fotoMNs
 Miroslav Nesrsta senior
MNs-úvod O stránke Curr. Vitae Kontakt Linky


webdesigner: self
 
  
Lambda sonda
Lambda sonda / senzor je snímač prítomnosti kyslíka vo výfukových plynoch. Je to elektrochemický člen, ktorý na základe chemickej reakcie vytvára elektrický signál. Jeho výstupná hodnota sa mení v závislosti od obsahu nespáleného kyslíka vo výfukových plynoch. Princíp činnosti sondy je založený na špecifickom správaní sa keramického materiálu – Zr O2 (oxidu zirkónia), ktorý sa stáva po dosiahnutí určitej teploty elektricky vodivým. Vnútri odvetrávaného krytu na konci sondy, ktorá je zaskrutkovaná do zberača výfuku, je zirkonová keramická hlavička. Táto je zvonku pokrytá pórovitou vrstvou platiny. V hlavičke sú dva prúžky platiny, ktoré slúžia ako elektródy. 
Vonkajšok hlavičky je vystavený horúcim plynom vo výfuku, zatiaľ čo vnútrajšok hlavičky je ventilovaný cez teleso sondy do okolitej atmosféry. O2 sondy pôvodne mali pre tento účel malú dierku v telese, ale súčasné sondy „dýchajú“ cez svoje konektory drôtov. 
Rozdiel v úrovni O2 medzi výfukom a vonkajším vzduchom vnútri sondy spôsobuje vytváranie napätia sondou. Čím väčší je rozdiel, tým vyššie je generované napätie. Lambda sonda typicky generuje napätie až do cca 0.9 V, keď zloženie zmesi je „bohatá“ a vo výfuku je málo nespáleného kyslíka. Keď je zloženie zmesi „chudobná“, napätie poklesne až na 0.2 V alebo menej. Ak je zloženie zmesi vyvážené na optimálnu hodnotu 14.7 ku 1 (hodnota lambda = 1), sonda bude generovať cca  0.45 V.
Keď ECU dostáva od sondy info bohatá zmes (vysoké napätie), ochudobní zmes, aby sa znížilo spätnoväzbové napätie zo sondy. Keď ECU dostáva od sondy info chudobná zmes (nízke napätie), reaguje opačne a nastavuje bohatú zmes. Toto neustále preklápanie zloženia zmesi dopredu a nazad prebieha určitou rýchlosťou. Pre motory s MPI vstrekovaním je to 5 až 7 krát za sekundu pri 2500 otáčkach motora.
Lambda sonda v zostave ECU: ECU využíva pre riadenie zloženia zmesi info z lambda sondy, čo sa prezentuje ako "Feedback Control Loop / Closed Loop Feedback Control System / Riadiaci systém so spätnou väzbou v uzavretej slučke". ECU využíva signál zo sondy na korekciu zloženia zmesi, to potom zasa vyvoláva zmenu signálu zo sondy. Výsledkom je kontinuálne preklápanie dopredu a nazad z bohatej na chudobnú zmes, čo umožňuje katalytickému konvertoru pracovať pri maximálnej efektívnosti, pričom sa priemerné zloženie zmesi udržiava v správnom pomere.
Ak z lambda sondy nie je žiaden signál - ako je to v prípade po štarte motora alebo pri chybnej  sonde -  ECU nastaví pevnú hodnotu zloženia zmesi na bohatú zmes. Toto sa volá činnosť v „otvorenej slučke“ preto, že signál zo sondy je v tomto stave ignorovaný.
Ak chod motora zlyhá v schopnosti bežať v režime uzatvorenej slučky po dosiahnutí pracovnej teploty  sondy, alebo ECU vyskočí z režimu uzatvorenej slučky v dôsledku straty signálu z lambda sondy, motor bude bežať v režime bohatej zmesi s následkom zvýšenia spotreby a emisií. Taktiež zlý senzor teploty môže brániť prechodu do režimu zatvorenej slučky pretože ECU pritom berie do úvahy aj teplotu motora.
Lambda sonda – životnosť: Súčasné lambda sondy sa pri dodržiavaní predpísanej údržby vozidla a tankovaní kvalitného paliva vyznačujú životnosťou  približne 160-200 000 kilometrov. Senzor môže zlyhať aj predčasne ak  je zanesený karbónom, alebo kontaminovaný olovom z paliva, alebo silikónom z prieniku nemrznúcej zmesi alebo silikónového tesnenia.
Prevádzkyschopnosť lambda sondy má tendenciu sa s vekom znižovať tak, ako sa kontaminácie akumulujú  na hrote senzora a postupne redukujú jeho schopnosť vytvárať napätie. Tento druh zhoršenia môže byť spôsobený rôznymi substanciami, ktoré sa dostanú do výfuku ako je olovo, silikon, síra, spálený olej a dokonca ja niektoré additíva v palive. Senzor môže byť poškodený aj environmentálnymi faktormi ako je voda, postriekanie produktmi solenia cesty, olej a špina. Po  40000 až 70000 km kúpania v horúcich výfukových plynoch, tvorba depozitov na hrote senzora ho môže robiť pomalým.  Ak na hrote nie je dostatok slinkovej hmoty, senzor môže vytvárať málo napätia alebo žiadne. 
Rovnaký stav môže nastať, ak je sonda kontaminovaná depozitmi od zdrojov iných, ako normálne spaľovanie. Pre zruinovanie lambda sondy (a katalyzátora) postačuje isté množstvo paliva s prísadami olova. Lambda sonda kontaminovaná olovom má typicky na hrote usadeniny farby svetlej hrdze. Ďalším zdrojom usadenín môže byť znečistenie od silikónu. Ak sa použilo zlé silikónové tesnenie na  trakte sania alebo kryte ventilového rozvodu, splodiny si nájdu cestu do motora a znečistia sondu. Takéto znečistenia dokážu vyvolať aj inhibítory korózie v nemrznúcej zmesi. Medzi zdrojmi znečistenia sondy môže byť aj netesné tesnenie pod hlavou motora alebo praskliny v komore spaľovania. Silikónové znečistenia hrotu sondy môžu vyzerať ako lesklý biely až zrnitý sivý povrch. 
Ak má motor problém so spotrebou oleja kvôli opotrebovaným tesneniam ventilov, piestnym krúžkom a valcom, vytváranie tmavých olejových usadenín na hrote lambda sondy ju robí spomalenou.  Ak usadeniny majú konzistenciu čierneho púdru, motor beží s bohatou zmesou. Príčinou môže byť, že senzor už je chybný. Ale príčinou môže byť aj niečo iné, ako napr. presakujúci vstrekovač alebo problém vlastného ECU, alebo krátke jazdy pri ktorých sa nedosiahol ustálený prevádzkový režim a teplota.
Lambda sonda – diagnostika: Dobrá lambda sonda má generovať fluktuujúci signál ktorý sa mení rýchlo ako reakcia na zmeny v úrovni oxygenu vo výfuku. Najlepší spôsob pri diagnóze senzora je pozerať jeho výstup pamäťovým osciloskopom. Ten ukazuje nielen  max. a min. hodnoty a priemernú hodnotu napätia, ale aj dopredné a spätné oscilácie napätia od hodnôt pre bohatú ku hodnotám pre chudobnú zmes.
Namerané hodnoty majú mať minimum 200 millivolt (0.20 V) a maximum 800 millivolt (0.80 V). Ak hodnoty sú v priemere nižšie (pod 400 millivolt) alebo vyššie (nad 500 millivolt), motor môže bežať v režime bohatej alebo chudobnej zmesi kvôli nejakému inému problému.
Ak výstup senzora nejde nikdy nad 0.60 V a nikdy nepoklesne pod 0.30 V, je potrebné senzor vymeniť. To isté platí, ak výstup senzora je spomalený alebo sa nemení.
Pre vyskúšanie reakcie senzora na meniacu sa úroveň oxygénu vo výfuku, treba vytvoriť umelý stav chudobnej zmesi vytiahnutím veľkej rúry sania (vacuum line). Keď sa do motora aplikuje extra vzduch, výstup senzora by mal klesnúť takmer 0.1 V.
Pre vyskúšanie reakcie senzora na bohatú zmes, treba vytvoriť umelý stav bohatej zmesi, ak je to možné, momentálnym priškripnutím linky návratu paliva (do nádrže). To vynúti viac paliva cez injektory a to má spôsobiť na výstupu senzora zvýšenie napätia na takmer 0.9 V.
Ak výstup senzora nedokáže reagovať na uvedené zmeny, je potrebná jeho výmena za nový. Keď senzor starne a stáva sa pomalým, čas, za ktorý reaguje na zmeny v zložení palivo/vzduch sa predlžuje, čo spôsobuje zvyšovanie emisií. Toto sa prihodí, pretože preklápanie v zložení zmesi je spomalené, čo redukuje účinnosť konvertora.
Ak senzor odumrie úplne, výsledkom je stála, na palivo bohatá zmes. To spôsobuje skok v spotrebe paliva ako aj v emisiách. A ak sa konvertor katalyzátora prehreje v dôsledku bohatej zmesi, môže sa poškodiť. Pre kontrolu stavu sondy je potrebná pravidelná inšpekcia (napr. vždy pri výmene sviečok). 

