Cu electrolit solid sub formă de ceramică cu dioxid de zirconiu (ZrO2). Ceramica este dopată cu oxid de itriu și electrozii de platină poroși conductori electric sunt depuși deasupra acestuia. Unul dintre electrozi „respiră” cu gaze de eșapament, iar celălalt - cu aer din atmosferă. Sonda lambda oferă o măsurare eficientă a oxigenului rezidual din gazele de eșapament după încălzirea la o anumită temperatură (pentru motoarele auto de 300-400 ° C). Numai în astfel de condiții electrolitul de zirconiu capătă conductivitate, iar diferența dintre cantitatea de oxigen atmosferic și oxigen din conducta de evacuare duce la apariția unei tensiuni de ieșire pe electrozii senzorului de oxigen.

Cu aceeași concentrație de oxigen pe ambele părți ale electrolitului, senzorul este în echilibru și diferența sa de potențial este zero. Dacă concentrația de oxigen se modifică pe unul dintre electrozii de platină, atunci o diferență de potențial apare proporțională cu logaritmul concentrației de oxigen pe partea de lucru a senzorului. Când se atinge compoziția stoichiometrică a amestecului combustibil, concentrația de oxigen din gazele de eșapament scade de sute de mii de ori, ceea ce este însoțit de o schimbare bruscă a EMF. senzor, care este fixat de intrarea de înaltă impedanță a dispozitivului de măsurare (computerul de bord al mașinii).

1. numire, cerere.

Pentru reglarea amestecului optim de combustibil și aer.
Aplicația duce la o creștere a eficienței mașinii, afectează puterea motorului, dinamica, precum și performanțele de mediu.

Un motor pe benzină necesită un amestec cu un raport specific aer-combustibil pentru a funcționa. Raportul la care combustibilul arde cât mai complet și eficient posibil se numește stoichiometric și este de 14,7: 1. Aceasta înseamnă că 14,7 părți de aer ar trebui luate pentru o parte din combustibil. În practică, raportul aer-combustibil se modifică în funcție de condițiile de funcționare a motorului și de formarea amestecului. Motorul devine neeconomic. Acest lucru este de înțeles!

Astfel, senzorul de oxigen este un fel de comutator (declanșator) care informează controlerul de injecție despre concentrația de calitate a oxigenului din gazele de eșapament. Frontul semnalului dintre pozițiile High și Low este foarte mic. Atât de mic încât nu poate fi luat în serios. Controlerul primește semnalul de la LP, îl compară cu valoarea programată în memoria sa și, dacă semnalul diferă de cel optim pentru modul curent, reglează durata injecției de combustibil într-o direcție sau alta. Astfel, se efectuează un feedback cu controlerul de injecție și reglarea fină a modurilor de funcționare a motorului la situația actuală, cu obținerea unei economii maxime de combustibil și minimizarea emisiilor nocive.

Funcțional, senzorul de oxigen funcționează ca un comutator și furnizează o tensiune de referință (0,45 V) atunci când conținutul de oxigen din gazele de eșapament este scăzut. La un nivel ridicat de oxigen, senzorul de O2 își scade tensiunea la ~ 0,1-0,2V. În acest caz, un parametru important este viteza de comutare a senzorului. În majoritatea sistemelor de injecție a combustibilului, senzorul O2 are o tensiune de ieșire de la 0,04..0,1 la 0,7 ... 1,0V. Durata frontului nu trebuie să depășească 120 mS. Trebuie remarcat faptul că multe defecțiuni ale sondei lambda nu sunt înregistrate de către controlere și este posibil să se judece funcționarea corectă a acestuia numai după o verificare adecvată.

Senzorul de oxigen funcționează pe principiul unei celule galvanice cu un electrolit solid sub formă de ceramică cu dioxid de zirconiu (ZrO2). Ceramica este dopată cu oxid de itriu, iar electrozii de platină poroși conductori electric sunt depuși deasupra acestuia. Unul dintre electrozi „respiră” cu gaze de eșapament, iar celălalt - cu aer din atmosferă. Sonda lambda oferă o măsurare eficientă a oxigenului rezidual din gazele de eșapament după încălzirea la o temperatură de 300 - 400 ° C. Numai în astfel de condiții electrolitul de zirconiu capătă conductivitate, iar diferența dintre cantitatea de oxigen atmosferic și oxigen din conducta de evacuare duce la apariția unei tensiuni de ieșire pe electrozii sondei lambda.

