Што такое лямбда-зонд. Як датчык кіслароду рэгулюе працу ДВС

Цяперашнія аўтамабілі літаральна нашпігаваныя разнастайнымі сэнсарамі, пры дапамозе якіх кантралюецца ціск у шынах і тармазной сістэме, тэмпература антыфрызу і маслы ў сістэме змазкі, узровень паліва, хуткасць кручэння колаў, кут павароту руля і многае іншае. Цэлы шэраг датчыкаў служыць для рэгулявання рэжымаў працы ДВС. Сярод іх прылада з загадкавым назовам лямбда-зонд, аб якім і пайдзе прамову ў дадзеным артыкуле.

Грэцкай літарай лямбда (λ) абазначаюць каэфіцыент, які характарызуе адхіленне складу паветрана-паліўнай сумесі, якая падаецца ў цыліндры ДВС, ад аптымальнага. Адзначым, што ў рускамоўнай тэхнічнай літаратуры для гэтага каэфіцыента часта выкарыстоўваецца іншая грэчаская літара - альфа (α).

Максімальная эфектыўнасць ДВС дасягаецца пры вызначаных суадносінах аб'ёмаў паветра і паліва, якія паступаюць у цыліндры. У такой сумесі паветра роўна гэтулькі, колькі трэба для поўнага згарання паліва. Ні больш, ні менш. Дадзеныя суадносіны паветра і паліва завецца стехиометрическим. 

Для сілавых агрэгатаў, якія працуюць на бензіне, стехиометрические суадносіны роўна 14,7, для дызельных агрэгатаў - 14,6, для звадкаванага газу (прапан-бутанавая сумесь) - 15,5, для сціснутага газу (метан) - 17,2.

Для стехиометрической сумесі λ = 1. Калі λ больш за 1, значыць паветра больш, чым патрабуецца, і тады кажуць аб збедненай сумесі. Калі λ менш за 1, сумесь называецца узбагачанай.

Збедненая сумесь знізіць магутнасць ДВС і пагоршыць эканамічнасць выдатку паліва. А пры вызначанай прапорцыі ДВС проста заглухне.

У выпадку працы на ўзбагачанай сумесі магутнасць узрасце. Кошт такога ўмочвання - вялікі перарасход паліва. Далейшае павелічэнне долі паліва ў сумесі выкліча праблемы з узгараннем і няўстойлівую працу агрэгата. Недахоп кіслароду не дасць паліва згараць цалкам, што рэзка павялічыць канцэнтрацыю шкодных рэчываў у выхлапе. Бензін будзе часткова дагараць у выхлапной сістэме, выклікаючы дэфект глушыцеля і каталізатара. На гэта будуць указваць воплескі і цёмны дым з выхлапной трубы. Пры з'яўленні падобных сімптомаў для пачатку варта дыягнаставаць паветраны фільтр. Магчыма, ён проста засмеціўся і не прапускае паветра ў ДВС.

Блок кіравання рухавіком стала кантралюе склад сумесі ў цыліндрах і рэгулюе колькасць упырскванага паліва, дынамічна падтрымліваючы значэнне каэфіцыента λ максімальна блізкім да 1. Праўда, у магчымасці звычайна выкарыстоўваецца злёгку збедненая сумесь, у якой λ = 1,03…1,05. Гэта максімальна эканамічны рэжым, да таго ж ён мінімізуе шкодныя выкіды, бо наяўнасць невялікай колькасці кіслароду дае магчымасць дапальваць угарны газ і вуглевадароды ў каталітычным нейтралізатары.

Лямбда-зонд як раз і з'яўляецца тым прыборам, які ажыццяўляе маніторынг складу паветрана-паліўнай сумесі, выдаючы адпаведны сігнал на ЭБУ ДВС. 



Устанаўліваецца ён звычайна на ўваходзе каталітычнага нейтралізатара і рэагуе на прысутнасць кіслароду ў адпрацаваных газах. Таму лямбда-зонд яшчэ завуць датчыкам рэшткавага кіслароду ці проста кіслародным датчыкам. 

