Все что нужно знать о лямбда-зонде
Виды, принцип работы и способы диагностирования

Что такое лямбда-зонд?

Основная задача лямбда-зонда состоит в том, чтобы информировать блок управления о том, на сколько полно сгорает топливовоздушная смесь. Лямбда-зонд определяет количество кислорода в выхлопных газах и именно на основе этих данных и определяется состав топливовоздушной смеси.

Теория гласит, что на 1 кг. топлива необходимо 14.7 кг. воздуха. Именно при таких условиях топливовоздушная смесь сгорает полностью, без образования излишков вредных веществ и топливо не “вылетает в трубу”.

Пропорция 14.7 к 1 называется фактором избыточного количества воздуха и обозначается греческой буквой λ (лямбда).

Если λ<1 (лямбда меньше единицы), значит смесь богатая. То есть количество топлива в ней больше.

Если λ>1 (лямбда больше единицы), значит топливовоздушная смесь бедная. То есть количество топлива в ней меньше.

Как работает узкополосный лямбда-зонд?

Под защитным металлическим колпачком лямбда-зонда находится чувствительный элемент, который изготовлен из диоксида циркония. Данная керамика является электролитом, то есть пропускает электрический ток, но для газов она не проницаема.

В этом чувствительном элемента снаружи и внутри есть газопроницаемая платиновое контактное покрытие, к которому подведены сигнальные провода.

Рабочая температура лямбда-зонда – 350°С. Ранние версии лямбда-зондов не были оснащены принудительным подогревом и подогревались напрямую от выхлопных газов. А вот более поздние версии оснащены принудительным подогревом и на рабочую температуру выходят значительно раньше.

Итак, каков же принцип его работы? Всё довольно просто. Внутренняя часть керамики сообщается с воздухом, а её внешняя поверхность с выхлопными газами. Разница в концентрации молекул кислорода в выхлопных газах и в окружающем воздухе приводит к перемещению ионов кислорода из области с высоким, его содержанием, в область с низким содержанием того же самого кислорода. Ионы перемещаются через керамический элемент, который является твердым электролитом.

Именно разница в количестве кислорода снаружи и внутри сенсора и формирует сигнальное напряжение 0,45 вольт = 1λ (0,45 вольта напряжения равняется единице лямбда). Бедная топливовоздушная смесь генерирует напряжение 0,1 вольт. Богатая смесь – 0,9 вольт.

Именно так и работает узкополосный датчик. Он способен фиксировать в диапазоне от 14 до 15 к 1 отклонения лямбды. Если упростить, то можно сказать, что он просто способен фиксировать отклонения лямбды в ту или иную сторону.

К узкополосному датчику может быть подведено от 3-х до 4-х проводов. Если проводов четыре, то два белых идут на нагреватель, черный на сигнал к ЭБУ, серый – масса. Если подведено 3 провода, значит, не подводится масса, в таком случае датчик соединяется с ней (массой) своим корпусом.

Как диагностировать неисправность узкополосного лямбда-зонда?

Для диагностики узкополосного датчика можно снять осциллограмму, либо посмотреть на него при помощи диагностического ПО. Сигнал должен меняться часто, не менее 1-го раза в секунду. Напряжение должно быть от 0,1 до 0,9 вольта. Если напряжение меньше или сигнал меняется не так часто, значит лямбда-зонд неисправен.

Также, лямбда-зонд должен активно реагировать на изменение состава топливовоздушной смеси. Кстати, её состав можно изменить извне. Для её обогащения нужно прыснуть пропаном во впуск и тогда сигнальное напряжение должно подскочить до 0,9 вольт.

Для обеднения смеси нужно создать избыток воздуха, то есть снять одну из вакуумных трубок, тогда сигнальное напряжение провалится до значения 0,1 вольта.

Можно поступить проще – открыть и закрыть дроссельную заслонку. То есть нажать и отпустить педаль газа. Тогда показания исправного лямбда-зонда должны быстро измениться от бедной до богатой смеси, после чего быстро стабилизироваться.

Такой способ отлично подходит, когда в выпускной системе есть два катализатора и два верхних лямбда-зонда. Обычно такая схема применяется на V-образных и 6-ти цилиндровых двигателях.

