Датчик кислорода признаки неисправности

Датчик кислорода признаки неисправности

Лямбда зонд необходим для нормальной работы системы, обеспечивающей контроль и правильное образование воздушно-топливной смеси в автомобиле. Находится он в выпускном коллекторе, где соединяются патрубки. Но не исключены и другие варианты размещения.

Постоянные нагрузки, воздействие агрессивной среды приводит к поломкам, что сопровождается неполадками в эксплуатации авто. Избежать проблем легче, периодически проверяя датчик кислорода, признаки неисправности также могут подсказать о необходимости обращения в сервис.

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.

Принцип работы кислородного датчика

Принцип действия кислородного датчика достаточно простой. Лямбда-зонд должен сравнивать показания с какими-то идеальными результатами, чтобы понимать, как меняется процент кислорода в смеси, поэтому замеры проводятся в двух местах – измеряется атмосферный воздух и продукты сгорания.

Такой подход позволяет датчику чувствовать разницу, если соотношения топливной смеси меняется.

ЭБУ должен получать от лямбда-зонда электрический импульс. Для этого датчик должен уметь преобразовывать замеры в электрические сигналы. Для измерения применяются специальные электроды, которые могут вступать с кислородом в реакцию.

В работе лямбды используется принцип гальванических элементов – смена условий химических реакций приводит к изменению напряжения между двумя электродами. Когда смесь богатая, а содержание кислорода за нижним порогом, тогда напряжение растет. Если смесь обедненная, напряжение будет падать.

Далее импульс, который возникает на этапе химических реакций, отправляется на ЭБУ, где параметры сравниваются с записанными в памяти топливными картами. В результате корректируется работа системы питания.

Датчик кислорода работает на химических реакциях, но при этом конструкция его относительно простая. Главный элемент – специальный наконечник из керамических материалов. В качестве сырья используется диоксид циркония, а реже – диоксид титана.

Наконечник покрыт напылением из платины – именно этот слой и вступает в реакцию с кислородом. Одной стороной этот наконечник контактирует с выхлопными газами, другой стороной – с воздухом в атмосфере.

Электроды лямбда-зонда имеют одну особенность. Так, чтобы реакция проходила эффективнее и показатели были точными, замеры содержания кислорода в выхлопе производятся при условии определенных температур.

Для того, чтобы наконечник вышел на рабочие характеристики и нужную электропроводимость, температура среды должна составлять 300-400 градусов.

Для обеспечения нужного режима температур изначально лямбда-зонд устанавливался в непосредственной близости к выпускному коллектору. Это обеспечивало нужную температуру после прогрева ДВС. В работу датчик вступал не сразу. До того, как лямбда достаточно нагреется и начнет выдавать точные параметры, ЭБУ использовало сигналы других датчиков. Оптимальная смесь в процессе прогрева не приготавливалась.

Некоторые модели кислородных датчиков оснащены электрическими нагревателями. Благодаря им лямбда может быстрее выходить на рабочие температурные режимы. Подогрев использует энергию бортовой сети автомобиля.

Признаки (симптомы) неисправности датчика концентрации кислорода

На примере датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда) ЭСУД двигателей k7j (1,4) и k7m (1,6) автомобиля Рено Логан первого поколения разберемся с признаками (симптомами) его неисправности.

Если датчик концентрации кислорода (ДКК) полностью отказал, то в комбинации приборов загорается лампа Check Engyne и система управления переходит в резервный режим работы. При этом расход топлива увеличивается, а двигатель теряет мощность, приемистость и начинает троить. Но так происходит не всегда из-за того, что этот датчик может начать барахлить задолго до полного выхода из строя. Появятся определенные симптомы по которым можно догадаться, что что-то не так с ДКК.

Признаки (симптомы) неисправности датчика кислорода

— Двигатель «троит» на холостом ходу

Холодный двигатель автомобиля запускается, но по мере прогрева обороты холостого хода начинают то повышаться, то понижаться («плавать»), либо он попросту «троит» и пытается заглохнуть. Это происходит потому, что расчет продолжительности впрыска (состава топливной смеси) контроллером производится без учета его показаний, а только на основании сигналов с ДПКВ, датчика температуры, датчика скорости, датчика абсолютного давления воздуха. Т.н. управление топливоподачей по разомкнутому контуру.

В результате нарушается сбалансированность работы контура поддержания оборотов и контура поддержания стехиометрического состава топливной смеси в контроллере.

— Заметное снижение мощности и приемистости двигателя

Без корректировки по датчику кислорода контроллер не сможет правильно рассчитать оптимальный состав топливной смеси для каждого режима работы двигателя. Например, нужно обогащение, а вместо него поступает обедненная топливная смесь. Наступает провал или ощущается недостаток тяги. В другом случае, когда из-за загрязнения или усталости чувствительного элемента датчика снижается его скорость срабатывания, корректировка состава может проходить с запаздыванием, что так же негативно скажется на ездовых характеристиках.