Pentru a crește sensibilitatea senzorului de oxigen la temperaturi scăzute și după pornirea unui motor rece, se folosește încălzirea forțată. Elementul de încălzire (NE) este situat în interiorul corpului ceramic al senzorului și este conectat la rețeaua electrică a vehiculului

Elementele de sondă realizate pe bază de dioxid de titan nu produc tensiune, ci își schimbă rezistența (acest tip nu ne privește).

La pornirea și încălzirea unui motor rece, injecția de combustibil este controlată fără participarea acestui senzor, iar corecția amestecului combustibil-aer se efectuează în funcție de semnalele altor senzori (poziția clapetei de accelerație, temperatura lichidului de răcire, viteza arborelui cotit etc. ).

Pe lângă zirconiu, există și senzori de oxigen cu dioxid de titan (TiO2). Când conținutul de oxigen (O2) din gazele de eșapament se schimbă, acestea își schimbă rezistența la volum. Senzorii de titan nu pot genera EMF; sunt complexe din punct de vedere structural și sunt mai scumpe decât cele din zirconiu, prin urmare, în ciuda utilizării lor în unele mașini (Nissan, BMW, Jaguar), acestea nu sunt utilizate pe scară largă.

2. Compatibilitate, interschimbabilitate.

• principiul de funcționare al senzorului de oxigen este în general același pentru toți producătorii. Compatibilitatea este determinată cel mai adesea la nivelul mărimilor potrivite.
• diferă în ceea ce privește dimensiunile de montare și conectorul
• Puteți cumpăra un senzor original folosit, care este plin de deșeuri: nu spune în ce stare se află și îl puteți verifica doar pe o mașină

3. Tipuri.

• încălzit și neîncălzit
• numărul de fire: 1-2-3-4 adică respectiv și o combinație cu / fără încălzire.
• fabricate din diferite materiale: zirconiu-platină și senzori de oxigen mai scumpi cu dioxid de titan (TiO2) Senzorii de oxigen din titan se pot distinge cu ușurință de cei de zirconiu prin culoarea plumbului încălzitorului cu „filament” - este întotdeauna roșu.
• bandă largă pentru motoare diesel și slabe.

4. Cum și de ce moare.

• benzină proastă, plumb, fier înfundă electrozi de platină pentru câteva realimentări „reușite”.
• ulei în țeava de eșapament - Starea defectuoasă a inelelor răzuitorului de ulei
• contactul cu lichide și solvenți de curățare
• „apare” în versiune, distrugând ceramica fragilă
• lovituri
• supraîncălzirea corpului său din cauza unei sincronizări a aprinderii setate incorect, un amestec de combustibil extrem de îmbogățit.
• Contactați vârful sondei ceramice a oricăror fluide de operare, solvenți, detergenți, antigel
• amestec îmbogățit combustibil-aer
• defecțiuni ale sistemului de aprindere, apare în toba de eșapament
• Utilizarea materialului de întărire la temperatura camerei sau a materialelor de etanșare pe bază de silicon la instalarea senzorului
• Încercări repetate (nereușite) de a porni motorul la intervale scurte de timp, ceea ce duce la acumularea de combustibil ne-ars în conducta de evacuare, care se poate aprinde odată cu formarea unei unde de șoc.
• Deschis, contact slab sau scurtcircuitat la masă în circuitul de ieșire al senzorului.

Durata de viață a senzorului de conținut de oxigen din gazele de eșapament este de obicei de la 30 la 70 mii km. și depinde în mare măsură de condițiile de funcționare. De regulă, senzorii încălziți durează mai mult. Temperatura de funcționare a acestora este de obicei de 315-320 ° C.

Lista posibilelor defecțiuni ale senzorilor de oxigen:

• încălzire inoperantă
• pierderea sensibilității - scăderea performanței

Mai mult, acest lucru nu este de obicei înregistrat de autodiagnosticul mașinii. Decizia de a înlocui senzorul poate fi luată după verificarea acestuia pe osciloscop. Trebuie remarcat în special faptul că încercările de a înlocui un senzor de oxigen defect cu un simulator nu vor duce la nimic - ECU nu recunoaște semnalele „străine” și nu le folosește pentru a corecta compoziția amestecului combustibil preparat, adică pur și simplu „ignoră”.

Situația este și mai complicată la vehiculele cu sistem de corecție l, care are doi senzori de oxigen. În cazul unei defecțiuni a celei de-a doua sonde lambda (sau „perforare” a secțiunii catalizatorului), este dificil să se realizeze o funcționare normală a motorului.

