Як перевірити лямбда-зонд?

Він маленький, працює таємно, зазвичай дуже гарячий і виконує важливу роботу. У цій статті ми розповімо, на що слід звертати увагу майстрам під час роботи з ним.

Регульовані трикомпонентні каталітичні нейтралізатори в бензинових двигунах зменшують вміст забруднюючих речовин у вихлопних газах більш ніж на 95 відсотків. Завданням лямбда-зонду є вимірювання вмісту кисню у вихлопних газах і безперервна передача цього значення в блок керування, який потім регулює співвідношення змішування палива і повітря для забезпечення оптимальних умов роботи. Це пов’язано з тим, що каталітичний нейтралізатор може «конвертувати», тобто перетворити, майже всі шкідливі вихлопні гази, тільки якщо вони мають певне значення. Сучасні автомобілі мають щонайменше два лямбда-датчики: контрольний датчик перед каталітичним нейтралізатором і діагностичний або моніторинговий датчик після каталітичного нейтралізатора.

Лямбда-зонд зазвичай працює дуже надійно. Однак у вихлопному тракті він піддається численним навантаженням. До них відносяться високі температури, вібрації і зміна складу газів. В результаті датчики також схильні до певного зносу і старіння. А в залежності від місця встановлення, вони не можуть уникнути потрапляння кам’яної крихти. Зазвичай датчики виконують свою роботу непомітно. Лише коли індикатор бортового комп’ютера видає попередження, водій розуміє, що щось не так, як має бути. І, сподіваємось, якнайшвидше вирушає на станцію техобслуговування.

Діагностика

Якщо загоряється лампа несправності бортової діагностики, перше, що зазвичай роблять в автомайстерні, – це зчитують пам’ять несправностей. Якщо в коді несправності згадується лямбда-зонд, його спочатку візуально оглядають. Спеціаліст звертає увагу на штекерні з’єднання та кабелі. Чи в порядку кабелі або штекер, чи не пошкоджено ущільнення кабелю? Чи не потрапила всередину волога? Чи є видимі пошкодження датчика? Також перевіряється прокладка кабелю. Кабель не повинен бути прокладений занадто щільно або навіть лежати на вихлопній трубі. Одночасно перевіряється герметичність вихлопної та впускної систем.

Чи є видимі пошкодження датчика? Також перевіряється прокладка кабелю. Кабель не повинен бути прокладений занадто щільно або навіть лежати на вихлопній трубі. Одночасно перевіряється герметичність вихлопної та впускної систем.

Перевірка за допомогою мультиметра

Якщо візуальний огляд не дав жодних результатів, лямбда-зонд перевіряють електричним методом. Насамперед перевіряється його нагрівання. Тип датчика повинен бути відомий. Нагрівач вузькосмугового датчика (зі стрибком напруги) завжди має білий колір кабелю. Опір нагрівача датчика становить приблизно 3-20 Ом. Зонд слід замінити щонайпізніше, коли опір перевищить 30 Ом. Нагрівальний елемент датчика живиться від напруги 12 В і споживає близько двох-трьох ампер. При увімкненому запалюванні напруга не повинна опускатися нижче 10,5 В.

Високоомний мультиметр можна використовувати для швидкої і простої діагностики сигналу лямбда-зонда в замкнутому контурі керування. Через швидку зміну напруги сигнал найкраще відображається за допомогою аналогового приладу. Мультиметри з меншим внутрішнім опором створюють занадто велике навантаження на сигнал датчика, що може призвести до його виходу з ладу.

Для тестування слід встановити діапазон вимірювання на два вольти. Потім мультиметр підключається паралельно до сигнальної лінії. До з’єднувального штекера між зондом і блоком управління можна також закріпити перехідник, який можна виготовити самостійно, маючи невеликі навички. Сигнал можна легко отримати за допомогою спеціальної вимірювальної клеми.

Після увімкнення запалювання спочатку з’являється контрольна напруга блоку керування 0,4-0,6 вольт. Запустіть двигун і дайте йому приблизно 2000-2500 обертів, щоб двигун, каталітичний нейтралізатор і лямбда-зонди досягли своєї робочої температури. На холостому ходу часто не досягається необхідна температура для датчиків, які не мають зовнішнього підігріву. Важливо: блок керування також повинен знати, що робоча температура досягнута. Наприклад, обрив датчика температури (NTC) може призвести до того, що блок керування отримає невірну інформацію.

Найпізніше через дві-три хвилини неушкоджений датчик досягає робочої температури і напруга починає коливатися між 0,1 і 0,9 вольт з періодом приблизно в одну секунду (f=0,5-4 Гц).

Перевірка за допомогою осцилографа

Перевірка за допомогою осцилографа є кращою, оскільки вона точніша і більш змістовна. Він показує мінімальну і максимальну напругу, а також час відгуку і тривалість періоду.

