Почему при неисправном датчике кислорода машина плохо едет и расходует много бензина

Почему при неисправном датчике кислорода машина плохо едет и расходует много бензина?

Датчик кислорода или лямбда-зонд – устройство, устанавливаемое в выпускном коллекторе. Его основная задача контролировать количество кислорода, оставшегося после сгорания топливной смеси. По стандартам эта смесь формируется в пропорции 1 к 14,7, при отклонении данного показателя лямбда-зонд передает команду в ЭБУ о нарушении качества воздушно-топливной смеси. В некоторых автомобилях устанавливают второй зонд после катализатора. Если работа датчика кислорода нарушена или он вообще вышел из строя, возникают проблемы в работе двигателя:

• машина неадекватно реагирует на нажатие педали газа;
• появляется запах топлива в салоне;
• существенно увеличивается расход топлива (до 2 раз);
• выхлоп имеет резкий запах.

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.

Способы проверки лямбда зонда

Проверка лямбда зонда мультиметром

Для самостоятельной проверки λ-зонда необходим цифровой вольтметра и руководство по эксплуатации автомобиля. Последовательность действий при этом следующая:

1. От колодки зонда отсоединяются провода и подключается вольтметр.
2. Двигатель автомобиля запускают, устанавливают частоту вращения 2500 об/мин, после чего снижают до 2000 об/мин.
3. Извлекают вакуумную трубку из регулятора топливного давления и фиксируют показания вольтметра.
4. При значении 0,9 В датчик исправен. Если вольтметр никак не реагирует, или показание ниже 0,8 В – λ-зонд неисправен.
5. Для проверки в динамике, зонд подсоединяют к разъему, параллельно подключив вольтметр и поддерживая вращение коленчатого вала двигателя на 1500 об/мин.
6. Если датчик исправен, вольтметр покажет 0,5 В. Отклонение от данного значения говорит о поломке.

Можно ли почистить зонд

Если ломается датчик кислорода, без его замены не обойтись, так как не существует методик его восстановления. Учитывая высокую стоимость запчасти, ремонт может сопровождаться немалыми расходами.

Но есть и другие варианты:

• подбирают универсальный датчик, который значительно дешевле оригинала, подходит для большинства моделей авто;
• подыскивают б/у деталь с гарантией, подойдет и выпускной коллектор с установленным датчиком.

Но не всегда обязательно менять запчасть. Достаточно знать, как почистить лямбда зонд. Ведь не исключены ситуации сильного загрязнения. На чувствительном элементе, прикрытом защитным колпачком, могут откладываться частички сажи, нагара. Из-за этого в работе появляются неполадки, погрешности. После удаления налета эффективность устройства восстанавливается.

Тонкости очистки:

1. Процедура начинается с демонтажа, для чего поверхность детали нагревают до 50 градусов. Изъяв датчик, снимают защитный колпачок.
2. В работе используют ортофосфорную кислоту, способную удалить частицы нагара, загрязнений, не повреждая электроды, важные элементы. Отмачивание проводится на протяжении 10 – 20 минут.
3. Более сложный вариант предполагает снятие защитного колпачка и мойку с использованием тончайшей кисточки. Удалив загрязнения, деталь промывают, высушивают.

Мойка проводится если возможно обратное закрепление защиты, предполагающее проведение аргоновой сварки. Стоимость очистки намного меньше, чем замены. Такое решение подойдет только для исправных, но загрязненных датчиков. При последующем закреплении важно смазать резьбовое соединение монтажной пастой. При установке нового элемента смазка не требуется, соединение обрабатывается по время производства.

Предназначение и работа датчика

Чтобы понять, за что отвечает лямбда зонд, стоит обратить внимание на работу топливной системы. Кислородный датчик – важный элемент, позволяющий максимально повышать эффективность мотора на инжекторных машинах.

Высокая производительность возможна при полном сгорании воздушно-топливной смеси. Поэтому важно определить оптимальную пропорцию составляющих. Благодаря правильной оценке содержания кислорода в выхлопах, выполняется последующий расчет состава топливной смеси.