Тогда показатели обоих датчиков можно сравнить и, как правило, неисправный будет отставать.

Работоспособность нагревательного элемента проверяется также просто. Для этого нужно убедиться в том, что с аккумулятора подается питание от 9 до 12 вольт, в зависимости от автомобиля. После этого нужно измерить сопротивление нагревателя. У исправного датчика, оно должно составлять от 2,3 до 4,3 Ом.

Если элемент снят, то его можно запитать от АКБ, тогда исправный нагреватель, в течение нескольких минут должен нагреться до 350°С, то есть до рабочей температуры.

Подходящие услуги нашего автосервиса:

Диагностика автомобилей в Зеленограде

Ремонт автоэлектрики с гарантией

Как работает лямбда-зонд на основе оксида титана?

Некоторое время на автомобилях использовались датчики кислорода на основе оксида титана. Как правило, такой датчик в выпускной системе один и к нему подходят 3 или 4 провода. Такой датчик более точный, чем циркониевый и более дорогой.

Датчик данного типа не сообщается с атмосферой, не генерирует напряжение и имеет увеличенный диапазон измерения.

Он запитывается и работает по принципу расходомера. То есть подключается к ЭБУ и подает сигнал в виде напряжения. Данный сигнал непрерывно изменяется, примерно 1 раз в секунду в диапазоне от 0,4 до 4.5 вольт. Низкое напряжение указывает на богатую смесь, высокое – на бедную.

Как работает широкополсный лямбда-зонд?

Вот мы и подобрались к самому современному решению от автопроизводителей – широкополосному лямбда-зонду, так называемому датчику Воздух/Топливо (A/F sensor).

В его косе, обычно, 5-6 проводов. Этот датчик способен измерять состав топливовоздушной смеси во всём диапазоне, по величине и направлению тока.

Например, широкополосные лямбда-зонды используются и на автомобилях Ford, которые мы профессионально ремонтируем и обслуживаем в нашем автосервисе. Для примера широкополосный пятипроводный датчик используется в Ford Focus ST II. На остальных двигателях Фокуса, которые мы также ремонтируем, используются узкополосные четырехпроводные датчики.

Такие датчики обычно используются на бензиновых двигателях, которые работают на бедной смеси, а также на бензиновых двигателях с прямым впрыском, а также на дизельных двигателях. И всё потому что они очень точные. Рабочая температура датчиков этого типа – 650°С.

Получая данные от кислородных датчиков, ЭБУ постоянно регулирует подачу топлива на основе поступающего в цилиндры воздуха.

Так как датчики кислорода находятся в выпускной системе, на некотором расстоянии от камер сгорания, то лямбда-регулирование далеко от идеала. На практике состав топливовоздушной смеси постоянно колеблется от лямбды в ту или иную сторону, с интервалом 1-2 раза в секунду.

Интересная особенность широкополосного датчика заключается в том, что фиксируемое им сигнальное напряжение является выдуманным и существует только для наглядности. Увидеть его можно с помощью диагностического ПО, после чего его нужно сравнить с эталонными данными того или иного производителя. Упрощённо, любое напряжение, хоть 1,1, хоть 3,3 Вольта может быть рабочим, все зависит от типа датчика и от автопроизводителя.

Сигнал должен быть постоянным и не изменяющимся. Сигнал должен изменяться только при обогащении или обеднении топливовоздушной смеси, для этого, как мы уже говорили можно впрыснуть пропан во впускной коллектор, либо снять вакуумную трубку с него же. Богатая смесь генерирует высокое напряжение, бедная – низкое.

Заключение

Итак, мы выдали все что знали о лямбда-зондах, в теории. Конечно же, если у Вас возникли проблемы с ним на Вашем автомобиле, то всего написанного, скорее всего, окажется недостаточно, даже для того чтобы провести диагностику, так как Вам как минимум, понадобится сервисное ПО.

Поэтому, обращайтесь в наш автосервис, проверенный многими автовладельцами Зеленограда. У нас работают грамотные специалисты, в том числе и высококлассные диагносты. Мы сможем точно определить причину неисправности в Вашем автомобиле и устранить их в минимальные сроки, по самым доступным ценам.