Что такое лямбда-зонд в автомобиле
Что это такое в машине? Лямбда-зонд – это специальный датчик остаточного кислорода в выхлопной системе, который постоянно «мониторит» содержание кислорода в выпускном коллекторе. Устройство замеряет количество несгоревшего кислорода или топлива в выхлопном газе. Это необходимо для приготовления оптимальной топливной смеси и снижения выброса вредных веществ в атмосферу.
Многие спрашивают, к какой системе относится лямбда-зонд. Отвечаю. Лямбда-зонд относится к выхлопной системе автомобиля.
Запомните! Лямбда-зонд и кислородный датчик — это одно и тоже.
Как называется лямбда-зонд по-другому? Вот ещё правильные названия этого полезного приборчика: регулятор лямбда, λ-зонд, ЛЗ, O2 датчик, Lambda probe, Oxygen sensor, датчик кислорода, датчик концентрации кислорода в отработавших газах, кислородник.
Почему так назвали этот интересное устройство? Это слово произошло от греческой буквы λ (лямбда), которая в автомобилестроении означает коэффициент избытка кислорода в топливно-воздушной смеси или соотношение воздуха и топлива. А термин зонд от французского слова sonder, которое переводится – исследовать.
Как и что измеряет лямбда-зонд? Замер кислорода происходит весьма интересным методом – определяется остаток этого газа в выхлопном газе. Причём здесь показания довольно точные. Вот поэтому лямбда-зонд и установлен в выхлопной системе.
Когда состав топливно-воздушной смеси идеален (14,7 кг воздуха на 1 кг топлива), то коэффициент избытка воздуха будет равен 1. Это означает, что топливная смесь — стехиометрическая, поэтому происходит её полное сгорание. А всего различают 3 типа топливно-воздушной смеси: стехиометрическая (λ=1), переобогащённая (λ<1) и обеднённая (λ>1).
Отмечу, что мотор может работать на любом из этих типов топлива, всё зависит от множества факторов. К примеру, на «богатой» смеси мотор будет работать на полной мощности, но и потребление топлива здесь будет максимальным. А если топливная смесь оптимальная, то потребление горючего и выбросы токсичных газов будут минимальны. Но если отклонения от стехиометрической смеси будут высокие, то это приведёт к поломке ДВС и выпускной системы.
На практике мотор не всё время работает на оптимальной топливно-воздушной смеси, но он безостановочно стремится к этому. Постоянно обеспечивать идеальные пропорции смеси невозможно, слишком много факторов на это влияет. Регулирование состава смеси обеспечивает ЭБУ – электронный блок управления.
Сколько лямбда-зондов в автомобиле? Один, два или четыре. Они требуются для обеспечения высокой точности анализа выхлопных газов, чтобы обеспечить приготовление оптимальной топливной смеси и контроль эффективности катализатора. Наличие двух датчиков увеличивает расходы на обслуживание, потому что стоят они недёшево, а менять их рекомендуют каждые 3 года эксплуатации автомобиля.
Если кислородный измеритель зафиксировал повышенное содержание кислорода, то значит, что надо добавить больше топлива. А если наоборот – то надо уменьшить его подачу.
Рассмотрим подробнее, какое назначение датчика кислорода и где он расположен.
Как понять, что лямбда-зонд вышел из строя и заменить его: советы автолюбителей
1. Если лямбда-зонд неисправен, заметны нарушения в работе двигателя.
«Основная функция лямбда-зонда заключается в определении окиси углерода в выхлопных газах того или иного транспортного средства. С учетом данных, получаемых от датчика кислорода, регулируется подача топлива в цилиндры. Когда лямбда-зонд неисправен, нарушения в работе двигателя очевидны: слишком большой расход топлива, специфический запах после глушения и т. д. Менять на резистор бессмысленно, поскольку компьютер воспринимает постоянное сопротивление резистора за неисправность».
2. Основной признак поломки лямбда-зонда – набор скорости.
«При неисправности лямбда-зонда обнаружил несколько характерных моментов (повышенные обороты, большой расход бензина и т. д.). Но самым явным признаком для меня стал набор скорости: авто сперва разгоняется, потом затыкается, и так снова и снова. Такое ощущение, что газ сбрасываешь, а потом опять выжимаешь. После замены датчика все описанные проблемы, в том числе и с набором скорости, исчезли».
3. Замена лямбда-зонда должна быть обоснованной.