Исправно работающий зонд обеспечивает:

• сокращение расхода топлива до 15%;
• повышение экологичности выхлопных газов;
• сохраняется заводской ресурс катализатора;
• поддерживается отличная динамика, отзывчивость во время управления.

Лучшие показатели свойственны автомобилям с двумя датчиками, где один находится до катализатора, а второй после него.

Изучая принцип работы лямбда зонда, стоит учесть, что схема действия отличается в зависимости от типа.

Виды устройств:

1. Двухточечные модели в своей конструкции включают два электрода. Это позволяет оценить коэффициент избытка кислорода в топливной смеси по определению его содержания в выхлопах. Действие происходит во время прохождения выхлопных газов. Здесь первый элемент чувствителен к кислороду. Второй делается из циркония. В момент прохождения выхлопов между электродами измеряется потенциал. Повышение показателя означает избыточное содержание кислорода.
2. Широкополосные представляют новый тип зондов. Здесь сохраняется напряжение в 450 мВ. Устройство включает керамические составляющие – двухточечную и закачивающую. Последняя втягивает кислород, имеющийся в выхлопах. При этом используется определенная сила тока. Падение уровня кислорода приводит к повышению напряжения, что сопровождается подачей соответствующего сигнала ЭБУ.

Уход, своевременная диагностика, устранение неполадок позволяет исключать большинство непредвиденных ситуаций, сохранять заводской ресурс, функциональность узлов.

Как определить неисправность датчика кислорода

Существует ряд методов для проверки состояния лямбда датчика и его питающих/сигнальных цепей.

Что нужно сделать в первую очередь при диагностике?

1. Необходимо оценить количество сажи на трубке зонда. Если ее слишком много — датчик будет работать некорректно.
2. Определить цвет отложений. Если на чувствительном элементе датчика имеются белые или серые отложения — это означает, что используются присадки к топливу или к маслу. Они негативно сказываются на работе лямбда зонда. Если на трубке зонда имеются блестящие отложения — это говорит о том, что в используемом топливе очень много свинца, и от использования такого бензина лучше отказаться, соответственно, сменить марку бензозаправки.
3. Можно попытаться очистить сажу, однако это не всегда возможно.
4. Проверить мультиметром целостность проводки. В зависимости от модели конкретного датчика он может иметь от двух до пяти проводов. Один из них будет сигнальным, а остальные — питающими, в том числе, для питания элементов подогрева. Для выполнения процедуры проверки вам понадобится цифровой мультиметр, способный измерять постоянное электрическое напряжение и сопротивление.
5. Имеет смысл проверить сопротивление нагревателя датчика. В разных моделях лямбда зонда оно будет находиться в пределах от 2 до 14 Ом. Значение питающего напряжения должно быть около 10,5…12 Вольт. В процессе проверки также нужно обязательно проверить целостность всех проводов, подходящих к датчику, а также значение сопротивления их изоляции (как попарно между собой, так и каждого на «массу»).

Как проверить лямбда-зонд видео

Обратите внимание, что нормальная работа датчика кислорода возможна лишь при его нормальной рабочей температуре, равной +300°С…+400°С. Это обусловлено тем, что лишь в таких условиях циркониевый электролит, нанесенный на чувствительный элемент датчика, становится проводником электрического тока. Также при такой температуре разница атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе приведет к тому, что на электродах датчика появится электрический ток, который и будет передаваться на электронный блок управления двигателем.

Так как проверка кислородного датчика во многих случаях подразумевает снятие/установку то стоит учесть такие нюансы:

• Лямбда — устройства очень хрупкие, поэтому при проверке нельзя подвергать их механическим нагрузкам и/или ударам.
• Резьбу датчика необходимо обработать специальной термопастой. При этом нужно следить, чтобы паста не попала на его чувствительный элемент, поскольку это приведет к его некорректной работе.
• При закручивании необходимо соблюдать значение крутящего момента, и пользоваться для этих целей динамометрическим ключом.

Точная проверка лямбда зонда

Точнее всего определить неисправность датчика концентрации кислорода позволит осциллограф. Причем использовать профессиональный аппарат необязательно можно снять осциллограмму используя программу-симулятор на ноутбуке либо другом гаджете.

