Как проверить лямбда зонд осциллографом

Снижение частоты переключения выходного сигнала датчика кислорода может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере “приёмистости” двигателя.

Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление датчика кислорода снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала датчика кислорода уменьшается. Стареющий датчик кислорода легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий датчик кислорода всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют.

Напряжение выходного сигнала стареющего датчика кислорода при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300…600mV.

Лямбда-зонд — что это, признаки неисправности и способы проверки

Инжекторные двигатели экономичны и дружелюбны к экологии в отличии от карбюраторных моторов. Высоких показателей инженеры добились благодаря датчикам в системе питания. Один из датчиков, который непосредственно влияет на смесеобразование – это лямбда-зонд или кислородный датчик.

Если он выходит из строя, можно наблюдать потерю мощности, большой расход топлива, нестабильную работу мотора.

Зачем в автомобиле нужен лямбда-зонда, место расположения

Лямбда-зонд необходим для измерения коэффициента содержания кислорода в горючей смеси. Он устанавливается всегда в районе приемной трубы до катализатора и измеряет объем несгоревшего кислорода в продуктах сгорания. Эта информация позволит ЭБУ готовить оптимальную смесь.

Наиболее эффективно сгорает смесь, в которой содержится 14,7 частей воздуха и одна часть топлива. Это оптимальные показатели, если кислород присутствует в больших количествах, то смесь бедная, если воздуха меньше, то богатая.

Сгорание богатой смеси менее эффективно – можно наблюдать снижение мощности, повышенный расход топлива.

Так как моторы в автомобилях функционируют на совершенно разных режимах, то оптимальное соотношения воздуха и топлива может не соблюдаться. Для контроля качества смеси в системах питания применяют кислородные датчики.

На основе сигналов от лямбды ЭБУ может оценить качество смеси. Если обнаружены показатели, которые не соответствуют нормам, смесь корректируется.

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 и причины неисправности датчика

При неисправном лямбда-зонде выхлопные газы становятся более токсичными. Определить это можно при помощи специального диагностического оборудования. При этом никаких внешних признаков не будет, также, как и не будет никакого особенного запаха.

Вырастает расход топлива. Водители, как правило следят за тем, насколько наполнен топливный бак, стараются определить скорость, при которой расход минимален. Повышенный расход будет сразу же заметен. В зависимости от серьезности поломки датчика кислорода, расход вырастет в пределах от 1 л до 4 л.

Перегрев каталитического нейтрализатора. Если лямбда неисправна, то в ЭБУ подается неверный сигнал. Это может приводить к неправильной работе катализатора. Он перегревается вплоть до красного цвета и выходит из строя.

Автомобиль будет дергаться, и водитель сможет услышать хлопки. Лямбда перестает формировать правильные сигналы, в результате – нестабильный ХХ. Обороты могут колебаться в очень широких диапазонах.

Снижаются динамические характеристики. Автомобиль теряет мощность. Эти признаки можно наблюдать в сильно запущенных случаях. Датчик не работает на холодном моторе, а автомобиль всячески сигнализирует о неисправности.

Среди причин поломок можно выделить:

• Повреждения, вызванные сильными ударами, ДТП, наездами на бордюр;
• Некорректную работу ДВС и проблемы в работе системы зажигания, когда элемент перегревается и выходит из строя;
• Засор системы и некачественное топливо. Чем больше в бензине тяжелых металлов, тем быстрее лямбда выйдет из строя;
• Поршневая группа – часто из-за изношенной ЦПГ в выпускной коллектор попадает масло, а продукты его сгорания забивают зонд;
• Замыкания в электропроводке;
• Бедная или слишком богатая смесь;
• Попадание лишнего воздуха в выхлопную систему;
• Пропуски зажигания;
• Топливные присадки.

Проверка лямбда-зонд с помощью диагностического устройства

В большинстве случае ДВС сам подсказывает есть ли неисправности в работе датчиков. Самым быстрым и эффективным способом диагностики в таком случае будет подключение ODBII сканера.

Из доступных на рынке вариантов рекомендуем обратить внимание на модель корейского производства Scan Tool Pro Black Edition.

Данное устройство относится к бюджетному сегменту, но в отличие от китайских аналогов на 8-битном чипе, имеет 32-битную базу, что позволяет осуществлять диагностику не только двигателя, но и других систем автомобиля (коробку передач, трансмиссию, ABS, ESP, систему кондиционирования и т.д.).

Сканер достаточно прост в использовании, имеет широкий функционал и совместим с большинством автомобилей начиная с 1993 года выпуска.

Если все плохо, то в ЭБУ будет выдавать следующие ошибки – это P0131, P0134, P0171. Более подробно о них в видео ниже.

Также будет загораться лампочка «проверьте двигатель», но здесь точно установить причину можно только при помощи диагностики. Чек загорается и в случае других проблем.

Как проверить лямбда-зонд мультиметром

Когда наблюдаются рывки при движении, повышенный расход горючего, и горящий “чек”, то стоит провести диагностику. Эти признаки могут говорить и о других неисправностях, но если есть мультиметр, то можно проверить кислородный датчик своими руками. Специалисты рекомендуют проверять лямбду через измерение напряжений.

Но прежде любых измерений нужно прогреть ДВС. Если лямбда холодная, она не будет работать. Также рекомендуется по возможности снять датчик и осмотреть его и проводку на предмет грязи и повреждений. Если датчик деформирован, электрод поцарапан или покрыт сажей, нагаром, то лучше его заменить.

Измерения напряжения в цепи подогрева

Включают зажигание, щупами протыкают провода, которые идут к нагревателю. Можно также втыкать щупы мультиметра в разъем. Напряжение будет примерно равно напряжению в бортовой сети. Если двигатель не запущен, то напряжения может и не быть.

Обычно плюс приходит к нагревателю напрямую. Минус подает блок управления. Если отсутствует плюс, следует проверить цепи от аккумулятора до датчика. Если отсутствует минус, тогда нужно проверить цепь от ЭБУ до датчика.

Проверка нагревателя

Можно проверить работоспособность кислородного датчика при помощи омметра. Очень часто поломка связана со спиралью подогрева или проводкой к ней.

Для проверки омметр присоединяют между контактами нагревателя. Если нагреватель исправен, то омметр покажет сопротивление от 2 до 10 ОМ. В цепи подогрева сопротивление будет от 1 кОм до 10 мОм. Если сопротивления нет, то стоит поискать обрыв в проводке.

Опорное напряжение

Имея под рукой мультиметр, можно проверить опорное напряжения. Для этого включают зажигание, затем измеряют напряжение между проводом сигнала и массой.

В правильно работающей лямбде напряжение будет в пределах 0,45 В. Если имеются отличия хотя-бы на 0,2 В, то проблемы с сигнальной цепи или плохая масса.

Проверка сигнала с датчика осциллографом

Двигатель необходимо прогреть. Осциллограф подключают между сигналом и массой. Затем поднимают обороты до 3000 и наблюдают за изменениями показаний. Сигнал должен меняться в пределах от 0,1 В до 0,9 В. Если осциллограф точный и видно, что изменения в более узком диапазоне, то лямбда неисправна.

Также стоит засечь время, в течении которого показания опускаются от большего уровня к меньшему. За 10 секунд показания должны меняться 10 раз. Если смены происходят реже, тогда может появиться ошибка под датчику.

Как проверить лямбда-зонд на работоспособность: диагностика мультиметром и тестером пошагово с фото и видео

«Начинка» современных автомобилей содержит множество датчиков, которые призваны контролировать исправность различных систем и агрегатов. Одним из главных помощников водителя является лямбда-зонд. Но иногда он тоже способен выходить из строя. Не все автолюбители знают, как проверить лямбда-зонд своими руками и серьёзно сэкономить на походах в автосервис.

Лямбда зонд: что такое и где находится

Лямбда зонд (ƛ зонд) – датчик, который замеряет объём кислорода в выхлопных газах и сравнивает со стандартом. Иными словами, это кислородный датчик. Если показатели его не устраивают, он подаёт сигнал в блок управления.