Cum să înțelegeți cât de eficient este senzorul?
Acest lucru necesită un osciloscop. Ei bine, sau un tester special de motor, pe afișajul căruia puteți observa oscilograma schimbării semnalului la ieșirea LZ. Cele mai interesante sunt nivelurile de prag ale semnalelor de înaltă și joasă tensiune (în timp, când senzorul eșuează, semnalul de nivel scăzut crește (mai mult de 0,2V este o infracțiune) și un semnal de nivel înalt scade (mai puțin de 0,8V este un crimă)), precum și rata de schimbare a părții din față a senzorului de la nivel scăzut la nivel ridicat. Există un motiv pentru a vă gândi la viitoarea înlocuire a senzorului dacă durata acestui front depășește 300 msec.
Aceasta este o medie a datelor.

Simptome posibile ale unui senzor de oxigen care funcționează defectuos:

• Funcționare instabilă a motorului la turații mici.
• Consum crescut de combustibil.
• Deteriorarea performanței dinamice a vehiculului.
• Zgomot tipic în jurul convertizorului catalitic după oprirea motorului.
• O creștere a temperaturii în zona convertorului catalitic sau încălzirea acestuia la o stare roșie.
• La unele mașini, lampa „SNESK ENGINE” se aprinde când este stabilit modul de conducere.

Senzorul raportului aer-combustibil este capabil să măsoare raportul real aer-combustibil pe o gamă largă (de la slab la bogat). Tensiunea de ieșire a senzorului nu arată bogată / slabă ca un senzor de oxigen convențional. Senzorul de bandă largă informează unitatea de control cu ​​privire la raportul exact combustibil / aer pe baza conținutului de oxigen din gazele de eșapament.

Testul senzorului trebuie efectuat împreună cu scanerul. Senzorul de amestec și senzorul de oxigen sunt dispozitive complet diferite. Mai bine nu pierdeți timp și bani, dar contactați Centrul nostru de Autodiagnostic „Livonia” de pe Gogol la adresa: str. Vladivostok. Krylova, 10 Tel. 261-58-58.

Probabil știți că mașina dvs. are un senzor de oxigen (sau chiar doi!) ... Dar de ce este nevoie și cum funcționează? Întrebările frecvente au răspuns de Stefan Verhoef, director de produs DENSO (senzori de oxigen).

Î: Care este treaba unui senzor de oxigen într-o mașină?
O: Senzorii de oxigen (numiți și sonde lambda) vă ajută să monitorizați consumul de combustibil al vehiculului, ceea ce contribuie la reducerea emisiilor nocive. Senzorul măsoară continuu cantitatea de oxigen ne-ars din gazele de eșapament și transmite aceste date către unitatea electronică de control (ECU). Pe baza acestor date, ECU reglează raportul dintre combustibil și aer în amestecul aer-combustibil care intră în motor, ceea ce ajută convertorul catalitic (catalizator) să funcționeze mai eficient și să reducă cantitatea de particule dăunătoare din gazele de eșapament.

Î: Unde este situat senzorul de oxigen?
O: Fiecare mașină nouă și majoritatea mașinilor construite după 1980 sunt echipate cu un senzor de oxigen. De obicei, senzorul este instalat în conducta de evacuare în amonte de convertorul catalitic. Amplasarea exactă a senzorului de oxigen depinde de tipul de motor (în formă de V sau în linie), precum și de marca și modelul vehiculului. Pentru a determina unde se află senzorul de oxigen în mașină, consultați manualul proprietarului.

Î: De ce trebuie ajustat constant raportul aer-combustibil?
O: Raportul aer-combustibil este critic, deoarece afectează eficiența convertorului catalitic, care reduce monoxidul de carbon (CO), hidrocarburile nearse (CH) și oxidul de azot (NOx) din gazele de eșapament. Pentru funcționarea sa eficientă, este necesar să existe o anumită cantitate de oxigen în gazele de eșapament. Senzorul de oxigen ajută ECU să determine exact raportul aer-combustibil al amestecului care intră în motor prin transmiterea unui semnal de tensiune care se schimbă rapid către ECU, care se modifică în funcție de conținutul de oxigen din amestec: prea mare (amestec slab) sau prea scăzut (amestec bogat). ECU răspunde la semnal și schimbă compoziția amestecului aer-combustibil care intră în motor. Când amestecul este prea bogat, injecția de combustibil este redusă. Când amestecul este prea slab, acesta crește. Raportul optim aer-combustibil asigură arderea completă a combustibilului și folosește aproape tot oxigenul din aer. Restul de oxigen intră într-o reacție chimică cu gaze toxice, în urma căreia sunt emise gaze inofensive din neutralizator.