График правильной работы датчика кислорода

На первом рисунке в данном разделе представлен график правильной работы датчика кислорода. В этом случае на сигнальный провод поступает сигнал, похожий на ровную синусоиду. Синусоида в данном случае означает, что контролируемый датчиком параметр (количество кислорода в выхлопных газах) находится в предельно допустимых границах, и просто происходит его постоянная и периодическая проверка.

График работы сильно загрязненного датчика кислорода

График работы датчика кислорода на обедненной топливной смеси

График работы датчика кислорода на обогащенной топливной смеси

График работы датчика кислорода на бедной топливной смеси

Далее представлены графики, соответствующие сильно загрязненному датчику, использованию двигателем автомобиля обедненной топливной смеси, богатой смеси, а также бедной смеси. Ровные линии на графиках означают, что контролируемый параметр вышел за допустимые пределы в ту или другую сторону.

Причины нарушения работы и явные признаки

Как правило, к нарушению функционирования датчика приводят следующие причины:

• На датчик попадает какая-нибудь агрессивная жидкость, например антифриз или жидкость тормозная.
• Проблемы могут начаться, если в процессе очистки корпуса регулятора владелец использовал химически активные средства.
• Если в горючем для автомобиля содержится большое количество свинцовых соединений.
• В случае значительного перегрева регулятора, что происходит либо из-за применения топлива низкого качества, либо из-за засорения фильтра.

О неисправностях регулятора можно судить по явным признакам внешнего характера. Заметить это легко. Достаточно обратить внимание на следующие моменты:

1. Резко увеличилось потребление горючего.
2. Автомобиль дергается с места рывками, даже при прогретом двигателе.
3. Цвет и запах выхлопных газов изменился.
4. Нарушена работа катализатора.

Безусловно, на датчик оказывают негативное воздействие и общие условия эксплуатации. Может быть повреждена электрическая проводка или сам регулятор, если невнимательно относиться к стандартным правилам эксплуатации автомобиля.

Ступени

В свою очередь, эксперты видят два основных этапа ухудшения работы датчика.

На первой стадии неисправности датчика налицо увеличение времени реакции двигателя на нажатие педали газа. Силовой агрегат реагирует вяло, при нажатии на акселератор начинает мигать «чек», педаль опускается – мигание прекращается. На этой стадии неисправности водитель замечает ухудшение тяги, динамики разгона и повышение расхода горючего (пока незначительно). Как правило, данный этап неисправности регулятора может длиться около года.

Второй этап – это уже намного печальнее. Большинство автовладельцев на этой стадии задумываются над тем, а зачем собственно этот датчик кислорода нужен. Полностью исчезает нормальный разгон, автомобиль «тупит» даже на абсолютно ровной дороге. Еще одной отличительной чертой второй стадии можно назвать снижение оборотов силового агрегата, даже при вдавливании акселератора в пол. Во впускном коллекторе при этом могут быть слышны хлопки.

Для полной уверенности рекомендуется запустить автомашину «на холодную». Если датчик кислорода неисправен по второй шкале тяжести, автомобиль проработает идеально только первые несколько минут. Когда же прибор начнет функционировать, отправляя сигналы ЭБУ, сразу возникнут проблемы.

Принцип действия лямбда зонда

Основной задачей лямбда зонда является определение химсостава выхлопных газов и уровня содержания в них молекул кислорода. Этот показатель должен колебаться в пределах от 0,1 до 0,3 процентов. Бесконтрольное превышение этого нормативного значения может привести к неприятным последствиям.

При стандартной сборке автомобиля, лямбда зонд монтируется в выпускном коллекторе в области соединения патрубков, однако, иногда бывают и другие вариации его установки. В принципе, иное расположение не влияет на рабочую производительность данного прибора.

