Τι είναι ένας ανιχνευτής λάμδα. Πώς ο αισθητήρας οξυγόνου ρυθμίζει τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης

Τα σημερινά αυτοκίνητα είναι κυριολεκτικά γεμάτα με όλα τα είδη αισθητήρων που ελέγχουν την πίεση των ελαστικών και των φρένων, το αντιψυκτικό και τη θερμοκρασία λαδιού στο σύστημα λίπανσης, τη στάθμη καυσίμου, την ταχύτητα του τροχού, τη γωνία διεύθυνσης και πολλά άλλα. Ένας αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση των τρόπων λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Μεταξύ αυτών είναι μια συσκευή με το μυστηριώδες όνομα lambda probe, η οποία θα συζητηθεί σε αυτό το άρθρο.

Το ελληνικό γράμμα λάμδα (λ) υποδηλώνει έναν συντελεστή που χαρακτηρίζει την απόκλιση της σύστασης του μείγματος αέρα-καυσίμου που παρέχεται στους κυλίνδρους της μηχανής εσωτερικής καύσης από τον βέλτιστο. Σημειώστε ότι στη ρωσόφωνη τεχνική βιβλιογραφία για αυτόν τον συντελεστή, χρησιμοποιείται συχνά ένα άλλο ελληνικό γράμμα - το άλφα (α).

Η μέγιστη απόδοση του κινητήρα εσωτερικής καύσης επιτυγχάνεται σε μια ορισμένη αναλογία όγκων αέρα και καυσίμου που εισέρχονται στους κυλίνδρους. Σε ένα τέτοιο μείγμα αέρα, ακριβώς όσο χρειάζεται για την πλήρη καύση του καυσίμου. Ούτε περισσότερο, ούτε λιγότερο. Αυτή η αναλογία αέρα και καυσίμου ονομάζεται στοιχειομετρική. 

Για μονάδες ισχύος που λειτουργούν με βενζίνη, ο στοιχειομετρικός λόγος είναι 14,7, για μονάδες ντίζελ - 14,6, για υγροποιημένο αέριο (μίγμα προπανίου-βουτανίου) - 15,5, για συμπιεσμένο αέριο (μεθάνιο) - 17,2.

Για ένα στοιχειομετρικό μείγμα, λ = 1. Αν το λ είναι μεγαλύτερο από 1, τότε υπάρχει περισσότερος αέρας από τον απαιτούμενο και τότε μιλούν για άπαχο μείγμα. Εάν το λ είναι μικρότερο από 1, το μείγμα λέγεται ότι είναι εμπλουτισμένο.

Ένα άπαχο μείγμα θα μειώσει την ισχύ του κινητήρα εσωτερικής καύσης και θα επιδεινώσει την οικονομία καυσίμου. Και σε ένα ορισμένο ποσοστό, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης απλά θα σταματήσει.

Σε περίπτωση λειτουργίας σε εμπλουτισμένο μείγμα, η ισχύς θα αυξηθεί. Η τιμή μιας τέτοιας ισχύος είναι μεγάλη σπατάλη καυσίμου. Μια περαιτέρω αύξηση της αναλογίας καυσίμου στο μείγμα θα προκαλέσει προβλήματα ανάφλεξης και ασταθή λειτουργία της μονάδας. Η έλλειψη οξυγόνου δεν θα επιτρέψει στο καύσιμο να καεί εντελώς, γεγονός που θα αυξήσει δραματικά τη συγκέντρωση επιβλαβών ουσιών στα καυσαέρια. Η βενζίνη θα καεί μερικώς στο σύστημα εξάτμισης, προκαλώντας ελάττωμα στον σιγαστήρα και στον καταλύτη. Αυτό θα υποδεικνύεται από σκάσεις και σκοτεινό καπνό από το σωλήνα εξάτμισης. Εάν εμφανιστούν αυτά τα συμπτώματα, θα πρέπει πρώτα να γίνει διάγνωση του φίλτρου αέρα. Ίσως είναι απλά βουλωμένο και δεν αφήνει αέρα στον κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Η μονάδα ελέγχου κινητήρα παρακολουθεί συνεχώς τη σύνθεση του μείγματος στους κυλίνδρους και ρυθμίζει την ποσότητα του ψεκασμένου καυσίμου, διατηρώντας δυναμικά την τιμή του συντελεστή λ όσο το δυνατόν πιο κοντά στο 1. Είναι αλήθεια ότι συνήθως χρησιμοποιείται ένα ελαφρώς άπαχο μείγμα στην πιθανότητα, στην οποία λ = 1,03 ... Αυτός είναι ο πιο οικονομικός τρόπος, επιπλέον, ελαχιστοποιεί τις επιβλαβείς εκπομπές, καθώς η παρουσία μικρής ποσότητας οξυγόνου καθιστά δυνατή την καύση μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογονανθράκων στον καταλυτικό μετατροπέα.

