Co je lambda sonda. Jak lambda sonda reguluje činnost spalovacího motoru
Dnešní auta jsou doslova napěchovaná nejrůznějšími senzory, které kontrolují tlak v pneumatikách a brzdách, teplotu nemrznoucí kapaliny a oleje v mazacím systému, hladinu paliva, otáčky kol, úhel natočení volantu a mnoho dalšího. Pro regulaci provozních režimů spalovacího motoru se používá řada senzorů. Mezi nimi je i zařízení s tajemným názvem lambda sonda, o kterém bude řeč v tomto článku.
Řecké písmeno lambda (λ) označuje koeficient, který charakterizuje odchylku složení směsi vzduch-palivo přiváděné do válců spalovacího motoru od optimálního. Všimněte si, že v ruskojazyčné technické literatuře se pro tento koeficient často používá jiné řecké písmeno - alfa (α).
Maximální účinnosti spalovacího motoru je dosaženo při určitém poměru objemů vzduchu a paliva vstupujících do válců. V takové směsi vzduchu přesně tolik, kolik je potřeba k úplnému shoření paliva. Nic víc, nic míň. Tento poměr vzduchu a paliva se nazývá stechiometrický.
Pro pohonné jednotky na benzín je stechiometrický poměr 14,7, pro dieselové jednotky - 14,6, pro zkapalněný plyn (směs propan-butanu) - 15,5, pro stlačený plyn (metan) - 17,2.
Pro stechiometrickou směs je λ = 1. Je-li λ větší než 1, pak je vzduchu více, než je potřeba, a pak se mluví o chudé směsi. Pokud je λ menší než 1, říká se, že směs je obohacená.
Chudá směs sníží výkon spalovacího motoru a zhorší spotřebu paliva. A při určitém poměru se spalovací motor prostě zadrhne.
V případě provozu na obohacenou směs se výkon zvýší. Cena takového výkonu je velké plýtvání palivem. Další zvýšení podílu paliva ve směsi způsobí problémy se zapalováním a nestabilní provoz jednotky. Nedostatek kyslíku nedovolí palivu zcela shořet, což dramaticky zvýší koncentraci škodlivých látek ve výfukových plynech. Benzín částečně shoří ve výfukovém systému, což způsobí závadu na tlumiči a katalyzátoru. To bude indikováno praskáním a tmavým kouřem z výfukového potrubí. Pokud se tyto příznaky objeví, je třeba nejprve diagnostikovat vzduchový filtr. Možná je prostě zanesený a nepropouští vzduch do spalovacího motoru.
Řídicí jednotka motoru neustále hlídá složení směsi ve válcích a reguluje množství vstřikovaného paliva, přičemž dynamicky udržuje hodnotu koeficientu λ co nejblíže 1. Pravda, většinou se používá mírně chudá směs v možnosti, ve kterém λ = 1,03 ... Jedná se o nejekonomičtější režim, navíc minimalizuje škodlivé emise, protože přítomnost malého množství kyslíku umožňuje spalovat oxid uhelnatý a uhlovodíky v katalyzátoru.
Lambda sonda je přesně to zařízení, které sleduje složení směsi vzduch-palivo a dává odpovídající signál do ECU motoru.
Obvykle se instaluje na vstupu do katalyzátoru a reaguje na přítomnost kyslíku ve výfukových plynech. Proto se lambda sondě také říká senzor zbytkového kyslíku nebo jednoduše senzor kyslíku.
Základem snímače je keramický prvek (1) vyrobený z oxidu zirkoničitého s přídavkem oxidu yttria, který působí jako elektrolyt v pevné fázi. Platinový povlak tvoří elektrody - vnější (2) a vnitřní (3). Z kontaktů (5 a 4) je odstraněno napětí, které je přiváděno přes vodiče do počítače.
Vnější elektroda je profukována ohřátými výfukovými plyny procházejícími výfukovým potrubím a vnitřní elektroda je v kontaktu s atmosférickým vzduchem. Rozdíl v množství kyslíku na vnější a vnitřní elektrodě způsobí, že se na signálních kontaktech sondy objeví napětí a odpovídající reakce ECU.
Při nepřítomnosti kyslíku na vnější elektrodě snímače přijme řídící jednotka na svém vstupu napětí asi 0,9 V. V důsledku toho počítač omezí přívod paliva do vstřikovačů, nakloní směs a na vstřikovači se objeví kyslík. vnější elektroda lambda sondy. To má za následek snížení výstupního napětí generovaného lambda sondou.
Pokud množství kyslíku procházejícího vnější elektrodou stoupne na určitou hodnotu, pak napětí na výstupu snímače klesne přibližně na 0,1 V. ECU to vnímá jako chudou směs a koriguje to zvýšením vstřiku paliva.
Tímto způsobem je dynamicky řízeno složení směsi a hodnota koeficientu λ neustále kolísá kolem 1. Pokud osciloskop připojíte na kontakty správně fungující lambda sondy, uvidíme signál blízký čisté sinusoidě .
Přesnější korekce s menším kolísáním lambda je možná, pokud je na výstupu z katalyzátoru instalována přídavná lambda sonda. Současně je sledován provoz katalyzátoru.
- sací potrubí;
- LED;
- ECU;
- vstřikovače paliva;
- hlavní kyslíkový senzor;
- přídavný kyslíkový senzor;
- katalyzátor.
Elektrolyt v pevné fázi získává vodivost pouze při zahřátí na cca 300...400 °C. To znamená, že lambda sonda je po nastartování spalovacího motoru nějakou dobu neaktivní, dokud ji výfukové plyny dostatečně nezahřejí. V tomto případě je směs regulována na základě signálů z jiných snímačů a továrních dat v paměti počítače. Pro urychlení uvedení lambda sondy do provozu se často dodává s elektrickým ohřevem vložením topného tělesa do keramiky.
každý senzor dříve nebo později začne fungovat a vyžaduje opravu nebo výměnu. Lambda sonda není výjimkou. V ukrajinských reálných podmínkách funguje správně v průměru 60 ... 100 tisíc kilometrů. Jeho životnost může zkrátit řada důvodů.
- Nekvalitní palivo a pochybná aditiva. Nečistoty mohou kontaminovat citlivé prvky snímače.
- Kontaminace olejem vstupujícím do výfukových plynů kvůli problémům ve skupině pístů.
- Lambda sonda je navržena pro provoz při vysokých teplotách, ale pouze do určité hranice (asi 900 ... 1000 °C). Přehřátí v důsledku nesprávné činnosti spalovacího motoru nebo zapalovacího systému může poškodit lambda sondu.
- Elektrické problémy - oxidace kontaktů, přerušené nebo zkratované vodiče a tak dále.
- mechanické závady.
S výjimkou nárazových defektů senzor zbytkového kyslíku obvykle odumírá pomalu a známky poruchy se objevují postupně, výraznější jsou až s časem. Příznaky vadné lambda sondy jsou následující:
- Zvýšená spotřeba paliva.
- Snížený výkon motoru.
- Zhoršení dynamiky.
- Trhání během pohybu auta.
- Plovoucí volnoběžné otáčky.
- Zvýšená toxicita výfukových plynů. Zjišťuje se především pomocí vhodné diagnostiky, méně často se projevuje štiplavým zápachem nebo černým kouřem.
- Přehřátí katalyzátoru.
Je třeba mít na paměti, že tyto příznaky nejsou vždy spojeny se špatnou funkcí kyslíkového senzoru, proto je k určení přesné příčiny problému nutná další diagnostika.
integritu kabeláže můžete diagnostikovat vytáčením pomocí multimetru. Měli byste se také ujistit, že nedochází ke zkratu vodičů k pouzdru a mezi sebou navzájem.
diagnostikujte odpor topného článku, měl by být přibližně 5 ... 15 ohmů.
Napájecí napětí ohřívače se musí blížit napětí palubního napájecího zdroje.
Je docela možné vyřešit problémy spojené s dráty nebo nedostatkem kontaktu v konektoru, ale obecně nelze lambda sondu opravit.
Čištění snímače od kontaminace je velmi problematické a v mnoha případech je prostě nemožné. Zvláště pokud jde o lesklý stříbrný povlak způsobený přítomností olova v benzínu. Použití abrazivních materiálů a čisticích prostředků zcela a nenávratně dokončí práci. Poškodit ho může i mnoho chemicky aktivních látek.
Doporučení na netu pro čištění lambda sondy kyselinou fosforečnou dávají požadovaný efekt v jednom případě ze sta. Kdo chce, může zkusit.
Deaktivace vadné lambda sondy přepne systém vstřikování paliva do průměrného továrního režimu registrovaného v paměti ECU. Může se ukázat, že není ani zdaleka optimální, proto by měl být vadný co nejdříve nahrazen novým.
Odšroubování snímače vyžaduje opatrnost, aby nedošlo k poškození závitů ve výfukovém potrubí. Před instalací nového zařízení by měly být závity očištěny a namazány tepelným mazivem nebo grafitovým mazivem (ujistěte se, že se nedostane na citlivý prvek snímače). Našroubujte lambda sondu momentovým klíčem na správný utahovací moment.
Při montáži lambda sondy nepoužívejte silikon ani jiné tmely.
Dodržení určitých podmínek umožní lambda sondě zůstat déle v dobrém stavu.
- Tankujte kvalitní palivo.
- Vyhněte se pochybným přísadám do paliva.
- Kontrolujte teplotu výfukového systému, nedovolte jeho přehřátí
- Vyvarujte se vícenásobných startů spalovacího motoru v krátké době.
- K čištění hrotů lambda sondy nepoužívejte abrazivní prostředky ani chemikálie.
