Съдържание
Ламбда сонда: за какво служи, симптоми и измерване с мултицет
Работата на части за бензинов двигател се основава на използването на химическата енергия на горивото, изгарящо в кислородна среда. Изчислено е, че за оптимално изгаряне на един килограм бензин са необходими 14,7 килограма въздух. Такава горивна смес се нарича стехиометрична. Когато отношението е по-високо от 14,7, говорим за бедна горивна смес, а когато е под тази стойност – за богата. Когато сместа е преобогатена, кислородът не е достатъчен за пълното изгаряне на горивото.
За качествена оценка на горивната смес е въведен параметър, означаван в гръцката буква λ (ламбда). Той характеризира отношението на състава на текущата горивна смес, сравнен със състава на стехиометричната горивна смес. Т.е. колко близка е оценяваната горивна смес до идеалната.
Когато:
λ=1 – оценяваната горивна смес е стехиометрична и ще осигури пълно изгаряне на горивото, като за целта ще се използва цялото налично количество кислород;
λ>1 – сместа е бедна, т.е. количеството кислород е по-голямо от необходимото и след пълното изгаряне на горивото ще остане неусвоен кислород
λ
Системите за подаване на гориво с електронно управление са програмирани да осигуряват горивна смес, максимално близка по състав до стехиометричната. Това става с помощта на електронен блок за управление на двигателя (Engine control unit – ECU), който получава данни от многобройни датчици. На базата на тези данни и предварително зададени математически алгоритми, а в някои случаи и след обучение и адаптиране на системата към стила на шофиране, ECU дозира прецизно количеството на горивото и момента на подаването му във всеки цилиндър.
Като всяка автоматична система за регулиране, така и системата за подаване на гориво има нужда от обратна връзка. Тази важна функция се осъществява от специално устройство, наречено ламбда сонда. Както самото название подсказва, ламбда сондата за катализатор е датчик, който измерва количеството остатъчен кислород в изгорелите газове. По наличието на остатъчен кислород се съди за отклонението на състава на текущата горивна смес от този на стехиометричната. По този начин ECU получава информация за протичането на горивния процес с вече дозираното от него гориво и ако е необходимо, внася корекции.
Ламбда сондата се монтира в резбови отвор на изпускателния колектор, преди филтър за твърди частици или катализатор.
Последните поколения автомобили имат и втора ламбда сонда на изхода на катализатора. Предназначението на втория датчик е да подава в ECU информация за остатъчния кислород в газовете след катализатора, като по този начин електронния блок за управление оценява работата и състоянието му, с което се гарантира изискуемото ниско ниво на вредни емисии.
Какво представлява самата ламбда сонда?
Ламбда сондата е галваничен елемент. Принципът на функционирането ѝ може да се оприличи на батериите, които използваме всекидневно. Тук се използва твърд електролит от циркониев или титанов диоксид. Циркониевият диоксид се легира с итриев или скандиев оксид, вследствие на което добива йонна проводимост за кислородните йони. По повърхностите на твърдия електролит са нанесени слоеве платина, които играят ролята на електроди. Външната повърхност на чувствителния елемент се обтича от изгорелите газове, докато вътрешната му повърхност контактува с атмосферата. Разликата в концентрацията на кислород в двете среди, разделени от керамичния електролит, създава електродвижещо напрежение с максимална стойност около 1,5 V. Чувствителността на датчика е така подбрана, че при промяна на λ в границите между 0,97 и 1,03 напрежението на изхода му се променя скокообразно в интервала 0,1 - 0,9 V.
Когато сместа е преобогатена, в изгорелите газове не присъства свободен кислород. Тогава така описаният галваничен елемент подава около 0,7 до 0,9 V. Когато горивната смес е бедна, част от кислорода не влиза в реакция и концентрацията му в изгорелите газове е висока. В такъв случай ламбда сондата дава стойности от около 0,1 V. В идеалния случай, съответстващ на стехиометричната горивна смес, ламбда сондата ще подава напрежение около 0,45 V.
Постъпвайки в ECU, тази информация се интерпретира условно по следния начин – ниско напрежение, бедна горивна смес, трябва да бъде подадено повече гориво, или – високо напрежение, богата горивна смес, подаваното гориво трябва да се намали.
За да работи нормално, температурата на чувствителния елемент трябва да е в рамките на 300-400°C. При по-старите конструкции, за загряването на елемента се е разчитало на температурата на изгорелите газове. Затова в първите няколко минути от работата на двигателя, ECU е работил без обратна връзка. Този тип ламбда сонди имат 2 проводника.
В по-съвременните датчици този първоначален период е намален, като е добавен електрически нагревателен елемент, който се захранва още при включване на запалването, нагрявайки чувствителния елемент до работна температура. Тези ламбда сонди имат 3 (ако е използван общ (-) минус за датчика и нагревателя) или 4 извода.
Знаейки предназначението на устройството, можем да предвидим симптомите на неработеща ламбда сонда.
Липсата на корекция към ECU ще доведе то неустойчива работа на двигателя, повишен разход на гориво, повишени вредни емисии, нарушена динамика в работата на двигателя, черен пушек от тръба за ауспух.
Неизправността на ламбда сондата не винаги се хваща от самодиагностиката на инжекциона и е напълно възможно пиктограмата Engine check да не свети.
Ето защо е удачно да проверим работата ѝ с мултицет. Хубаво е за целта да се използва уред със стрелкови индикатор, а не цифров, предвид бързата смяна на показанията.
Избира се режим на волтмер с обхват до 2 V и се мери напрежението подавано от чувствителния елемент (трябва да намерите схема на проводниците на датчика), докато сондата е включена към електрическата система на колата, а не с разкачен куплунг – тогава стойностите ѝ ще се постоянни, защото ECU няма да променя качеството на горивната смес. Направете измерването на загрял двигател, работещ на празен ход. Напрежението трябва постоянно да варира в ориентировъчния диапазон от 0,2 до 0,8 волта с период под секунда. Ако напрежението не се променя или се променя бавно (мързелива сонда), датчикът трябва да се замени.
Отново с мултицет, може да се провери и изправността на нагревателния елемент – неговото съпротивление трябва да е в диапазона от 2 до 10 ома.
Въпреки, че изглежда проста, препоръчваме смяната да се извърши в автосервиз, тъй като не винаги има достъп за работа, а мястото на монтаж и високите работни температури често водят до трудно развиване и повреди по резбите. Това ще ви спести много проблеми, а цената за смяна на ламбда сондата обикновено е по-ниска от цената на ламбда сонда.
Полезно видео по темата:
Как се сменя ламбда сонда
ТОП продукти по темата: