Ламбда сонди – видове и функция

 

 

Първият автомобил с ламбда сонда – Volvo 240 1976г.

В съвременните системи за впръскване на гориво едва ли не главна роля изпълнява датчика за съдържание на кислород в изходящите газове (Oxygen Sensor). Обикновено често го наричат ламбда-сонда или О2-датчик.
Както се вижда от наименованието на датчика, неговата задача се състои в това да преобразува информацията за съдържанието на кислород в изходящите/изгорелите/ газове в ел.сигнал, който от своя страна се пресмята в електронният блок за управление на впръскването (ECU).

В съвременните ДВГ за оптимална въздушно – горивна смес се счита смес в съотношение 14.7 части въздух към 1 част гориво.
Съотношението въздух и гориво в състава на горивната смес се определя от ел.блок по получният сигнал от датчика поставен на двигателя, качеството на приготвената смес се проверява от ECU по сигнала въведен в обр. връзка от датчика O2. При излишно обогатена или обеднена горивна смес ел.блок я коригира, отчитайки показанията на ламбда-сондата (Fuel trim). Тъй като датчика О2 изпълнява в системата за впръскване на гориво една от основните функции, работата на двигателя много зависи от неговото изправно състояние.
Най-важните условия за работоспособността на датчика за съдържание на кислород в изходящите газове се явяват :
1. Обезпечение на херметичност изпускателният тракт и самото място на монтаж на датчика.
При замяна на излязъл от строя датчика О2 трябва да се смазва неговата резба със специална токопроводяща смазка за предотвратяване на заклинване на резбовото
съединение /резбата/. Не трябва да се използват за това стандартни смазки тъй като те не са проводящи, а участъка с резба на датчика се използва и за маса. Лошият контакт (или контакт с голямо съпротивление за ел.ток) ще доведе до неправилна работа на лaмбда-сондата.
В някои конструкции е предвидено поставянето на херметизиращи шайби.
Най-често тези шайби са за еднократна употреба и при демонтаж на датчика подлежат на замяна.
2. Недопустимо е попадането върху корпуса на датчика на спирачна или охлаждаща
течност и на други реактиви.
Не трябва да се използват за почистването на повърхността на датчика никакви
разтворители или активни миещи препарати.
3.Поради малките работни токове, трябва да бъдат обезпечени надеждни контактни съединения в куплунзите и проводниците на датчика за О2.
4.Ресурсът на работа на ламбда-сондата се намалява същствено при употребата на бензин със съдържание на олово / етилизиран бенин/.
5.Към повреждане на датчика може да доведе и прегряването на корпуса му. Прегряването може да е от неправилен ъгъл на изпреварване на запалването или от силно преобогатена горивна смес. От своя страна горивната смес може да е преобогатена от замърсен въздушен филтър, неисправен регулатор за налягането на горивото в системата, неработещ датчик за температура на охлаждащата течност и др.
Функционално ламбда-сондата работи като преквлючвател и подава напрежение над (0.45V) при ниско съдържание на кислород в изгорелите газове. При високо ниво на кислород датчикът О2 намлява това прагово напрежение към ECU. При това важен параметър се явява скоростта на превключване на датчика. В повечето системи за впръскване на гориво О2-датчик има изходно напрежение от 40-100mV до 700-900 mV
Правилно работещата ламбда-сонда може много да подскаже на опитният механик за това в какво състояние се намира двигателят и неговата система.На някои автомобили с помощт на датчика може достатъчно точно да се отрегулира съдържанието на СО в изгорелите газове.
Най-често срещаната „болест” на датчиците за съдържание на кислород изгорелите газове се изразява в забавената му реакция. Продължителността на фронта на сигнала (t) значително надвишава 120 mS. Тази неизправност води непременно до повишаване на разхода на гориво и значително намаляване на ускоренеито на автомобила, а системата за самодиагностика не я фиксира, т.к. даденият параметър не се следи от ЕБУ.
Замръзнало О2, неизправността на които не се регистрира от ЕБУ, т.к. амплитудните стойности на сигналите не излизат от зададеният им диапазон. В повечето системи за впръскване на гориво неизправността на датчика може да бъде регистрирана само при излизане на сигналът извън този зададен диапазон.
Най- често това е 0-1 V. По този начин еднозначно се фиксира само или пълно отсъствие на сигнала или неговото отрицателно значение, в тези случаи грешката се индицира от лампата “CHECK ENGINE”.
В съвременните ЕБУ е предвидена възможност за диагностика и откриване на неизправности по други признаци (датчика за обороти  на коляновият вал, датчик за положението на дроселовата клапа, разходомера за въздуха и др.).. При откриване на неизправност на О2-датчика, контролера преминава в режим на управление на впръскването по усреднени параметри и повишава обогатяването на горивната смес в сравнение с обичайният и състав (~1:14.7).

Ресурса на датчика за съдържание на кислород в изгорелите газове е обикновенно от 50 000 до 70 000 км и в значителна степен зависи от условията на експлоатация.
По-дълго служат по принцип датчиците с подгряване. Работната температура за тях обикновенно е 315-320°C. В конструкцията на тези датчици е включен нагряващ елемент,със свои контакти на куплунга.Проверката на работоспособността на нагревателният елемент на тези датчици може да се извърши с обикновен омметър. Съпротивлението им обикновенно е от 3 до 15 Ом.
Демонтажа на неизправна ламбда-сонда трябва да се извършва при температура на двигателя около 50°C, в противен случай, от заклинване е голям рискът да се скъса резбата.
Преди да се пристъпи към демонтаж, е необходимо при изключено запалване да се разедени съединителят на датчика. На някои автомобили, за да се демонтира датчика О2, е необходимо да се демонтира защитният кожух на изпускателният тракт.
Признак за неизправна ламбда-сонда може да служи и повишеният разход на гориво и влошено ускорение на автомобила, при това е възможен и неустойчив ПХ на двигателя.

