Сигнальный провод лямбда зонда

Большинство циркониевых лямбда-зондов, которые ставятся на автомобили начиная 1999 года, имеют одинаковые цветовые дифференциации циркониевых датчиков. То же и с лямбда-зондами, выпускаемыми с применением титановых сплавов – распиновка у них соответствует одинаковым значениям, выведенным в таблице. Одна лишь разница – машин с лямбда-зондами на циркониевой основе очень много, титановые – редкость, но все же встречаются. Определение назначения каждого контакта лямбда-зонда можно определить, воспользовавшись специальными таблицами, которые будут представлены ниже.

Если сочетание цветов вашего датчика будет идентично сочетанию цветов одной из колонок предложенных таблиц ниже (циркониевые или титановые лямбды) – значит датчик имеет указанную конструкцию и распиновка лямбда зонда на 4 провода соответствует указанным в таблице данным.

Таблица распиновки датчиков лямбда-зонда

Назначение

Цветовые комбинации для циркониевых датчиков.

Удаление катализатора – тема, волнующая многих автовладельцев, часто вместо каталитических нейтрализаторов собственники автомобилей устанавливают пламегасители, стингеры («пауки»), такое решение позволяет избежать покупки дорогостоящих деталей, меньше тратить время на ремонт выпускной системы. Но на машинах с двумя кислородными датчиками физическое исключение каталитического элемента не дает нужных результатов, и чтобы избавиться от ошибок в системе управления двигателем, нередко применяется электронная обманка лямбда-зонда.

В этой статье мы рассмотрим, как можно обмануть блок управления, какие методы наиболее эффективны. Сразу следует отметить, что не все способы подходят для конкретной модели машины, к каждому автомобилю нужно подходить индивидуально.

Механическая обманка лямбда-зонда

Любой автомобильный катализатор представляет собой банку глушителя с расположенными в ней металлическими или керамическими сотами с напылением из драгоценного металла (золото, платина и т. д.). Благодаря реакции окисления выпускные газы, проходя через такое устройство, очищаются от вредных примесей, снижается уровень токсичности выхлопа.

Каталитический нейтрализатор (КН) работает в условиях высоких температур, поэтому его ресурс относительно небольшой. Срок службы детали дополнительно сокращается при использовании некачественного топлива – соты забиваются нагаром, образующимся в результате неполного сгорания топливной смеси. Покупка нового КН обходится достаточно дорого, а так как менять его приходится довольно часто, многие собственники авто стараются избавиться от этого элемента выпускной системы, установив пламегаситель или стингер.

Простое удаление КН имеет побочное явление: на автомобилях с моторами Евро-4 и выше датчик кислорода, установленный за катализатором, фиксирует превышение нормы токсичности выхлопа, в результате на панели приборов загорается лампа Check Engine. Есть три способа избавиться от ошибки:

• установить дополнительную механическую проставку;
• внести изменения в электрическую схему кислородного датчика;
• перепрограммировать блок управления двигателем.

Механическая обманка представляет собой металлическую втулку определенной длины, с отверстием небольшого диаметра внутри. Также во внутренней части этого приспособления находится керамическая крошка с каталитическим покрытием. По сути, втулка представляет собой мини-катализатор, но здесь происходит очистка только тех отработанных газов, которые попадают на кислородный датчик. Следует отметить, что существует и простые обманки, выполненные в виде обыкновенной втулки с отверстием, внутри которой нет никаких элементов. Изготовить элементарную проставку может любой токарь, в этом случае не обязательно покупать фабричное изделие. Преимущества подобных устройств:

• недорогая цена (в среднем от 400 до 1000 рублей);
• легкость в монтаже;
• надежная и простая конструкция.

Однако, у механической обманки есть и свои недостатки – на некоторых моделях авто установить приспособление не удается (не хватает места в силу конструктивных особенностей), приспособление не всегда дает нужный эффект (ошибка полностью не исчезает). Еще нужно заметить, что на машинах с двигателями Euro-5 электронную систему с помощью дополнительной проставки обмануть не получается, Check Engine здесь все равно продолжает загораться.

Электронная «обманная» схема своими руками

Электронная обманка кислородного датчика представляет собой схему, включенную в электрическую цепь ЭСУД. За счет установки дополнительных компонентов корректируется сигнал, подаваемый на блок управления, и ЭБУ получает такие данные от датчика, как будто бы на машине установлен катализатор, и нет никаких изменений в выпускной системе.