Î: De ce unele vehicule au doi senzori de oxigen?
O:În plus față de senzorul de oxigen situat în fața catalizatorului, multe mașini moderne sunt echipate suplimentar cu un al doilea senzor instalat după acesta. Primul senzor este cel principal și ajută unitatea de control electronic să regleze compoziția amestecului aer-combustibil. Un al doilea senzor, în aval de catalizator, monitorizează eficiența catalizatorului prin măsurarea conținutului de oxigen din gazele de eșapament la ieșire. Dacă tot oxigenul este absorbit de reacția chimică dintre oxigen și poluanți, senzorul generează un semnal de înaltă tensiune. Aceasta înseamnă că catalizatorul funcționează corect. Pe măsură ce convertorul catalitic se uzează, o anumită cantitate de gaze dăunătoare și oxigen încetează să mai participe la reacție și o lasă neschimbată, ceea ce se reflectă în semnalul de tensiune. Când semnalele devin aceleași, acest lucru va indica o defecțiune a catalizatorului.

Î: Ce fel de senzori există?
O: Există trei tipuri principale de senzori lambda: senzori de zirconiu, senzori de raport aer-combustibil și senzori de titan. Toți îndeplinesc aceeași funcție, dar utilizează metode diferite pentru determinarea raportului aer-combustibil și semnale de ieșire diferite pentru a comunica rezultatele măsurătorilor.

Cea mai răspândită tehnologie se bazează pe utilizarea senzori de oxid de zirconiu(ambele tipuri cilindrice și plate). Acești senzori pot detecta doar valoarea relativă a raportului: peste sau sub raportul combustibil-aer al raportului lambda de 1,00 (raport stoichiometric ideal). Ca răspuns, ECU-ul motorului modifică treptat cantitatea de combustibil injectată până când senzorul arată că raportul s-a schimbat la opus. Din acest moment, ECU începe din nou să regleze alimentarea cu combustibil în cealaltă direcție. Această metodă asigură o „plutire” lentă și continuă în jurul coeficientului lambda de 1,00, în timp ce nu vă permite să mențineți un coeficient precis de 1,00. Ca urmare, în condiții variate, cum ar fi accelerarea sau decelerarea bruscă, sistemele cu senzor de oxid de zirconiu furnizează combustibil insuficient sau în exces, rezultând o eficiență redusă a convertorului catalitic.

Senzor de raport aer-combustibil arată raportul exact de combustibil și aer din amestec. Aceasta înseamnă că ECU-ul motorului știe exact cât diferă acest raport de coeficientul lambda de 1,00 și, în consecință, cât este necesar să se regleze livrarea combustibilului, ceea ce permite ECU să schimbe cantitatea de combustibil injectat și să obțină un coeficient lambda de 1,00 aproape instantaneu.

Senzorii raportului aer-combustibil (cilindric și plat) au fost dezvoltate pentru prima dată de DENSO pentru a se asigura că vehiculele îndeplinesc standarde stricte de emisii. Acești senzori sunt mai sensibili și mai eficienți decât senzorii de zirconiu. Senzorii de raport aer-combustibil transmit un semnal electronic liniar despre raportul exact aer-combustibil din amestec. Pe baza valorii semnalului recepționat, ECU analizează abaterea raportului aer-combustibil de la stoichiometrică (adică Lambda 1) și corectează injecția de combustibil. Acest lucru permite ECU să regleze foarte precis cantitatea de combustibil injectat, atingând instantaneu și menținând raportul stoichiometric de aer și combustibil în amestec. Sistemele care utilizează senzori de raport aer-combustibil minimizează posibilitatea de a furniza combustibil insuficient sau în exces, ceea ce duce la o scădere a cantității de emisii nocive în atmosferă, la o scădere a consumului de combustibil și la o manevrare mai bună a vehiculului.

Calibre de titan sunt similare în multe moduri cu senzorii de oxid de zirconiu, dar senzorii de titan nu necesită aer înconjurător pentru a funcționa. Astfel, senzorii de titan sunt soluția optimă pentru vehiculele care trebuie să traverseze vaduri adânci, cum ar fi SUV-urile cu tracțiune integrală, deoarece senzorii de titan pot funcționa atunci când sunt scufundați în apă. O altă diferență între senzorii de titan și alții este semnalul transmis de aceștia, care depinde de rezistența electrică a elementului din titan și nu de tensiune sau curent. Având în vedere aceste caracteristici, senzorii de titan pot fi înlocuiți doar cu cei similari și alte tipuri de sonde lambda nu pot fi utilizate.

Î: Care este diferența dintre senzorii speciali și cei universali?
O: Acești senzori au diferite metode de instalare. Senzorii speciali au deja un conector în kit și sunt pregătiți pentru instalare. Este posibil ca senzorii universali să nu vină cu un conector, deci trebuie să utilizați vechiul conector al senzorului.

