Горит ошибка лямбда-зонда – причины и диагностика

лямбда зонд                      оригинальный лямбда зонд                    кислородный датчик

Применение лямбда-зондов в автомобилестроении началось в 70-ых годах прошло века.
Оно обусловлено прежде всего обеспечением более эффективной работы двигателей автомобилей, снижению токсичности выхлопных газов, экономии топлива.
Применение не ограничивается только автомобилями, они широко применяются при строительстве газотурбинных станций, бензиновых и дизельных генераторов, отопительных систем, газовых котлов и так далее.

Конструкция этого элемента совершенствуется и по сей день, применяются новые материалы и технологии, для обеспечения более точных данных которые поступают в электронный мозг автомобиля, ужесточаются и требования к этим узлам.


λ-зонд,O2 Sensor, кислородник, кислородный датчик 

— анализирует количество кислорода в отработавших газах автомобиля (остаточный кислород). Данные в виде электрического импульса передаются в ECU электронный блок управления двигателем, который сравнивает данные с зашитыми в его память значениями и корректирует качественный и количественный состав топлива – оптимальное соотношение горючего и воздуха.

Обмен данными между сенсором и ECU, приводит к коррекции состава топлива тем самым снижая токсичность выхлопных газов, уменьшая количество не сгоревшего топлива в выпускном коллекторе.


Коэффициент избытка воздуха λ-лямбда


Существует такое понятие как стехиометрическое отношение – это эталонная пропорция воздушной массы и топлива, при которой происходит наиболее эффективное сгорание.

В численном выражении она выглядит так:
14.7 частей воздуха на 1 часть топлива (14.7:1)
В данной пропорции 14.7 воздуха является оптимальным количеством окислителя для окисления 1 части горючего и полного его сгорания, без остатка продуктов горения.
На основании данной пропорции рассчитывается работа топливной системы двигателя на различных режимах эксплуатации (прогрев автомобиля, езда по трассе в спокойном режиме, ускорения).

Коэффициент избытка воздуха (λ)

– это отношение действительного количества воздуха, поступившего в двигатель, необходимому (стехиометрическому) для максимально эффективного сгорания топлива.
Коэффициент избытка воздуха различают по трем типам смесеобразования:
λ>1 – бедная смесь избыточное количество воздуха; недостаток — топливо.
λ<1 – богатая смесь избыточное количество топлива; недостаток — воздух.
λ=1 – стехиометрическая смесь идеальное значение 14.7 частей воздуха к 1 части топлива.

коэффициент избытка воздуха

Компоненты лямбда зонда

 

На современном рынке транспорта существует большое количество разных типов кислородных датчиков. Одно-проводные, двух трёх-проводные, четырех-проводные,
5-6ти проводные – широкополосные лямбда зонды. Широкое применение получили сенсоры с 4 проводами и широкополосные датчики. Лямбды с меньшим количеством проводов встречаются редко и в основном на старых автомобилях.

конструкция лямбда зонда

Компоненты кислородного датчика

  • корпус, выполнен в виде цилиндра из жаропрочной стали.
  • чувствительный элемент, измерительный сенсор с напылением из драг металлов (платины).
  • керамический изолятор сенсора.
  • защитный наконечник с отверстиями для забора выхлопных газов, могут иметь разное сечение и форму в зависимости от производителя и модели лямбды.
  • нагревательный элемент, разогревает датчик до рабочей температуры, что бы максимально быстро сократить время работы двигателя на богатой смеси (прогреве).
  • монтажная пластина с резьбой и гайкой, для установки или удаления датчика при помощи гаечного ключа.
  • высокотемпературные провода, служат в качестве соединения лямбда зонда с моторной косой проводов автомобиля.

 

Принцип работы лямбда-зонда


Принцип работы — контролировать состав отработанных газов. На основании показаний с лямбд — ЭБУ корректирует смесь топлива и воздуха в большую или меньшую сторону, стараясь максимально приблизить состав смеси к идеальному показателю λ=1 – идеальная смесь топлива.

