Как определить неисправность датчика кислорода (лямбда-зонда) и заменить его

Датчики кислорода или лямбда-зонды расположены до и после каталитического нейтрализатора. Чувствительный элемент определяет состав потока выхлопных газов и передает данные в блок управления системой впрыска. Контроллер двигателя постоянно корректирует состав смеси, обеспечивая минимальную токсичность выхлопа. В зависимости от конструкции двигатели могут иметь одну или несколько линий выхлопа с индивидуальными нейтрализаторами и своими датчиками кислорода.

Конструктивно простейший датчик кислорода представляет собой два электрода, разделенных вставкой из керамики на основе диоксида циркония либо диоксида титана, являющейся твердым электролитом. Внешний электрод закрыт перфорированным колпачком и омывается потоком выхлопных газов, а внутренний электрод контактирует с атмосферным воздухом. Для подвода воздуха к внутреннему электроду в корпусе датчика предусматриваются отверстия. Для быстрого прогрева до рабочей температуры датчик может оснащаться электрической спиралью.

При работе датчик фиксирует наличие кислорода в отработавших газах и генерирует импульсы тока, распознаваемые блоком управления. Простейшие лямбда-зонды не отличались высокой точностью работы и достаточно быстро были вытеснены датчиками широкополосного типа. Широкополосный датчик имеет несколько иную конструкцию – состоит из измерительной и накачивающей части. Сохранен нагревательный элемент для быстрого вывода датчика в рабочий режим. После нейтрализатора ставится второй датчик (начиная с двигателей, соответствующих Евро-3/4), оценивающий пропускную способность керамической вставки.

Срок службы лямбда-зонда зависит от качества топлива и варьируется в пределах от 40 до 100 тыс. км. Безусловно, есть случаи, когда датчики выходят из строя намного раньше или выдерживают свыше 150 тыс. км. Чаще всего датчики выходят из строя по причине перегрева, возникающего при неисправности системы зажигания и сгорании топлива в выпускной системе. Иногда владельцы автомобилей сталкиваются с проблемой механического повреждения датчика или проводки. Нередкой проблемой является обрыв или короткое замыкание нагревателя, что также фиксируется как ошибка. Нагревательный элемент выходит из строя по естественным причинам либо от перегрузок при ДТП или случайных ударах при ремонтных работах в моторном отсеке.

При выходе из строя датчика концентрации кислорода увеличивается содержание вредных примесей в выхлопных газах, причем проблему определить можно только путем диагностики и подключения анализатора состава выхлопа. Водитель автомобиля почти наверняка заметит увеличение расхода бензина на 10-20% и больше. В комбинации приборов будет гореть лампа Check Engine, а при диагностике в памяти блока управления будут найдены ошибки по лямбда-зонду. При дальнейшей эксплуатации двигателя с неисправными датчиками выйдет из строя каталитический нейтрализатор, что может привести к попаданию керамической пыли в цилиндры.

Самый надежный способ проверки – диагностика, причем ошибки легко считываются при помощи адаптера для разъема OBD-II и смартфона. Еще одним надежным способом тестирования лямбда-зонда является процедура замера напряжения на выходе при помощи мультиметра. Нужно внимательно осмотреть жгут проводки и разъем, надрывы или оплавление изоляции указывают на риск короткого замыкания. Иногда провода обламываются на месте входа в штекер или втулку в корпусе датчика.

Перед проверкой датчик нужно вывернуть из втулки в коллекторе — для отворачивания нужен специальный ключ. Поскольку резьба датчика пригорает к резьбе во втулке, то целесообразно нанести жидкость типа WD-40. На горячем коллекторе часть жидкости испарится, а часть все равно проникнет в резьбу и облегчит снятие датчика. Слой сажи на защитном колпачке появляется при работе двигателя на обогащенной смеси либо угаре масла. В результате отверстия забиваются, лямбда-зонд неправильно определяет состав выхлопных газов. При наличии свинцовых присадок в топливе на колпачке появляются отложения белого или серого цвета.

Неисправные датчики необходимо менять на оригинальные или совместимые по характеристикам аналоги. На автомобилях с двумя линиями выхлопа есть смысл менять лямбда-зонды парами – выход из строя датчика по одному банку цилиндров свидетельствует о скорой поломке датчика и во втором ряду цилиндров. Старый и новый датчик будут иметь несколько разные характеристики, что потенциально приведет к проблемам коррекции состава смеси. А учитывая плотность компоновки моторного отсека на машинах с V-образными двигателями – проще сразу оплатить стоимость работ по замене датчиков в системах выхлопа по двум рядам цилиндров. С другой стороны – есть множество отзывов автовладельцев, которые меняли датчики по одному ряду цилиндров и не сталкивались с проблемами при работе двигателя.

Зачастую проверка лямбда-зонда ограничивается компьютерной диагностикой – при наличии ошибок датчик нужно менять. Замеры напряжения на выходе сигнальной цепи или сопротивления обмотки обогрева кустарными методами не всегда дают точную информацию о состоянии датчика. Процедура замены датчика достаточно простая, на машинах с V-образными двигателями доступ к месту установки лямбда-зонда ограничен, что усложняет ремонт.