Šta je lambda sonda. Kako senzor kiseonika reguliše rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem

Današnji automobili su bukvalno natrpani svim vrstama senzora koji kontrolišu pritisak u gumama i kočnicama, temperaturu antifriza i ulja u sistemu za podmazivanje, nivo goriva, brzinu točkova, ugao upravljanja i još mnogo toga. Brojni senzori se koriste za regulaciju režima rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Među njima je i uređaj misterioznog naziva lambda sonda, o čemu će biti riječi u ovom članku.

Grčko slovo lambda (λ) označava koeficijent koji karakterizira odstupanje sastava mješavine 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 još jedno grčko slovo - alfa (α).

Maksimalna efikasnost motora s unutrašnjim sagorijevanjem postiže se pri određenom omjeru volumena zraka i goriva koji ulaze u cilindre. U takvoj mešavini vazduha, tačno onoliko koliko je potrebno za potpuno sagorevanje goriva. Ni više, ni manje. Ovaj omjer zraka i goriva naziva se stehiometrijski. 

Za agregate koji rade na benzin, stehiometrijski omjer je 14,7, za dizel agregate - 14,6, za tečni plin (mješavina propan-butan) - 15,5, za komprimirani plin (metan) - 17,2.

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

Mršava mješavina će smanjiti snagu motora s unutrašnjim sagorijevanjem i pogoršati ekonomičnost goriva. A pri određenoj proporciji, motor sa unutrašnjim sagorevanjem će jednostavno stati.

U slučaju rada na obogaćenoj mješavini, snaga će se povećati. Cijena takve snage je veliko rasipanje goriva. Daljnje povećanje udjela goriva u mješavini će uzrokovati probleme sa 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 djelimično izgorjeti u izduvnom sistemu, uzrokujući kvar na prigušivaču i katalizatoru. To će biti naznačeno pucanjem i tamnim dimom iz izduvne cijevi. Ako se ovi simptomi pojave, prvo treba dijagnosticirati filter za zrak. Možda je jednostavno začepljen i ne pušta zrak u motor s unutarnjim sagorijevanjem.

Upravljačka jedinica motora stalno prati sastav smjese u cilindrima i reguliše količinu ubrizganog goriva, dinamički održavajući vrijednost koeficijenta λ što je moguće bliže 1. Istina, obično se koristi malo posna mješavina u mogućnosti, u kojem je λ = 1,03 ... Ovo je najekonomičniji način rada, osim toga, minimizira štetne emisije, budući da prisutnost male količine kisika omogućava sagorijevanje ugljičnog monoksida i ugljikovodika u katalitičkom pretvaraču.

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



Obično se instalira na ulazu u katalizator i reaguje na prisustvo kiseonika u izduvnim gasovima. Stoga se lambda sonda naziva i senzorom zaostalog kisika ili jednostavno senzorom kisika. 

Senzor je baziran na keramičkom elementu (1) napravljenom od cirkonijum dioksida sa dodatkom itrijum oksida, koji deluje kao elektrolit u čvrstom stanju. Platinasti premaz formira elektrode - vanjske (2) i unutrašnje (3). Sa kontakata (5 i 4) se uklanja napon koji se preko žica dovodi do računara.



Vanjska elektroda se naduvava zagrijanim izduvnim plinovima koji prolaze kroz izduvnu cijev, a unutrašnja elektroda je u kontaktu sa 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, kontrolna jedinica na svom ulazu prima napon od oko 0,9 V. Kao rezultat toga, kompjuter smanjuje dovod goriva u brizgaljke, naginjući smjesu, a kisik se pojavljuje na vanjska elektroda lambda sonde. To rezultira smanjenjem izlaznog napona koji generira senzor kisika. 

Ako količina kiseonika koji 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 povećanjem ubrizgavanja goriva. 

Na ovaj način se dinamički kontroliše sastav smjese, a vrijednost koeficijenta λ konstantno fluktuira oko 1. Ako osciloskop spojite na kontakte lambda sonde koja radi, vidjet ćemo signal blizak čistoj sinusoidi. . 

Točnija korekcija uz manje fluktuacije lambda je moguća ako se na izlazu katalizatora ugradi dodatni senzor kisika. Istovremeno se prati rad katalizatora.

1. usisna grana;
2. ICE;
3. ECU;
4. brizgaljke za gorivo;
5. glavni senzor kisika;
6. dodatni senzor kisika;
7. katalizator.

Čvrsti elektrolit postiže provodljivost tek kada se zagrije na oko 300...400 °C. To znači da je lambda sonda neaktivna neko vrijeme nakon pokretanja motora s unutarnjim sagorijevanjem, sve dok je izduvni plinovi dovoljno ne zagriju. U ovom slučaju, mješavina se reguliše na osnovu signala sa drugih senzora i fabričkih podataka u memoriji računara. Kako bi se ubrzalo uključivanje senzora kisika u rad, često se napaja električnim grijanjem ugradnjom grijaćeg elementa unutar keramike.

svaki senzor prije ili kasnije počne djelovati i zahtijeva popravak ili zamjenu. Lambda sonda nije izuzetak. U ukrajinskim stvarnim uslovima radi ispravno u prosjeku 60 ... 100 hiljada kilometara. Brojni razlozi mogu skratiti njegov vijek.

1. Gorivo lošeg kvaliteta i upitni aditivi. Nečistoće mogu kontaminirati osjetljive elemente senzora. 
2. Kontaminacija uljem koje ulazi u izduvne gasove zbog problema u grupi klipova.
3. Lambda sonda je dizajnirana da radi na visokim temperaturama, ali samo do određene granice (oko 900 ... 1000 ° C). Pregrijavanje zbog nepravilnog rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem ili sistema za paljenje može oštetiti senzor kiseonika.
4. Električni problemi - oksidacija kontakata, otvorene ili kratke žice i tako dalje.
5. Mehanički defekti.

Osim u slučaju oštećenja pri udaru, senzor preostalog kisika obično polako umire, a znakovi kvara se pojavljuju postepeno, postajući sve izraženiji tek s vremenom. Simptomi neispravne lambda sonde su sljedeći:

• Povećana potrošnja goriva.
• Smanjena snaga motora.
• Pogoršanje dinamike.
• Trzaji tokom kretanja automobila.
• Plutajuća brzina u praznom hodu.
• Povećana toksičnost izduvnih gasova. Utvrđuje se uglavnom uz pomoć odgovarajuće dijagnostike, rjeđe se manifestira oštrim mirisom ili crnim dimom.
• Pregrijavanje katalizatora.

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

možete dijagnosticirati integritet ožičenja biranjem pomoću multimetra. Također biste trebali osigurati da nema kratkog spoja žica na kućište i jedna na drugu. 

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

Napon napajanja grijača mora biti blizak naponu ugrađenog napajanja. 

Sasvim je moguće riješiti probleme povezane sa žicama ili nedostatkom kontakta u konektoru, ali općenito se senzor kisika ne može popraviti.

Čišćenje senzora od kontaminacije je vrlo problematično, au mnogim slučajevima jednostavno nemoguće. Pogotovo kada je u pitanju sjajni srebrni premaz uzrokovan prisustvom olova u benzinu. Upotreba abrazivnih materijala i sredstava za čišćenje potpuno će i neopozivo završiti 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 od stotinu slučajeva. Oni koji žele mogu probati.

Onemogućavanje neispravne lambda sonde će prebaciti sistem za ubrizgavanje goriva na prosječni fabrički način rada registriran u ECU memoriji. Može se pokazati da je daleko od optimalnog, pa neispravni treba što prije zamijeniti novim.

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 (pazite da ne dospije na osjetljivi element senzora). Zavrnite lambda sondu sa moment ključem na odgovarajući moment.

Nemojte koristiti silikon ili druge zaptivače kada montirate senzor za kiseonik. 

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

• Sipajte kvalitetno gorivo.
• Izbjegavajte upitne aditive za gorivo.
• Kontrolišite temperaturu izduvnog sistema, ne dozvolite da se pregreje
• Izbjegavajte višestruko pokretanje motora s unutrašnjim sagorijevanjem u kratkom vremenskom periodu.
• Nemojte koristiti abrazivna sredstva ili hemikalije za čišćenje vrhova senzora kiseonika.