Осцилограф слід підключати до сигнальної лінії з діапазоном вимірювання 1-5 В і 5-10 секунд на осі часу. Напруга справного лямбда-зонда коливається в діапазоні від 50 мВ до 950 мВ з частотою 0,5-4 Гц. Чим старіший лямбда-зонд, тим повільніше і менше він коливається.

Якщо датчик пошкоджений або постарів, стрибок напруги буде меншим. Система керування двигуном вже не може точно розпізнавати склад суміші. Несправний датчик також повільно реагує, тому система керування двигуном не отримує необхідну інформацію достатньо швидко. Система керування двигуном може навіть перейти на «аварійний режим роботи» і почати збагачувати суміш, оскільки вважає сигнал, що надходить, непридатним і не знає складу суміші.

Багата суміш захищає двигун від перегріву і гарантує потужність. В результаті вихлопні гази стають гіршими, а витрата палива збільшується. Виробники лямбда-датчиків говорять про збільшення витрати палива до 15% і рекомендують перевіряти датчик через 30 000 км або замінювати його кожні 100 000 км. До речі, лампа OBD не обов’язково загоряється, коли датчики старі. Дефект може бути не помічений до наступного ТО.
Датчик після каталізатора зазвичай перевіряється тільки в тому випадку, якщо зчитування коду несправності вказує на дефект. Моніторний датчик використовується для контролю функціональності каталітичного нейтралізатора і є обов’язковим для автомобілів з OBD. Оскільки вихлопні гази після каталітичного нейтралізатора вже набагато чистіші, стрибок напруги на ньому, природно, набагато нижчий, ніж на датчику до каталітичного нейтралізатора.

Перевірка сумішоутворення

Сучасні автомобілі, які мають систему самодіагностики з виведенням інформації про несправності, наприклад, через OBD, розпізнають багато несправностей автоматично. Будь-які несправності, що виникають, відображаються водієві за допомогою сигнальної лампи на приладовій панелі і постійно зберігаються в пам’яті несправностей. Пам’ять несправностей блоку управління двигуном може бути прочитана на спеціалізованій станції технічного обслуговування, наприклад, через стандартний інтерфейс OBD, а несправність проаналізована та усунута.

Система EOBD, яка є обов’язковою з 2001 року, контролює всі системи, що впливають на склад вихлопних газів (так звані несправності, пов’язані з вихлопними газами). Серед іншого, EOBD контролює роботу лямбда-зонда, визначає ефективність каталітичного нейтралізатора і захищає його, розпізнаючи неправильне спрацьовування системи запалювання або впорскування. Однак механічні несправності, такі як несправні клапани або неправильне повітря, не зберігаються в пам’яті несправностей і повинні бути виявлені фахівцем з мехатроніки автомобіля самостійно.

Окрім звичайного коду несправності (обрив, замикання на землю, коротке замикання), блок керування також розпізнає зміну тривалості періоду або амплітуди сигналу зонда.

Під час виникнення несправності також збираються і зберігаються інші дані про двигун. Наприклад, дані про навколишнє середовище (стоп-кадр) можуть бути використані для визначення моменту виникнення несправності. Це може бути надзвичайно корисно для діагностики.
Досвідчені тестувальники також люблять використовувати меню фактичних значень (блок параметрів вимірюваних значень) моторного тестера.

Це меню, яке відображає значення у вигляді цифр або графічно в режимі «реального часу», одночасно показує фактичні та задані значення лямбда-зондів, напругу на датчиках, опір нагрівача або інтегратора лямбда-зондів і адаптацію суміші (значення адаптації лямбда-зонда). Меню фактичних значень тестера двигуна часто можна використовувати для виклику понад 20 параметрів, пов’язаних з лямбда.

Це дозволяє зчитувати або «відчувати» несправності під час тест-драйву. Однак для тестерів залишається одна проблема: управління лямбда-датчиком компенсує такі несправності, як знос або потрапляння стороннього повітря при приготуванні суміші, в певних межах. Як наслідок, такі проблеми розпізнаються лише на більш пізньому етапі. Це пов’язано з тим, що діапазон регулювання лямбда-зонда зміщується в разі виникнення несправностей шляхом коригування загального часу впорскування. Це триває до тих пір, поки керування відбувається в межах лямбда-діапазону. Фактичне значення «Лямбда» показує, чи відбулася адаптація суміші. Якщо воно відхиляється від середнього значення, вказаного виробником, це означає, що була проведена компенсація.

Деякі блоки керування також надають інформацію про довготривале регулювання суміші на холостому ходу і частковому навантаженні (адитивна корекція) або у верхньому діапазоні часткового навантаження і повному навантаженні (мультиплікативна корекція). Тільки якщо проаналізувати якомога більше фактичних значень, можна визначити, коли і як блок керування втручається в корекцію суміші. Однак для цього також потрібні досвідчені фахівці.

