовая плита или горелка. Если вы используете обычную домашнюю плиту, тогда работать будет удобнее на самой маленькой конфорке. Здесь всё делается так:
- С конфорки снимается крышка, переворачивается и кладётся таким образом, чтобы поток газа был немного смещён;
- В таком положении труба частично закроется, что направит поток газа удобным образом, плюс предотвратит попадание самой кислоты внутрь;
- Зажигается огонь;
- Сердечник кислородного датчика окунается в ортофосфорную кислоту;
- Далее элемент прогревается тщательно на огне;
- При нагреве кислота будет кипеть и образовывать брызги;
- В этот момент на поверхности контроллера начнёт появляться соль зелёно-голубого цвета;
- Ортофосфорная кислота должна полностью выкипеть;
- Теперь деталь снова промывается в чистой воде, просушивается;
- Датчик ещё раз окунается в кислоту, процедура с нагревом и промывкой повторяется.
Нужно добиться металлического блеска на рабочей поверхности кислородного датчика. Обычно на такую процедуру уходит порядка 15-20 минут. Прежде чем поставить устройство на место, обязательно обработайте резьбу на датчике кислорода с помощью графитовой смазки. Теперь смело возвращайте лямбда-зонд в своё гнездо. Если у вас два устройства, аналогичную процедуру следует провести со вторым контроллером.
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:
- АЕМ performance electronics;
- INNOVATE motorsports;
- 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.