Ужесточение экологических норм, предъявляемых к авто-производителям, поставили перед ними задачу по снижению токсичности выхлопа автомобилей. Начали применяться каталитические нейтрализаторы – которые дожигают не сгоревшее топливо, и расщепляют вредные соединения в составе выхлопных газов. За контролем работы этого узла также следит лямбда-зонд.
Условно разделяют на верхний и нижний или первый и второй кислородники.
Первый стоит перед катализатором на выпускном коллекторе и контролирует состав отработавших газов – информация с которого помогает блоку управления корректировать топливно-воздушную смесь. Вторая лямбда анализирует поток газов, который прошел через катализатор, на основании его показаний ЭБУ следит за эффективностью работы каталитического нейтрализатора и «делает» более точную долгосрочную корректировку по топливу.
По своей конструкции они могут быть абсолютно идентичными и иметь одинаковый артикул производителя.

принцип работы кислородных датчиков      схема работы кислородного датчика 

 

 

> Рабочая температура кислородных датчиков при которой поступающие с них сигналы корректны составляет 300 – 700 C°, поэтому при пуске двигателя на холодную, показатели с них игнорируются, для ускорения выхода в рабочий режим используется, подогрев встроенный в корпус лямбда-зонда.


Основные неисправности лямбда зонда

 

  • нарушение или обрыв электрической цепи сенсора или его подогрева.

    Данный вид поломки может быть вызван множеством факторов (механическое повреждение проводов, термическое повреждение изоляции и как следствие короткое замыкание на массу, физическое старение проводки, окисление контактов, попадание тормозной жидкости, антифриза на проводку может привести к
    поломке лямбда зонда. Такие случаи тоже нередки на примере Mazda CX-7, специфичное расположение лямбда-зонда требует особого внимания при замене тормозной жидкости, новый оригинальный кислородник обойдется от 8 до 15 тысяч рублей. При такой неисправности сенсор не подает никаких сигналов, диагностической системой автомобиля она отмечается горящим индикатором check engine ошибке присваивается соответствующий номер:

P0134 – отсутствие сигнала датчика кислорода 1 перед катализатором
Circuit No Activity Detected Bank 1 Sensor 1

P0140 – обрыв датчика кислорода 2 после катализатора, нет отклика.
Circuit No Activity Detected Bank 1 Sensor 2

P0136 – замыкание на массу датчика кислорода 2 после катализатора
Oxygen Sensor short circuit Bank 1 Sensor 2


Ошибки по подогреву лямбды будут иметь такую запись

P0135 – неисправность нагревателя O2 сенсора 1 перед катализатором
Heated Oxygen Sensor Heater Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 1
P0141 – неисправность нагревателя датчика кислорода 2 после катализатора
O2 Sensor Heater Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 2 Downstream

Общие коды ошибок, указывающие на некорректно работающие или вовсе не
работающие кислородные датчики

P0130 – неверный сигнал лямбда зонда 1 перед катализатором низкое напряжение в цепи.
Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 1
P0131 – низкий уровень сигнала датчика 1 перед катализатором
Circuit Low Voltage Bank 1 Sensor 1
P0132 – высокое напряжение датчика кислорода 1 перед катализатором
Circuit High Voltage Bank 1 Sensor 1
P0133 – медленный отклик датчика кислорода 1 перед катализатором
Circuit Slow Response Bank 1 Sensor 1
P0137 – низкий уровень сигнала O2 сенсора после катализатора
Circuit Low Voltage Bank 1 Sensor 2
P0138 – высокое напряжение датчика кислорода 2 после катализатора
Circuit High Voltage Bank 1 Sensor 2

Что такое Bank1 Bank2 Sensor 1 Sensor 2 ?


Все достаточно просто, 1ый— это всегда датчик перед катализатором и соответственно 2ой— это лямбда-зонд после катализатора, при этом они могут быть как bank 1, так и bank 2. На машинах где один выпускной коллектор всегда будет Bank1, если коллекторов 2, то и bank будет 1 и 2.
По сути bank 1 или 2 означает первый и второй ряд цилиндров от которых идет выпускной коллектор, на каждом коллекторе есть передний (1) и задний (2) датчик кислорода.
Например, запись bank1 sensor 2 говорит нам, что неисправна лямбда на первом выпускном коллекторе после катализатора
На автомобилях с одним выпускным коллектором всегда будет запись вида:
Bank1 sensor 1 или Bank1 sensor 2
Правило определения сводится к тому что Bank1 всегда соответствует первому цилиндру и выпускному коллектору, установленному на цилиндры вместе с 1ым, соответственно другой выпускной коллектор с другим рядом цилиндров Bank2.

bank1 bank2                 схема цилиндров

 

  • загрязнение чувствительного элемента

– в процессе эксплуатации автомобиля продолжительное время, использования разных заправок, длительное стояние в пробках и работа на холостом ходу приводят к загрязнению датчика кислорода. На рабочей поверхности лямбды появляется нагар.
Нагар также может появится по причине попадания масла в выпускной коллектор автомобиля из-за изношенной ЦПГ двигателя.
Это в свою очередь может повлиять на данные которые поступают от лямбды и на работу двигателя в целом. В этом случае можно попробовать реанимировать датчик с помощью чистки рабочей поверхности в ортофосфорной кислоте. Учитывая стоимость нового довольно неплохая альтернатива. Данный метод не гарантирует положительного результата. Помните о мерах безопасности при таком методе чистки, используйте средства защиты.

Симптомы неисправности кислородника


•  Изменение отклика педали газа, а именно падение тяги и снижение динамических характеристик.
•  Значительное или не значительное повышение расхода топлива.
•  Повышение расхода топлива на прогревочном режиме работы.
•  Критичные показатели токсичности выхлопных газов.
•  Плавающие, неровные холостые обороты, «подтраивание».
•  Подергивания автомобиля при ускорении или сбросе газа.


Методы диагностики кислородного датчика

ELM327                         OBDII                   inpa bmw

Внимание: Большинство ошибок по лямбда-зондам диагностируются универсальными сканерами и заносятся с соответствующим кодом в память неисправностей. Приборная панель сообщит об ошибке индикатором CHECK ENGINE, в редких случаях может понадобиться более сложное оборудование в виде осциллографа что бы определить корректна ли синусоида сигнала.Ошибки могут быть вызваны не обязательно вышедшим из строя лямбда зондом, поэтому после диагностики нужно исключить другие дефекты и неисправности, которые могли привести к некорректной работе.

  • обрыв или повреждение проводов лямбда зонда, прозвонить мультиметром от моторной косы до фишки лямбда-зонда, визуально оценить состояние проводки.
  • проверить фишку на предмет окислов, плотно ли она сидит в гнезде.
  • герметичность впускного и выпускного коллекторов, подсос воздуха также может влиять на работу.
  • проверить систему впуска, MAF сенсор.
  • проверить топливную систему.
  • загрязнение входных отверстий на рабочем колпачке лямбда-зонда продуктами горения (нагар, копоть).

После проверки и исключения всех неисправностей можно принять решение о замене лямбда зонда или же устранении той или иной причины некорректной работы датчика.

Простой и эффективный метод диагностики лямбда зонда – компьютерная диагностика, при помощи диагностического разъема OBD II подключите универсальный сканер ELM327 к автомобилю, или диагностический кабель с подключением к ноутбуку. С помощью специального программного обеспечения через смартфон или ноутбук считываются коды ошибок.


> Следует так же помнить что ресурс лямбда зондов в среднем составляет 100-200 тыс.км. Это сложный многокомпонентный узел также подвержен износу. Со временем обгорает или деградирует напыление из драгоценных металлов на элементах датчика, сохнет и трескается изоляция на контактных проводах, корпус может потерять свою герметичность. Попытки восстановить зонд не приведут к желаемому результату, проще и быстрее заменить его новым.

Замену лямбда-зонда следует производить на точно такой же оригинального производителя или же на деталь фактического производителя (аналога) как правило это компании Bosch или Denso, номера указаны на корпусе лямбды. Из-за старения, окисления металла номер может быть не читаем, в этом случае подбор стоит произвести по ВИН коду автомобиля или его марке и году.

артикул лямбда зонда

Допускается установка универсальных кислородных датчиков производства bosch, denso или ngk

Установка китайских недорогих аналогов не гарантирует корректную работу системы автомобиля, срок службы таких изделий невелик. Что в свою очередь ведет к дополнительному денежному расходу на запчасти и вторичный ремонт узла.