Ремонт и замена лямбды-зонда своими руками

Назначение и принцип работы лямбда зонда

Лямбда зонд, установленный на выхлопной трубе

Жесткие экологические требования для автомобилей заставляют производителей применять каталитические нейтрализаторы, уменьшающие токсичность выхлопа. Но его эффективной работы невозможно добиться без контроля состава воздушно-топливной смеси. Такой контроль осуществляет датчик кислорода, он же λ-зонд, работа которого основана на использовании обратной связи устройства и топливной системы с дискретной или электронной системой впрыска.

Рекомендуем: Предназначение, устройство и специфика работы автомобильной карданной передачи

Измерение количества лишнего воздуха производится определением остаточного кислорода в выхлопном газе. Для этого лямбда-зонд ставят перед катализатором выпускного коллектора. Сигнал датчика обрабатывает блок управления и оптимизирует воздушно-топливную смесь, более точно дозируя подачу форсунками топлива. На некоторых моделях авто устанавливается второй прибор после катализатора, что делает приготовление смеси еще более точным.

Лямбда-зонд работает как гальванический элемент с твердым электродом, выполненным в виде керамики из двуокиси циркония, легированной окисью иттрия, на котором нанесено платиновое напыление, выполняющее роль электродов. Один из них фиксирует показания атмосферного воздуха, а второй – выхлопного газа. Эффективная работа прибора возможна при достижении температуры более 300оС, когда циркониевый электролит приобретает проводимость. Выходное напряжение появляется от разницы количества кислорода в атмосфере и выхлопном газе.

Устройство датчика кислорода (лямбда зонда)

Существует два вида λ-зонда – широкополосный и двухточечный. Первый тип обладает более высокой информативностью, позволяющей более точно настроить работу двигателя. Устройство изготавливают из материалов, выдерживающих повышенные температуры. Принцип работы всех типов датчика одинаков, и заключается в следующем:

1. Двухточечный измеряет уровень кислорода в выхлопе двигателя и атмосфере при помощи электродов, на которых в зависимости от уровня кислорода меняется разность потенциалов. Сигнал снимается блоком управления двигателя, после чего автоматически корректируется подача топлива в цилиндры форсунками.
2. Широкополосный состоит их закачивающего и двухточечного элемента. На его электродах поддерживается постоянное напряжение 450 мВ корректировкой силы тока закачивания. Уменьшение содержания кислорода в выхлопе приводит к повышению напряжения на электродах. Блок управления после получения сигнала создает необходимый ток на закачивающем элементе для закачки или откачки воздуха, чтобы привести к нормативному напряжению. Так, при чрезмерно обогащенной топливно-воздушной смеси БУ посылает команду закачать дополнительную порцию воздуха, а при обедненной смеси воздействует на систему впрыска.

Электронная обманка второго лямбда-зонда своими руками: схема и рекомендации

В таблице указаны два вида электронных конструкций. Если оценивать строго, то под определение ручной обманки попадает только схема из резистора и конденсатора, поскольку ее можно изготовить самому. Автономный блок действует на основе микросхемы, спаять которую в домашних условиях трудно.

Вариант №1: интеграция резистора и конденсатора в проводку

Универсальная схема, подходящая для многих машин, изображена на фото

При конструировании своими руками, принимать во внимание стоит только конфигурацию электронной обманки второго лямбда-зонда:

• Резистор впаивается в разрыв сигнального провода.
• Неполярный конденсатор присоединяется в разрыв «земли» и сигнального контакта.

Характеристики компонентов подбираются индивидуально для каждого автомобиля. Допустим для Mitsubishi Lancer X необходимы импульсный резистор на 1 МОм, 0,5 Вт, 5% и неполярный «кондер» 2,2 мкФ, 50 В. А для Nissan Primera – сопротивление 150 кОм, 1 Вт + конденсатор такого же класса, только на 1 мкФ. Примеров безрезультатного обмана лямбды – масса. Допустим на Audi A4 вмешательство такого рода бессмысленно. После впаивания компонентов система фиксирует факт подачи неверных показаний или вовсе отсутствие сигнала с датчика.

Вариант №2: микропроцессорная плата в разрыв проводки лямда-зонда

Интеллектуальные эмуляторы на базе микросхем средней сложности чаще покупают в готовом виде. Устройство имеет презентабельный вид: подключение выполняется без каких-либо скруток/спаек – только разъемные колодки.

Как заменить самостоятельно?

Как видно, в большинстве случаев выхода из строя лямбда-зонда его ремонт лишен всякого смысла, поэтому оптимальным вариантом решения проблемы станет замена неисправного элемента, тем более что этот процесс не отличается сложностью.