У аснове датчыка керамічны элемент (1) з дыяксіду цырконія з даданнем аксіду ітрыю, які выконвае функцыі цвёрдацельнага электраліта. Плацінавае напыленне ўтварае электроды - вонкавы (2) і ўнутраны (3). З кантактаў (5 і 4) здымаецца напружанне, якое па правадах падаецца на ЭБУ.



Вонкавы электрод абдзімаецца разагрэтымі адпрацаванымі газамі, якія праходзяць праз выхлапную трубу, а ўнутраны кантактуе з атмасферным паветрам. Розніца ў колькасці кіслароду на вонкавым і ўнутраным электродзе выклікае з'яўленне напругі на сігнальных кантактах зонда і адпаведную рэакцыю ЭБУ.

Пры адсутнасці кіслароду на вонкавым электродзе датчыка блок кіравання атрымлівае на сваім уваходзе напруга парадку 0,9 V. У выніку ЭБУ памяншае падачу паліва на фарсункі, абедняя сумесь, а на вонкавым электродзе лямбда-зонда з'яўляецца кісларод. Гэта прыводзіць да зніжэння выходнай напругі, генераванага кіслародным датчыкам. 

Калі колькасць кіслароду, які праходзіць праз вонкавы электрод, павялічваецца да некаторай велічыні, тая напруга на вынахадзе датчыка падае прыкладна да 0,1 V. Эбу успрымае гэта як збядненне сумесі, і карэктуе яе, павялічваючы ўпырскванне паліва. 

Такім чынам вырабляецца дынамічнае рэгуляванне складу сумесі, а велічыня каэфіцыента λ увесь час вагаецца поруч 1. Калі падлучыць асцылограф да кантактаў правільна працавальнага лямбда-зонда, то ўбачым сігнал блізкі да чыстай сінусоіды. 

Больш дакладная карэкцыя з меншымі ваганнямі лямбды магчымая ў выпадку ўстаноўкі дадатковага кіслароднага датчыка на выхадзе каталітычнага нейтралізатара. Заадно вырабляецца кантроль працы каталізатара.

1. впускной калектар;
2. Рухавік унутранага згарання;
3. ЭКЮ;
4. паліўныя фарсункі;
5. асноўны кіслародны датчык;
6. дадатковы кіслародны датчык;
7. каталітычны нейтралізатар.

Цвёрдацельны электраліт набывае праводнасць толькі быўшы нагрэтым прыкладна да 300…400 °C. А значыць, лямбда-зонд бяздзейнічае нейкі час пасля запуску ДВСа, пакуль адпрацаваныя газы не прагрэюць яго ў дастатковай ступені. Сумесь пры гэтым рэгулюецца на падставе сігналаў іншых датчыкаў і завадскіх дадзеных у памяці ЭБУ. Для паскарэння ўключэння датчыка кіслароду ў працу яго часта забяспечваюць электрападагрэвам, убудоўваючы награвальны элемент унутр керамікі.

кожны датчык рана ці позна пачынае барахліць і патрабуе рамонту ці змены. Лямбда-зонд - не выключэнне. Ва ўкраінскіх рэальных умовах ён спраўна працуе ў сярэднім 60...100 тысяч кіламетраў. Шэраг прычынаў могуць скараціць тэрмін яго службы.

1. Няякаснае паліва і сумнеўныя асадкі. Прымешкі могуць забруджваць адчувальныя элементы датчыка. 
2. Забруджванне алеем, якія трапляюць у адпрацаваныя газы з-за праблем у поршневай групе.
3. Лямбда-зонд разлічаны на працу пры высокай тэмпературы, але толькі да вызначанай мяжы (парадку 900…1000 °C). Перагрэў з-за некарэктнай працы ДВС ці сістэмы запальвання здольны пашкодзіць кіслародны датчык.
4. Электрычныя праблемы - акісленне кантактаў, абрыў або замыканне правадоў і іншае.
5. Механічныя дэфекты.

За выключэннем выпадкаў дэфекты ў выніку ўдару, датчык рэшткавага кіслароду звычайна памірае павольна, а прыкметы паломкі выяўляюцца паступова, становячыся больш відавочнымі толькі з цягам часу. Сімптомы няспраўнага лямбда-зонда наступныя:

• Падвышаны выдатак паліва.
• Зніжэнне магутнасці ДВСа.
• Пагаршэнне дынамікі.
• Рыўкі ў працэсе руху машыны.
• Якія плаваюць абарачэнні халастога ходу.
• Падвышэнне таксічнасці выхлапу. Вызначаецца ў асноўным пры дапамозе адпаведнай дыягностыкі, радзей праяўляецца рэзкім пахам ці чорным дымам.
• Перагрэў каталітычнага нейтралізатара.

Трэба ўлічваць, што паказаныя прыкметы не заўсёды злучаны менавіта з няспраўнасцю кіслароднага датчыка, таму для вызначэння дакладнай прычыны ўзніклай праблемы патрабуецца дадатковая дыягностыка. 

дыягнаставаць цэласнасць электраправодкі можна празванкай пры дапамозе мультыметра. Варта пераканацца таксама ў адсутнасці замыкання правадоў на корпус і паміж сабой. 

дыягнастуйце супраціў награвальнага элемента, яно павінна складаць прыкладна 5…15 Ом. 

Сілкавальная напругі награвальніка павінна быць блізка да напругі бартавой электрасеткі. 

Праблемы, злучаныя з правадамі ці адсутнасцю кантакту ў раздыме, вырашыць суцэль магчыма, але ў цэлым датчык кіслароду рамонту не падлягае.

Ачыстка датчыка ад забруджванняў вельмі праблематычная, а ў шматлікіх выпадках проста немагчымая. Асабліва, калі гаворка ідзе аб бліскучым серабрыстым налёце, выкліканым прысутнасцю свінцу ў бензіне. Ужыванне абразіўных матэрыялаў і якія чысцяць сродкаў даб'е прыбор канчаткова і беззваротна. Многія хімічна актыўныя рэчывы таксама здольныя пашкодзіць яго.

Сустракаюцца ў сетцы рэкамендацыі па ачыстцы лямбда-зонда пасродкам ортофосфорной кіслаты даюць жаданы эфект у адным выпадку са ста. Жадаючыя могуць паспрабаваць.

Адключэнне няспраўнага лямбда-зонда перавядзе сістэму ўпырску паліва ў асераднёны завадскі рэжым, прапісаны ў памяці ЭБУ. Ён можа апынуцца далёкім ад аптымальнага, таму які выйшаў з ладу варта як мага хутчэй замяніць новым.

Адкручванне датчыка патрабуе акуратнасці, каб не пашкодзіць разьбярства ў выхлапной трубе. Перад усталёўкай новай прылады разьбярства варта ачысціць і вышмараваць термопастой або графітавай змазкай (сачыце, каб яна не патрапіла на адчувальны элемент датчыка). Укручвайце лямбда-зонд дынамаметрычным ключом з належным момантам.

Пры мантажы кіслароднага датчыка нельга выкарыстоўваць сіліконавыя і іншыя герметыкі. 

Выкананне пэўных умоў дазволіць лямбда-зонду даўжэй заставацца ў спраўным стане.

• Запраўляйцеся якасным гаручым.
• Пазбягайце сумніўных асадак да паліва.
• Кантралюйце тэмпературу выхлапной сістэмы, не дапушчайце яе перагрэву
• Пазбягайце шматразовых запускаў ДВС за кароткі інтэрвал часу.
• Не ўжывайце для ачысткі наканечнікаў кіслароднага датчыка абразівы і хімічна актыўныя рэчывы.