Î: Ce se întâmplă dacă senzorul de oxigen nu reușește?
O:În cazul unei defecțiuni a senzorului de oxigen, ECU nu va primi un semnal despre raportul dintre combustibil și aer în amestec, deci va seta cantitatea de alimentare cu combustibil în mod arbitrar. Acest lucru poate duce la o utilizare mai puțin eficientă a combustibilului și, ca rezultat, la o creștere a consumului de combustibil. De asemenea, poate reduce eficiența catalizatorului și poate crește emisiile.

Î: Cât de des trebuie să schimbați senzorul de oxigen?
O: DENSO recomandă înlocuirea senzorului conform instrucțiunilor producătorului. Cu toate acestea, ar trebui să verificați eficiența senzorului de oxigen de fiecare dată când vehiculul este întreținut. Pentru motoarele cu o durată de viață lungă sau dacă există semne ale unui consum crescut de ulei, intervalul dintre înlocuirea senzorului trebuie scurtat.

Gama senzorului de oxigen

412 numere de catalog acoperă 5394 de cereri, ceea ce corespunde 68% din flota europeană de vehicule.
Senzori de oxigen încălziți și neîncălziți (tip comutabil), senzori de raport aer-combustibil (tip liniar), senzori de amestec slab și senzori de titan; două tipuri: universal și special.
Senzori de reglare (instalați înainte de catalizator) și diagnostici (instalați după catalizator).
Sudarea cu laser și inspecția în mai multe etape asigură potrivirea exactă a tuturor specificațiilor cu specificațiile OE pentru o performanță eficientă și fiabilitate pe perioade lungi de timp.

DENSO a rezolvat problema calității combustibilului!

Sunteți conștient că combustibilul de calitate slabă sau contaminat poate scurta durata de viață și performanța senzorului de oxigen? Combustibilul poate fi contaminat cu aditivi pentru ulei de motor, aditivi pentru benzină, etanșant pe piesele motorului și depozite de ulei după desulfurare. Când este încălzit la peste 700 ° C, combustibilul contaminat emite vapori dăunători senzorului. Acestea afectează performanța senzorului prin formarea depunerilor sau distrugerea electrozilor acestuia, ceea ce este o cauză comună a defectării senzorului. DENSO oferă o soluție la această problemă: elementul ceramic al senzorilor DENSO este acoperit cu un strat protector unic de oxid de aluminiu, care protejează senzorul de combustibil de calitate slabă, prelungindu-i durata de viață și menținându-și performanțele la nivelul cerut.

Informații suplimentare

Pentru mai multe informații despre gama de senzori de oxigen DENSO, consultați secțiunea Senzori de oxigen, TecDoc sau contactați reprezentantul DENSO.

Cerințele destul de stricte sunt impuse vehiculelor moderne pentru conținutul de substanțe nocive din gazele de eșapament. Puritatea necesară a evacuării este asigurată de mai multe sisteme auto simultan, pe baza citirilor multor senzori. Totuși, principala responsabilitate pentru „neutralizarea” gazelor de eșapament revine pe umerii convertorului catalitic, care este încorporat în sistemul de eșapament. Catalizatorul, datorită particularităților proceselor chimice care au loc în interiorul acestuia, este un element foarte sensibil, care trebuie alimentat cu un flux cu o compoziție strict definită a componentelor. Pentru a-l asigura, este necesar să se obțină cea mai completă combustie a amestecului de lucru care intră în cilindrii motorului, care este posibilă numai cu raportul aer / combustibil, respectiv, 14,7: 1. Cu această proporție, amestecul este considerat ideal, iar indicele λ = 1 (raportul dintre cantitatea reală de aer și cea necesară). Un amestec slab de lucru (excesul de oxigen) corespunde λ> 1, bogat (suprasaturare combustibil) - λ<1.

Dozarea exactă este efectuată de sistemul electronic de injecție controlat de controler, cu toate acestea, calitatea formării amestecului trebuie încă controlată într-un fel, deoarece, în fiecare caz, sunt posibile abateri de la proporția specificată. Această sarcină este rezolvată folosind așa-numita sondă lambda sau senzorul de oxigen. Vom analiza designul și principiul său de funcționare, precum și vom vorbi despre posibile defecțiuni.

Proiectarea și funcționarea senzorului de oxigen

Deci, sonda lambda este concepută pentru a determina calitatea amestecului aer-combustibil. Acest lucru se realizează prin măsurarea cantității de oxigen rezidual din gazele de eșapament. Apoi, datele sunt trimise către unitatea de control electronic, care corectează compoziția amestecului în direcția epuizării sau îmbogățirii. Senzorul de oxigen este instalat în conducta frontală a galeriei de evacuare sau a tobei de eșapament. Mașina poate fi echipată cu unul sau doi senzori. În primul caz, sonda lambda este instalată în fața catalizatorului, în al doilea - la intrarea și ieșirea catalizatorului. Prezența a doi senzori de oxigen vă permite să afectați mai subtil compoziția amestecului de lucru, precum și să controlați cât de eficient își îndeplinește funcția convertorul catalitic.

