Проверка лямбда зонда осциллографом

Проверка датчика кислорода с помощью осциллографа.

Датчик кислорода устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и служит для определения наличия кислорода в отработавших газах. Когда двигатель работает на обогащённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах понижен, при этом датчик генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0,65…1,0V. При поступлении сигнала высокого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает уменьшать длительность впрыска топлива, тем самым обедняя топливо-воздушную смесь. Когда двигатель работает на обеднённой топливо-воздушной смеси, уровень содержания кислорода в отработавших газах повышен, при этом датчик генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40…200mV. При поступлении сигнала низкого уровня от датчика кислорода, блок управления двигателем начинает увеличивать длительность впрыска топлива, тем самым обогащая топливо-воздушную смесь. Таким образом, по сигналу от датчика кислорода блок управления двигателем корректирует длительность впрыска топлива так, что состав топливо-воздушной смеси оказывается максимально близким к стехиометрическому (идеальное соотношение воздух/топливо).

Исправный датчик кислорода начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры не ниже 350°С. Существуют одно-, двух-, трёх- и четырёх-проводные двухуровневые циркониевые датчики кислорода BOSCH. Одно- и двух-проводные датчики кислорода устанавливаются в выпускном коллекторе двигателя максимально близко к выпускным клапанам газораспределительного механизма и прогреваются до рабочей температуры за счёт высокой температуры отработавших газов. Трёх- и четырёх-проводные датчики кислорода прогреваются до рабочей температуры за счёт встроенного электрического нагревательного элемента и могут быть установлены на значительном расстоянии от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя.

При условии сгорания стехиометрической топливо-воздушной смеси, напряжение выходного сигнала лямбда-зонда равно 445…450mV. Но расстояние от выпускных клапанов газораспределительного механизма двигателя до места расположения датчика и значительное время реакции чувствительного элемента датчика приводят к некоторой инерционности системы, что не позволяет непрерывно поддерживать стехиометрический состав топливо-воздушной смеси. Практически, при работе двигателя на установившемся режиме, состав смеси постоянно отклоняется от стехиометрического в диапазоне ±2…3% с частотой 1…2раза в секунду. Этот процесс чётко прослеживается по осциллограмме напряжения выходного сигнала датчика кислорода.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала составляет

Проверка выходного сигнала датчика.

Измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно сигнальной “массы” датчика. Сигнальная “масса” двух- и четырёх-проводных датчиков кислорода BOSCH выведена через отдельный провод (провод серого цвета идущий от датчика) на разъём датчика. Сигнальная “масса” одно- и трёх- датчиков кислорода BOSCH соединена с металлическим корпусом датчика и при установке датчика автоматически соединяться с “массой” автомобиля через резьбовое крепление датчика. Выведенная через отдельный провод на разъём датчика сигнальная “масса” датчика кислорода в большинстве случаев так же соединена с “массой” автомобиля. Встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной “массы” датчика кислорода подключен не к “массе” автомобиля, а к источнику опорного напряжения. В таких системах, измерение напряжения выходного сигнала датчика кислорода блок управления двигателем производит относительно источника опорного напряжения, к которому подключен провод сигнальной “массы” датчика кислорода.

Для просмотра осциллограммы напряжения выходного сигнала датчика кислорода, разъём осциллографического щупа должен быть подключен к любому из аналоговых входов №1-4 USB Autoscope II, чёрный зажим типа “крокодил” осциллографического щупа должен быть подсоединён к “массе” двигателя диагностируемого автомобиля, пробник щупа должен быть подсоединён параллельно сигнальному выводу датчика (провод чёрного цвета идущий от датчика).

Схема подключения к датчику кислорода BOSCH (на основе оксида циркония).
1 – точка подключения чёрного зажима типа “крокодил” осциллографического щупа;
2 – точка подключения пробника осциллографического щупа.

В окне программы “USB Осциллограф”, необходимо выбрать подходящий режим отображения, в данном случае “Управление => Загрузить настройки пользователя => Lambda”.