Перед заменой необходимо обесточить бортовую сеть автомобиля, после чего снять с датчика колодку (на некоторых моделях она может быть дополнительно закреплена хомутами). Поскольку лямбда включена в конструкцию системы выхлопа, соответственно, элемент постоянно работает под высокими нагрузками. Выкрутить его с первого раза не всегда удается. Делать это следует аккуратно, чтобы не повредить резьбу в трубе выпускного коллектора.

После того, как вышедший из строя элемент извлечен из своего посадочного места, очищаем резьбу от грязи, установить новый лямбда-зонд и вкрутить его, стараясь не перетянуть.

Значимость датчика концентрации кислорода в выхлопной системе автомобиля невозможно не оценить, поскольку его выход из строя спровоцирует некорректную работу силового агрегата, что крайне губительно для его элементов. По этой причине нужно вовремя и правильно научиться выявлять его поломки.

Рекомендуем: Проверка и замена сцепления на Ваз 2107

Основные виды лямбда-зондов

В конструкции современного автомобиля могут присутствовать следующие лямбда-зонды:

1. Циркониевый.

Самая популярная модель, которая изготавливается на основе диоксида циркония.

Работает рассматриваемый элемент по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде специального наконечника.

Изготовленный из керамики и циркония наконечник со всех сторон покрыт защитными пластинами из пористых платиновых электродов, которые выполняют роль проводников тока. Стоит отметить, что свойства электролита активизируются только при нагреве диоксида циркония выше +350 °C. Получается, что лямбда-зонд будет выдавать ошибку, если не прогреется до определенной температуры. Быстрый нагрев устройства осуществляется благодаря встроенной нагревательной конструкции с керамическим изолятором.

Обратите внимание! Повышение температуры до +950 °C может привести к перегреву датчика и его дальнейшей поломке.

Посредством прохождения через небольшие просветы в защитном кожухе выхлопные газы поступают к наружной части наконечника. Воздух, в свою очередь, проникает внутрь датчика через специальную пройму в корпусе устройства или пористую уплотнительную крышку.

Разница потенциалов формируется благодаря перемещению ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами.

Напряжение на электродах обратно пропорционально объемам кислорода в выхлопной системе.

При наличии оповещения, поступающего от датчика, блок управления выравнивает содержание компонентов топливовоздушной смеси. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, каждую секунду меняется по несколько раз, что позволяет оптимизировать состав смеси независимо от режима работы ДВС.

В зависимости от количества проводов лямбда-зонды из циркония делятся на несколько групп:

• однопроводные – оснащены одним сигнальный проводом, при этом контакт на массу осуществляется через корпус;
• двухпроводные – имеют сигнальный и заземляющий провода;
• трех- и четырехпроводные – подразумевают наличие системы нагрева, а также подведенных к ней управляющих и заземляющих проводов.

2. Титановый.

Внешне схож с циркониевым, но в данном случае чувствительная деталь датчика изготовлена из диоксида титана. Объемное сопротивление устройства меняется с учетом изменения количества кислорода в смеси: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Вместе с этим меняется проводимость титанового элемента, о чем лямбда-зонд сообщает блоку управления. Эффективность датчика рассматриваемого вида достигается только при температуре +700 °C, поэтому без нагревательного элемента здесь не обойтись.

Титановый лямбда-зонд имеет высокую цену и сложную конструкцию, что отрицательно сказывается на популярности данных устройств.

3. Широкополосный.

В отличие от вышеописанных моделей, широкополосные приборы имеют конструкцию, состоящую из двух камер: измерительной и насосной.

В измерительном отсеке поддерживается такой состав газов, при котором лямбда равна единице. Что касается насосной камеры: если мотор работает на бедной смеси, камера убирает лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, а если на богатой – пополняет диффузионное отверстие недостающим кислородом из внешней среды. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна объемам бесцветного газа.

Нормальное функционирование широполосных датчиков возможно при температуре +600 °C, что достигается за счет работы нагревательного элемента в датчике.

Широкополосные датчики кислорода детектируют лямбду от 0,7 до 1,6.

Чистить старый или купить новый

Вокруг этой темы ходит много разговоров и споров. Чистить лямбда-зонд или нет, каждый автовладелец должен решать сам

Но тут важно учитывать элементарные показатели статистики. Они указывают на то, что далеко не во всех случаях после процедуры очистки кислородного датчика удаётся полноценно вернуть его правильную работоспособность

Иногда контролёры работают непродолжительное время после восстановления либо же продолжают выдавать не совсем корректные результаты, из-за чего электронный блок не способен грамотно формировать топливовоздушную смесь для камеры сгорания. Полагаться на очистку как на панацею от неправильной работы зонда не стоит. Всегда можно попробовать реанимировать датчик. Но также рекомендуется держать в запасе новый исправный датчик кислорода. Если очистка не даст ожидаемого результата, тогда будет проще вставить на место старого датчика новое устройство. Ещё автомобилисты утверждают, что чистка контроллера при более чем 100 тысячах километров пробега вообще бессмысленное занятие. Он отслужил своё, а потому просто выкидывайте датчик и покупайте новый прибор. Это будет проще для всех.

Лучшие цены и условия на покупку новых авто

Виды обманок

Игнорировать поломку ЛЗ никак не получится. Если ДК работает некорректно или вовсе отключился, функционирование двигателя нарушается, и он переходит в аварийный режим. Чтобы этого не произошло, надо поставить обманку — самодельную или покупную. Опытные автомобилисты предпочитают делать обманку своими руками.

Обманки имеются в продаже, но обходятся они дороже самодельных. Это особенно касается электронных — механические стоят дешевле. Бывает, что нужную запчасть трудно найти, в этом случае также приходится делать ее своими силами.

Механические

Их часто называют «ввертышами». Материал изготовления — бронза и сталь. Внутри «проставка» заполнена порошкообразной керамикой со специальным катализирующим покрытием. Из-за втулки газы быстро сжигаются, возникает разница в импульсах 1-го и 2-го датчиков.

Если автомобилист умеет обращаться с токарным станком, он может выточить втулку сам, если нет — заказать токарю. Он за небольшую плату выточит деталь по чертежу. Втулка готова к эксплуатации, но лучше заполнить ее керамическим порошком. Найти его несложно.

Чтобы сделать втулку, понадобится:

• заготовка;
• отвертка;
• гаечные ключи.

Самодельная и купленная механическая обманка (МО) устанавливаются одинаково:

1. Поставьте авто на эстакаду.
2. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
3. Выкрутите ДК и поставьте вместо него втулку.
4. Во втулку вкрутите датчик.

Потребность в услугах токаря снижает привлекательность создания самодельной МО. Если у автомобилиста нет токарных навыков и доступа к станку, по стоимости разница получается незначительной.

На заметку!

Обычно МО ставят на первый ДК, стоящий ближе к коллектору: он более чувствительный.

Как только будет поставлена обманка ДК, ошибка «Check Engine» исчезнет. Если этого не случилось, придется искать другой способ решения проблемы.

Электрические

Второй способ устранения проблемы с ДК — создание электронной обманки (ЭО) по специальной схеме. Так как ЛЗ посылает сигналы на контроллер, ЭО, подключенная к проводам, идущим от датчика к разъему, позволяет нивелировать чувствительность системы. В этом случае, несмотря на неисправность ЛЗ, мотор продолжит корректную работу.

Место установки ЭО определяется моделью авто. Например, ее местом установки может быть моторный отсек, торпеда или пространство между сиденьями.

ЭО — это микропроцессор в одном кристалле. Он анализирует процессы, протекающие в катализаторе. А получив и обработав информацию от первого ДК, трансформирует их в показатели второго ДК и отправляет на ЭБУ авто сигнал, необходимый для корректной работы мотора.

Для самостоятельной установки ЭО понадобится:

• схема подключения ЛЗ;
• паяльник с максимально малым жалом;
• припой;
• канифоль;
• конденсатор на 1 мкФ, неполярный;
• резистор на 1 Мом;
• нож;
• изолента.

Прежде чем приступать к монтажу электросхемы, необходимо разобраться в количестве и цвете проводов, идущих на ЛЗ. В авто бывает от 2 до 4 проводов. Количество зависит от наличия дополнительного нагрева.

Обычно попадаются датчики с 4 контактами. Из них 2 ответственны за нагрев. Их во время монтажа трогать не нужно. Для установки потребуются 2 провода — масса и контакт. Обычно в интернете на схемах указывается цвет проводов, но он может не совпасть с их окраской в каком-то конкретном автомобиле. Поэтому надо ознакомиться с индивидуальной схемой и найти нужные провода.

Порядок монтажа обманки на ЛЗ:

1. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
2. В сигнальный провод впаяйте резистор. Для этого разрежьте его ножом и разместите в разрыве сопротивление с помощью паяльника.
3. Найдите массу и сигнальный провод и впаяйте между ними конденсатор.
4. Все полученные соединения заизолируйте. Если все сделано правильно, система должна работать.

Чтобы продлить работу электронной схемы, внедренной своими силами в систему контроля, рекомендуется поместить ее в небольшой пластиковый контейнер или любую другую подходящую по размеру коробку. Сверху заалейте схему эпоксидной смолой.

