Što je lambda sonda. Kako senzor za kisik regulira rad motora s unutarnjim izgaranjem

Današnji su automobili doslovno pretrpani svakakvim senzorima koji kontroliraju tlak u gumama i kočnicama, temperaturu antifriza i ulja u sustavu za podmazivanje, razinu goriva, brzinu kotača, kut upravljanja i još mnogo toga. Za regulaciju načina rada motora s unutarnjim izgaranjem koristi se niz senzora. Među njima je i uređaj tajanstvenog imena lambda sonda, o kojem će biti riječi u ovom članku.

Grčko slovo lambda (λ) označava koeficijent koji karakterizira odstupanje sastava smjese zraka i goriva koja se dovodi u cilindre motora s unutarnjim izgaranjem od optimalnog. Imajte na umu da se u tehničkoj literaturi na ruskom jeziku za ovaj koeficijent često koristi drugo grčko slovo - alfa (α).

Maksimalna učinkovitost motora s unutarnjim izgaranjem postiže se pri određenom omjeru volumena zraka i goriva koji ulaze u cilindre. U takvoj smjesi zraka točno onoliko koliko je potrebno za potpuno izgaranje goriva. Ni više ni manje. Ovaj omjer zraka i goriva naziva se stehiometrijski. 

Za pogonske jedinice koje rade na benzin, stehiometrijski omjer je 14,7, za dizelske jedinice - 14,6, za ukapljeni plin (mješavina propan-butan) - 15,5, za komprimirani plin (metan) - 17,2.

Za stehiometrijsku smjesu je λ = 1. Ako je λ veći od 1, tada ima više zraka nego što je potrebno i tada se govori o siromašnoj smjesi. Ako je λ manji od 1, kaže se da je smjesa obogaćena.

Siromašna smjesa će smanjiti snagu motora s unutarnjim izgaranjem i pogoršati potrošnju goriva. A u određenom omjeru, motor s unutarnjim izgaranjem jednostavno će stati.

U slučaju rada na obogaćenoj smjesi, snaga će se povećati. Cijena takve snage je veliki gubitak goriva. Daljnje povećanje udjela goriva u smjesi uzrokovat će probleme s paljenjem i nestabilan rad jedinice. Nedostatak kisika neće dopustiti da gorivo potpuno izgori, što će dramatično povećati koncentraciju štetnih tvari u ispušnim plinovima. Benzin će djelomično izgorjeti u ispušnom sustavu, uzrokujući kvar na prigušivaču i katalizatoru. To će biti naznačeno pucketanjem i tamnim dimom iz ispušne cijevi. Ako se ovi simptomi pojave, prvo treba dijagnosticirati filtar zraka. Možda je jednostavno začepljen i ne propušta zrak u motor s unutarnjim izgaranjem.

Upravljačka jedinica motora stalno prati sastav smjese u cilindrima i regulira količinu ubrizganog goriva, dinamički održavajući vrijednost koeficijenta λ što bliže 1. Istina, blago siromašna smjesa obično se koristi u mogućnosti, u kojem je λ = 1,03 ... Ovo je najekonomičniji način rada, osim toga, smanjuje štetne emisije, budući da prisutnost male količine kisika omogućuje sagorijevanje ugljičnog monoksida i ugljikovodika u katalizatoru.

Lambda sonda je upravo uređaj koji prati sastav mješavine zraka i goriva, dajući odgovarajući signal ECU-u motora. 



Obično se postavlja na ulazu katalizatora i reagira na prisutnost kisika u ispušnim plinovima. Stoga se lambda sonda naziva i sonda zaostatnog kisika ili jednostavno sonda za kisik. 

Senzor se temelji na keramičkom elementu (1) izrađenom od cirkonijevog dioksida s dodatkom itrijevog oksida koji djeluje kao elektrolit u čvrstom stanju. Obloga platine oblikuje elektrode - vanjske (2) i unutarnje (3). Iz kontakata (5 i 4) uklanja se napon, koji se preko žica dovodi do računala.



Vanjska elektroda se propuhuje zagrijanim ispušnim plinovima koji prolaze kroz ispušnu cijev, a unutarnja elektroda je u kontaktu s atmosferskim zrakom. Razlika u količini kisika na vanjskoj i unutarnjoj elektrodi uzrokuje pojavu napona na signalnim kontaktima sonde i odgovarajuću reakciju ECU-a.

U nedostatku kisika na vanjskoj elektrodi senzora, upravljačka jedinica na svom ulazu prima napon od oko 0,9 V. Kao rezultat toga, računalo smanjuje dovod goriva u mlaznice, osiromašuje smjesu, a kisik se pojavljuje na vanjska elektroda lambda sonde. To rezultira smanjenjem izlaznog napona koji stvara senzor za kisik. 

Ako količina kisika koja prolazi kroz vanjsku elektrodu poraste do određene vrijednosti, tada napon na izlazu senzora pada na približno 0,1 V. ECU to doživljava kao siromašnu smjesu i ispravlja to povećanjem ubrizgavanja goriva. 