Место нахождения зависит от числа датчиков в машине. Так, в ТС, выпущенных до 2000 года, чаще всего стоит один. В более поздних моделях — от 2 датчиков. Первый всегда находится под капотом, второй (если он есть) – под днищем машины.

Как работает датчик

Выхлопные газы проходят сквозь датчик, а внутрь него поступает чистый воздух из атмосферы. Из-за разной окислительной способности чистого воздуха и отработавших газов появляется разность потенциалов. Эти показания и отправляются в ЭБУ.

Внутри датчика спрятаны токопроводящий элемент, электроды, сигнальный контакт и заземление. Вся эта система начинает работать только после прогрева до 300–400 o C. Только при такой температуре твёрдый электролит способен проводить электричество.

Виды кислородных датчиков

Современные ТС оснащаются тремя видами датчиков.

Циркониевый. Одна из самых популярных моделей, основной элемент в составе — диоксид циркония. Наконечник керамический, начинает работать только при нагреве до 350 o C. Быстро разогревается за счёт вмонтированной нагревательной детали с керамическим изолятором.

Такие датчики делятся на 1, 2, 3 и 4 проводные.

Титановый. Наконечник устройства изготовлен из диоксида титана. Внешне датчик мало отличается от циркониевого, но работать начинает только при температуре от 700 o C. Из-за сложной конструкции, высокой стоимости и излишней чувствительности к температурным перепадам такие датчики редко используются.

Широкополосный. В отличие от предыдущих моделей, у этого датчика имеются две ячейки:

1. Измерительная. Благодаря электронной схеме модуляции, в составе газов внутри ячейки сохраняется показатель ƛ =1.
2. Насосная. Если смесь богатая, дополняет состав ионами кислорода из атмосферы, если обеднённая — выводит лишние молекулы кислорода из диффузионного отверстия во внешнюю среду.

Признаки и причины неисправности ƛ-зонда

Лямбда-зонд в процессе эксплуатации авто может выйти из строя. Чаще всего датчик ломается из-за некачественного топлива, попадания топлива или масла внутрь, или неполадок в системе подачи горючего.

О неисправности лямбда-зонда могут говорить следующие признаки:

• обороты растут до максимума, после чего резко выключается мотор;
• обороты на холостом ходу становятся нестабильными;
• мощность существенно падает при повышении оборотов;
• электронный блок выдаёт ошибку из-за поздней подачи сигнала с ƛ-датчика;
• машина едет рывками.

Чтобы вернуть датчику работоспособность, его необходимо вынуть и правильно очистить. Для этого снимают керамическую головку и убирают загрязнения тряпкой с химическим средством. Если и это не помогает, датчик придётся менять.

Как проверить лямбда-зонд на работоспособность

Существует несколько способов проверить лямбда-зонд на исправность. Самый простой и поверхностный — тщательный осмотр устройства, самый сложный — диагностика при помощи специального оборудования.

Внешний осмотр датчика

Итак, внешнее изучение кислородного датчика будет состоять из нескольких шагов:

1. Проверить внешнюю часть, которая находится вне катализатора. Не должно быть оплавленных участков, обрывов или замкнутых контактов.
2. Выкрутить датчик из катализатора и изучить нижнюю часть, обычно спрятанную в катализаторе. Пятна сажи на ней говорят о том, что топливо слишком концентрировано, двигатель и клапаны близки к износу или в выхлопной системе произошла утечка. Отложения серого цвета сигнализируют о высоком содержании свинца в топливе.

Проверка лямбда-зонда мультиметром (тестером)

Потребуется вольтметр, омметр или мультиметр, в котором объединяются оба эти устройства. Если используется последний, его нужно перевести в режим замера сопротивления. Чтобы испытать нагреватель датчика, необходимо:

1. Вывести из колодки датчика контакты 3 и 4 разъёма (стандартно это белый и коричневый провода).
2. Подсоединить контакты к выходам тестера и измерить сопротивление.

