Лямбда-зонд – функционирование, проверка работоспособности

Какие функции имеет лямбда-зонд?

Для улучшения параметров выхлопных газов разработаны трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы выхлопных газов с регулировкой состава горючей смеси в зависимости от содержания кислорода в выхлопных газах (лямбда-регулировкой).

Как функционирует эта технология?

Принцип мы все знаем: в двигателях сгорает органическое топливо, то есть бензин, и образующиеся при этом вредные газы выходят в окружающую среду. Чтобы смягчить этот неблагоприятный эффект, устанавливается каталитический нейтрализатор выхлопных газов, который преобразует выбросы в газы, не наносящие вреда окружающей среде.

Чтобы это гарантировать, между двигателем и каталитическим нейтрализатором выхлопных газов устанавливается так называемый лямбда-зонд, который измеряет с помощью электродов содержание остаточного кислорода в выхлопных газах и передает полученное таким образом значение в устройство управления работой двигателя. Здесь сигнал обрабатывается, и через карбюратор устанавливается оптимальная топливная смесь.

Лямбда-зондПри этом речь идет о кислородном датчике из двуокиси циркония (ZrO2), который функционирует по принципу В. Нернста (немецкий физхимик, 1864-1941). Он обнаружил, что нормальный потенциал электрода можно описать в зависимости от воздействующей концентрации кислорода.

Если этот принцип перенести на лямбда-зонд, это означает, что с помощью электродов, находящихся в лямбда-зонде, можно измерять содержание остаточного кислорода в выхлопных газах.

Лямбда-зондЗонд располагается в потоке выхлопных газов таким образом, что внешний электрод (внешний платиновый слой) омывается выхлопными газами, в то время как внутренний электрод располагается в окружающем воздухе.

Так как диоксид-циркониевая керамика примерно с температуры 300°С становится проводящей для ионов кислорода, при различном содержании кислорода между внешним и внутренним электродами образуется электрическое напряжение величиной максимум 1 Вольт. которое подается на кабельное подключение.

Лямбда-зондВозникающая на внешнем электроде концентрация кислорода в большой мере зависит от отношения количества топлива к количеству воздуха в топливной смеси и химической реакции на поверхности электрода, и вследствие этого в зоне лямбда (l) имеет место скачкообразное изменение напряжения зонда.

Проверка работоспособности

С началом использования каталитических нейтрализаторов выхлопных газов лямбда-зонды заняли важное место в умах водителей, ответственно относящихся к охране окружающей среды. От работоспособности лямбда-зондов зависит, однако, не только эффективность каталитических нейтрализаторов выхлопных газов. Отказавшие или неисправные лямбда-зонды становятся причиной целого ряда проблем, как, например, повышенный расход топлива, отказ и повреждение каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, плохие ходовые качества и - хотя последнее, но не менее важное - также невозможность пройти проверку на токсичность выхлопных газов (ТО).

По этим серьезным причинам функционирование лямбда-зондов следует регулярно проверять при каждой проверке и перед передачей автомобиля для контроля на токсичность выхлопных газов. При этом имеются различные, дополняющие друг друга методы:

Функциональные испытания с помощью осциллографа

Перед началом испытаний следует гарантировать, что двигатель отрегулирован в соответствии с указаниями изготовителя. После этого с помощью соответствующих устройств выход зонда подсоединяется к осциллографу, причем можно не отключать зонд от устройства управления работой двигателя. При частоте вращения вала двигателя примерно 2000 оборотов в минуту, если лямбда-зонд функционирует правильно, скачок напряжения составляет примерно от 0,2 до 0,8 В в пределах времени реакции "обедненная-богатая смесь" примерно 300 миллисекунд. Время реакции "богатая-обедненная смесь" находится в таком же интервале.

Если выходной сигнал зонда постоянный, или если время реакции слишком велико, лямбда-зонд следует заменить.

Визуальный контроль

Хотя одного визуального контроля недостаточно, чтобы установить работоспособность лямбда-зонда, перед функциональными испытаниями обязательно следует проверить все провода для подключения, разъем и корпус зонда, так как возможные отклонения и в этой части искажают сигнал зонда.

Визуальная проверка защитной трубки зонда

Даже по состоянию защитной трубки зонда специалист может сделать выводы относительно возможного неправильного функционирования.

СажаСажа
Сильные отложения сажи ведут к засорению зонда и влияют на время реакции. Причиной можем быть слишком "богатая" топливная смесь или повреждение нагревателя датчика. В любом случае зонд следует заменить.

ОтложенияОтложения
Сильные белые или серые отложения указывают на то, что используются присадки к топливу или в моторном масле. Определенные присадки к топливу и в масле загрязняют чувствительный элемент зонда. Причину следует устранить, а зонд заменить.

СвинецСвинец
Блестящие отложения указывают на свинец в топливе. Свинец воздействует на платину в чувствительном элементе зонда и каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов. Зонд следует заменить. После замены обязательно следует обратить внимание на использование исключительно топлива без содержания свинца.

© ngk.ru