Обычно своими руками модернизации подвергаются четырехконтактные лямбда-зонды с электронагревателем, нагревательный элемент необходим для разогрева кислородного датчика на холодном двигателе – все дело в том, что катализатор включается в работу только после нагрева выхлопной системы не ниже температуры 360 градусов Цельсия. Подогрев кислородного датчика запитывается от ЭБУ (блок управления), при этом полярность подключения проводов не имеет значения (обычно к нагревателю подводятся провода белого цвета).

В электронной обманке электронагреватель модернизации не подвергается, все изменения касаются лишь сигнального контакта. В простейшей схеме присутствуют два основных компонента – высокоомный резистор и конденсатор емкостью примерно 1 Микрофарад, и выглядит она обычно так:

• резистор включается в разрыв сигнального провода;
• конденсатор устанавливается между массовым разъемом и сигналом.

Емкость конденсатора и сопротивление резистора могут быть разными, их номинал в большой степени зависит от модели автомобиля и типа устанавливаемого двигателя.

Как сделать электронную обманку на автомобиле Opel Zafira

Обманная схема на машине Опель Зафира составляется по такому же принципу, который описан выше, для установки обманки потребуется неполярный конденсатор 1 Мкф и сопротивление номиналом 1 мОм 0,5 Вт. Работу по монтажу нехитрого устройства производим в следующем порядке:

• находим колодку подключения лямбда-зонда, разъединяем штекер, частично освобождаем провода от наружной изоляции;
• разрезаем сигнальный провод;
• к концам проводков путем скручивания подсоединяем резистор, затем паяльником пропаиваем места соединений;
• оголяем изоляцию массового провода, также путем скручивания закрепляем отводы конденсатора – один конец связываем с массой, второй – с проводом спереди резистора (ближе к разъемному штекеру);
• после пропайки изолируем проводку, соединяем штекер, проверяем автомобиль в работе.

Перед началом испытаний необходимо сбросить все ошибки ЭБУ. Следует отметить, что установка обманки не всегда дает положительные результаты, в некоторых случаях ошибка может появляться вновь. Самый надежный способ – перепрограммирование блока управления, но здесь важно найти нужную версию прошивки.

Эмулятор кислородного датчика

Имитатор лямбда-зонда эффективно используется на автомобилях с удаленным катализатором или на машинах с установленным газобаллонным оборудованием, устройство подключается к электрической схеме управления двигателем, достаточно достоверно эмулирует работу настоящего лямбда-зонда. Готовые фабричные эмуляторы можно встретить в розничной продаже, основой схемы-имитатора является электронный таймер, в роли которого чаще всего используется популярная микросхема NE555.

В основном эмуляторы промышленного производства устанавливаются после перевода машины на газ – после установки газобаллонного оборудования (ГБО) состав топливной смеси меняется, поэтому лямбда-зонд фиксирует повышенное содержание токсичных веществ в выхлопных газах, появляется ошибка. Рассмотрим, как установить имитатор кислородного датчика модели Zond-4 на автомобиль с ГБО.

Зонд-4 оснащен светодиодным трехцветным индикатором, сигнализирующим о состоянии топливной смеси (бедной или богатой). Свечение индикатора означает:

• зеленый цвет – бедная смесь;
• желтое свечение – соотношение топливо/ воздух в норме;
• красная индикация – смесь переобогащенная.

Крепится эмулятор в подкапотном пространстве, подключается к электрической схеме автомобиля с помощью четырех проводов. Задействовать Zond-4 очень просто, провода подсоединяем так:

• синий – с плюсом электроклапана ГБО;
• черный – с массой автомобиля;
• затем разрезаем сигнальный провод лямбда-зонда,
• желтый проводок соединяем с отводом самого кислородного датчика;
• белый – с другим концом разрезанного провода (он идет к блоку управления двигателем);
• изолируем всю оголенную проводку.

После подключения следует проверить работу Зонд-4: на бензине индикатор загораться не должен, при работе на газу – светиться зеленым, желтым или красным цветом.