Ο αισθητήρας λάμδα είναι ακριβώς η συσκευή που παρακολουθεί τη σύνθεση του μείγματος αέρα-καυσίμου, δίνοντας ένα αντίστοιχο σήμα στην ECU του κινητήρα. 



Συνήθως εγκαθίσταται στην είσοδο του καταλυτικού μετατροπέα και αντιδρά στην παρουσία οξυγόνου στα καυσαέρια. Επομένως, ο αισθητήρας λάμδα ονομάζεται επίσης αισθητήρας υπολειπόμενου οξυγόνου ή απλώς αισθητήρας οξυγόνου. 

Ο αισθητήρας βασίζεται σε ένα κεραμικό στοιχείο (1) κατασκευασμένο από διοξείδιο του ζιρκονίου με την προσθήκη οξειδίου του υττρίου, το οποίο δρα ως ηλεκτρολύτης στερεάς κατάστασης. Η επίστρωση πλατίνας σχηματίζει ηλεκτρόδια - εξωτερικά (2) και εσωτερικά (3). Από τις επαφές (5 και 4), αφαιρείται η τάση, η οποία τροφοδοτείται μέσω των καλωδίων στον υπολογιστή.



Το εξωτερικό ηλεκτρόδιο διοχετεύεται με θερμαινόμενα καυσαέρια που περνούν μέσω του σωλήνα εξάτμισης και το εσωτερικό ηλεκτρόδιο έρχεται σε επαφή με τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η διαφορά στην ποσότητα οξυγόνου στο εξωτερικό και στο εσωτερικό ηλεκτρόδιο προκαλεί την εμφάνιση τάσης στις επαφές σήματος του καθετήρα και την αντίστοιχη αντίδραση της ECU.

Ελλείψει οξυγόνου στο εξωτερικό ηλεκτρόδιο του αισθητήρα, η μονάδα ελέγχου δέχεται τάση περίπου 0,9 V στην είσοδό της. Ως αποτέλεσμα, ο υπολογιστής μειώνει την παροχή καυσίμου στα μπεκ, ακουμπώντας το μείγμα και εμφανίζεται οξυγόνο στο εξωτερικό ηλεκτρόδιο του καθετήρα λάμδα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της τάσης εξόδου που παράγεται από τον αισθητήρα οξυγόνου. 

Εάν η ποσότητα οξυγόνου που διέρχεται από το εξωτερικό ηλεκτρόδιο αυξηθεί σε μια ορισμένη τιμή, τότε η τάση στην έξοδο του αισθητήρα πέφτει περίπου στα 0,1 V. Η ECU το αντιλαμβάνεται ως ένα άπαχο μείγμα και το διορθώνει αυξάνοντας την έγχυση καυσίμου. 

Με αυτόν τον τρόπο, η σύνθεση του μείγματος ελέγχεται δυναμικά και η τιμή του συντελεστή λ κυμαίνεται συνεχώς γύρω στο 1. Εάν συνδέσετε τον παλμογράφο στις επαφές ενός σωστά λειτουργούντος αισθητήρα λάμδα, θα δούμε ένα σήμα κοντά σε ένα καθαρό ημιτονοειδές . 