Когда лямбда-зонд прогревается до рабочей температуры, его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением. В большинстве блоков управления двигателем, значение опорного напряжения равно 450mV. Такой блок управления двигателем считает датчик кислорода готовым к работе только после того, как вследствие прогрева датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в диапазоне более чем ±150…250mV.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала исправного датчика кислорода BOSCH. Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя. Время прогрева лямбда-зонда до рабочей температуры равно

Опорное напряжение на сигнальном проводе датчика кислорода некоторых блоков управления двигателем может иметь другое значение. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V.

Типовые неисправности.

Низкая частота переключения выходного сигнала датчика кислорода указывает на увеличенный диапазон отклонения состава топливо-воздушной смеси от стехиометрического.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Частота переключения сигнала занижена и составляет

Снижение частоты переключения выходного сигнала датчика кислорода может быть вызвана возросшим временем перехода выходного напряжения зонда от одного уровня к другому из-за старения или химического отравления датчика. Неисправность может привести к раскачке частоты вращения двигателя на режиме холостого хода и к потере “приёмистости” двигателя.

Ресурс датчика содержания кислорода в отработавших газах составляет 20 000…80 000 km. Из-за старения, выходное электрическое сопротивление датчика кислорода снижается при значительно более высокой температуре чувствительного элемента до значения, при котором датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение. Из-за возросшего выходного электрического сопротивления, размах выходного напряжения сигнала датчика кислорода уменьшается. Стареющий датчик кислорода легко можно выявить по осциллограмме напряжения его выходного сигнала на таких режимах работы двигателя, когда поток и температура отработавших газов снижаются. Это режим холостого хода и малых нагрузок. Практически, стареющий датчик кислорода всё ещё работает на движущемся автомобиле, но как только нагрузка на двигатель снижается (холостой ход), размах сигнала быстро начинает уменьшаться вплоть до пропадания колебаний.

Осциллограмма напряжения выходного сигнала неисправного датчика кислорода BOSCH. Двигатель работает на холостом ходу. Переключения выходного сигнала отсутствуют.

Напряжение выходного сигнала стареющего датчика кислорода при работе двигателя на холостом ходу становится почти стабильным, его значение становится близким опорному напряжению 300…600mV.

Как проверить лямбда-зонд и признаки не исправности? Подойдет ли Бош универсальный?

• Машину дергает когда едешь на малых оборотах – 1 ответ

Перво-наперво при выходе из строя и неисправности лябды в поведении авто появляются несколько ощутимых последствий:

• Увеличенный расход топлива
• Нестабильная работа двигателя авто (рывки)
• Нарушается работа катализатора (повышается токсичность)

Затем, чтобы проверить лямбда-зонд, для начала можно выкрутить и провести визуальную проверку (так же как и визуальная проверка свечей может о многом рассказать).

На автомобилях устанавливается несколько видов лямбд, датчики могут быть с одним, 2-мя, 3-мя, 4-мя даже пятью проводами, но стоит запомнить что в любом из вариантов один из них является сигнальным (зачастую чёрный), а остальные предназначены для подогревателя (как правило они белого цвета).

Чем и как можно проверить лямбду

Для проверки потребуется цифровой вольтметр (лучше аналоговый вольтметром, поскольку у него время «дискретизации» значительно меньше чем у цифрового) и осциллограф если есть возможность, измерения будут более точнее. Перед проверкой следует прогреть авто поскольку лямбда правильно работать при температуре более 300C°.

Сначала ищем провод обогрева:

Заводим двигатель, разъем лямбды не разъединяем. Минусовой щуп вольтметра (обычная цешка) соединяем с кузовом автомобиля. Плюсовым щупом цешки “тыкаем” на каждый контакт провода и наблюдаем за показанием вольтметра. При обнаружении плюсового провода обогревателя, вольтметр должен показывать постоянные 12 В. Далее минусовым щупом вольтметра пытаемся найти минусовой провод подогревателя. Включаемся в оставшиеся контакты разъема датчика. При обнаружении минусового контакта, опять же вольтметр покажет 12 В. Оставшиеся провод, провода сигнальные.

Проверка лямбда-зонда тестером:

Берём электронный милливольтметр постоянного напряжения и подсоединяем его параллельно ЛЗ («+» «-» к ЛЗ, — к массе), причём лямбда зонд должен быть подключен к контроллеру.