Схема обмана лямбда-зонда с диодом

Обмануть второй кислородный датчик на автомобиле можно и по-другому, только в этой схеме вместо резистора нужно установить диод, например, марки 1N4148. Обманка здесь делается следующим образом (на примере авто Мазда 323 с бензиновым ДВС 2.0 L):

• разрезаем сигнальный проводок (на Mazda он черного цвета);
• анод диода подключаем к лямбда-зонду;
• другой вывод сигнала, идущий к блоку управления, соединяем с катодом;
• также к катоду подсоединяем один из выводов неполярного конденсатора емкостью 4,7 Мкф;
• второй конденсаторный отвод подключаем к массовому проводу (на Мазде он серого цвета), разумеется, все провода пропаиваем.

Такая схема позволяет достаточно эффективно избавиться от ошибок в цепи кислородного датчика, но нужно иметь в виду, что сам лямбда-зонд должен быть исправным.

Быстрая проверка работоспособности датчика кислорода

Многими автовладельцами неоднократно подтверждено, что электронная обманка нормально работает лишь в том случае, если лямбда-зонды на машине исправны. Быстро проверить работоспособность датчиков достаточно просто, для диагностики понадобится лишь мультиметр. Выполняем проверку в следующем порядке:

• переводим переключатель мультиметра в положение измерения постоянного напряжения с верхним пределом 20 Вольт;
• подключаем щупы прибора: с красным проводом – к сигнальному разъему кислородного датчика, с черным проводом – на массу;
• запускаем двигатель, на холодном моторе вольтметр должен показывать напряжение примерно 0,45-0,5 V;
• на прогретом моторе напряжение должно постоянно меняться от 0,1 до 0,9 Вольта, и все эти данные говорят о том, что датчик в целом рабочий.

Но стоит заметить, что такая проверка не дает представление о стопроцентной исправности датчика, она лишь подтверждает, что лямбда-зонд находится в рабочем состоянии.

Современные транспортные средства оснащены множеством датчиков, контролирующих работоспособность узлов и агрегатов. Одним из основных датчиков автомобиля является датчик остаточного кислорода (λ-зонд). Однако лишь немногие автомобилисты знают, как проверить лямбда-зонд самостоятельно, сэкономив время и финансы.

Что такое лямбда-зонд, и где он находится

В связи с ужесточением экологических норм для уменьшения токсичности выхлопных газов машины начали оборудовать каталитическим нейтрализатором (катализатором). Качество и продолжительность его работы находится в прямой зависимости от состава топливно-воздушной смеси (ТВС). В зависимости от сигналов, передаваемых лямбда-зондом, регулируется процентное соотношение в смеси топлива и воздуха.

Лямбда-зонд — система, определяющая, какое количество остаточного кислорода содержится в выхлопных газах. Иначе его можно назвать — кислородный датчик.

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе перед каталитическим нейтрализатором

Качественная очистка от токсичных выхлопов в катализаторе проводится только при наличии в них кислорода. Для контроля эффективности действия нейтрализатора и повышения точности исследования состояния выхлопных газов на многих моделях устанавливают второй лямбда-зонд на выходе катализатора.

Для повышения эффективности на современных автомобилях устанавливается дополнительный лямбда-зонд на выходе катализатора

Как работает датчик кислорода

Главной функцией лямбда-зонда считается измерение количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах, и сравнение его с эталонным.

Электрические импульсы от кислородного датчика поступают в электронный блок управления (ЭБУ) топливной системой. Относительно этих данных ЭБУ регулирует состав ТВС, подаваемой в цилиндры.

Схема установки основного и дополнительного датчиков кислорода в автомобиле

Результатом совместной работы лямбда-зонда и ЭБУ является получение стехиометрической (теоретически идеальной, оптимальной) ТВС, состоящей из 14,7 частей воздуха и 1 части топлива, при которой λ=1. У обогащенной смеси (избыток бензина) λ 1.

График зависимости мощности (P) и расхода топлива (Q) от величины (λ)

Разновидности лямбда-зондов

Современные машины оснащаются следующими датчиками:

Циркониевый

Одна из наиболее распространённых моделей. Создана на основе диоксида циркония (ZrO2).

