Que é unha sonda lambda. Como regula o sensor de osíxeno o funcionamento do motor de combustión interna

Os coches actuais están literalmente ateigados de todo tipo de sensores que controlan a presión dos pneumáticos e dos freos, o anticongelante e a temperatura do aceite no sistema de lubricación, o nivel de combustible, a velocidade das rodas, o ángulo de dirección e moito máis. Varios sensores úsanse para regular os modos de funcionamento do motor de combustión interna. Entre eles atópase un dispositivo co nome misterioso de sonda lambda, que se comentará neste artigo.

A letra grega lambda (λ) denota un coeficiente que caracteriza a desviación da composición da mestura de aire-combustible subministrada aos cilindros do motor de combustión interna da óptima. Teña en conta que na literatura técnica en lingua rusa para este coeficiente úsase a miúdo outra letra grega: alfa (α).

A máxima eficiencia do motor de combustión interna conséguese nunha determinada proporción de volumes de aire e combustible que entran nos cilindros. En tal mestura de aire, exactamente tanto como se necesita para a combustión completa do combustible. Nin máis, nin menos. Esta relación de aire e combustible chámase estequiométrica. 

Para unidades de potencia que funcionan con gasolina, a relación estequiométrica é 14,7, para unidades diésel - 14,6, para gas licuado (mestura propano-butano) - 15,5, para gas comprimido (metano) - 17,2.

Para unha mestura estequiométrica, λ = 1. Se λ é maior que 1, entón hai máis aire do necesario, e entón falan dunha mestura magra. Se λ é menor que 1, dise que a mestura está enriquecida.

Unha mestura magra reducirá a potencia do motor de combustión interna e empeorará o aforro de combustible. E nunha certa proporción, o motor de combustión interna simplemente pararase.

No caso de operar cunha mestura enriquecida, a potencia aumentará. O prezo deste poder é un gran desperdicio de combustible. Un novo aumento da proporción de combustible na mestura provocará problemas de ignición e un funcionamento inestable da unidade. A falta de osíxeno non permitirá que o combustible se queime completamente, o que aumentará drasticamente a concentración de substancias nocivas no escape. A gasolina queimarase parcialmente no sistema de escape, causando un defecto no silenciador e no catalizador. Isto será indicado por pops e fume escuro do tubo de escape. Se aparecen estes síntomas, primeiro debe diagnosticarse o filtro de aire. Quizais simplemente estea obstruído e non deixa entrar aire no motor de combustión interna.

A unidade de control do motor controla constantemente a composición da mestura nos cilindros e regula a cantidade de combustible inxectado, mantendo dinámicamente o valor do coeficiente λ o máis preto posible de 1. É certo que adoita empregarse unha mestura lixeiramente magra na posibilidade, onde λ = 1,03... Este é o modo máis económico, ademais, minimiza as emisións nocivas, xa que a presenza dunha pequena cantidade de osíxeno permite queimar monóxido de carbono e hidrocarburos no convertidor catalítico.

A sonda lambda é precisamente o dispositivo que controla a composición da mestura aire-combustible, dando un sinal correspondente á ECU do motor. 



Adoita instalarse na entrada do catalizador e reacciona á presenza de osíxeno nos gases de escape. Polo tanto, a sonda lambda tamén se denomina sensor de osíxeno residual ou simplemente sensor de osíxeno. 

O sensor baséase nun elemento cerámico (1) feito de dióxido de circonio coa adición de óxido de itrio, que actúa como un electrólito de estado sólido. O revestimento de platino forma electrodos - externos (2) e internos (3). Dos contactos (5 e 4), elimínase a tensión, que se subministra a través dos cables ao ordenador.



O electrodo exterior é soprado con gases de escape quentados que pasan polo tubo de escape, e o electrodo interior está en contacto co aire atmosférico. A diferenza na cantidade de osíxeno no electrodo exterior e interior fai que apareza unha tensión nos contactos de sinal da sonda e a reacción correspondente da ECU.

En ausencia de osíxeno no electrodo exterior do sensor, a unidade de control recibe na súa entrada unha tensión de aproximadamente 0,9 V. Como resultado, o ordenador reduce a subministración de combustible aos inxectores, inclinando a mestura e aparece osíxeno no electrodo exterior da sonda lambda. Isto resulta nunha diminución da tensión de saída xerada polo sensor de osíxeno. 

Se a cantidade de osíxeno que pasa polo electrodo externo aumenta ata un determinado valor, entón a tensión na saída do sensor cae ata aproximadamente 0,1 V. A ECU percibe isto como unha mestura pobre e corríxea aumentando a inxección de combustible. 

Deste xeito, a composición da mestura está controlada de forma dinámica e o valor do coeficiente λ fluctúa constantemente arredor de 1. Se conectas o osciloscopio aos contactos dunha sonda lambda que funciona correctamente, veremos un sinal próximo a un sinusoide puro. . 