Există două tipuri de senzori de oxigen - bi-nivel convențional și bandă largă. O sondă lambda convențională are un design relativ simplu și generează un semnal asemănător undelor. În funcție de prezența / absența unui element de încălzire încorporat, un astfel de senzor poate avea un conector cu unul, doi, trei sau patru contacte. Structural, un senzor de oxigen convențional este o celulă galvanică cu un electrolit solid, al cărui rol îl are un material ceramic. De obicei, aceasta este zirconia. Este permeabil la ionii de oxigen, dar conductivitatea apare numai atunci când este încălzită la 300-400 ° C. Semnalul este preluat de la doi electrozi, dintre care unul (intern) este în contact cu fluxul de gaze de eșapament, celălalt (extern) - cu aerul atmosferic. Diferența de potențial la terminale apare doar atunci când intră în contact cu interiorul senzorului, gazele de eșapament conținând oxigen rezidual. Tensiunea de ieșire este de obicei 0,1-1,0 V. După cum sa menționat deja, o condiție prealabilă pentru funcționarea sondei lambda este temperatura ridicată a electrolitului de zirconiu, care este menținută de un element de încălzire încorporat alimentat din rețeaua de bord a vehiculului. .

Sistemul de control al injecției, care primește semnalul de la sonda lambda, caută să pregătească un amestec ideal combustibil-aer (λ = 1), a cărui combustie duce la apariția unei tensiuni de 0,4-0,6 V la contactele senzorului Dacă amestecul este slab, atunci conținutul de oxigen din evacuare este mare, deci doar o mică diferență de potențial (0,2-0,3 V). În acest caz, durata impulsului de deschidere a injectoarelor va fi mărită. Îmbogățirea excesivă a amestecului duce la arderea aproape completă a oxigenului, ceea ce înseamnă că conținutul său în sistemul de evacuare va fi minim. Diferența de potențial va fi de 0,7-0,9 V, ceea ce va semnala o scădere a cantității de combustibil din amestecul de lucru. Deoarece modul de funcționare al motorului se schimbă constant în timpul conducerii, reglarea are loc și continuu. Din acest motiv, valoarea tensiunii la ieșirea senzorului de oxigen fluctuează într-o direcție sau alta în raport cu valoarea medie. Ca urmare, semnalul este ondulat.

Introducerea fiecărui nou standard care întărește standardele de emisie crește cerințele pentru calitatea formării amestecului în motor. Senzorii convenționali de oxigen pe bază de zirconiu nu au un nivel ridicat de precizie a semnalului, așa că sunt înlocuiți treptat cu senzori de bandă largă (LSU). Spre deosebire de omologii lor, sondele lambda în bandă largă măsoară datele într-un interval larg λ (de exemplu, sondele moderne Bosch sunt capabile să citească valori la λ de la 0,7 la infinit). Avantajele senzorilor de acest tip sunt capacitatea de a controla separat compoziția amestecului fiecărui cilindru, răspunsul rapid la schimbările care au loc și timpul scurt necesar pentru pornire după pornirea motorului. Drept urmare, motorul funcționează în cel mai economic mod cu o toxicitate minimă a evacuării.

Proiectarea unei sonde lambda în bandă largă presupune prezența a două tipuri de celule: măsurare și pompare (pompare). Acestea sunt separate una de cealaltă printr-un spațiu de difuzie (măsurare) de 10-50 μm lățime, în care aceeași compoziție a amestecului gazos este menținută constant, corespunzând λ = 1. Această compoziție asigură o tensiune între electrozi la nivelul de 450 mV. Spațiul de măsurare este separat de fluxul de gaze de eșapament printr-o barieră de difuzie utilizată pentru evacuarea sau pomparea oxigenului. Cu un amestec slab de lucru, gazele de eșapament conțin mult oxigen, deci sunt pompate din spațiul de măsurare prin intermediul unui curent „pozitiv” furnizat celulelor de pompare. Dacă amestecul este îmbogățit, atunci oxigenul, dimpotrivă, este pompat în zona de măsurare, pentru care direcția curentului este inversată. Unitatea de control electronic citește valoarea curentului consumat de celulele de pompare, găsindu-și echivalentul în lambda. Ieșirea unui senzor de oxigen în bandă largă este de obicei sub forma unei curbe care se abate ușor de la o linie dreaptă.