Μια πιο ακριβής διόρθωση με λιγότερες διακυμάνσεις στο λάμδα είναι δυνατή εάν εγκατασταθεί ένας πρόσθετος αισθητήρας οξυγόνου στην έξοδο του καταλυτικού μετατροπέα. Παράλληλα παρακολουθείται η λειτουργία του καταλύτη.

1. πολλαπλή εισαγωγής?
2. ΠΑΓΟΣ;
3. ECU;
4. μπεκ ψεκασμού καυσίμου?
5. κύριος αισθητήρας οξυγόνου.
6. πρόσθετος αισθητήρας οξυγόνου.
7. καταλυτικός μετατροπέας.

Ο ηλεκτρολύτης στερεάς κατάστασης αποκτά αγωγιμότητα μόνο όταν θερμαίνεται στους 300...400 °C περίπου. Αυτό σημαίνει ότι ο αισθητήρας λάμδα είναι ανενεργός για κάποιο χρονικό διάστημα μετά την εκκίνηση του κινητήρα εσωτερικής καύσης, έως ότου τα καυσαέρια τον θερμάνουν επαρκώς. Σε αυτή την περίπτωση, το μείγμα ρυθμίζεται με βάση σήματα από άλλους αισθητήρες και εργοστασιακά δεδομένα στη μνήμη του υπολογιστή. Για να επιταχυνθεί η συμπερίληψη του αισθητήρα οξυγόνου σε λειτουργία, συχνά τροφοδοτείται με ηλεκτρική θέρμανση με την ενσωμάτωση ενός θερμαντικού στοιχείου μέσα στο κεραμικό.

κάθε αισθητήρας αργά ή γρήγορα αρχίζει να λειτουργεί και χρειάζεται επισκευή ή αντικατάσταση. Ο ανιχνευτής λάμδα δεν αποτελεί εξαίρεση. Σε ουκρανικές πραγματικές συνθήκες, λειτουργεί σωστά για 60 ... 100 χιλιάδες χιλιόμετρα κατά μέσο όρο. Διάφοροι λόγοι μπορούν να μειώσουν τη διάρκεια ζωής του.

1. Καύσιμα κακής ποιότητας και αμφισβητήσιμα πρόσθετα. Οι ακαθαρσίες μπορεί να μολύνουν τα ευαίσθητα στοιχεία του αισθητήρα. 
2. Μόλυνση με λάδι που εισέρχεται στα καυσαέρια λόγω προβλημάτων στην ομάδα εμβόλων.
3. Ο αισθητήρας λάμδα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά μόνο μέχρι ένα ορισμένο όριο (περίπου 900 ... 1000 ° C). Η υπερθέρμανση λόγω λανθασμένης λειτουργίας του κινητήρα εσωτερικής καύσης ή του συστήματος ανάφλεξης μπορεί να προκαλέσει βλάβη στον αισθητήρα οξυγόνου.
4. Ηλεκτρικά προβλήματα - οξείδωση επαφών, ανοιχτά ή βραχυκυκλωμένα καλώδια κ.λπ.
5. μηχανικά ελαττώματα.

Εκτός από την περίπτωση ελαττωμάτων πρόσκρουσης, ο αισθητήρας υπολειπόμενου οξυγόνου συνήθως πεθαίνει αργά και τα σημάδια αστοχίας εμφανίζονται σταδιακά, που γίνονται πιο έντονα μόνο με την πάροδο του χρόνου. Τα συμπτώματα ενός ελαττωματικού ανιχνευτή λάμδα είναι τα εξής:

• Αυξημένη κατανάλωση καυσίμου.
• Μειωμένη ισχύς κινητήρα.
• Επιδείνωση της δυναμικής.
• Τραντάγματα κατά την κίνηση του αυτοκινήτου.
• Πλωτό ρελαντί.
• Αύξηση της τοξικότητας των καυσαερίων. Προσδιορίζεται κυρίως με τη βοήθεια κατάλληλων διαγνωστικών, λιγότερο συχνά εκδηλώνεται με έντονη οσμή ή μαύρο καπνό.
• Υπερθέρμανση του καταλυτικού μετατροπέα.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτά τα συμπτώματα δεν σχετίζονται πάντα με δυσλειτουργία του αισθητήρα οξυγόνου, επομένως, απαιτούνται πρόσθετα διαγνωστικά για τον προσδιορισμό της ακριβούς αιτίας του προβλήματος. 