Unha corrección máis precisa con menos flutuacións na lambda é posible se se instala un sensor de osíxeno adicional na saída do convertidor catalítico. Ao mesmo tempo, monitorízase o funcionamento do catalizador.

1. colector de admisión;
2. XEO;
3. ECU;
4. inxectores de combustible;
5. sensor de osíxeno principal;
6. sensor de osíxeno adicional;
7. convertidor catalítico.

O electrólito de estado sólido adquire condutividade só cando se quenta a uns 300...400 °C. Isto significa que a sonda lambda está inactiva durante algún tempo despois do arranque do motor de combustión interna, ata que os gases de escape o quentan o suficiente. Neste caso, a mestura regúlase en función dos sinais doutros sensores e dos datos de fábrica na memoria do ordenador. Para acelerar a inclusión do sensor de osíxeno en funcionamento, adoita proporcionarse calefacción eléctrica incorporando un elemento calefactor dentro da cerámica.

cada sensor, tarde ou cedo, comeza a actuar e require reparación ou substitución. A sonda lambda non é unha excepción. En condicións reais ucraínas, funciona correctamente durante unha media de 60 ... 100 mil quilómetros. Varias razóns poden acurtar a súa vida útil.

1. Combustible de mala calidade e aditivos cuestionables. As impurezas poden contaminar os elementos sensibles do sensor. 
2. Contaminación con aceite que entra nos gases de escape debido a problemas no grupo de pistóns.
3. A sonda lambda está deseñada para funcionar a altas temperaturas, pero só ata un determinado límite (uns 900 ... 1000 ° C). O sobreenriquecido debido ao funcionamento incorrecto do motor de combustión interna ou do sistema de ignición pode danar o sensor de osíxeno.
4. Problemas eléctricos: oxidación de contactos, fíos abertos ou en curto, etc.
5. defectos mecánicos.

Agás no caso de defectos de impacto, o sensor de osíxeno residual adoita morre lentamente, e os sinais de falla aparecen gradualmente, acentuándose só co paso do tempo. Os síntomas dunha sonda lambda defectuosa son os seguintes:

• Aumento do consumo de combustible.
• Diminución da potencia do motor.
• Deterioro da dinámica.
• Tiróns durante o movemento do coche.
• Flotando inactivo.
• Aumento da toxicidade dos gases de escape. Determínase principalmente coa axuda de diagnósticos axeitados, con menos frecuencia manifestado por un cheiro picante ou fume negro.
• Sobrequecemento do catalizador.

Hai que ter en conta que estes síntomas non sempre están asociados a un mal funcionamento do sensor de osíxeno, polo que son necesarios diagnósticos adicionais para determinar a causa exacta do problema. 

pode diagnosticar a integridade do cableado marcando cun multímetro. Tamén debe asegurarse de que non haxa un curtocircuíto entre os cables do caso e entre si. 

diagnosticar a resistencia do elemento de calefacción, debe ser de aproximadamente 5 ... 15 ohmios. 

A tensión de alimentación do quentador debe estar próxima á tensión da fonte de alimentación a bordo. 

É moi posible resolver os problemas asociados aos cables ou a falta de contacto no conector, pero, en xeral, o sensor de osíxeno non se pode reparar.

Limpar o sensor da contaminación é moi problemático e, en moitos casos, é simplemente imposible. Especialmente cando se trata dun revestimento de prata brillante causado pola presenza de chumbo na gasolina. O uso de materiais abrasivos e axentes de limpeza rematará o dispositivo de forma completa e irrevocable. Moitas substancias químicamente activas tamén poden danalo.

As recomendacións atopadas na rede para a limpeza da sonda lambda con ácido fosfórico dan o efecto desexado nun caso de cada cen. Os que o desexen poden probalo.

A desactivación dunha sonda lambda defectuosa cambiará o sistema de inxección de combustible ao modo medio de fábrica rexistrado na memoria da ECU. Pode resultar estar lonxe de ser óptimo, polo que o que fallou debe substituírse por un novo canto antes.

Desaparafusar o sensor require coidado para non danar as roscas do tubo de escape. Antes de instalar un novo dispositivo, as roscas deben ser limpadas e lubricadas con graxa térmica ou graxa de grafito (asegúrese de que non entre no elemento sensible do sensor). Atornille a sonda lambda cunha chave dinamométrica ao par correcto.

Non use silicona ou outros selantes ao montar o sensor de osíxeno. 

O cumprimento de determinadas condicións permitirá que a sonda lambda permaneza en bo estado por máis tempo.

• Repostar con combustible de calidade.
• Evite aditivos de combustible cuestionables.
• Controle a temperatura do sistema de escape, non permita que se sobrequente
• Evite arranques múltiples do motor de combustión interna nun curto período de tempo.
• Non use abrasivos ou produtos químicos para limpar as puntas do sensor de osíxeno.