Либо при загрязнении входного отверстия жгута проводов датчика кислорода, через которое он сообщается с атмосферным воздухом ДК выдает неправильный сигнал на контроллер. При бедной топливной смеси от датчика будет поступать сигнал о том, что она богатая и контроллер скорректирует состав смеси в сторону обеднения. Уверенного разгона при нажатии на педаль газа не получится.

— Заметное увеличение расхода топлива

В отсутствие сигнала с датчика кислорода контроллер (ЭБУ) начнет рассчитывать подачу топлива в режиме «разомкнутой петли» (без обратной связи по ДКК). То есть, опять же, он будет учитывать сигналы с ДПКВ, датчика температуры, датчика скорости, датчика абсолютного давления воздуха, но корректировать состав смеси по сигналу с датчика кислорода не будет.

Так же на расход топлива и работу двигателя будет влиять неверный сигнал с ДКК. Например, если чувствительный элемент датчика загрязнен, а топливная смесь богатая, то он выдает сигнал на контроллер, что она бедная. Контроллер увеличивает ее обогащение. Как следствие возрастает расход топлива. Нейтрализатор, дожигающий богатую смесь, перегревается, его соты оплавляются и через некоторое время он может выйти из строя.

В большинстве случаев к негативным последствиям отказа датчика кислорода приплюсуются имеющиеся неисправности форсунок, датчика абсолютного давления, недостаточного давления в топливной рампе, износа поршневой, смещения фаз газораспределения и т.п. Так как перестанет работать адаптация топливной смеси контроллером по сигналу с ДК и прекратится сглаживание последствий этих неисправностей. Тогда к имеющимся уже признакам добавятся и проблемы с запуском как холодного, так и прогретого двигателя, полный отказ его работы на холостых, запах бензина из выхлопной трубы, отказ свечей зажигания и пр.

Чтобы поставить точный диагноз всему происходящему придется проводить проверку.

Как проверить датчик концентрации кислорода?

Наиболее оптимальный способ — это считать ошибки в памяти контроллера и расшифровать их. Для их считывания не обязательно использовать дорогое диагностическое оборудование. Можно использовать дешевый китайский прибор и смартфон с бесплатной программой.

Более расширенный подход и методы проверки ДКК рассмотрим в отдельной статье «Самостоятельная проверка датчика кислорода».

Примечания и дополнения

— Что может сломаться в датчике концентрации кислорода?

Неисправностей у ДКК не так уж и много. Например, обрыв или короткое замыкание в жгуте проводов к датчику, либо выход из строя его нагревательного элемента. Или отказ работать чувствительного элемента по причине старения, сильных отложений на нем в результате попадания масла в камеры сгорания, пропусков в системе зажигания, «отравления» его парами от герметика после ремонта и присадками в бензине. Помимо этого возможен подсос постороннего воздуха во впускной коллектор двигателя в результате которого концентрация кислорода в отработанных газах увеличится и датчик начнет выдавать на контроллер неверный сигнал об обогащении топливной смеси. На автомобилях Рено Логан часто подсос воздуха идет под ссохшееся уплотнительное кольцо под дроссельным узлом на двигателе.

— Оригинальный датчик концентрации кислорода для ЭСУД с контроллером Simens (Евро-2, один ДКК) двигателей k7j (1,4) и k7m (1,6) автомобиля Рено Логан первого поколения RENAULT 8200651078.

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 распознать признаки «нездоровья» лямбда-зонда

Как уже говорилось, проблемы с датчиком остаточного кислорода, как еще называют лямбда-зонд, начинаются после 200 тысяч км. Ниже список симптомов, которые с высокой степенью вероятности сигнализируют о том, что лямбда-зонд вышел из строя:

• срабатывает предупреждение check engine ;
• на малых оборотах и на холостом ходу двигатель работает неустойчиво, появляются хлопки;
• во время движения ухудшается динамика, машина дергается;
• возрастает расход топлива;
• после остановки во впускном коллекторе слышно потрескивание;
• каталитический нейтрализатор может раскалиться:повышается токсичность выхлопных газов, выхлоп становится более темным.

Особенно тревожным сигналом является перегрев двигателя. Также водитель может распознать неисправность по качественному падению мощности силовой установки – она с большой неохотой реагирует на педаль газа, что сопровождается чиханием двигателя. Еще один знак: в салоне неприятно пахнет отработанными газами. В современных моделях, оборудованных системами безопасной автоматики, выход из строя лямбда-зонда может привести к аварийной блокировке с последующим вызовом эвакуатора.

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.