Ce este o sondă lambda. Cum reglează senzorul de oxigen funcționarea motorului cu ardere internă

Mașinile de astăzi sunt literalmente pline de tot felul de senzori care controlează presiunea în anvelope și frână, antigel și temperatura uleiului în sistemul de ungere, nivelul combustibilului, viteza roții, unghiul de virare și multe altele. O serie de senzori sunt utilizați pentru a regla modurile de funcționare ale motorului cu ardere internă. Printre acestea se numără un dispozitiv cu numele misterios de sondă lambda, despre care va fi discutat în acest articol.

Litera greacă lambda (λ) indică un coeficient care caracterizează abaterea compoziției amestecului aer-combustibil alimentat cilindrii motorului cu ardere internă de la cel optim. Rețineți că în literatura tehnică în limba rusă pentru acest coeficient, este adesea folosită o altă literă greacă - alfa (α).

Eficiența maximă a motorului cu ardere internă se realizează la un anumit raport dintre volumele de aer și combustibil care intră în cilindri. Într-un astfel de amestec de aer, exact cât este necesar pentru arderea completă a combustibilului. Nici mai mult nici mai puțin. Acest raport dintre aer și combustibil se numește stoichiometric. 

Pentru unitățile de putere care funcționează pe benzină, raportul stoichiometric este 14,7, pentru unitățile diesel - 14,6, pentru gaz lichefiat (amestec propan-butan) - 15,5, pentru gaz comprimat (metan) - 17,2.

Pentru un amestec stoichiometric, λ = 1. Dacă λ este mai mare decât 1, atunci există mai mult aer decât este necesar și atunci se vorbește despre un amestec slab. Dacă λ este mai mic de 1, se spune că amestecul este îmbogățit.

Un amestec sărac va reduce puterea motorului cu ardere internă și va înrăutăți economia de combustibil. Și într-o anumită proporție, motorul cu ardere internă se va opri pur și simplu.

În cazul funcționării pe un amestec îmbogățit, puterea va crește. Prețul unei astfel de puteri este o mare risipă de combustibil. O creștere suplimentară a proporției de combustibil din amestec va cauza probleme de aprindere și funcționare instabilă a unității. Lipsa oxigenului nu va permite combustibilului să ardă complet, ceea ce va crește dramatic concentrația de substanțe nocive în evacuare. Benzina se va arde parțial în sistemul de evacuare, provocând o defecțiune la toba de eșapament și la catalizator. Acest lucru va fi indicat de pop și fum întunecat din țeava de eșapament. Dacă apar aceste simptome, filtrul de aer trebuie mai întâi diagnosticat. Poate că este pur și simplu înfundat și nu lasă aer să intre în motorul cu ardere internă.

Unitatea de control al motorului monitorizează constant compoziția amestecului din cilindri și reglează cantitatea de combustibil injectat, menținând dinamic valoarea coeficientului λ cât mai aproape de 1. Adevărat, un amestec ușor slab este de obicei utilizat în posibilitate, în care λ = 1,03 ... Acesta este cel mai economic mod, în plus, reduce la minimum emisiile dăunătoare, deoarece prezența unei cantități mici de oxigen face posibilă arderea monoxidului de carbon și a hidrocarburilor în convertorul catalitic.

Sonda lambda este tocmai dispozitivul care monitorizează compoziția amestecului aer-combustibil, dând un semnal corespunzător ECU-ului motorului. 



De obicei, este instalat la intrarea convertizorului catalitic și reacționează la prezența oxigenului în gazele de eșapament. Prin urmare, sonda lambda se mai numește și senzor de oxigen rezidual sau pur și simplu senzor de oxigen. 

Senzorul se bazează pe un element ceramic (1) din dioxid de zirconiu cu adaos de oxid de ytriu, care acționează ca un electrolit în stare solidă. Acoperirea cu platină formează electrozi - externi (2) și interni (3). Din contactele (5 și 4), tensiunea este eliminată, care este furnizată prin fire către computer.



Electrodul exterior este suflat cu gazele de evacuare încălzite care trec prin țeava de evacuare, iar electrodul interior este în contact cu aerul atmosferic. Diferența în cantitatea de oxigen de pe electrodul exterior și interior face ca o tensiune să apară pe contactele de semnal ale sondei și reacția corespunzătoare a ECU.

În absența oxigenului la electrodul exterior al senzorului, unitatea de control primește la intrarea sa o tensiune de aproximativ 0,9 V. Ca urmare, computerul reduce alimentarea cu combustibil la injectoare, înclinând amestecul, iar oxigenul apare pe electrodul exterior al sondei lambda. Acest lucru are ca rezultat o scădere a tensiunii de ieșire generată de senzorul de oxigen. 

Dacă cantitatea de oxigen care trece prin electrodul extern crește la o anumită valoare, atunci tensiunea de la ieșirea senzorului scade la aproximativ 0,1 V. ECU percepe acest lucru ca un amestec slab și îl corectează prin creșterea injecției de combustibil. 

În acest fel, compoziția amestecului este controlată dinamic, iar valoarea coeficientului λ fluctuează constant în jurul valorii de 1. Dacă conectați osciloscopul la contactele unei sonde lambda care funcționează corespunzător, vom vedea un semnal apropiat de o sinusoidă pură. . 

O corecție mai precisă cu mai puține fluctuații ale lambda este posibilă dacă este instalat un senzor suplimentar de oxigen la ieșirea convertizorului catalitic. În același timp, se monitorizează funcționarea catalizatorului.

1. galeria de admisie;
2. GHEAŢĂ;
3. ECU;
4. injectoare de combustibil;
5. senzor principal de oxigen;
6. senzor de oxigen suplimentar;
7. convertor catalitic.

Electrolitul în stare solidă capătă conductivitate numai atunci când este încălzit la aproximativ 300...400 °C. Aceasta înseamnă că sonda lambda este inactivă o perioadă de timp după pornirea motorului cu ardere internă, până când gazele de eșapament o încălzesc suficient. În acest caz, amestecul este reglat pe baza semnalelor de la alți senzori și a datelor din fabrică din memoria computerului. Pentru a accelera includerea senzorului de oxigen în funcționare, acesta este adesea alimentat cu încălzire electrică prin încorporarea unui element de încălzire în interiorul ceramicii.

fiecare senzor mai devreme sau mai târziu începe să acționeze și necesită reparații sau înlocuiri. Sonda lambda nu face excepție. În condiții reale ucrainene, funcționează corect pentru o medie de 60 ... 100 de mii de kilometri. O serie de motive îi pot scurta durata de viață.

1. Combustibil de proastă calitate și aditivi discutați. Impuritățile pot contamina elementele sensibile ale senzorului. 
2. Contaminare cu ulei care intră în gazele de eșapament din cauza problemelor din grupul de piston.
3. Sonda lambda este concepută pentru a funcționa la temperaturi ridicate, dar numai până la o anumită limită (aproximativ 900 ... 1000 ° C). Supraîncălzirea din cauza funcționării incorecte a motorului cu ardere internă sau a sistemului de aprindere poate deteriora senzorul de oxigen.
4. Probleme electrice - oxidarea contactelor, fire deschise sau scurtcircuitate și așa mai departe.
5. defecte mecanice.

Cu excepția defectelor de impact, senzorul de oxigen rezidual moare de obicei lent, iar semnele de defecțiune apar treptat, devenind mai pronunțate abia în timp. Simptomele unei sonde lambda defectuoase sunt următoarele:

• Consum crescut de combustibil.
• Scăderea puterii motorului.
• Deteriorarea în dinamică.
• Smucituri în timpul deplasării mașinii.
• Plutitoare inactiv.
• Creșterea toxicității la evacuare. Se determină în principal cu ajutorul unor diagnostice adecvate, mai rar manifestate printr-un miros înțepător sau fum negru.
• Supraîncălzirea convertorului catalitic.

Trebuie reținut că aceste simptome nu sunt întotdeauna asociate cu o defecțiune a senzorului de oxigen, prin urmare, sunt necesare diagnostice suplimentare pentru a determina cauza exactă a problemei. 

puteți diagnostica integritatea cablajului apelând cu un multimetru. De asemenea, ar trebui să vă asigurați că nu există un scurtcircuit al firelor la carcasă și între ele. 

diagnosticați rezistența elementului de încălzire, ar trebui să fie de aproximativ 5 ... 15 ohmi. 

Tensiunea de alimentare a încălzitorului trebuie să fie apropiată de tensiunea sursei de alimentare de la bord. 

Este foarte posibil să se rezolve problemele asociate cu firele sau lipsa contactului în conector, dar, în general, senzorul de oxigen nu poate fi reparat.

Curățarea senzorului de contaminare este foarte problematică și, în multe cazuri, este pur și simplu imposibilă. Mai ales când vine vorba de o acoperire argintie strălucitoare cauzată de prezența plumbului în benzină. Utilizarea materialelor abrazive și a agenților de curățare va termina dispozitivul complet și irevocabil. De asemenea, multe substanțe chimic active îl pot deteriora.

Recomandarile gasite pe net pentru curatarea sondei lambda cu acid fosforic dau efectul dorit intr-un caz din o suta. Cei care doresc pot incerca.

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.

Deșurubarea senzorului necesită atenție pentru a nu deteriora filetele țevii de evacuare. Înainte de a instala un nou dispozitiv, filetele trebuie curățate și lubrifiate cu unsoare termică sau unsoare de grafit (asigurați-vă că nu ajunge pe elementul sensibil al senzorului). Înșurubați sonda lambda cu o cheie dinamometrică la cuplul corect.

Nu utilizați silicon sau alte substanțe de etanșare când montați senzorul de oxigen. 

Respectarea anumitor condiții va permite sondei lambda să rămână în stare bună mai mult timp.

• Alimentați cu combustibil de calitate.
• Evitați aditivii îndoielnici pentru combustibil.
• Controlați temperatura sistemului de evacuare, nu lăsați-l să se supraîncălzească
• Evitați pornirile multiple ale motorului cu ardere internă într-o perioadă scurtă de timp.
• Nu utilizați abrazivi sau substanțe chimice pentru a curăța vârfurile senzorului de oxigen.