Senzorii de tip LSU pot fi cu 5 sau 6 poli. La fel ca în cazul sondelor lambda cu două niveluri, este necesar un element de încălzire pentru funcționarea lor normală. Temperatura de funcționare este de aproximativ 750 ° C. Mașinile moderne în bandă largă se încălzesc în doar 5-15 secunde, ceea ce garantează un minim de emisii dăunătoare în timpul pornirii motorului. Trebuie să se asigure că conectorii senzorilor nu sunt puternic contaminați, deoarece permit fluxul de aer ca gaz de referință.

Simptomele unei sonde lambda care funcționează defectuos

Senzorul de oxigen este unul dintre cele mai vulnerabile elemente ale motorului. Durata sa de viață este limitată la 40-80 de mii de kilometri, după care pot apărea întreruperi în exploatare. Dificultatea diagnosticării defecțiunilor asociate senzorului de oxigen constă în faptul că, în majoritatea cazurilor, nu „moare” imediat, ci începe să se degradeze treptat. De exemplu, timpul de răspuns este lent sau se trimit date rele. Dacă, dintr-un anumit motiv, ECU a încetat complet să primească informații despre compoziția gazelor de eșapament, începe să folosească parametri medii în funcționarea sa, la care compoziția amestecului combustibil-aer este departe de a fi optimă. Semnele unei defecțiuni a sondei lambda sunt:

Consum crescut de combustibil;
Motor instabil la ralanti;
Deteriorarea caracteristicilor dinamice ale mașinii;
Conținut crescut de CO în gazele de eșapament.
Un motor cu doi senzori de oxigen este mai sensibil la defecțiunile sistemului de corectare a amestecului. Dacă una dintre sonde se defectează, este aproape imposibil să se asigure funcționarea normală a unității de putere.

Există o serie de motive care pot duce la eșecul prematur al sondei lambda sau la o reducere a duratei sale de funcționare. Iată câteva dintre ele:

Utilizarea benzinei de calitate slabă (cu plumb);
Defecțiuni ale sistemului de injecție;
Aprinderea greșește;
Uzura puternică a părților din CPG;
Deteriorarea mecanică a senzorului în sine.

Diagnosticul și interschimbabilitatea senzorilor de oxigen

În majoritatea cazurilor, puteți verifica funcționalitatea unui senzor simplu de zirconiu folosind un voltmetru sau un osciloscop. Diagnosticul sondei în sine constă în măsurarea tensiunii dintre firul de semnal (de obicei negru) și masă (poate fi galben, alb sau gri). Valorile obținute ar trebui să se schimbe aproximativ o dată la una sau două secunde de la 0,2-0,3 V la 0,7-0,9 V. Trebuie să ne amintim că citirile vor fi corecte numai atunci când senzorul este complet încălzit, ceea ce este garantat să apară după motorul atinge temperatura de funcționare. Defecțiunile pot viza nu numai elementul de măsurare al sondei lambda, ci și circuitul de încălzire. Dar, de obicei, încălcarea integrității acestui circuit este rezolvată de un sistem de autodiagnosticare, care scrie codul de eroare în memorie. O rupere poate fi detectată și prin măsurarea rezistenței la contactele încălzitorului, după ce ați deconectat anterior conectorul senzorului.

Dacă nu a fost posibil să se stabilească independent operabilitatea sondei lambda sau există îndoieli cu privire la corectitudinea măsurătorilor, atunci este mai bine să contactați un serviciu specializat. Este necesar să se stabilească cu exactitate că problemele legate de funcționarea motorului sunt conectate exact cu senzorul de oxigen, deoarece costul acestuia este destul de ridicat, iar defecțiunea poate fi cauzată de motive complet diferite. Nu puteți face fără ajutorul specialiștilor în cazul senzorilor de oxigen în bandă largă, pentru diagnosticul echipamentelor specifice care sunt adesea utilizate.

Este mai bine să înlocuiți o sondă lambda defectă cu un senzor de același tip. De asemenea, este posibil să instalați analogi recomandați de producător, adecvat din punct de vedere al parametrilor și al numărului de contacte. În loc de senzori fără încălzire, puteți instala o sondă cu un încălzitor (nu este posibilă înlocuirea inversă), cu toate acestea, în acest caz, va fi necesar să puneți fire suplimentare pentru circuitul de încălzire.