Когда двигатель прогреется (5-10 мин) затем нужно смотреть на стрелку вольтметра. Она должна периодически ходить между 0,2 и 0,8 В (т.е. 200 и 800 мВ, причём, если за 10 секунд произойдёт менее 8-и циклов — ЛЗ пора менять. Также к замене если напряжение «стоит» на 0,45 В.

Когда же напряжение всё время 0,2 или 0,9 В — то что-то со впрыском — смесь слишком бедная или слишком богатая. Поскольку напряжение датчика кислорода все время должно изменятся и скакать от ≈0,2 до 0,9V.

Имеется еще один быстрый способ проверки лямбда зонда. Следует сделать так:

Аккуратно прокалывается плюсовым контактом тестера (чёрный провод лямбды), другой контакт — на массу. На работающем моторе показания должны колебаться от 0,1 до 0,9V. Постоянные показания (к примеру, всё время 0,2) или показания, выходящие за эти рамки, или колебания с меньшей амплитудой говорят о неисправности зонда.

• всё время 0,1 — мало кислорода
• всё время 0,9 — много кислорода
• Зонд исправен, проблема в чём-то другом.

Если есть время и желание позаморачиватся можно провести несколько тестов на богатую и бедную смесь и дополнительно проверить датчик лямбда зонд.

1. Отключите кислородный датчик от колодки и подключите его цифровому вольтметру. Заведите автомобиль, и, нажав педаль газа, увеличьте обороты двигателя до отметки 2500 оборотов в минуту. Используя устройство для обогащения топливной смеси, устройте снижение оборотов до 200 в минуту.
2. При условии, что ваш автомобиль оборудован топливной системой с электронным управлением, выньте вакуумную трубку из регулятора давления топлива. Посмотрите на показания вольтметра. Если стрелка прибора приблизится к отметке 0.9 В, значит, лямбда зонд находится в рабочем состоянии. О неисправности датчика свидетельствует отсутствие реакции вольтметра, и показания его в пределах меньших отметки 0.8 В.
3. Сделайте тест на бедную смесь. Для этого возьмите вакуумную трубку и спровоцируйте подсос воздуха. Если кислородный датчик исправен, показания цифрового вольтметра будут на уровне 0.2 В и ниже.
4. Проверьте работу лямбда зонда в динамике. Для этого подключите датчик к разъему системы подачи топлива, и установите параллельно ему вольтметр. Увеличьте обороты двигателя до 1500 оборотов в минуту. Показатели вольтметр при исправном датчике должны быть на уровне 0,5 В. Другое значение свидетельствует о выходе из строя лямбда зонда.

Проверка напряжения в цепи подогрева

Для проверки наличия напряжения в цепи нужен вольтметр. Включаем зажигание и подсоединяем его щупами к проводам нагревателя (отсоединять разъем не можно, лучше проткнуть острыми иголками). Их напряжение должны быть равно тому, что выдает аккум на не запущенном двигателе (около 12В).

Если нет плюса нужно пройти цепь АКБ-предохранитель-датчик, поскольку он всегда идет напрямую, а вот минус поступает с ЭБУ, так что если нет минуса смотрим цепь до блока.

Проверка нагревателя лямбда зонда

Кроме как померить напряжения мультиметром, можно замерить еще и сопротивления для проверки исправности нагревателя (двух белых проводов), но нужно будет тестер переключить на Омы. В документации к определенному датчику обязательно указывается номинальное сопротивление (обычно оно около 2-10 Ом), ваша задача только проверить его и сделать вывод. На видео показан данный способ:

Проверка опорного напряжения датчика кислорода

Тестер переключаем на режим вольтметра, затем включив зажигание измеряем напряжение между сигнальным и проводом массы. В большинстве случаев опорное напряжение лямбда-зонда должно быть 0,45В.

Как проверить лямбда зонт самостоятельно? С этим вопросом сталкиваются большое количество владельцев автомобилей как отечественного производства, так и иномарок. В сегодняшней статье я расскажу вам о четырех полноценных способах проверки датчиков кислорода. Кстати проверка этих датчиков может потребоваться если сканер показывает ошибку, связанную с лямбда зондом, например низкий уровень сигнала датчика кислорода или увеличился расход топлива.