Na taj se način sastav smjese dinamički kontrolira, a vrijednost koeficijenta λ stalno varira oko 1. Spojite li osciloskop na kontakte ispravno ispravne lambda sonde, vidjet ćemo signal blizak čistoj sinusoidi . 

Točnija korekcija s manjim kolebanjima lambde moguća je ako se na izlazu iz katalizatora ugradi dodatna sonda za kisik. Istodobno se prati rad katalizatora.

1. usisni razvodnik;
2. LED;
3. ECU;
4. mlaznice za gorivo;
5. glavni senzor kisika;
6. dodatni senzor kisika;
7. katalizator.

Elektrolit u čvrstom stanju stječe vodljivost tek kada se zagrije na oko 300...400 °C. To znači da je lambda sonda neko vrijeme nakon pokretanja motora s unutarnjim izgaranjem neaktivna, dok ga ispušni plinovi dovoljno ne zagriju. U tom slučaju smjesa se regulira na temelju signala drugih senzora i tvorničkih podataka u memoriji računala. Kako bi se ubrzao uključivanje senzora za kisik u rad, često se opskrbljuje električnim grijanjem ugradnjom grijaćeg elementa unutar keramike.

svaki senzor prije ili kasnije počne raditi i zahtijeva popravak ili zamjenu. Lambda sonda nije iznimka. U ukrajinskim stvarnim uvjetima radi ispravno u prosjeku 60 ... 100 tisuća kilometara. Brojni razlozi mogu mu skratiti vijek trajanja.

1. Gorivo loše kvalitete i sumnjivi aditivi. Nečistoće mogu kontaminirati osjetljive elemente senzora. 
2. Onečišćenje uljem koje ulazi u ispušne plinove zbog problema u skupini klipa.
3. Lambda sonda je dizajnirana za rad na visokim temperaturama, ali samo do određene granice (oko 900 ... 1000 ° C). Pregrijavanje zbog neispravnog rada motora s unutarnjim izgaranjem ili sustava paljenja može oštetiti senzor za kisik.
4. Električni problemi - oksidacija kontakata, otvorene ili kratko spojene žice, i tako dalje.
5. mehanički nedostaci.

Osim u slučaju kvarova pri udaru, senzor zaostatnog kisika obično se gasi polako, a znakovi kvara pojavljuju se postupno, postajući izraženiji tek s vremenom. Simptomi neispravne lambda sonde su sljedeći:

• Povećana potrošnja goriva.
• Smanjena snaga motora.
• Pogoršanje dinamike.
• Trzaji tijekom kretanja automobila.
• Plutajući prazan hod.
• Povećanje toksičnosti ispušnih plinova. Određuje se uglavnom uz pomoć odgovarajuće dijagnostike, rjeđe se očituje oštrim mirisom ili crnim dimom.
• Pregrijavanje katalizatora.

Treba imati na umu da ti simptomi nisu uvijek povezani s kvarom senzora za kisik, stoga je potrebna dodatna dijagnostika kako bi se utvrdio točan uzrok problema. 

možete dijagnosticirati integritet ožičenja biranjem pomoću multimetra. Također biste trebali provjeriti da nema kratkog spoja žica na kućište i međusobno. 

dijagnosticirati otpor grijaćeg elementa, trebao bi biti približno 5 ... 15 ohma. 

Napon napajanja grijača mora biti blizak naponu napajanja na brodu. 

Posve je moguće riješiti probleme povezane s žicama ili nedostatkom kontakta u konektoru, ali općenito se senzor za kisik ne može popraviti.

Čišćenje senzora od onečišćenja je vrlo problematično, au mnogim slučajevima jednostavno nemoguće. Pogotovo kada se radi o sjajnom srebrnom premazu uzrokovanom prisutnošću olova u benzinu. Korištenje abrazivnih materijala i sredstava za čišćenje potpuno će i nepovratno uništiti uređaj. Mnoge kemijski aktivne tvari također ga mogu oštetiti.

Preporuke koje se nalaze na netu za čišćenje lambda sonde fosfornom kiselinom daju željeni učinak u jednom slučaju od stotinu. Tko želi može probati.

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.

Odvrtanje senzora zahtijeva oprez kako se ne bi oštetili navoji u ispušnoj cijevi. Prije ugradnje novog uređaja, navoje treba očistiti i podmazati termalnom mašću ili grafitnom mašću (paziti da ne dospije na osjetljivi element senzora). Uvrnite lambda sondu s moment ključem na točan moment.

Nemojte koristiti silikon ili druga brtvila prilikom montaže senzora za kisik. 

Usklađenost s određenim uvjetima omogućit će da lambda sonda duže ostane u dobrom stanju.

• Napunite kvalitetnim gorivom.
• Izbjegavajte sumnjive aditive za gorivo.
• Kontrolirajte temperaturu ispušnog sustava, ne dopustite da se pregrije
• Izbjegavajte višestruko pokretanje motora s unutarnjim izgaranjem u kratkom vremenskom razdoblju.
• Nemojte koristiti abrazive ili kemikalije za čišćenje vrhova sonde za kisik.