Замена датчика кислорода своими силами

Перед датчиком кислорода (лямбда-зондом) стоит на первый взгляд простая и не затейливая задача – отслеживание количества кислорода в выхлопных газах автомобиля.

Назначение устройство и принцип работы

Назначение

Эту задачу перед ним, вернее перед катализатором, поставили инженеры-технологи под давлением жестких экологических норм касающиеся выхлопа отработавших газов автомобильного транспорта.
Лямда-зонд же необходим для того что бы работа катализатора была как можно эффективнее и долговечнее, а для этого нужно создать оптимальную топливовоздушную смесь (где на один килограмм топлива приходится 14,7 килограмм воздуха), при сгорании которой в отработавших газах остается наименьшее количество вредных веществ. За данным соотношением и следит кислородный датчик, замеряя его количество в отработавших газах, поэтому он устанавливается в выхлопном патрубке, перед катализатором.

Устройство

Существуют два типа кислородных датчиков:

• Резистивные, меняющие свое сопротивление в зависимости от окружающей его среды;
• Электромеханические, работа которых основана на свойствах ZrO₂ (диоксида циркония), который создает разность напряжений в зависимости от количества окружающего его кислорода.

В настоящее время широко применяется второй тип кислородных датчиков.

Принцип работы

Как мы видим на фото, основной частью кислородного датчика является наконечник из керамики (в основе которой состоит двуокись циркония), к которому прикреплены с помощью напыления пористые, токопроводящие платиновые электроды.
Так как эффективная работа кислородного датчика возможна только при температуре не ниже 300^оС, все современные датчики оснащены электрическими подогревателями, которые располагаются внутри корпуса, и подключаются к бортовой сети автомобиля.

Пуск двигателя и его работа в режиме прогрева не требуют работы лямбды-зонда, в этом случае состав топливовоздушной смеси основывается на показаниях других датчиков (температура охлаждающей жидкости, число оборотов двигателя, положение дроссельной заслонки).
Первый защитный экран останавливает поток отработавших газов и через отверстия в корпусе позволяет им проникнуть внутрь, ко второму защитному экрану.
При малейшем отклонении от лямбды равной единицы (уже упоминали соотношение стехиометрической смеси — 1 к 14,7) работа катализатора становится не эффективной, так как диапазон его работы это единица с допуском ±0,01.
В данном случае работа циркониевого зонда очень эффективна, так как в данном диапазоне на выходе датчика разность напряжений колеблется от 0,1 до 0,9 вольт. Значения разности напряжений считываются несколько раз в секунду, что позволяет менять состав топливовоздушной смеси при любых режимах работы двигателя.

Причины выхода из строя и их признаки

Хотя при нормальной эксплуатации ресурс датчика определен пробегом в 60000-80000 километров (по «мануалу»), вывести его из строя раньше времени можно если:

• Периодически и постоянно применять этилированное или низкого качества топливо (опасен свинец, который содержится в бензине);
• При установке лямды-зонда использовать не термостойкий или содержащий силикон герметик;
•  По каким либо причинам (неправильно отрегулирован угол опережения зажигания, перебои в нем, «обогащенная» топливовоздушная смесь) перегревать датчик;
• «Заливать» двигатель путем многократных и неудачных попыток его завести (опасность воспламенения топлива в выхлопной системе с последующей детонацией);
• В выхлопную систему попадет масло и охлаждающая жидкость (плохое состояние маслосъемных колпачков(см.Замена маслосъемных колпачков) и «пробой» прокладки головки блока цилиндров);
• Разгерметизируется выхлопная система;
•  Произойдет обрыв, замыкание на массу или даже плохой контакт в выходной цепи датчика.

Ну а так как в случае отказа лямбды-зонда в электронном блоке управления заложены усредненные показания, по которым будет формироваться топливовоздушная смесь (отличная от идеального соотношения).
Мы сможем «прочитать» информацию о выходе из строя датчика кислорода по следующим признакам работы двигателя:

• Расход топлива значительно повышен;
• Ухудшилась динамика автомобиля;
• На малых оборотах (холостой ход) двигатель работает неустойчиво;
• Повышенный нагрев самого датчика, что сопровождается потрескиванием выхлопного патрубка после остановки двигателя.

Ну и, конечно же:

• Загорание на щитке приборов лампочки-сигнализатора «CHECK».

Внимание! В большинстве случаев выход из строя датчика кислорода бортовой электроникой не фиксируется  кроме случаев, когда происходит обрыв в цепи подогрева. Поэтому, если пробег вашего автомобиля более 100000 километров, то замена «лямбды» вопрос решенный, так как его цена намного ниже расходов которые появятся при возросшем аппетите автомобиля.

Взаимозаменяемость датчиков кислорода ВАЗ

На автомобилях волжского автомобильного завода прежних модификаций, а именно оснащаемых двигателями объемом в 1,5 литра устанавливалась система соответствующая нормам Евро – 2 с датчиком от Bosh под номером 0 258 005 133. В более поздних модификациях, в системе Евро – 3, данный датчик применялся в качестве первого и устанавливался до катализатора.
В качестве второго, как правило, устанавливался датчик имеющий «обратный разъем», который считывал уже после катализатора содержание вредных выбросов в атмосферу. Хотя случается, на автомобиле устанавливаются два одинаковых лямбда-зонда.
В более поздних модификациях автомобилей (выпускаемых уже после октября 2004 года) с объемом двигателя в 1,5 и 1,6 литра, оснащенных системами впрыска Январь «7.2» и Bosh «М 7.9.7» установлен кислородный датчик Bosh под номером 0 258 006537.

