Датчик вимірювання вмісту кисню у вихлопних газах, тобто лямбда-зонд , був створений завдяки ідеї точного дозування відповідної кількості повітря та палива для отримання найбільш оптимальної паливної суміші. Було помічено, що коли кількість кисню в суміші дуже мала, вона занадто багата, а коли кисню набагато більше, то суміш стає бідною. Для найкращого і ефективного спалювання палива на 1 кг палива має припадати 14,7 кг повітря. Тоді кажуть, що паливно повітряна суміш є стехіометричною, а лямбда, або коефіцієнт надлишку повітря, дорівнює 1. Ось чому датчик кисню вихлопних газів отримав свою назву, тому що його завдання - передавати інформацію на комп'ютер про склад вихлопних газів, щоб постійно підтримувати відповідні пропорції суміші.
Чому лямбда-зонд такий важливий?
Крім питання забезпечення оптимального згоряння палива, згаданого у вступі, і, таким чином, правильної роботи каталітичного нейтралізатора , датчик кисню також відповідає за склад вихлопних газів і шкідливих сполук, що з’являються в них. Це безпосередньо впливає на викиди вихлопних газів. Якщо паливно-повітряна суміш надто багата, утворюються вуглеводні та чадний газ. Коли в суміші занадто багато кисню, утворюються шкідливі оксиди сірки.
Лямбда зонд - принцип дії
Лямбда-зонд – це різновид невеликої батареї, розташованої у вихлопній системі. Вимірювальна частина кисню укладена в сталевий корпус і розташована всередині вихлопного каналу, що дозволяє їй контактувати з вихлопними газами. Зовнішня частина датчика неекранована і розташована за межами повітропроводу, щоб контактувати з навколишнім повітрям. Для роботи лямбда-зонду потрібна певна температура. Він повинен бути нагрітий приблизно до 350 градусів за Цельсієм і може витримувати температуру до 800 градусів за Цельсієм. Сучасні датчики оснащені обігрівачами, завдяки чому час прогріву скорочено до 20-30 секунд після запуску двигуна. Робота датчика кисню залежить від його напруги. Коли напруга низька, це означає, що в суміші занадто багато палива, а коли воно високе, це знову означає, що суміш занадто багата. Напруга створюється потоком іонів кисню, який, у свою чергу, створюється різницею в кількості молекул кисню в навколишньому середовищі та молекул кисню у вихлопних газах. Інформація про напругу надходить на контролер, який приймає рішення про упорскування палива. Електронна система відповідно коригує дозування палива. Щоб уникнути нерівномірної роботи двигуна, паливо подається з невеликою затримкою. Крім складу суміші контролер також повинен враховувати навантаження приводного агрегату, діапазон відкриття дросельної заслінки і оберти двигуна. Коротше кажучи, вимірювання виконуються приблизно 100 разів на секунду, тоді як корекція дози відбувається 300 разів на хвилину. Лямбда-зонди найчастіше вузькосмугові або широкосмугові. Останні також оснащені кисневим насосом, який відповідає за регулювання кількості кисню в датчику, що дозволяє більш точно вимірювати склад суміші. Контролер не завжди враховує показання датчика кисню, який відключається при м'якій їзді, гальмуванні двигуном або різкому прискоренні. Тоді коливання пропорцій суміші є природними. Більшість сучасних автомобілів оснащені як мінімум двома датчиками кисню. Перший розташований перед каталізатором і відповідає за передачу інформації про необхідність корекції дози палива, а лямбда-зонд за каталізатором контролює його правильну роботу.
