Датчик кисню (лямбда-зонд)

Кисень - необхідний елемент для згоряння будь-якого виду палива, у тому числі і автомобільного. За кількістю кисню, що залишається у відпрацьованих газах, можна судити про те, наскільки добре відбувається процес згоряння палива у циліндрах двигуна. Для вимірювання кількості кисню застосовується лямбда-зонд.

Історія появи датчика кисню і назви «лямбда-зонд»

Практичним застосуванням лямбда-зонда в системі випуску двигуна внутрішнього згоряння інженери зацікавилися ще в кінці шістдесятих, а перший серійний зразок датчика був створений в 1976 році німецькою компанією Robert Bosch GmbH. Вперше застосували датчик кисню в своїх автомобілях шведські концерни Volvo і Saab. Друга назва датчика - лямбда-зонд - походить від грецької літери «лямбда». В теорії двигунобудування ця літера використовується для позначення коефіцієнта надлишку повітря в паливно-повітряної суміші.

Принцип дії датчика

Сигнал лямбда-зонда використовується блоком управління для підтримки оптимального або, як його називають в автомобілебудуванні, стехіометричного співвідношення повітря до бензину в камері згоряння. Близьким до ідеалу вважається пропорція близько 14,7:1, де 14,7 - кількість повітря, необхідного для найбільш ефективного згоряння палива.

Лямбда-зонд застосовується не тільки на автомобільних двигунах, але і на інших пристроях для спалювання палива, наприклад, на водогрійних котлах. Як і у випадку з ДВС, він використовується для налаштування

Датчик кисню встановлюється в отвір у корпусі випускного колектора. Якщо в конструкції передбачений другий, а вірніше сказати, вторинний лямбда-зонд, він угвинчується в отвір в приймальні труби перед каталізатором. Робота лямбда-зонда заснована на принципі Вальтера Нернста – німецького вченого, який відкрив можливість виявлення нормального потенціалу електрода за допомогою кисню. Якщо розглянути цей принцип стосовно до лямбда-зонду, то за допомогою електродів, які знаходяться в датчику, можна визначити кількість кисню у відпрацьованих газах.

Ефективна робота лямбда-зонда може досягатися тільки при температурі не менше 300 градусів. Тому лямбда-зонд оснащений спіраллю електричного підігріву, яка створює потрібний температурний режим, поки двигун ще не прогрілося. Датчик кисню розташовують у потоці відпрацьованих газів так, щоб зовнішній електрод омывался газами, а внутрішній – перебував у середовищі атмосферного повітря. Залежно від різниці у кількості кисню між внутрішніми і зовнішніми електродами, утворюється електричний заряд, максимальна потужність якого знаходиться на рівні 1 Вольта. Отримане значення передається та обробляється в комп'ютерному блоці управління двигуном. Сигнал з блоку подається на паливні форсунки, дозуючі подачу палива. В залежності від того, який сигнал подає блок управління, кількість бензину в паливо-повітряної суміші може бути збільшено або зменшено.

Типи лямбда-зондів

Часто можна почути словосполучення «широкосмуговий лямбда-зонд». Будь-який водій, який захопився тюнінгом двигуна, рано чи пізно дізнається різницю між простим і широкосмуговим датчиком кисню. Основна різниця між широкосмуговим зондом і звичайним датчиком, в принципі роботи чутливого елемента. Якщо ж говорити про тюнінг двигуна, то сигнал, знятий з широкосмугового датчика, відрізняється більшою інформативністю, а саме це і потрібно у випадках, коли заводські настройки двигуна піддаються істотним змінам. Чим більше інформації можна отримати від того чи іншого датчика, тим краще, так як від цього буде залежати точність настройки.

Умови ефективної роботи лямбда-зонда

Датчик кисню безпосередньо впливає на роботу двигуна, тому в разі його несправності якість-паливо повітряної суміші може змінитися так різко, що двигун працювати не зможе. У разі несправності сигнал змінюється непередбачувано або зовсім зникає. Для того, щоб не ускладнювати життя водієві раптово заглухлим і вперто не заводящимся двигуном, розроблені і впроваджені заходи, що дозволяють запустити двигун і доїхати на автомобілі з несправним лямбда-зондом до станції техобслуговування. У разі виявлення несправності блок управління вводить в дію аварійну програму, відповідно до якої в двигун подається оптимізована під різні умови паливо-повітряна суміш, що дозволяє йому працювати в усередненому режимі. Як правило, в таких випадках бензину в суміші більше, ніж потрібно, так як за такої умови він, швидше за все, не затихне.

Широкосмуговий лямбда-зонд дозволяє спостерігати за змінами у складі паливо-повітряної суміші в режимі реального часу

Природно, витрата палива при цьому збільшується, так що водій, який роз'їжджає на автомобілі з двигуном, що працює в аварійному режимі, рано чи пізно зрозуміє, що сталася поломка, навіть якщо він про це не здогадався.

Якщо ж датчик справний, на його роботу може впливати цілий ряд різних факторів.

По-перше, місце кріплення датчика у випускному колекторі повинна володіти якісним ущільненням. Якщо лямбда-зонд ввінчен не до кінця, на якісні вимірювання розраховувати точно не варто. Неприпустимо невірне з'єднання проводів кисневого датчика, так як блок управління буде вважати, що датчик несправний, і перейде в аварійний режим. Ні за яких обставин не можна використовувати этилированное паливо – від неї може зіпсуватися не тільки лямбда-зонд, але і інші датчики. Безумовно, шкідливий перегрів корпусу датчика з будь-яких причин, наприклад, у разі появи тріщини у випускному колекторі.

Питання експлуатації лямбда-зонда

Несправності датчика на деяких двигунах, в основному, застарілих моделей, можуть не фіксуватися програмою самодіагностики, тому при виникненні підозр перевірку краще доручити фахівцям. Визначити поломку лямбда-зонда досвідчений діагност може за допомогою простого вольтметра. Слід враховувати, що лямбда-зонд – це одна з найбільш вразливих частин вихлопної системи. Термін служби деталі зазвичай вимірюється в категоріях пробігу, а не часу, і становить 40-80 тисяч км в залежності від стану двигуна, систем впускання і подачі палива, і умов експлуатації.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read