Indikátor činnosti lambda sondy

Niektoré autá sú už takýmto indikátorom vybavené, jeho displej vyzerá asi takto
Tester lambda sondy (predávaný v ČR, cena asi 17 ojro).
Tester lambda sondy slúži k diagnostike závady na lambda sonde auta.
Vývody lambda sondy sú farebne sú označované: kostra - šedá , signál - čierna , vyhrievanie - biela. Keď chceme zmerať lambda sondu pripneme čierne označenú krokosvorku ku kabelu čiernej farby na svorkovnicu lambda sondy. Červenú krokosvorku pripneme na batériu na +12V a zelenú krokosvorku na kostru vozidla. Potom naštarujeme motor vozidla /pokiaľ je studený, počkáme cca 2 minúty, až sa sonda zahreje a sledujeme činnosť LED diod na displeji prístroja. Keď je všetko v poriadku, LED diody testeru kmitajú od min. 0,1 po max. 0,9 V (Lambda sonda vysiela signál v dĺžke 0,3 sec). Pokiaľ tester zistí závadu, LED diódy nekmitajú a zostávajú v jednej polohe, alebo kmitajú len v malom rozsahu.
Indikátor činnosti lambda-sondy je možné zostaviť aj svojpomocne, návod je na webe TU
 
 
Copyright © 2006, Miroslav Nesrsta senior.