«Хочется сказать о том, что вероятность деформации проводов намного выше вероятности поломки самого датчика. При первых подозрениях в поломке лямбда-зонда следует разъединить разъем, внимательно его осмотреть, а также обследовать провода на предмет их целостности.
4. При замене лямбда-зонда нужно учитывать один очень важный нюанс.
«Процесс замены датчика нельзя назвать сложным, но он требует определенной подготовки. Самая важная часть предшествующего работе процесса – подготовка специального ключа на 22 с прорезью, который понадобится, чтобы снять датчик.
Без такого приспособления лямбда-зонд может не поддаться. Стандартный рожковый ключ, как правило, не позволяет захватить основание датчика из-за наличия возле него отливов на выпускном коллекторе. При отсутствии отливов ключом можно повредить грани у гайки датчика, ведь она сильно прикипает к выпускному коллектору и изготовлена из довольно мягкого металла.
https://www.youtube.com/watch?v=XJr1aP9NZGM
Столкнувшись с данной проблемой, я узнал, что оригинальный ключ для автомобиля «Хонда» стоит больше 70 евро, потому решил изготовить приспособление для снятия лямбда-зонда самостоятельно.
Расскажу, как. Во-первых, взял накидной ключ на 22 и приварил к нему гайку на 30. После этого на ключе и приваренной к нему гайке сделал сквозную прорезь на одном боку. Она нужна для того, чтобы заводить внутрь ключа и гайки провода лямбды, ведь разъем на концах проводов датчика кислорода не проходит через накидной ключ на 22.
Итак, разъем лямбда-зонда нужно продеть через дополнительный накидной ключ на 30, который уже прикреплен к гайке на 30, приваренной к ключу на 22. Этими двумя ключами можно отвернуть даже наглухо закрепленную лямбду. Получается просто, экономно и эффективно».
5. Лямбда-зонд можно заменить своими руками.
«У меня получилось заменить лямбда-зонд на своем автомобиле самостоятельно.
Оригинальной устройство было однопроводным, и на замену я также купил однопроводной лямбда-зонд фирмы Bosh.
Опишу алгоритм замены:
- Нагреваем двигатель (так будет легче открутить винты крепления крышки выпускного коллектора и сам датчик).
- Отключаем «минус» аккумулятора.
- Разъединяем разъем подключения лямбды.
- Анализируем ситуацию: смотрим, можно ли выкрутить лямбда-зонд и есть ли подходящий для этих целей инструмент (о том, как изготовить приспособление для снятия лямбды читайте чуть выше).
- Выкручиваем датчик. Пробуем установить замену, проверяем, подходит ли резьба, смотрим на глубину вкручивания.
- На расстоянии 15 см от корпуса лямбда-зонда отрезаем провода. Действия, описанные в этом пункте и в следующем актуальны для случаев, если вы имеете дело с неоригинальным датчиком.
- Соединяем провод нового датчика с проводом от старого лямбда-зонда. В стандартную комплектацию к устройству обычно входит соединительная трубка размером 2-3 см. Провод нового датчика вставляем в термотрубку, которая также входит в комплект.
Зачищаем провода (не более 1 см) и вставляем в трубку с двух сторон. Затем сжимаем трубку максимальным усилием и проверяем надежность соединения. В конце термотрубку следует завести на место соединения и прогреть эту область при помощи зажигалки (не забывайте вращать соединение в процессе нагрева).
- Закручиваем новый датчик, присоединяем разъем.
- Устанавливаем защитную крышку коллектора.
- Подключаем «минус» аккумулятора, включаем двигатель, а затем проверяем его работу».
Анализ работы катализатора.
На форуме часто возникают вопросы о том, как влияет катализатор на состав ОГ, как отрегулировать топливоподачу, если в ЭБУ вместо прошивки Евро2 «заливают» прошивку с поддержкой RСО, не удаляя при этом катализатор. С целью внесения ясности в этот вопрос и раз и навсегда поставить точку мной был проведен следующий эксперимент.
Автомобиль – ВАЗ 2112. ЭБУ – VS5.1Прошивка – V5D07X09, коммерческая, с поддержкой RСО.
1.Катализатор присутствует.Сняты показания СО, СО2, О2, СН и лямбда в диапазоне регулировочного коэффициента от ‑0.250 до 0.250.
2. Вместо катализатора установлена труба-вставка, и измерения проведены повторно.
Результаты отображены на графиках. Сплошная линия соответствует замеру с катализатором, прерывистая – без оного. Графики строились вручную, с некоторой интерполяцией. Отмечу еще один нюанс – по какой-то причине прибор наврал мне значения СО2, может, просто не выдержал столь долгой работы 🙂 Пиковое значение без катализатора должно быть на уровне 14…14.
5%, с катализатором – 16%. За пять минут до измерений он совершенно честно показал почти 16% (на фото 4), а в ходе непрерывных измерений на том же моторе до шестнадцати процентов не дотянул. С этой оговоркой можно обратить внимание на полученные результаты (рис.1) и проанализировать их.
Итак, что мы видим?
1. Первое, что бросается в глаза, – значение лямбда в обоих случаях практически совпало. На обогащенных смесях точки просто образовали одну линию, на обедненных – расхождение на уровне погрешности измерения. И лишь на самых бедных смесях разница заметна, но, вероятно, в том диапазоне просто невозможно корректное вычисление лямбда. Вывод: независимо от наличия или отсутствия катализатора, рассчитанный параметр лямбда остается одним и тем же. По-другому и быть не могло, ведь лямбда характеризует только работу двигателя, а никак не катализатора.
2. Очень любопытно ведет себя СН. Без ката – ну просто классика, как на картинках в учебниках. С катом интереснее. Он сильно влияет при бедной смеси. Около стехиометрии наблюдается характерная впадина. Именно в этом диапазоне и работает катализатор. Причем при RСО=0.05..0.
3. Графики содержания кислорода очень похожи. Естественно, при работе катализатора кислород расходуется, и это заметно при их сравнении.
4. То же самое можно сказать и о графиках СО. Совершенно четко прослеживается диапазон в районе стехиометрии, где эффективность работы катализатора максимальна, и графики соответственно максимально разнятся.
5. Графики СО2 тоже имеют академический вид. Значение этого параметра выше с катализатором. Объясняется это тем, что последний превращает в СО2 содержащиеся в ОГ пары бензина и угарный газ. При отклонении от стехиометрии как в сторону обеднения, так и в сторону обогащения смеси, количество СО2 уменьшается.
Часто возникает закономерный вопрос: нужно ли удалять катализатор, если в ЭБУ установлена тюнинговая прошивка без поддержки ДК. Мое мнение – это абсолютно бессмысленное занятие. Аргументов несколько. Во-первых, при смеси, близкой к стехиометрической, он будет продолжать работать, хоть немного сглаживая вредное влияние ОГ на окружающую среду.
Во-вторых, после удаления из катализатора керамических сот появится неприятный звук, причем рядом с водителем. В‑третьих, современные катализаторы содержат металлические соты, удалить которые практически невозможно. Как нереально и их самопроизвольное разрушение.
Единственный случай, когда замена катализатора на трубу-вставку (а отнюдь не выбивание сот) оправдана, – это катализатор с керамическими сотами и боязнь водителя, что они разрушатся. Надо сказать, что разрушение сот – явление достаточно редкое, и случается при проезде глубоких луж или сугробов.
При этом соты трескаются от перепада температуры. Так что избежать этой неприятности в наших силах. Наблюдались реальные случаи, когда на авто устанавливалась прошивка без поддержки ДК, а через 2 – 3 года все возвращалось «на круги своя». Катализатор при этом не только не разрушался, но и вновь начинал полноценно работать (респект Profi).
Предвижу возражение: при пропусках вспышек несгоревший бензин попадает в катализатор, вызывая опасный разогрев последнего. Поэтому, чтоб не рисковать… и т.д. Конечно, так и есть. Но давайте согласимся с тем, что пропуски вспышек – это неисправность, которую надо устранять.
Автомобиль должен быть исправным. К тому же в последнее время все выпускаемые автомобили оснащаются катализатором, и делать из его наличия проблему просто неразумно. Скажу больше. Взглянув на приведенные графики, несложно понять, что катализатор работает в очень узком диапазоне лямбда.
Попросту говоря, на тюнинговой прошивке с поддержкой RCO он будет работать гораздо меньше. Отсюда парадоксальный на первый взгляд вывод: температура катализатора снизится по сравнению с работой двигателя на прошивке с ДК. Ведь разогрев происходит именно при реакции «дожигания» ОГ. А это самое «дожигание» возможно лишь при условии стехиометрии.
Теперь о регулировке топливоподачи. Перед тем, как заливать прошивку с регулировкой, нужно провести диагностику двигателя. Надеюсь, не надо никого в этом убеждать. В ходе работы обязательно проверить на герметичность тракт выхлопа. Как – читать выше.