Эта простейшая схема, несмотря на хитроумность автомобильных систем, прекрасно работает. При этом расходы на ее создание минимальные по сравнению с покупкой электронного эмулятора. В последних используются самые современные схемы, зачастую с микропроцессорами, затраты на их приобретение будут в 10 раз больше, чем при самостоятельном изготовлении электронной обманки (ЭО).

ЭО — самый простой и эффективный вариант решения проблемы. Проблемы могут возникнуть только с подбором сопротивления. Но если даже оно не подойдет, его можно поменять, впаяв новое. Правда, сделать это надо, до того как схема будет залита эпоксидной смолой.

Виды обманок

Игнорировать поломку ЛЗ никак не получится. Если ДК работает некорректно или вовсе отключился, функционирование двигателя нарушается, и он переходит в аварийный режим. Чтобы этого не произошло, надо поставить обманку — самодельную или покупную. Опытные автомобилисты предпочитают делать обманку своими руками.

Обманки имеются в продаже, но обходятся они дороже самодельных. Это особенно касается электронных — механические стоят дешевле. Бывает, что нужную запчасть трудно найти, в этом случае также приходится делать ее своими силами.

Механические

Их часто называют «ввертышами». Материал изготовления — бронза и сталь. Внутри «проставка» заполнена порошкообразной керамикой со специальным катализирующим покрытием. Из-за втулки газы быстро сжигаются, возникает разница в импульсах 1-го и 2-го датчиков.

Если автомобилист умеет обращаться с токарным станком, он может выточить втулку сам, если нет — заказать токарю. Он за небольшую плату выточит деталь по чертежу. Втулка готова к эксплуатации, но лучше заполнить ее керамическим порошком. Найти его несложно.

Чтобы сделать втулку, понадобится:

• заготовка;
• отвертка;
• гаечные ключи.

Самодельная и купленная механическая обманка (МО) устанавливаются одинаково:

1. Поставьте авто на эстакаду.
2. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
3. Выкрутите ДК и поставьте вместо него втулку.
4. Во втулку вкрутите датчик.

Потребность в услугах токаря снижает привлекательность создания самодельной МО. Если у автомобилиста нет токарных навыков и доступа к станку, по стоимости разница получается незначительной.

На заметку!

Обычно МО ставят на первый ДК, стоящий ближе к коллектору: он более чувствительный.

Как только будет поставлена обманка ДК, ошибка «Check Engine» исчезнет. Если этого не случилось, придется искать другой способ решения проблемы.

Электрические

Второй способ устранения проблемы с ДК — создание электронной обманки (ЭО) по специальной схеме. Так как ЛЗ посылает сигналы на контроллер, ЭО, подключенная к проводам, идущим от датчика к разъему, позволяет нивелировать чувствительность системы. В этом случае, несмотря на неисправность ЛЗ, мотор продолжит корректную работу.

Место установки ЭО определяется моделью авто. Например, ее местом установки может быть моторный отсек, торпеда или пространство между сиденьями.

ЭО — это микропроцессор в одном кристалле. Он анализирует процессы, протекающие в катализаторе. А получив и обработав информацию от первого ДК, трансформирует их в показатели второго ДК и отправляет на ЭБУ авто сигнал, необходимый для корректной работы мотора.

Для самостоятельной установки ЭО понадобится:

• схема подключения ЛЗ;
• паяльник с максимально малым жалом;
• припой;
• канифоль;
• конденсатор на 1 мкФ, неполярный;
• резистор на 1 Мом;
• нож;
• изолента.

Прежде чем приступать к монтажу электросхемы, необходимо разобраться в количестве и цвете проводов, идущих на ЛЗ. В авто бывает от 2 до 4 проводов. Количество зависит от наличия дополнительного нагрева.

Обычно попадаются датчики с 4 контактами. Из них 2 ответственны за нагрев. Их во время монтажа трогать не нужно. Для установки потребуются 2 провода — масса и контакт. Обычно в интернете на схемах указывается цвет проводов, но он может не совпасть с их окраской в каком-то конкретном автомобиле. Поэтому надо ознакомиться с индивидуальной схемой и найти нужные провода.

Порядок монтажа обманки на ЛЗ:

1. Отсоедините клемму «минус» на аккумуляторе.
2. В сигнальный провод впаяйте резистор. Для этого разрежьте его ножом и разместите в разрыве сопротивление с помощью паяльника.
3. Найдите массу и сигнальный провод и впаяйте между ними конденсатор.
4. Все полученные соединения заизолируйте. Если все сделано правильно, система должна работать.

