Какво представлява ламбда сонда сензора

Ламбда-сондата е предназначена за определяне на концентрация на кислород в изгорелите газове, което зависи от съотношението на тегловните единици на горивото и въздуха, доставени на цилиндрите на двигателя.
Информацията, която дава сензора във формата на напрежение (или промяна на съпротивлението), се използва от електронен контролен модул, за да коригира количеството на съставките на гориво-въздушната смес.
За пълно изгаряне на 1 кг гориво е необходимо 14,7 кг въздух. Такова съотношение на сместа се нарича стахометрично, осигурява най-ниско съдържание на токсични вещества в изгорелите газове и най-ефективното им доизгаряне в каталитичния неутрализатор.
За оценка на състава на горивната смес се използва коефициента на излишък на въздух - съотношението на въздуха, подаден към цилиндрите, към теоретичното количество въздух, необходими за пълно изгаряне на горивото. Прието е това съотношение да се нарича ламбда.
При стахометричната смес ламбда = 1, ако ламбда <1 (липса на въздух), имаме богата смес. Ако ламбда > 1 (излишък на въздуха) имаме смес, наречена бедна.
Най-голяма икономия при пълно натоварване на бензиновия двигателя се постига, когато ламбда = 1,1-1,3. Максималната мощност се осигурява когато ламбда = 0,85-0,9.
Общи сведения
В справочната литература датчика може да се среща под различни наименования: кислороден датчик, "ламбда" регулатор, ламбда-сонда, датчик за кислород в изгорелите газове. Кислородните датчици биват два вида: електрохимични и резистивни.
Първият вид датчици работят на принципа на елементи, произвеждащи електрически ток. Вторите работят като резистори, променящи съпротивлението си в зависимост от променте на средата, в която се намират.
Най-голямо разпространение в момента са получили електро-химичните датчици за кислород.
Те използват свойството на циркониевия диоксид да генерира електрически потенциал (напрежение) в зависимост от разликата на концентрация на кислород (в изгорелите газове и околния въздух).
При нормална експлоатация генерираното напрежение може да се променя няколко пъти в секунда. Това позволява да се подготвя и да поддържа необходимата горивна смес на почти всеки режим на работа на двигателя.
Устройство на кислородния датчик

Устройство:


1 - метален корпус с резба.
2 - уплътнителен пръстен.
3 - контактни пластини.
4 - керамичен изолатор.
5 - проводници.
6 - маншет за проводниците.
7 - контактни пластини на веригата за подгряване.
8 - външнен защитна екран с отвор за околния въздух.
9 - подгрев.
10- керамичен накрайник.
11- защитни екран с отвор за изгорелите газове.
Главната част на датчика е керамичната пластина от циркониев двуокис, на която на вътрешните и външните повърхности по метода метализацията е нанесена платина.
Връзката м/у върхът на датчика и корпуса е херметична да се избегне попадане на изгорели газове във външната част на датчика, вземащ информация от атмосферата.
Върхът се намира в потока на изгорелите газове,проникващи до него през отворите на екрана. Ефективната работа на датчика е възможна при температура не по-ниска от 300-350*С. Затова, за бързо нагряване след стартиране на двигателя модерните датчици имат електрически подгревен елемент.
Керамичното тяло да датчика е изработено под формата на тръбичка, като вътре, по метода на метализацията, е наслоен реситивен нагревател.
Датчиците за кислород са свързани с няколко проводника: сигнален проводник, "маса" на сигнала, захранващия кабел на подгрева, корпус (маса) на подгряването.
Датчиците без нагревател могат да имат един или два сигнални проводника, датчиците с вграден електрически нагревател - три или четири проводника. като правило, проводниците със светли цветове са свързани с нагревателя, а тъмните са сигнални. Всички елементи на датчика са изработени от термо-устойчиви материали, тъй-като работната му температура може да достигне 950 ° C. Излизащите навън проводници са с термоустойчива изолация.
Мястоположение на датчика.
Поради факта, че на кислородния датчик може да генерира електрически сигнал само при температура 300-350°C и повече, тези без подгрев са монтирани в изпускателния колектор близо до двигателя, а тези с елементи за отопление - преди катализатора.
В някои автомобили в каталитичния неутрализатор има вграден термодатчик за температура, която не бива да се бърка с Ламбда-сондата. Понякога се инсталират два кислородни датчика - преди и след като катализатора.