Repararea și înlocuirea unei sonde lambda

Dacă senzorul de oxigen a funcționat mult timp și a eșuat, atunci, cel mai probabil, senzorul în sine a încetat să-și îndeplinească funcțiile. Într-o astfel de situație, singura soluție este înlocuirea. Uneori, o nouă sau o sondă lambda care a funcționat pentru un timp foarte scurt începe să eșueze. Motivul pentru aceasta poate fi formarea diferitelor tipuri de depozite pe corp sau pe elementul de lucru al senzorului, care interferează cu funcționarea normală. În acest caz, puteți încerca să curățați sonda cu acid fosforic. După procedura de curățare, senzorul este clătit cu apă, uscat și instalat pe vehicul. Dacă funcționalitatea nu poate fi restabilită cu ajutorul unor astfel de acțiuni, atunci nu există altă cale decât să cumpărați o copie nouă.

Când înlocuiți o sondă lambda, trebuie respectate anumite reguli. Este mai bine să deșurubați senzorul de pe un motor care s-a răcit la 40-50 de grade, când deformările termice nu sunt atât de mari și piesele nu sunt foarte fierbinți. În timpul instalării, este necesar să ungeți suprafața filetată cu un material de etanșare special care exclude lipirea și, de asemenea, asigurați-vă că garnitura (inelul O) este intactă. Strângerea se recomandă să se efectueze cu cuplul stabilit de producător, asigurând etanșeitatea necesară. Când conectați conectorul, este o idee bună să verificați dacă cablajul nu este deteriorat. După instalarea sondei lambda, se efectuează teste la diferite moduri de funcționare a motorului. Confirmarea funcționării corecte a senzorului de oxigen va fi absența semnelor de mai sus de defecțiune și erori în memoria unității electronice de control.

Emisiile crescute de substanțe dăunătoare apar atunci când raportul aer-combustibil din amestec nu este reglat corect.

Amestec combustibil-aer și funcționarea motorului

Raportul ideal combustibil / aer pentru motoarele pe benzină este de 14,7 kg de aer pe kg de combustibil. Acest raport se mai numește amestec stoichiometric. Aproape toate motoarele pe benzină sunt acum alimentate de acest amestec ideal. Senzorul de oxigen joacă un rol decisiv în acest sens.

Doar cu acest raport este garantată arderea completă a combustibilului, iar catalizatorul convertește aproape complet gazele de eșapament nocive hidrocarburi (HC), monoxid de carbon (CO) și oxizi de azot (NOx) în gaze ecologice.
Raportul dintre aerul utilizat efectiv și cererea teoretică se numește numărul de oxigen și este notat cu litera greacă lambda. Cu un amestec stoichiometric, lamba este egală cu unitatea.

Cum se face acest lucru în practică?

Sistemul de gestionare a motorului ("ECU" = "Unitatea de control a motorului") este responsabil pentru compoziția amestecului. ECU monitorizează sistemul de alimentare, care furnizează un amestec de aer / combustibil măsurat cu precizie în timpul arderii. Cu toate acestea, pentru aceasta, sistemul de gestionare a motorului trebuie să aibă informații dacă la un moment dat motorul funcționează pe un amestec bogat (lipsă de aer, lambda mai puțin de unul) sau slab (aer în exces, lambda este mai mult de unul).
Aceste informații cruciale sunt furnizate de sonda lambda:

Generează semnale diferite în funcție de nivelul de oxigen rezidual din gazele de eșapament. Sistemul de gestionare a motorului analizează aceste semnale și reglează alimentarea amestecului combustibil-aer.

Tehnologia senzorului de oxigen este în continuă evoluție. Astăzi, controlul lambda garantează emisii reduse de substanțe dăunătoare, asigură un consum eficient de combustibil și o durată lungă de viață a catalizatorului. Pentru a obține sonda lambda cât mai repede posibil, astăzi se folosește un încălzitor ceramic extrem de eficient.

Elementele ceramice în sine se îmbunătățesc în fiecare an. Acest lucru garantează și mai multă precizie
măsurați performanța și asigurați conformitatea cu standardele de emisii mai stricte. Au fost dezvoltate noi tipuri de senzori de oxigen pentru aplicații speciale, de exemplu, sonde lambda, a căror rezistență electrică se schimbă odată cu modificarea compoziției amestecului (senzori de titan) sau senzori de oxigen în bandă largă.

Principiul de funcționare al senzorului de oxigen (sonda lambda)

Pentru ca catalizatorul să funcționeze optim, raportul combustibil / aer trebuie să se potrivească foarte precis.

Aceasta este sarcina sondei lambda, care măsoară continuu conținutul rezidual de oxigen din gazele de eșapament. Prin intermediul unui semnal de ieșire, acesta reglează sistemul de gestionare a motorului, care, prin urmare, setează cu precizie amestecul aer-combustibil.