Jaká je normální hladina lambda?

Než budeme hovořit o konstrukci, provozu a diagnostice lambda sondy, pojďme se věnovat některým vlastnostem provozu palivového systému. Pomůže nám s tím odborník časopisu Fedor Aleksandrovič Rjazanov, diagnostik s bohatými zkušenostmi a vedoucí školicích kurzů pro diagnostiky ve společnosti InzhKar.

Moderní motorista chce vlastnit výkonný, ale zároveň ekonomický vůz. Ekologové mají jiný požadavek – minimální obsah škodlivých látek ve výfukových plynech aut. A v těchto věcech se zájmy motoristů a ekologů nakonec shodují. A tady je důvod.

Je známo, že když motor nespálí všechno palivo, zvyšuje se spotřeba paliva a také náklady na provoz auta. Výkon motoru (nebo spalovacího motoru) za podmínek nedokonalého spalování paliva nevyhnutelně klesá a točivý moment klesá. Zároveň se zvyšuje hladina škodlivých látek ve výfukových plynech vozidla.

V tomto ohledu je jedním z hlavních úkolů moderního automobilového průmyslu co nejúplnější spalování palivové směsi v motoru.

Spalování směsi je přímo ovlivněno jejím složením. Ideální stav je stechiometrické složení paliva. Zjednodušeně řečeno je třeba dodržet poměr – na 14,7 kg paliva musí připadnout 1 kg vzduchu. Právě tento poměr umožňuje optimální využití obou. Majitel vozu dostává větší točivý moment a v důsledku toho přiměřené zrychlení vozu a rovnoměrný chod motoru ve všech provozních režimech. Klesá i spotřeba paliva a auto přestává znečišťovat životní prostředí.

Odchylky od správného složení palivové směsi – bohatá a chudá směs. Bohatá palivová směs vzniká, když je ve válcích málo kyslíku, ale hodně paliva, které se samozřejmě kvůli nedostatku kyslíku nepodaří úplně spálit. V důsledku toho auto na bohatou směs spotřebuje více paliva a přebytek nespáleného paliva v tomto případě ochladí spalovací komoru, sníží se výkon motoru a nespálené palivo se dostane do atmosféry a znečišťuje ji.

Jiná situace: motor dostává chudou palivovou směs. V tomto případě palivo ve válcích zcela neshoří kvůli nedostatku paliva. V tomto případě také budete muset zapomenout na efektivitu, pro kterou byly takové motory vyvinuty. Chudá směs totiž špatně hoří a to automaticky vede k poklesu točivého momentu. Řidič musí sešlápnout plyn silněji, což následně vede k nadměrné spotřebě paliva.

Je tedy zřejmé, že ze všech hledisek je nejoptimálnějším provozním režimem motoru pouze stechiometrie palivové směsi (poměr 14,7/1). A samozřejmě, auto, které právě sjelo z montážní linky, obvykle splňuje všechny limity tohoto kritéria. Ale „tovární“ nastavení se může lišit od ideálního. Kromě toho během provozu automobilu nevyhnutelně dochází k opotřebení některých komponentů, senzory odpovědné za ladění palivového systému mohou ztratit přesnost nastavení. Tím se složení palivové směsi stále více vzdaluje ideálním hodnotám.

V tomto případě je lambda sonda přesně to, co je potřeba, zaznamenává množství kyslíku ve výfuku vozu. A pokud je ve výfuku velké množství kyslíku, „signalizuje“ to, že palivová směs je chudá, a naopak, pokud ve výfuku žádný kyslík není, znamená to, že směs zbohatla. A už jsme zjistili, že v obou případech klesá výkon motoru, roste spotřeba paliva a snižuje se ekologičnost výfuku. Úkolem lambda sondy je právě tyto odchylky korigovat.

Vezměme si tuto situaci jako příklad: vstřikovače v palivovém systému jsou ucpané, jejich výkon se snížil a směs je chudá. Lambda sonda tuto skutečnost zaznamená a řídicí jednotka palivového systému na tuto informaci zareaguje a „doplní“ palivo do válců. Takto jsou korigovány výsledné odchylky s přihlédnutím k hodnotám tohoto snímače.