Датчики лямбда зонда – какие бывают?

Современные датчики кислорода имеют 4-х проводную систему, но бывают исключения! Нередко встречаются одно, двух и трех проводные датчики лямбда зонд.

Современные датчики кислорода

У четырехпроводного датчика два провода идут на цепь подогрева и один провод – сигнальный. Также один провод идёт на массу проверки лямбда зонда, которую можно произвести самостоятельно.

Проверка напряжения в цепи подогрева датчика

Для проверки напряжения в цепи подогрева датчика кислорода нам понадобится вольтметр.

1. Включаем зажигание автомобиля
2. Острыми щупами протыкаем провода или втыкаем щупы от вольтметра в разъемы провода идущий на датчик кислорода.
3. Замеряем напряжение.

Напряжение на этих проводах должно равняться напряжению аккумуляторной батареи, примерно 12, 45В. Плюс приходит обычно приходит на нагреватели датчика кислорода напрямую через предохранители, а минус подается с блока управления двигателем. Поэтому если на нагреватель датчика кислорода не приходит плюс, то смотрите цепь, аккумулятор, предохранитель и датчик кислорода. Кстати в некоторых моделях автомобиля возможно наличие реле в этой цепи. Но если нет минуса, то смотрите всю цепь до блока управления. Возможно потерялся контакт в каком либо разъеме, либо блок управления по каким то причинам не видит минус.

Проверка исправности нагревателя лямбда зонда при помощи тестера

Для того, чтобы проверить сам нагреватель лямбда зонда путем замера сопротивления нам понадобиться Омметр, то есть тестер или мультиметр в режиме измерения сопротивления. Отсоедините разъем датчика кислорода и измеряете сопротивление между проводами нагревателя. Сопротивление может быть разное, но обычно оно находится в пределах 2-10 Ом. Если сопротивление не показывается вообще, то скорее всего в нагревателе датчика кислорода (лямбда зонда) произошёл обрыв и он требует замены.

Проверка опорного напряжения датчика кислорода (лямбда зонд)

И так первую проверку лямбда зонда, которую мы можем провести самостоятельно, это проверка опорного напряжения. Для этого нам понадобится тестер в режиме Вольтметра. Включаем зажигание и замеряем напряжение между сигнальным проводом и массой. В большинстве моделей автомобилей это напряжение должно равняться 0,45В. Допускаются небольшие отступления от нормы как в ту так и в другую сторону, но здесь уже все зависит от качества и состояния проводки в автомобиле.

Проверка сигнала лямбда зонда

Для проверки нагревателя лямбда зонда желательно иметь осциллограф либо осциллоскоп, но так же подойдет мото-тестер или хотя бы стрелочный, но не цифровой вольтметр. В принципе для данного способа проверки подойдет и цифровой вольтметр, но он более инертный, поэтому намного хуже реагирует на изменение показаний.

И так теперь проверяем сам сигнал лямбда зонда! Это самый сложный и ответственный способ. Первое, что необходимо сделать это обзавестись специальными приборами, которые я перечислил выше.

И так, запускаем двигатель прогреваем его до рабочей температуры. Дело в том, что датчик кислорода начинает работать только после прогрева, не после прогрева ДВС, а после прогрева датчика кислорода. На эту процедуру блоком отводиться определенное время, поэтому проверять сразу датчик кислорода нет никакого смысла.

Обычно, датчик кислорода начинает работать при температуре двигателя 60 – 70 градусов. Подсоединяете провода щупа между сигнальными проводами и проводами массы, поднимаете обороты двигателя примерно до 3000 об/мин, и наблюдаете за изменениями показаний лямбда зонда.

Сигнал с датчика кислорода должен меняться от 0,1 до 0,9 Вольт. Если изменения происходят в меньшем диапазоне, то прибор просто не успевает реагировать, либо датчик кислорода неисправен и требует замены.

Так же при 3000 об/мин засеките время, при котором меняются показания от большего к меньшему. При оптимальном варианте работы ДК за 10 секунд должно произойти 8 – 9 изменений. Если показания датчика изменяются реже, то вероятна ошибка медленный отклик датчика кислорода и он подлежит замене.