Сегодня можно встретить несколько вариаций лямбда зонда: с двухканальной компоновкой и широкополосного типа. Первый вид чаще всего встречается на старых автомобилях, выпущенных в 80-е годы, а также на новых моделях эконом-класса. Датчик широкополосного типа присущ современным авто среднего и высшего класса. Такой датчик способен не только с точностью определить отклонение от нормы определенного элемента, но и своевременно сбалансировать правильное соотношение.

Благодаря усердной работе таких датчиков существенно повышается рабочий ресурс автомобиля, снижается топливный расход и повышается стабильность удержания оборотов холостого хода.

С точки зрения электротехнической стороны, стоит отметить тот момент, что датчик кислорода не способен создавать однородный сигнал, так как этому препятствует его расположение в коллекторной зоне, ведь в процессе достижения выхлопными газами прибора может пройти определенное количество рабочих циклов. Таким образом, можно сказать, что лямбда зонд реагирует скорее на дестабилизацию работы двигателя, о чем он собственно впоследствии и оповещает центральный блок и принимает соответствующие меры.

Признаки неисправности

Сейчас же рассмотрим сами неисправности кислородного датчика. В большинстве случаев о проблемах в работе лямбда зонда подскажет сам автомобиль.

Неработающий зонд скажется на:

• динамике набора скорости;
• неустойчивой работе силовой установке;
• обороты мотора на холостом ходу будут сильно «плавать»;
• потребление топлива значительно увеличится.

Если все это начало проявляться, то зачастую виной является лямбда зонд, и на него в первую очередь нужно обратить внимание.

Ну и обязательно загорится индикаторная лампа «Check Engine», хотя узнать, что причиной загорания этой лампы стал именно лямбда зонд можно будет только после диагностики электронного блока сканером.

Также читайте как проверить как проверить лямбда зонд.

Что же касается самих неисправностей этого датчика, то их условно можно подразделить на внешние и внутренние.

Их всего две – обрыв проводки, идущей к элементу (хотя данная неисправность и не касается самого датчика, но она влияет на его работоспособность), и сильный удар, приведший к повреждению корпуса и разрушению внутренних элементов его.

Обе эти неисправности зачастую происходят из-за агрессивной эксплуатации авто, к примеру, частая активная езда по бездорожью.

Их несколько больше:

• Нарушение герметичности корпуса датчика, приведший к проникновению воздуха или выхлопных газов внутрь лямбда зонда;
• Значительное наслоение продуктов горения на рабочие поверхности датчика, из-за чего платина не способна уловить молекулы кислорода. Чаще всего происходит из-за использования топлива низкого качества;
• Естественное старение датчика. Он работает в агрессивной среде, которая постепенно снижает работоспособность его вплоть до полного прекращения выполнения своих функций;
• Воздействие очень высокой температуры может привести к перегреву датчика и нарушению его работоспособности. Чаще всего происходит из-за неисправности топливной системы или неквалифицированной доработки мотора.

Внешние неисправности, а также разгерметизация корпуса сказываются на работе мотора сразу же.

А вот внутренние неисправности оказывают свое воздействие на работоспособность силовой установки постепенно, по мере усугубления проблемы.

В некоторых ситуациях спасти ситуацию с лямбда зондом может его чистка, более подробней про это можно узнать здесь https://autotopik.ru/sovet/1112-kak-pochistit-lyambda-zond-v-domashnih-usloviyah.html.

Заключение

Ремонтировать лямбда зонд не берутся, потому что нет возможности купить или заказать отдельно нагревательные элементы, которые выполнены из особых материалов. Именно поэтому кислородный датчик – недешевое устройство (от 3000 руб).

Иногда помогает промывка с помощью химии.

Можно попробовать собрать из двух сломанных кислородных датчиков один целый, но паять нужно особым припоем. Обычная пайка невозможна, ведь выпускной коллектор в процессе работы греется до температуры 300 градусов по Цельсию, а значит, весь припой просто растечется.

В большинстве случаев ремонт заключается в замене датчика на СТО. Если предполагается удаление катализатора, то датчик кислорода вообще демонтируют. На его место ставят заглушку или просто отключают проводку. Обязательно проводится перепрошивка ЭБУ автомобиля. Иначе ошибка «Check Engine» будет гореть постоянно.