Забележка
Присъединителните размери, дължината и цвета на кабелите при някои датчици може да не съвпаднат.
Маркировка на сензорите:
На всяко кислород сензор, обикновено са посочени: името на страната-производител; име и (или) марка на производителя;
символ на типа.
Ресурс и работа на датчика:

Кислород сензори са неразглобяеми и не се нуждаят от профилактика.
Ресурса на кислород-сензорите варира от 60 до 80 хиляди километра пробег на автомобила при спазване на условията на експлоатация. Нарушението им драстично намалява живота. Препоръчва се проверка на кислород-сензора на всяко
техническа профилактика на превозното средство.
Причините за преждевременна повреда на кислород-сензор
1. Използването на оловен бензин или неподходящо марка на горивата.
2. Използване на уплътнители при монтажа на сензора, вулканизиращи се на стайна температура (силикон) или в неговия състав да се съдържа силикон.
3. Прегряване на датчика заради неправилно центрован ъгъл на запалването, преобогатена горивна смес, проблеми в запалването и др.
4. Многократни неуспешни опити за запалване, водещи до натрупването на гориво при датчика, която може да се възпламени с мощна удърна вълна
5. Проверка работата на цилиндрите на двигателя с разкачени свещи
6. Попадането на агресивни разтвори, разтворители и миещи средства на керамичния връх на сензора
7. Прекъсване, лош контакт или закъсяване на изхода на датчика
8. Нехерметичност в изпускателната система.

Възможни признаци за неизправност на кислород-сензора
1. Неустойчива работа на двигателя на празен ход
2. Увеличената консумация на гориво.
3. Влошаване на динамичните характеристики на автомобила.
4. Характерни пропуквания в катализатора след спирането на двигателя.
5. Повишаването на температурата в областта на каталитичен конвертор или неговото разтапяне.
6. Светването на лампа "СНЕСК ЕNGINЕ" в режим на движение.

Правила за демонтаж и монтаж на датчиците
1. Демонтаж на датчика, за да избегнете увреждане, се извършва само на студен двигател, като предварително са разкачени проводниците.
2. Преди замяната на датчика трябва да се провери по маркировката, че новия отговаря на техническите параметри, заложени от производителя на автомобила.
3. Оглед на датчика, за да се установи:
- отсъствието на механични повреди;
- наличието на дефтунги, наличието на противонагарна смазка на резбовите части
4. Завива се на ръка датчика, а после се достяга с усилие 3,5-4,5 кг. Връзката трябва да бъде херметична.
5. Съединява се електрическия куплунг.
6. Проверка работоспособноста чрез измерване на контролираните параметри.В някои случаи, датчика е монтиран
на изпускателния колектор чрез планка. Между планката и колектора трябва да бъде поставен специален запечатващ материал.
Проверката на параметрите се извършва след достигане на работна температура на датчика (350+50°С) с использоването на газоанализатор, осцилоскоп, цифров волт и омметър.

Контролират се следните параметри:
1. при значение на Ламбда=0,9 (обогатена горивна смес) напрежението трябва да е не по-малко от 0,65 V;
2. при значение на Ламбда=1,1 (обеднена горивна смес) напряжението на сигнала трябва да бъде по-малко от 0,25 V;
3. време на фронта при обеднена горивна смес - не повече 250 ms;
4. време на фронта при обогатена горивна смес - не повече от 450 ms;
5. съпротивление при температура 350 + 50 *С - не повече от 10kOhm.

За работата на бензиновия двигател се изисква определено съотношение въздух-гориво. Съотношението при която горивото изгаря напълно и ефективно и се нарича стахометрично и е с числово изражение 14,7:1. Това означава, че една на част гориво трябват 14,7 части въздух. На практика, съотношението въздух-гориво варира в зависимост от натоварването на двигателя и смесообразуването.
Коефициента на излишъка на въздуха - L (ламбда) описва доколко реалната горивна смест се различава от оптималната.
Ако състава на сместа е 14,7:1, то L = 1 и сместа е оптимална. Ако L <1, тогава имаме липса на въздух - обогатен смес.
Мощноста на двигателя е най-висока при L = 0,85 - 0,95.
Ако L> 1, тогава има излишък на въздуха, смес е бедна.
Мощноста при L = 1,05 - 1,3 пада, но двигателя е най-икономичен. При L > 1,3 сместа спира да се ъзпламенява и започват пропуски в запалването.
Бензиновите двигатели развиват максимална мощност при недостатък на въздуха в 5-15% (L=0,85 - 0,95), а минималната консумация на гориво се постига с излишък на въздуха в 10-20%% (L = 1,1 - 1,2 ). При това положение съотношението L, постоянно се променя в диапазона от 0,9 - 1,1. Това е работен диапазон на ламбда-регулирането. В същото време, когато двигателят загрее до работна температура и не се натоварва с висока мощност, трябва да бъдат спазвани L = 1, така, че катализатора да е в състояние да изпълни своята мисия и намали количеството на вредните емисии във минимум.