Тому деякі сучасні тестери пропонують так звані функціональні тести, які призначені для полегшення аналізу в майстернях. Деякі діагностичні умови важко досягти під час звичайної їзди. Функціональний тест дозволяє майстерням проводити діагностику у відповідних заданих умовах цілеспрямовано, тобто під керівництвом тестера, щоб мати можливість перевірити функції, не витрачаючи на це багато часу. Наприклад, можна відносно легко перевірити старіння лямбда-датчика, ступінь конверсії каталітичного нейтралізатора, а також систему випаровування палива і вторинного повітря.

Перевірка за допомогою тестера вихлопних газів

Звичайно, ми не повинні забувати про випробування тестером вихлопних газів. Цей метод випробування в основному відповідає процедурі обов’язкового тесту на викиди. Для цього, наприклад, свіже повітря підключається в якості змінної збурення, коли двигун знаходиться при робочій температурі. Значення лямбда-зонда, що відображається тестером відпрацьованих газів, змінюється в результаті зміни складу відпрацьованих газів. Після цього система підготовки суміші автомобіля повинна переналаштуватись протягом 60 секунд. Якщо тестер скасовує змінну збурення, система повинна переналаштувати початкове значення лямбда-зонда.

До уваги: незважаючи на непрацюючий лямбда-контроль, сучасні двигуни також можуть регулювати суміш таким чином, щоб лямбда дорівнювала 1 завдяки точному визначенню навантаження.

Встановлення лямбда-зонда

Після того, як фахівець виявив несправний датчик, єдиним варіантом є його заміна. При встановленні нової вихлопної системи також бажано перевірити датчики і за необхідності замінити їх.

Для встановлення лямбда-зонда слід використовувати накидний або торцевий ключ з відкритим кільцем. Гайковий ключ з відкритим кінцем для цього не підходить, оскільки він легко зісковзує. Якщо лямбда-зонд міцно закріплений, не вдаряйте по різьбі, щоб послабити його таким чином, оскільки це може призвести до пошкодження чутливого елемента. Наступні інструкції з монтажу від компанії Beru показують кроки, яких необхідно дотримуватися. Досвід показує, що багато скарг на лямбда-датчики пов’язані з неправильним встановленням.

1 Від’єднайте лінію живлення лямбда-датчика від штекера до блоку керування.

2. зніміть усі тримачі кабелю, кріпильні кліпси тощо, щоб кабель лямбда-зонду був повністю відкритий.

3. нанесіть засіб для видалення іржі на різьбу лямбда-датчика і зачекайте деякий час, поки засіб почне діяти.

4 Відкрутіть лямбда-зонд за допомогою відповідного торцевого ключа. Якщо відкручується важко, нанесіть додатковий засіб для видалення іржі.

5 Порівняйте новий лямбда-зонд зі знятим за довжиною кабелю, геометрією та з’єднувальним штекером.

6. Прочистіть різьбу мітчиком М18х1,5, щоб видалити залишки накипу та окислення.

7. Перевірте, чи змащений лямбда-зонд в області різьби. Якщо ні, нанесіть на нього спеціальне мастило (зазвичай поставляється разом з новим датчиком).

8 Вкрутіть лямбда-зонд в різьбову частину вручну до появи помітного опору.

9 Потім затягніть з моментом 42-50 Нм за допомогою спеціального інструменту та динамометричного ключа. Зверніть увагу: ущільнювач датчика повинен щільно прилягати до випускного колектора або верхньої частини різьби (відведення тепла).

10. Прокладіть проводку до з’єднувального штекера блоку управління і закріпіть відповідним чином. Зверніть увагу: кабель лямбда-зонда не повинен тертися об рухомі частини і не повинен прокладатися вздовж гарячих елементів вихлопної системи.

11. З’єднайте роз’єм, лямбда-датчик/блок керування між собою за допомогою проводки та закріпіть на відповідних частинах кузова так, щоб не виникало стукоту та зʼєднання було захищене від ослаблення.

Якщо під час зняття датчика, незважаючи на всю обережність, було пошкоджено різьбу вихлопної труби, тому що вона просто не відкрутилася, в інтернеті також можна знайти спеціальні різьбові вставки для приварювання.

Зовнішній вигляд як інформація для діагностики  

Знятий лямбда-зонд не можна просто викидати. Як і у випадку зі свічками запалювання, картина несправності надає інформацію про паливну суміш двигуна.

Наприклад, темно-коричневе забруднення захисної трубки свідчить про те, що паливно-повітряна суміш занадто багата. Тоді слід перевірити тиск палива і замінити датчик.

Зеленувате забарвлення вказує на те, що в камеру згоряння потрапила охолоджуюча рідина. У цьому випадку, окрім заміни лямбда-зонда, необхідно перевірити головку блоку циліндрів, блок двигуна та прокладку головки блоку циліндрів.

Червоне або біле забарвлення захисної трубки вказує на наявність паливних присадок у бензині. Не слід більше використовувати ці паливні присадки, а датчик слід замінити.

Почорніла, замаслена захисна трубка – явна ознака надмірного споживання оливи.

Необхідно перевірити направляючі клапана, а також замінити датчик.

На наступному зображенні показано тип пошкодження, який став досить рідкісним.

В продовження теми: