Kaj je lambda sonda. Kako senzor za kisik uravnava delovanje motorja z notranjim zgorevanjem

Današnji avtomobili so dobesedno natrpani z najrazličnejšimi senzorji, ki nadzorujejo tlak v pnevmatikah in zavorah, antifriz in temperaturo olja v mazalnem sistemu, nivo goriva, hitrost koles, kot zasuka volana in še marsikaj. Za uravnavanje načinov delovanja motorja z notranjim zgorevanjem se uporabljajo številni senzorji. Med njimi je naprava s skrivnostnim imenom lambda sonda, o kateri bomo govorili v tem članku.

Grška črka lambda (λ) označuje koeficient, ki označuje odstopanje sestave mešanice zraka in goriva, ki se dovaja v valje motorja z notranjim zgorevanjem, od optimalne. Upoštevajte, da se v tehnični literaturi v ruskem jeziku za ta koeficient pogosto uporablja druga grška črka - alfa (α).

Največja učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem je dosežena pri določenem razmerju prostornine zraka in goriva, ki vstopata v valje. V takšni mešanici zraka je točno toliko, kolikor je potrebno za popolno zgorevanje goriva. Nič več, nič manj. To razmerje zraka in goriva imenujemo stehiometrično. 

Za pogonske enote, ki delujejo na bencin, je stehiometrično razmerje 14,7, za dizelske enote - 14,6, za utekočinjeni plin (mešanica propan-butan) - 15,5, za stisnjen plin (metan) - 17,2.

Za stehiometrično mešanico je λ = 1. Če je λ večji od 1, je zraka več kot je potrebno in takrat govorimo o revni mešanici. Če je λ manjši od 1, se reče, da je zmes obogatena.

Redna mešanica bo zmanjšala moč motorja z notranjim zgorevanjem in poslabšala porabo goriva. In pri določenem razmerju bo motor z notranjim zgorevanjem preprosto zastal.

V primeru delovanja na obogateni mešanici se bo moč povečala. Cena takšne moči je velika potrata goriva. Nadaljnje povečanje deleža goriva v mešanici bo povzročilo težave z vžigom in nestabilno delovanje enote. Pomanjkanje kisika ne bo omogočilo, da bi gorivo popolnoma zgorelo, kar bo dramatično povečalo koncentracijo škodljivih snovi v izpušnih plinih. Bencin bo delno izgorel v izpušnem sistemu, kar bo povzročilo okvaro dušilca ​​in katalizatorja. To bodo pokazali poki in temen dim iz izpušne cevi. Če se pojavijo ti simptomi, je treba najprej diagnosticirati zračni filter. Morda je preprosto zamašen in ne pušča zraka v motor z notranjim zgorevanjem.

Krmilna enota motorja stalno spremlja sestavo mešanice v valjih in uravnava količino vbrizganega goriva, pri čemer dinamično vzdržuje vrednost koeficienta λ čim bližje 1. Res je, da se običajno uporablja rahlo revna mešanica v možnostih, kjer je λ = 1,03 ... To je najbolj ekonomičen način, poleg tega zmanjšuje škodljive emisije, saj prisotnost majhne količine kisika omogoča zgorevanje ogljikovega monoksida in ogljikovodikov v katalizatorju.

Lambda sonda je ravno naprava, ki spremlja sestavo mešanice zrak-gorivo in daje ustrezen signal ECU motorja. 



Običajno je nameščen na vstopu v katalizator in reagira na prisotnost kisika v izpušnih plinih. Zato lambda sondo imenujemo tudi senzor preostalega kisika ali preprosto senzor kisika. 

Senzor temelji na keramičnem elementu (1) iz cirkonijevega dioksida z dodatkom itrijevega oksida, ki deluje kot trdni elektrolit. Platinasta prevleka tvori elektrode - zunanjo (2) in notranjo (3). Iz kontaktov (5 in 4) se odstrani napetost, ki se preko žic napaja v računalnik.



Zunanja elektroda je prepihana z ogretimi izpušnimi plini, ki gredo skozi izpušno cev, notranja elektroda pa je v stiku z atmosferskim zrakom. Razlika v količini kisika na zunanji in notranji elektrodi povzroči nastanek napetosti na signalnih kontaktih sonde in ustrezno reakcijo ECU.

V odsotnosti kisika na zunanji elektrodi senzorja krmilna enota na svojem vhodu prejme napetost približno 0,9 V. Posledično računalnik zmanjša dovod goriva v injektorje, nagne mešanico in kisik se pojavi na zunanja elektroda lambda sonde. Posledica tega je zmanjšanje izhodne napetosti, ki jo ustvari senzor za kisik. 

Če količina kisika, ki prehaja skozi zunanjo elektrodo, naraste na določeno vrednost, potem napetost na izhodu senzorja pade na približno 0,1 V. ECU to zazna kot revno mešanico in jo popravi s povečanjem vbrizga goriva. 

Na ta način je sestava zmesi dinamično nadzorovana, vrednost koeficienta λ pa nenehno niha okoli 1. Če osciloskop priključite na kontakte pravilno delujoče lambda sonde, bomo videli signal blizu čiste sinusoide. . 