Чтобы продлить работу электронной схемы, внедренной своими силами в систему контроля, рекомендуется поместить ее в небольшой пластиковый контейнер или любую другую подходящую по размеру коробку. Сверху заалейте схему эпоксидной смолой.

Эта простейшая схема, несмотря на хитроумность автомобильных систем, прекрасно работает. При этом расходы на ее создание минимальные по сравнению с покупкой электронного эмулятора. В последних используются самые современные схемы, зачастую с микропроцессорами, затраты на их приобретение будут в 10 раз больше, чем при самостоятельном изготовлении электронной обманки (ЭО).

ЭО — самый простой и эффективный вариант решения проблемы. Проблемы могут возникнуть только с подбором сопротивления. Но если даже оно не подойдет, его можно поменять, впаяв новое. Правда, сделать это надо, до того как схема будет залита эпоксидной смолой.

Варианты решения проблемы

При обнаружении неисправности катализатора можно воспользоваться одним из действенных способов решения возникшей проблемы. Это позволяет существенно сэкономить на покупке нового оборудования. Обмануть ЭБУ можно тремя способами:

• установка механической обманки;
• установка электронной обманки (эмулятор лямбда-зонда);
• выполнить перепрошивку компьютера.

Рассмотрим каждую из этих методик более подробно.

Механический способ

Методика заключается в использовании металлической проставки, или втулки, которая ставится между кислородным датчиком и выхлопной трубой. Любой, кто в некоторой степени владеет токарными навыками, может изготовить обманку самостоятельно. Для изготовления детали берется бронза или теплоустойчивая сталь. Кроме того, понадобится схема самой обманки, которую легко найти, благо компьютер есть у многих. При его отсутствии можно воспользоваться помощью друзей или знакомых.

В торце втулки есть небольшое отверстие диаметром 2 мм для прохождения выхлопных газов. Что интересно, делается достаточно легко обманка катализатора своими руками. Схема ее предусматривает наличие внутри керамической крошки с каталитическим покрытием.

Вся суть заключается в следующем. Выхлопные газы сначала попадают во втулку и проходят через керамический наполнитель. В результате происходит химическая реакция, из-за чего снижается концентрация окиси углерода и углеводорода (СО и СН). После этого газы достигают кислородного датчика, который передает на ЭБУ нормальные показатели.

С конструктивной точки зрения обманка – это тот же катализатор, только в гораздо меньшем размере. Для ее установки достаточно придерживаться несложной инструкции:

• Снять клемму «-» с аккумуляторной батареи.
• Добраться до месторасположения второго датчика кислорода (что после катализатора), при необходимости проведя частичную разборку.
• Отсоединить разъем, ключом на 22 выкрутить лямбда-зонд и установить втулку.
• Вкрутить кислородный датчик в обманку и подсоединить разъем.

Как видно, установка обманки на катализатор не так сложна, как может показаться на первый взгляд. Удобнее всю работу сделать на яме или подъемнике.

Электронный способ

Электронная обманка тоже дает положительный результат, а собрать ее сможет каждый, кто дружит с паяльником. Для изготовления простейшей детали не обойтись без:

• неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ;
• резистора сопротивлением 1 Мом;
• паяльника, ножа, кусачек;
• припоя;
• канифоли.

Монтируется электронная обманка на провода датчика кислорода. У одних автомобилей разъем лямбда-зонда находится в салоне между передними сиденьями. У других его можно найти в моторном отсеке, а у третьих он располагается опять-таки в салоне под торпедой.

Перед тем как устанавливать эмулятор лямбда-зонда, нужно отсоединить отрицательную клемму аккумулятора. Дальнейшие действия можно выполнять согласно схеме:

• На участке перед разъемом удалить часть изоляции.
• Отрезать черный провод, а разрыв соединить резистором (впаять).
• Конденсатор соединить одним контактом с серым проводом, а другим – с черным, но после резистора (ближе к разъему).
• Заизолировать провода или сделать это после проверки.
• В завершение остается запустить двигатель и посмотреть, будет ли гореть индикатор Check Engine при любом режиме работы. Возможно, нужно будет проехаться немного.

Как видно, здесь тоже нет ничего сложного. Только есть одна оговорка: такой способ на некоторых автомобилях может не работать. Резисторы и конденсаторы нужно подбирать с определенным номиналом. А если кислородный датчик, который стоит перед катализатором, неисправен, то «вводить в заблуждение» контроллер не имеет смысла. К тому же электронная обманка катализатора может нанести серьезный материальный ущерб автомобилю, так как его конструкция год от года совершенствуется. Поэтому лучше обходиться штатными деталями взамен вышедших из строя.