Ламбда сонда: симптоми на повреда, дефиниция, цена за замяна
2750 Прегледи
Съвременните автомобилни двигатели с вътрешно горене се характеризират с висока мощност, икономичност и ниско съдържание на вредни емисии в изгорелите газове. Това се постига чрез пълно изгаряне на горивото, подавано в мотора. Тези двигатели използват предимно въглеводородни горива, като най-масовите са дизел, бензин, пропан-бутан и метан. За пълното изгаряне на всяко едно от тях, е необходимо точно определено количество кислород, представляващ около 21% от въздуха, който дишаме. Когато горивовъздушната смес съдържа такова количество въздух, което осигурява изгарянето на цялото количество гориво без остатък на гориво или окислител (въздух), сместа се нарича стехиометрична. За пълното изгаряне на 1 кг дизелово гориво са нужни 14,5 кг въздух, за 1 кг бензин – 14,7 кг въздух, а за 1 кг метан – 17,2 кг въздух.
За да се оцени горивната смес, подавана в двигателя, се използва параметър, означен с гръцката буква λ – ламбда. Неговият физически смисъл изразява отношението на състава на текущата горивна смес, сравнен с този на стехиометричната горивна смес за дадения вид гориво.
Например – ако бензинова горивовъздушна смес съдържа повече от 14,7 кг въздух за килограм гориво, то λ>1 и сместа ще е бедна (на гориво).
Ако горивовъздушната смес на бензин съдържа под 14,7 кг въздух за килограм гориво, λ Когато бензиновата горивовъздушна смес съдържа точно 14,7 кг въздух за килограм гориво, тогава λ=1 и сместа е стехиометрична. Отчитането на този параметър (λ) е много важно за системата за подаване на гориво, тъй като той е обратната връзка за качеството на горивната смес в двигателя.
Но как да се измери неговата стойност?
Инженерите са намерили хитър начин за отчитането му. Това става чрез измерване на количеството кислород в изгорелите газове. Логиката на това отчитане е, че ако горивната смес е била богата (λ<1), целият кислород от въздуха ще е изразходен в процеса на изгаряне на горивото и в изгорелите газове няма да се съдържа остатъчен кислород. Напротив, ако сместа е била бедна (λ>1), при изгарянето на горивото няма да се използва цялото налично количество кислород във въздуха и в изгорелите газове ще има остатъчни количества от този газ.
Устройството, предназначено за отчитане на остатъчния кислород в изгорелите газове се нарича ламбда сонда.
То представлява галваничен елемент, чието устройство е аналогично на широкоразпространените батерии – електролит и два електрода. Тук се използва твърд електролит, състоящ се от титанов диоксид или циркониев диооксид, легиран с итриев или скандиев оксид. От двете страни на твърдия електролит са нанесени слоеве платина, които играят ролята на електроди. Описаният галваничен елемент е поместен в корпус, който се монтира в резбови отвор намиращ се на изпускателния колектор, преди катализатора. Корпусът е изработен така, че едната повърхност на галваничния елемент да е в контакт с отработените газове, а другата му повърхност – с атмосферния въздух. Разликата в концентрацията на кислород в тези две среди поражда електродвижещо напрежение между електродите на галваничния елемент. Максималното напрежение на чувствителния елемент достига до 1,5 волта, но неговата чувствителност е подбрана така, че при съдържание на кислород в изгорелите газове, съответстващо на λ в диапазона 0,97 и 1,03, напрежението на изводите на датчика да е в рамките на 0,1 - 0,9 V. Когато горивната смес е богата, в изгорелите газове практически отсъства кислород и напрежението на изхода е от 0,7 до 0,9 волта. При бедна смес, концентрацията на свободен кислород в изпускателния колектор е по-висока и напрежението е 0,1 волта. При стехиометрична горивна смес ламбда сондата подава напрежение около 0,45 волта.
Напрежението от ламбда сондата се подава към ECU – компютъра за управление на двигателя, и на базата на тези данни се коригира количеството подавано гориво. Логиката на работата на системата е, че при ниско напрежение горивната смес е бедна и може да се подаде повече гориво, а ако напрежението е с висока стойност, сместа е богата и подаваното гориво се ограничава.
Правилната работа на ламбда сондата започва едва когато чувствителният ѝ елемент се загрее до около 300°C, ето защо при по-старите двигатели в първите няколко минути ECU не получава данни за корекция. Тези ламбда сонди имат два извода. Следващите конструкции имат вграден нагревател, който при подаване на захранване загрява предварително датчика до работна температура. Тези сонди имат 3 или 4 извода.
Повечето съвременни автомобили, отговарящи на високи екологични изисквания, имат и втора ламбда сонда, монтирана след катализатора, чрез чиито данни се контролира неговата работа.
Симптомите на неизправна ламбда сонда
Най-често те обхващат промени в съдържанието на вредните емисии в изгорелите газове, повишен разход на гориво, намалена мощност и светване на символа Engine check, макар че не всички аномалии в работата на датчика се откриват от ECU. Работата на ламбда сондата може да се провери с мултицет, като стрелковите измервателни уреди са най-подходящи, защото изменението на напрежението е доста интензивно, а показанията на цифровите мултицети често са инертни. Измерването на напрежението се прави при двигател, работещ на празен ход. Куплунгът на ламбда сондата не се изключва, а трябва да остане включен към ECU, защото в противен случай системата ще работи без корекция и стойностите на напрежението няма да се променят. При изправна ламбда сонда напрежението трябва да варира в диапазона от 0,2 до 0,8 волта с период около секунда. Ако това става по-бавно или напрежението не се променя (мързелива сонда), то датчикът е неизправен. Ако имате съмнение в изправността на нагревателя на сензора, измерете с мултицет неговото съпротивление. То трябва да е около 10 ома.
Замяната на ламбда сондата
Това е сравнително лесно начинание, ако достъпът до нея е удобен. Имайте предвид, че монтажът на датчика към изпускателния колектор може да доведе до трудности с развиването, поради нагара и високите работни температури. Освен това се предлагат универсални ламбда сонди, които изискват допълнителен монтаж на куплунга. Ето защо е удачно да поверите този ремонт на автосервиз. Още повече цената на замяната на датчика е сходна или по-ниска от цената на ламбда сондата. Разнообразието, което можете да откриете онлайн, е наистина голямо, дори само за един автомобил, като ламбда сондата за VW Golf IV.