Natančnejša korekcija z manjšimi nihanji lambde je mogoča, če se na izhodu iz katalizatorja vgradi dodatna sonda za kisik. Hkrati se spremlja delovanje katalizatorja.

1. sesalni razdelilnik;
2. ICE;
3. ECU;
4. injektorji za gorivo;
5. glavni senzor za kisik;
6. dodatni senzor za kisik;
7. katalizator.

Elektrolit v trdnem stanju pridobi prevodnost šele, ko se segreje na približno 300 ... 400 ° C. To pomeni, da je lambda sonda nekaj časa po zagonu motorja z notranjim zgorevanjem neaktivna, dokler je izpušni plini dovolj ne segrejejo. V tem primeru se mešanica regulira na podlagi signalov drugih senzorjev in tovarniških podatkov v pomnilniku računalnika. Da bi pospešili vključitev senzorja kisika v delovanje, je pogosto opremljen z električnim ogrevanjem z vgradnjo grelnega elementa v notranjost keramike.

vsak senzor prej ali slej začne delovati in zahteva popravilo ali zamenjavo. Lambda sonda ni izjema. V ukrajinskih realnih razmerah deluje pravilno povprečno 60 ... 100 tisoč kilometrov. Številni razlogi lahko skrajšajo njegovo življenjsko dobo.

1. Gorivo slabe kakovosti in vprašljivi dodatki. Nečistoče lahko onesnažijo občutljive elemente senzorja. 
2. Kontaminacija z oljem, ki vstopa v izpušne pline zaradi težav v skupini batov.
3. Lambda sonda je zasnovana za delovanje pri visokih temperaturah, vendar le do določene meje (približno 900 ... 1000 ° C). Pregrevanje zaradi nepravilnega delovanja motorja z notranjim zgorevanjem ali sistema za vžig lahko poškoduje senzor za kisik.
4. Električne težave - oksidacija kontaktov, odprte ali kratke žice itd.
5. mehanske napake.

Razen pri udarnih okvarah senzor za preostali kisik običajno odmre počasi, znaki okvare pa se pojavljajo postopoma in postanejo bolj izraziti šele čez čas. Simptomi okvarjene lambda sonde so naslednji:

• Povečana poraba goriva.
• Zmanjšana moč motorja.
• Poslabšanje dinamike.
• Trki med premikanjem avtomobila.
• Plavajoči prosti tek.
• Povečanje toksičnosti izpušnih plinov. Določa se predvsem s pomočjo ustrezne diagnostike, manj pogosto se kaže z ostrim vonjem ali črnim dimom.
• Pregrevanje katalizatorja.

Upoštevati je treba, da ti simptomi niso vedno povezani z okvaro senzorja za kisik, zato je potrebna dodatna diagnostika za določitev natančnega vzroka težave. 

lahko diagnosticirate celovitost ožičenja s klicanjem z multimetrom. Prepričajte se tudi, da ni kratkega stika žic na ohišje in med seboj. 

diagnosticirajte upor grelnega elementa, mora biti približno 5 ... 15 ohmov. 

Napajalna napetost grelnika mora biti blizu napetosti vgrajenega električnega omrežja. 

Težave, povezane z žicami ali pomanjkanjem stika v konektorju, je povsem mogoče rešiti, vendar na splošno senzorja kisika ni mogoče popraviti.

Čiščenje senzorja pred kontaminacijo je zelo problematično in v mnogih primerih preprosto nemogoče. Še posebej, ko gre za bleščečo srebrno prevleko, ki jo povzroča prisotnost svinca v bencinu. Uporaba abrazivnih materialov in čistilnih sredstev bo popolnoma in nepreklicno uničila napravo. Številne kemično aktivne snovi ga lahko tudi poškodujejo.

Priporočila, ki jih najdete na netu za čiščenje lambda sonde s fosforno kislino, dajejo želeni učinek v enem primeru od sto. Kdor želi, lahko poskusi.

Отключение неисправного лямбда-зонда переведет систему впрыска горючего в усредненный заводской режим, прописанный в памяти ЭБУ. Он может оказаться далеким от оптимального, поэтому вышедший из строя следует как можно скорее заменить новым.

Odvijanje senzorja zahteva previdnost, da ne poškodujete navojev v izpušni cevi. Pred namestitvijo nove naprave je treba navoje očistiti in namazati s termično mastjo ali grafitno mastjo (pazite, da ne pride na občutljiv element senzorja). Privijte lambda sondo z momentnim ključem na pravi navor.

Pri nameščanju senzorja za kisik ne uporabljajte silikona ali drugih tesnil. 

Skladnost z določenimi pogoji bo omogočila, da bo lambda sonda dlje časa ostala v dobrem stanju.

• Napolnite s kakovostnim gorivom.
• Izogibajte se vprašljivim dodatkom za gorivo.
• Nadzorujte temperaturo izpušnega sistema, ne dovolite pregrevanja
• Izogibajte se večkratnim zagonom motorja z notranjim zgorevanjem v kratkem času.
• Za čiščenje konic senzorja za kisik ne uporabljajte abrazivnih sredstev ali kemikalij.