Показатели могут быть разными, обычно они варьируются в пределах 2–10 Ом. Цифра более 5 Ом говорит об отличной работоспособности датчика. Если сопротивление вообще не выводится на дисплей, это говорит о том, что в нагревателе лямбда-зонда порвался провод и требуется немедленная замена.

Прогрев зонда

Кроме того, мультиметром можно проверить восприимчивость наконечника кислородного датчика. Для этого нужно завести машину и прогреть мотор до 70–80 o C. Последующий алгоритм будет таким:

1. Довести мотор до 3000 оборотов в минуту и зафиксировать этот показатель на 2–3 минуты, пока датчик не прогреется.
2. Минусовой щуп мультиметра подсоединить к массе машины, другой состыковать с выходом датчика.
3. Изучить данные на тестере: они должны варьироваться от 0,2 до 1 В и меняться 10 раз в секунду.
4. Надавить педаль газа в пол и резко отпустить её. Исправный датчик выдаст значение в 1 В, после чего резко упадёт до ноля. Если цифры на дисплее не меняются при действиях с педалью и показывают 0,4–0,5 В, датчик требует замены.

Если напряжения нет вовсе, стоит проверить проводку. Для этого нужно «прощупать» мультиметром все провода, соединяющие реле с выключателем зажигания.

Проверка осциллографом

Диагностика осциллографом будет более продуктивной, поскольку в этом случае можно зафиксировать промежуток времени, за которое меняется выходное напряжение. Нормальными считаются показатели ниже 120 мСек.

Итак, алгоритм проверки будет таким:

1. Найти сигнальный провод датчика и подключить к нему осциллограф. Затем нужно завести мотор и разогреть его до 60–70 o C. Это нужно, чтобы прогреть датчик воздуха и дождаться от него обратной связи. В процессе подготовки на осциллографе уже появится сигнал о генерации небольшого тока (до 1 В).
2. Когда начнёт прогреваться лямбда-датчик, напряжение ещё немного вырастет. По мере прогрева до 300–400 o C диаграмма приобретёт динамику.
3. Если на прогретом двигателе дойти до 2500–3000 оборотов, исправный датчик должен показать такую картину:
4. Если резко отпустить газ, смесь переходит в режим обогащения, а лямбда откликается таким образом:

В процессе проверки важно засечь, через какое время датчик переходит в рабочий режим, то есть когда на диаграмме появляется динамика. Также анализируется реакция на работу двигателя на 2000–3000 оборотов в минуту. Если после прогрева сигнал стабильно находится только в нижнем или только в верхнем положении, датчик придётся менять. Если сигнал напоминает плавную извилистую линию, как на картинке ниже, датчик сгорел или вышел из строя.

Проверка бортовой системой

Если в машине имеется ЭБУ, поиск неполадок можно существенно облегчить. Стоит обратить внимание на индикатор «Check Engine», который нередко предупреждает о проблемах с лямбда-зондом. Чтобы уточнить причину сигнала, достаточно подключить к бортовому компьютеру автосканер.

К кислородному датчику будут относиться ошибки:

• P0130: датчик отправляет неверные данные;
• P0131: сигнал слишком слабый;
• P0132: сигнал слишком сильный;
• P0133: КД медленно реагирует;
• P0134: датчик вообще не даёт сигнала;
• P0135: нагреватель первого датчика не функционирует;
• P0136: произошло замыкание второго датчика;
• P0137: КД2 медленно реагирует;
• P0138: КД2 слишком быстро реагирует;
• P0140: разрыв в цепи КД2;
• P0141: нагреватель второго датчика неисправен;
• P1102: слабое сопротивление нагревателя КД;
• P1115: цепь повреждена, считать данные невозможно.

Видео: как проверить работоспособность лямбда-зонда

Проверять исправность лямбда-зонда нужно регулярно, особенно если пробег машины перевалил за 50 000 км. Очень часто признаки выхода датчика из строя схожи с более серьёзными поломками. Вместо того, чтобы выискивать проблему в двигателе или электронике, порой достаточно поверхностно осмотреть лямбда-датчик.