 

Основни видове – циркониеви (0-1V), титаниеви (0-5V)

–      работи като малък генератор при достигане на работна температура и произвежда собствено напрежение от разликите в нивата на кислород между активната част и вентилационият отвор (през входа на кабелите на сондата)

Колкото по-оляма е разликата, толкова по-голямо е показанието и.

 

–      сондите с 3 и повече кабела имат вграден подгряващ елемент за по-бързо дистигане на работна температура. Той може да се активира и при работа на празен ход, при по-ниска температура на газовете.

 

–      стандартното изменение на посоката на сигнала за нормално работеща сонда е 2-3 пъти в секунда

 

–      Open/closed loop – ламбда сондата е обратна връзка на смесообразуването, според остатъчният кислород се изчислява/коригира времето на впръскване

 

 

 

 

 

Ламбда сонда след катализатора  (B1S2, B2S2)

–      служат за отчитане на ефективността на катализатора и не толкова за управление на смесообразуването

–      при констатни обороти трябва да отчитат константа, ако няма изменение на остатъчният кислород след катализатора, значи той е неефективен и ЕБУ записва код за грешка, светва лампата за проблем в двигателя

Диагностика на кислороден датчик

При замърсяване датчика губи способността си да генерира напрежение. Може да бъде причинено от олово, силикон, сяра, масло и добавки за гориво, вода.

При остаряване на датчика, започва да отчита по-бавно промените в количеството кислород. В тези случай често липсва регистриран код за грешка.

 

Често срещани кодове за грешки:

P0030….HO2S Heater Control Circuit Bank 1 Sensor 1
P0031….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 1 Sensor 1
P0032….HO2S Heater Control Circuit High Bank 1 Sensor 1
P0036….HO2S Heater Control Circuit Bank 1 Sensor 2
P0037….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 1 Sensor 2
P0038….HO2S Heater Control Circuit High Bank 1 Sensor 2
P0042….HO2S Heater Control Circuit Bank 1 Sensor 3
P0043….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 1 Sensor 3
P0044….HO2S Heater Control Circuit High Bank 1 Sensor 3
P0050….HO2S Heater Control Circuit Bank 2 Sensor 1
P0051….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 2 Sensor 1
P0052….HO2S Heater Control Circuit High Bank 2 Sensor 1
P0056….HO2S Heater Control Circuit Bank 2 Sensor 2
P0057….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 2 Sensor 2
P0058….HO2S Heater Control Circuit High Bank 2 Sensor 2
P0062….HO2S Heater Control Circuit Bank 2 Sensor 3
P0063….HO2S Heater Control Circuit Low Bank 2 Sensor 3
P0064….HO2S Heater Control Circuit High Bank 2 Sensor 3
P0130….O2 Sensor Circuit Bank 1 Sensor 1
P0131….O2 Sensor Circuit Low Voltage Bank 1 Sensor 1
P0132….O2 Sensor Circuit High Voltage Bank 1 Sensor 1
P0133….O2 Sensor Circuit Slow Response Bank 1 Sensor 1
P0134….O2 Sensor Circuit No Activity Detected Bank 1 Sensor 1
P0135….O2 Sensor Heater Circuit Bank 1 Sensor 1
P0136….O2 Sensor Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 2
P0137….O2 Sensor Circuit Low Voltage Bank 1 Sensor 2
P0138….O2 Sensor Circuit High Voltage Bank 1 Sensor 2
P0139….O2 Sensor Circuit Slow Response Bank 1 Sensor 2
P0140….O2 Sensor Circuit No Activity Detected Bank 1 Sensor 2
P0141….O2 Sensor Heater Circuit Bank 1 Sensor 2
P0142….O2 Sensor Circuit Malfunction Bank 1 Sensor 3
P0143….O2 Sensor Circuit Low Voltage Bank 1 Sensor 3
P0144….O2 Sensor Circuit High Voltage Bank 1 Sensor 3
P0145….O2 Sensor Circuit Slow Response Bank 1 Sensor 3
P0146….O2 Sensor Circuit No Activity Detected Bank 1 Sensor 3
P0147….O2 Sensor Heater Circuit Bank 1 Sensor 3

 

Проверка може да бъде извършена с уред за диагностика, мултиметър или осцилоскоп.

 

 

Цветови кодове за 4-кабели кислородни датчици (ламбда сонди)

Определяне на положението на кислородни датчици

 

B1 – Bank 1 – първи ред цилицндри за V-образен двигател (винаги от страната на цилиндър 1) или единствен ред за редови

B2 – Bank 2 – втори ред цилиндри за V-образен двигател

S1 – сенсор едно (преди катализатора)

S2 – сензор 2 (след катализатора)

 

S1 и S2 правят изключение при някои двигатели (например по-стари модели на BMW) където S1 e сондата отговаряща за цилиндри 1,2 и 3, а S2 за 4,5 и 6. Там липсва сонда след катализатора.