В его конструкции уже применяется нагревательный элемент, выполненный из керамики, что существенно сокращает время прогрева и снижает ток потребления.

Существуют аналоги оригинальным лямбда-зондам выпускаемые фирмой Bosh. Специальная серия из семи кислородных датчиков перекрывает практически все рабочие диапазоны применяемых штатных приборов.

Лямбда-зонд0 258 986 50х	Тип	Кол-во контактов	Мощность,Вт
…1	без подогрева	1	-
…2	с подогревом	3	12
…3	с подогревом	4	18
…4	с подогревом	3	12
…5	с подогревом	4	18
…6	с подогревом	4	12
…7	с подогревом	4	12

Лямбда-зонды фирмы Bosh рекомендуемые заводом изготовителем взаимозаменяемы со сходными по конструкции циркониевыми датчиками.

Внимание! При необходимости можно менять датчики не имеющие подогрев на подогреваемые и ни в коем случае не наоборот!

При этом существует вероятность возникновения проблем с цепью питания нагревательного элемента и несовместимости штекеров. В этом случае цепь питания собираем самостоятельно, а разъем проводов меняем на автомобильные контакты стандартного типа.

Проверка и замена кислородного датчика

Проверка

Для того чтобы убедиться что кислородный датчик действительно приказал «долго жить» и требует замены, предлагаю своими руками произвести его диагностику на примере датчика установленного в автомобиле ваз 2114 оснащенного системой Евро — 3. Для этого нам потребуется канцелярская скрепка и чувствительный вольтметр.
Суть такова:

• Ищем разъем проводов датчика;
• К контакту сигнального провода, (с обратной стороны втыкаем разогнутую канцелярскую скрепку) подсоединяем положительный вывод, отрицательный щуп вольтметра подсоединяем на «массу», можно на корпус двигателя;

Внимание! Как правило, сигнальный провод окрашен в белый или красно-белый цвет, тем не менее, для исключения ошибки убедитесь в правильной идентификации провода и контактных клемм с помощью схемы электрических соединений которыми иллюстрируется инструкция по эксплуатации.

• Заводим двигатель и в процессе прогрева наблюдаем за показаниями вольтметра;
• В начале работы не прогретый датчик должен «выдавать» постоянный сигнал с напряжением в 0,1-0,2 вольт (разомкнутый контур);
• По истечению двух минут, после достаточного прогрева двигателя, показания вольтметра должны измениться и колебаться в пределах 0,1-0,9 вольта (замкнутый контур).

Лямда-зонд вырабатывает сигнал напряжений только после того как будет прогрет до необходимой рабочей температуры примерно в 320 градусов, до этого момента блок управления двигателем (ЕСМ/РСМ) работает в режиме «Разомкнутого контура», при прогретом датчике в режиме «Замкнутого контура», соответственно.
Если вышеперечисленные изменения не имеют место быть, или же переход системы в замкнутый контур происходит с большой задержкой – необходимо заменить первый датчик.
Хотя при обрыве цепи нагревательного элемента должна загореться сигнальная лампа «CHECK», его исправность рекомендуется так же проверить с помощью омметра:

• Разъединяем разъем проводов зонда и подключаем выводы омметра к клеммам нагревательного элемента, идентификацию которых так же проводим с помощью элетросхемы;
• Полученное сопротивление должно быть со значением в 10-40 Ом;

Помимо этого, что бы исключить какую либо ошибку в диагностике, необходимо проверить целостность цепи питания нагревательного элемента:

• При разомкнутом разъеме, опять же воспользовавшись схемой электрических соединений, вольтметром снимаем показания напряжения со стороны жгута проводов;
• Не заводя двигатель, при включенном зажигании оно должно равняться напряжению бортовой сети.

При отсутствии питания необходимо проверить целостность электрической схемы «Главное реле – ЕСМ/РСМ – Кислородный датчик».
Если при выявлении неисправности, в какой-либо проверке перечисленной в вышеизложенной инструкции, вы получили отрицательный результат – меняйте первый лямбда-зонд.

Замена

• Как заведено при работе с электрооборудованием, отсоединяем от аккумуляторной батареи отрицательный провод;

Внимание! Если штатная аудиосистема оснащена охранным кодом вначале, прежде чем отсоединять аккумулятор, убедитесь в правильности вашей комбинации вводящую стереосистему в работу!

• При замене второго датчика поддомкрачиваем автомобиль и устанавливаем его на подпорки;
• Разъединяем разъем проводов;
• Аккуратно выворачиваем кислородный датчик из трубы системы выпуска/выпускного коллектора;

Совет! На не прогретом двигателе демонтаж кислородного датчика может оказаться очень затруднительным вследствие сжатия не прогретого металла. Так что прежде чем приступать к демонтажу, и что бы избежать риск возможных повреждений желательно в течение нескольких минут прогреть выпускной тракт.

Внимание! Будьте осторожны и не обожгитесь о нагретые элементы системы выпуска!

• Хотя, как правило, новые датчики уже обработаны необходимым составом, все-таки, вворачивая лямбда-зонд его резьбу желательно смазать герметиком, обладающего антиприхватывающими свойствами;
• Момент затяжки равен 30-45 Н*м;
• Соединяем разъемы электропроводки и опускаем автомобиль;
• Проверяем память электронного блока управления на наличие кодов неисправностей.

На этом тему замены кислородного датчика на ваз считаю полностью раскрытой, представленная инструкция полной и понятной, хотя и без дополнительных видео материалов.