μπορείτε να διαγνώσετε την ακεραιότητα της καλωδίωσης καλώντας με ένα πολύμετρο. Θα πρέπει επίσης να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει βραχυκύκλωμα των καλωδίων στη θήκη και μεταξύ τους. 

διαγνώστε την αντίσταση του θερμαντικού στοιχείου, θα πρέπει να είναι περίπου 5 ... 15 ohms. 

Η τάση τροφοδοσίας του θερμαντήρα πρέπει να είναι κοντά στην τάση του ενσωματωμένου τροφοδοτικού. 

Είναι πολύ πιθανό να λυθούν προβλήματα που σχετίζονται με καλώδια ή έλλειψη επαφής στον σύνδεσμο, αλλά γενικά, ο αισθητήρας οξυγόνου δεν μπορεί να επισκευαστεί.

Ο καθαρισμός του αισθητήρα από μόλυνση είναι πολύ προβληματικός και σε πολλές περιπτώσεις είναι απλώς αδύνατος. Ειδικά όταν πρόκειται για μια γυαλιστερή ασημένια επίστρωση που προκαλείται από την παρουσία μολύβδου στη βενζίνη. Η χρήση λειαντικών υλικών και καθαριστικών θα τελειώσει πλήρως και αμετάκλητα τη συσκευή. Πολλές χημικά δραστικές ουσίες μπορούν επίσης να το βλάψουν.

Οι συστάσεις που βρέθηκαν στο δίκτυο για τον καθαρισμό του καθετήρα λάμδα με φωσφορικό οξύ δίνουν το επιθυμητό αποτέλεσμα σε μία περίπτωση στις εκατό. Όσοι επιθυμούν μπορούν να δοκιμάσουν.

Η απενεργοποίηση ενός ελαττωματικού αισθητήρα λάμδα θα αλλάξει το σύστημα ψεκασμού καυσίμου στη μέση εργοστασιακή λειτουργία που είναι καταχωρημένη στη μνήμη ECU. Μπορεί να αποδειχθεί ότι απέχει πολύ από το βέλτιστο, επομένως το αποτυχημένο θα πρέπει να αντικατασταθεί με ένα νέο το συντομότερο δυνατό.

Το ξεβίδωμα του αισθητήρα απαιτεί προσοχή ώστε να μην καταστραφούν τα σπειρώματα στο σωλήνα εξάτμισης. Πριν εγκαταστήσετε μια νέα συσκευή, τα σπειρώματα θα πρέπει να καθαριστούν και να λιπαίνονται με θερμικό γράσο ή γράσο γραφίτη (βεβαιωθείτε ότι δεν μπαίνει στο ευαίσθητο στοιχείο του αισθητήρα). Βιδώστε τον αισθητήρα λάμδα με ένα δυναμόκλειδο στη σωστή ροπή.

Μην χρησιμοποιείτε σιλικόνη ή άλλα στεγανοποιητικά κατά την τοποθέτηση του αισθητήρα οξυγόνου. 

Η συμμόρφωση με ορισμένες προϋποθέσεις θα επιτρέψει στον ανιχνευτή λάμδα να παραμείνει σε καλή κατάσταση περισσότερο.

• Ανεφοδιάστε με ποιοτικά καύσιμα.
• Αποφύγετε αμφισβητήσιμα πρόσθετα καυσίμου.
• Ελέγξτε τη θερμοκρασία του συστήματος εξάτμισης, μην το αφήνετε να υπερθερμανθεί
• Αποφύγετε τις πολλαπλές εκκινήσεις του κινητήρα εσωτερικής καύσης σε σύντομο χρονικό διάστημα.
• Μην χρησιμοποιείτε λειαντικά ή χημικά για τον καθαρισμό των άκρων του αισθητήρα οξυγόνου.