Циркониевый датчик кислорода действует по принципу гальванического элемента с твёрдым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2)

Керамический наконечник с диоксидом циркония с обеих сторон покрыт защитными экранами из токопроводящих пористых платиновых электродов. Свойства электролита, пропускающего ионы кислорода, проявляются при нагреве ZrO2 выше 350°C. Лямбда-зонд не будет работать, не прогревшись до нужной температуры. Быстрый нагрев осуществляется за счёт встроенного в корпус нагревательного элемента с керамическим изолятором.

Важно! Повышение температуры датчика до 950°C ведёт к его перегреву.

Выхлопные газы поступают к наружной части наконечника через специальные просветы в защитном кожухе. Атмосферный воздух попадает внутрь датчика через отверстие в корпусе или пористую водонепроницаемую уплотнительную крышку (манжету) проводов.

Разница потенциалов образуется за счёт передвижения ионов кислорода по электролиту между наружным и внутренним платиновыми электродами. Напряжение, образующееся на электродах, обратно пропорционально количеству О2 в выхлопной системе.

Напряжение, которое образуется на двух электродах, обратно пропорционально количеству кислорода

Относительно сигнала, поступающего от датчика, блок управления регулирует состав ТВС, стараясь приблизить её к стехиометрической. Напряжение, поступающее от лямбда-зонда, ежесекундно меняется по несколько раз. Это даёт возможность регулировать состав топливной смеси независимо от режима работы ДВС.

По количеству проводов можно выделить несколько типов циркониевых устройств:

1. В однопроводном датчике существует единственный сигнальный провод. Контакт на массу осуществляется через корпус.
2. Двухпроводное устройство оснащено сигнальным и заземляющим проводами.
3. Трёх- и четырёхпроводные датчики снабжены системой нагрева, управляющим и заземляющим проводами к ней.

Циркониевые лямбда-зонды в свою очередь разделяются на одно-, двух-, трёх- и четырёхпроводные датчики

Титановый

Визуально похож на циркониевый. Чувствительный элемент датчика создан из диоксида титана. В зависимости от количества кислорода в выхлопных газах скачкообразно меняется объёмное сопротивление датчика: от 1 кОм при богатой смеси до более 20 кОм при бедной. Соответственно, меняется проводимость элемента, о чём датчик сигнализирует блоку управления. Рабочая температура титанового датчика — 700°C, поэтому наличие нагревательного элемента обязательно. Эталонный воздух отсутствует.

Из-за своей сложной конструкции, дороговизны и привередливости к перепадам температуры большое распространение датчик не получил.

Кроме циркониевых, существуют также кислородные датчики на основе двуокиси титана (TiO2)

Широкополосный

Конструктивно отличается от предыдущих 2 камерами (ячейками):

В камере для измерений с использованием электронной схемы модуляции напряжения поддерживается состав газов, соответствующий λ=1. Насосная ячейка при работающем моторе на обеднённой смеси устраняет лишний кислород из диффузионного зазора в атмосферу, при богатой смеси — пополняет диффузионное отверстие недостающими ионами кислорода из внешнего мира. Направление тока для перемещения кислорода в разные стороны меняется, а его величина пропорциональна количеству О2. Именно значение тока и служит детектором λ выхлопных газов.

Температура, необходимая для работы (не менее 600°C), достигается за счёт работы нагревательного элемента в датчике.

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

Симптомы неисправности

Основными признаками, свидетельствующими о поломке кислородного датчика, считаются:

• Повышенная токсичность выхлопных газов;
• Нестабильная, прерывистая разгонная динамика;
• Кратковременное включение лампы «CHECK ENGINE» при резком увеличении оборотов;
• Нестабильные, постоянно меняющиеся холостые обороты;
• Увеличение расхода топлива;
• Перегрев катализатора, сопровождающийся потрескивающими звуками в его зоне при заглушённом моторе;
• Постоянно горящий индикатор «CHECK ENGINE»;
• Беспричинная сигнализация бортового компьютера о переобогащённой ТВС.

Нужно иметь в виду, что все эти отклонения могут быть симптомами и других поломок.