Затем заливаем прошивку. Двигая коэффициент СО, добиваемся максимально достижимого значения СО2. Или добиваемся лямбда, равного единице. В принципе, это одно и то же. На моих графиках эти точки чуть-чуть не совпали, но это, возможно, из-за неверного СО2, которое используется прибором при расчете лямбда.
Как уже говорилось, СО2 – самый конечный продукт сгорания топлива. Поэтому, чем полноценнее оно сгорает в цилиндрах двигателя (и «догорает» в катализаторе), тем выше процент этого газа в составе ОГ. Кроме того, если посмотреть на графики, то становится очевидным, что график СО2 – единственный, имеющий экстремум. Причем этот экстремум совпадает со стехиометрией. Этот просто замечательный момент. Почему?
Представим себе, что в выхлопной системе есть негерметичность, или цилиндры работают неодинаково по какой-то причине, или попросту врет газоанализатор. Если для регулировки подачи топлива мы воспользуемся значением СО, то мы ошибемся! А если «поймать» максимум СО2, то это будет наилучшая настройка для данного конкретного двигателя.
Поэтому метод настройки топлива по показаниям СО2 так же имеет право на жизнь (а при наличии катализатора – только он), как и метод настройки по СО. Я в работе пользуюсь обоими.Количество СО2 в выхлопе – 16 и выше с катализатором и 14,5 – без. Хотя конкретная цифра, я полагаю, очень сильно зависит от газоанализатора.
Так что лучше всего понаблюдайте, что показывает конкретно Ваш прибор на разных автомобилях, и делайте выводы.Хочу еще обратить Ваше внимание на один нюанс: лямбда, которую мы видим на табло, не реальная, а рассчитанная самим газоанализатором по тем значениям СО, СО2 и О2, которые он уже получил.
Вот и весь нехитрый секрет. Попробуйте внимательно последить за всеми параметрами при работе с четырехкомпонентным газоанализатором, и ваш опыт диагноста значительно обогатится.
От какого производителя выбрать универсальный лямбда-зонд
Если вы выяснили, что лямбда-зонд на вашем авто требует замены, не торопитесь бежать в ближайший магазин и выбирать новый датчик из тех, что есть в наличии. Обратите внимание, что производители часто заявляют об универсальности выпускаемых ими датчиков и указывают на абсолютную совместимость того или иного устройства с любым транспортным средством. В чем же кроется опасность приобретения такого товара?
Все очень просто – несовместимость датчика с вашим автомобилем может проявиться не сразу, а спустя какой-то период времени. Эти устройства разных автомобилей имеют различную конструкцию. Они отличаются резьбой, наличием предварительного подогрева, предусмотренным количеством проводов, а также разъемами для соединения. Одинаковым является только принцип работы и основной элемент.
Именно поэтому специалисты рекомендуют отдавать предпочтение оригинальным датчикам, которые имеют маркировку, идентичную обозначениям на сломанной лямбде. Сэкономить свои средства можно путем приобретения универсального датчика, разработанного специально для определенной марки авто.
Какой лямбда-зонд лучше выбрать? Предлагаем ознакомиться с небольшим перечнем проверенных производителей, у которых можно купить лямбда-зонд хорошего качества:
- Bosch.
Это крупнейший мировой бренд. Поставки товара измеряются сотнями тысяч единиц, которые производятся в 150 странах мира. Помимо изготовления запчастей, компания осуществляет обслуживание транспортных средств, а также занимается разработкой программного обеспечения. Товары Bosch занимают около четверти вторичного европейского рынка автозапчастей. По прогнозам экспертов компании, сфера влияния расширится в ближайшие годы еще больше за счет обслуживания грузового транспорта и производства высокотехнологичных деталей.
Среди автозапчастей Bosch каждый владелец авто может найти подходящую к своему ТС деталь. Ассортимент представлен большим количеством устройств ходовой, тормозной системы, рулевого управления, электроникой, элементами топливной системы, расходниками, оптикой, мультимедийной техникой, а также элементами охладительной системы. Наибольшей популярностью среди автовладельцев пользуются стартеры, датчики, аккумуляторы, генераторы, бензонасосы и лампы – эти детали считаются лучшими не только в Европе, но и в Америке, и в Азии.
Все оригинальные запчасти Bosch оснащены отличительной наклейкой KeySecure System, прочитать которую можно при помощи телефона со специальным приложением. Еще одна метка – наклейка с голограммой и защитным кодом. Последние цифры кода на ней должны совпадать с последними символами номера запчасти.
- Denso.
Этот бренд входит в число самых известных производителей элементов системы зажигания, топливной системы, электрики, электроники и расходников. Согласно статистике, у 90 % автолюбителей установлен хотя бы один элемент производства этой компании. Предприятие тесно взаимодействует с автоконцернами, а также имеет филиал Denso Aftermarket, успешно функционирующий на вторичном европейском рынке.
Линейка продуктов бренда Denso включает в себя множество различных наименований: топливные системы, электрические компоненты авто, стеклоочистители, элементы системы безопасности и информационной системы, а также систем кондиционирования воздуха и охлаждения, свечи накала и т. д. Именно широкий ассортимент и высокое качество деталей являются факторами, определяющими выбор автолюбителей.
Для того чтобы отличить оригинальную деталь Denso от подделки, следует обратить внимание на наличие особых металлических наплавов, а также оценить качество сварки и резьбы. Электроды поддельных свечей будут отличаться от электродов оригинального продукта тем, что имеют несколько больший размер. Еще один признак подделки – матовый наконечник. Не стоит также игнорировать буквенные и цифровые обозначения: на оригинальных деталях надписи не сотрутся даже очень твердым предметом.
- NGK.
Это довольно известный производитель свечей зажигания, лямбда-зондов и свечей накала. Подразделение NGK в Европе занимается торговлей и налаживанием взаимодействия с ведущими автоконцернами. Установлено, что около 85 % автопроизводителей используют запчасти NGK в процессе сборки авто.
Комплектующие компании стали использовать в Европе относительно недавно. Предприятие поставляет на рынок самые разные запчасти, но наибольшей популярностью пользуются свечи. Все, кто сталкивался с продукцией бренда, отмечают постоянно высокое качество изделий. NGK занимает стабильно высокое положение на рынке автомобильных комплектующих. Около 50 % выпускаемых в мире авто в первичной комплектации имеют свечи этой фирмы.
Оригинальная продукция NGK имеет характерные особенности, благодаря которым высококачественную деталь можно отличить от подделки (качество полиграфии, высокая стоимость, правильное расположение и геометрия бокового и центрального электрода, качественная накатная резьба, наличие кода на грани, плотная посадка уплотнительного кольца и т. д.).
- Profit.
Это бренд чешской компании, которая производит бюджетные запчасти для различных транспортных средств. В отличие от вышеперечисленных фирм, Profit производит комплектующие менее высокого качества, что, разумеется, отражается на мнении автовладельцев.
Ассортимент продукции Profit состоит из следующих наименований: амортизаторы, элементы тормозной системы, шаровые опоры, стойки стабилизаторов, кузовные детали, фильтры, насосы, детали рулевого механизма, подшипники, детали трансмиссии, крепежные элементы, запчасти системы зажигания и т. д. Стоит отметить, что запчасти этой компании нередко собирают отрицательные отзывы пользователей. Наиболее популярными и качественными деталями считаются тормоза, амортизаторы и салонные фильтры.
В целом качество запчастей Profit соответствует их небольшой стоимости, поэтому комплектующие от чешского бренда могут подойти, скорее, в качестве временной замены вышедшей из строя детали. Если вы хотите установить надежный датчик, который будет исправно работать на протяжении долгого времени, лучше выбрать более качественный вариант.
Проверка осциллографом
Этот измерительный прибор имеет преимущество в возможности выявления времени между однообразными изменениями выходного напряжения. Этот показатель должен быть не более 120 миллисекунд.
Как проверить датчик осциллографом?
- Соединяем щуп измерительного устройства с сигнальным проводом.
- Сигнал λ-зонда всегда проверяется при работающем прогретом двигателе. Заводим и прогреваем мотор.
- Повышаем число оборотов до 2500—2600.
- При температуре 25 по Цельсию сопротивление будет составлять 2-14 Ом (как правило, об этих значениях указывает производитель устройства лямбда-зонда).
- Затем надо проверить напряжение, которое подведено к нагревательному элементу: при работающем моторе и подключённом разъёме оно должно быть не меньше 10,5 В. Если этот показатель меньше, то следует проверить напряжение проводов и АКБ.
Отмечу, что осциллограф может показать наибольшее число поломок лямбда-зонда.
Применять профессиональный осциллограф вовсе не нужно, можно применить специальную программу на ноутбуке.
На этом рисунке изображён график правильной работы кислородного датчика. На сигнальный провод транслируется сигнал в виде ровной синусоиды в допустимых границах. Небольшие изменения указывают на то, что датчик постоянно проверяется.
На нижеуказанных рисунках изображены графики неисправного датчика.