Симптоми та наслідки несправності лямбда-зонда
Завдяки своєму розташуванню датчик може бути пошкоджений через забруднення, наприклад, занадто багатою паливно-повітряною сумішшю, моторним маслом або охолоджуючою рідиною через течу прокладки головки двигуна. Він піддається впливу не тільки хімічних факторів, а й термічних факторів, тому що його робоча температура дуже висока, і контакт з холодною водою (наприклад, під час проїзду через калюжу) може викликати термічний удар. Датчик кисню в ОГ також є витратним елементом з орієнтовним терміном служби 90 000-100 000 км, а датчики з нагрівальними елементами – до 160 000 км. Симптомами несправності лямбда-зонда є, перш за все, горіння лампочки двигуна, підвищена витрата палива (іноді зміни можна помітити лише при їзді по місту), нерівномірна робота двигуна на холостому ході, пропуски запалювання і загальне погіршення роботи приводу. Пошкоджений датчик також може призвести до пошкодження каталізатора, коли паливо спалюється у вихлопній системі. Якщо несправність не виявляється протягом тривалого часу, це може призвести навіть до займання каталітичного нейтралізатора через підвищення температури в системі. Для правильної роботи лямбда зонда велике значення має тип і якість залитого в бак палива, а також чи додана присадка, що містить свинець, який руйнівно діє на зонд. Якщо паливо забруднене та низької якості, це може необоротно пошкодити датчик. Також відсутність корпусу на його зовнішній частині робить його вразливим до механічних пошкоджень, наприклад, вилітаючими з-під коліс камінням. Несправність лямбда-зонда тягне за собою подальші наслідки не тільки у вигляді ризику виходу з ладу інших суміжних компонентів (наприклад, каталітичного нейтралізатора) або компонентів двигуна, але також збільшує викид шкідливих речовин в атмосферу разом з вихлопними газами. Тому варто час від часу ходити в майстерню і перевіряти склад суміші. Ціна такої послуги або навіть заміни датчика значно нижча, ніж витрати, пов'язані з придбанням та встановленням нового каталізатора.
Перевірка лямбда зонда
Для справної роботи лямбда-зонда варто перевіряти його кожні 30 000 км, хоча термін його служби можна оцінити в 100 000 км, а в разі датчиків з обігрівом навіть до 160 000 км. Перевірка датчика включає зчитування помилок з комп'ютера та перевірку відповідних робочих значень за допомогою діагностичного інструменту. Також перевіряється внутрішній опір нагрівача, джерело живлення, електричні з’єднання, електропроводка та сила сигналів, які надсилає зонд. Якщо під час діагностики помічаються тривожні симптоми, датчик відкручується і починається візуальний огляд. Багато дефектів можна визначити за кольором покриття на вимірювальному елементі датчика кисню. Чорно-жирний наліт свідчить про швидку витрату масла. Потім слід додатково перевірити його рівень і стан сальників і поршневих кілець, а також напрямних клапанів. Якщо лямбда-зонд має темно-коричневий наліт на поверхні, це означає, що паливно-повітряна суміш занадто багата. Після цього варто перевірити, чи правильно працює система вприскування і чи тиск палива на належному рівні. Пошкодження прокладки головки блоку циліндрів і пов’язаний з цим витік охолоджуючої рідини призводять до появи зеленого нальоту. У свою чергу, червоний або білий колір - це відкладення, що з'являються на зонді через використання невідповідних присадок до палива. Крім періодичної діагностики, також варто час від часу використовувати автомобіль в дорозі, щоб будь-які забруднення спалили датчик кисню. Висока температура сприяє самоочищенню.
Лямбда зонд - заміна
Заміна датчика, який вимірює кисень у вихлопних газах, може бути досить складною, особливо для недосвідчених водіїв. Тому варто довірити це фахівцям майстерні. Проблема значною мірою полягає в розташуванні зонда, який часто встановлено таким чином, що доступ до нього можливий лише завдяки спеціальним кутовим кришкам для клавіш. Іржа на випускному колекторі також може ускладнити розбирання. Тоді силове відкручування датчика може призвести до пошкодження його гнізда. Повторне складання вимагає моменту затягування, зазначеного в посібнику з експлуатації автомобіля (або 40-50 Нм за відсутності цієї інформації), а різьбу датчика слід покрити високотемпературною пастою, щоб полегшити повторне складання.