Длительность службы лямбда-зонда примерно 60-130 тыс. км. Причинами сокращения срока службы и поломки устройства может стать:

• Применение при монтаже датчиков, не рассчитанных на высокие температуры герметиков (силиконовых);
• Некачественный бензин (повышенное содержание этила, свинца, тяжёлых металлов);
• Попадание масла в выхлопную систему в результате износа маслосъёмных колец или колпачков;
• Перегрев датчика в результате некорректно выставленного зажигания, переобогащённой ТВС;
• Множественные попытки завести мотор, приводящие к проникновению горючих смесей в систему выхлопа;
• Нестабильный контакт, замыкание на массу, обрыв выходного провода;
• Нарушение целостности конструкции датчика.

Способы диагностики кислородного датчика

Специалисты советуют проверять корректность работы лямбда-зонда каждые 10000 км пробега, даже если проблем в работе устройства не наблюдается.

Диагностику начинают с проверки надёжности соединения клеммы с датчиком и на наличие механических повреждений. Далее выкручивают лямбда-зонд из коллектора и осматривают защитный кожух. Небольшие отложения очищают.

Если в ходе визуального осмотра на защитной трубке датчика кислорода были выявлены следы сажи, сильные белые, серые или блестящие отложения, то лямбда-зонд следует заменить

Как проверить лямбда-зонд мультиметром (тестером)

Проверка датчика на работоспособность проводится по следующим параметрам:

• Напряжение в нагревательной цепи;
• «Опорное» напряжение;
• Состояние нагревателя;
• Сигнал датчика.

Схема подключения к лямбда-зонду в зависимости от его типа

Наличие напряжения в цепи подогрева определяют мультиметром или вольтметром в следующей последовательности:

1. Не снимая разъём с датчика, включают зажигание.
2. Щупы присоединяют к цепи подогрева.
3. Показания на приборе должны совпадать с напряжением на аккумуляторе — 12В.

«+» идёт на датчик от аккумулятора через предохранитель. При его отсутствии прозванивают эту цепь.

«—» поступает от блока управления. Если он не обнаружен, проверяют клеммы цепи «лямбда-зонд — ЭБУ».

Замеры опорного напряжения проводятся теми же аппаратами. Последовательность действий:

1. Включают зажигание.
2. Замеряют напряжение между сигнальным проводом и массой.
3. Прибор должен показать 0,45 В.

Для проверки нагревателя мультиметр выставляют в режим омметра. Этапы диагностики:

1. Снимают разъём с устройства.
2. Замеряют сопротивление между контактами нагревателя.
3. Показания на разных кислородниках различные, но не должны выходить за пределы 2-10 Ом.

Важно! Отсутствие сопротивления говорит о разрыве в цепи нагревателя.

Вольтметр или мультиметр используются для проверки сигнала датчика. Для этого:

1. Заводят двигатель.
2. Прогревают его до рабочей температуры.
3. Щупы прибора соединяют с сигнальным проводом и проводом массы.
4. Обороты мотора увеличивают до 3000 об/мин.
5. Следят за замерами напряжения. Должны наблюдаться скачки в диапазоне от 0,1 В до 0,9 В.

Если хотя бы при одной из проверок показатели разнятся от нормы, датчик неисправен и нуждается в замене.

Видео: проверка лямбда-зонда тестером

Проверка осциллографом

Главным преимуществом данной диагностики лямбда-зонда перед проверкой вольтметром и мультиметром является фиксация времени между однотипными изменениями выходного напряжения. Оно не должно превышать 120 мс.

1. Щуп прибора подключают к сигнальному проводу.
2. Мотор прогревают до рабочей температуры.
3. Обороты двигателя повышают до 2000-2600 об/мин.
4. По показаниям осциллографа определяют работоспособность кислородного датчика.

Диагностика осциллографом даёт наиболее полную картину работы лямбда-зонда

Превышение временного показателя или пересечение пределов напряжения нижнего 0,1 В и верхнего 0,9 В говорит о неисправном кислородном датчике.

Видео: диагностика датчика кислорода осциллографом

Другие способы проверки

Если в автомобиле есть бортовая система, то по сигналу «CHECK ENGINE», выдающему определённую ошибку, можно диагностировать состояние лямбда-зонда.

Перечень ошибок лямбда-зонда

Чтобы лямбда-зонд работал долго и эффективно, необходимо заправлять автомобиль только качественным топливом. Плановая и своевременная диагностика датчика кислорода поможет вовремя обнаружить его неисправность. Эта мера способна продлить срок эксплуатации не только самого датчика, но и катализатора.