Hlavním účelem lambda sondy je tedy kompenzace odchylek ve složení palivové směsi, které nevyhnutelně vznikají při provozu vozidla.

Musíte však pochopit, že lambda sonda jako taková není všelékem na všechny neduhy, umožňuje pouze vrátit složení palivové směsi do stavu stechiometrie. Nejedná se ale o odstranění závad, ale pouze o jejich náhradu.

Vraťme se k našim vstřikovačům. Pokud jsou vstřikovače znečištěné, je narušena účinnost rozprašování benzínu, palivo se rozstřikuje do velkých kapiček a ty se obtížně odpařují. A systém přívodu paliva vypočítá objem paliva, který je nezbytný k dosažení stechiometrie, zaznamenají se údaje snímače průtoku vzduchu. Pokud se však benzín rozstřikuje do systému ve velkých kapkách, jeho páry se zcela nepromísí se vzduchem, část par shoří a část kapiček benzínu jednoduše vyletí ven do výfukového potrubí. Lambda sonda tuto situaci interpretuje jako chudou směs a snímač palivového systému, který „nevidí“ jednotlivé kapky benzinu, přidává palivo, aby směs uvedl do stechiometrie. Ale v tomto případě se spotřeba paliva prudce zvyšuje.

Pro provoz lambda sondy tedy není důležitý faktor, jak se systém vypořádá s uvedením směsi do stechiometrie, ale faktor, jakou „náklady“ to zvládne.

Podívejme se na oscilogram lambda sondy. Samotné čidlo nedokáže rozlišit stav stechiometrie od stavu bohaté palivové směsi, protože v obou případech není ve výfuku žádný kyslík. Pokud v palivu není kyslík, řídicí jednotka (ECU – elektronická řídicí jednotka) mírně sníží množství paliva dodávaného do válce. V důsledku toho se ve výfukových plynech objevuje kyslík.

A v tomto případě jsou hodnoty lambda sondy pod 0,4 V, což je pro senzor známkou chudé palivové směsi (LEARN). Když jsou hodnoty lambda sondy nízké (pod 0,4 V), řídicí jednotka zvýší dodávku paliva o několik procent, směs se obohatí a hodnoty senzoru dosáhnou úrovně nad 0,6 V. ECU to vnímá jako znamení, že v palivovém systému je bohatá směs (RICH). Zásoba paliva klesá, údaje lambda sondy klesají, cyklus se opakuje – složení směsi začíná kolísat. V reakci na změny ve složení směsi se mění hodnoty lambda sondy. ECU chápe takové výkyvy jako normální jev, což naznačuje, že složení palivové směsi je ve stechiometrické zóně.

Připomeňme si také, že automobilový katalyzátor nutně obsahuje zirkonium, tento kov je schopen akumulovat kyslík. A ve fázi chudé směsi se kyslík ukládá v katalyzátoru a ve fázi bohaté směsi se spotřebovává. Výsledkem je, že na výstupu palivové směsi katalyzátor spálí všechny své zbytky.

Při volnoběhu k takovým oscilacím dochází s frekvencí jednoho kmitu za přibližně jednu sekundu. Doba takového přepnutí je dalším důležitým ukazatelem pro lambda sondu. V našem případě (viz oscilogram, obr. 1) byla doba sepnutí 88 ms, přičemž norma je 120 ms.

Pokud přepínání trvá dlouho, jako v případě našeho oscilogramu (viz oscilogram, obr. 2) – 350 ms a navíc se tato situace mnohokrát opakuje, řídicí jednotka vygeneruje chybu: „pomalá odezva lambda sonda.“

Hodnoty, při kterých se tato chyba objeví, jsou dány především nastavením softwaru řídící jednotky.

Pro diagnostiku pomocí lambda sondy je tedy nutné prostudovat spínací fáze snímače. A pokud se na oscilogramu objeví alespoň jeden přepínač z nízké na vysokou hodnotu (maximum – 1V, minimum – 0V), znamená to, že lambda sonda funguje správně. Pracovní senzor provede přibližně jeden spínač za sekundu. Připomeňme, že v provozním algoritmu řídicí jednotky je chudá směs signalizována údaji lambda sondy pod 0,4 V a bohatá směs hodnotami nad 0,6 V. Stav palivové soustavy vozidla tedy může být i posouzeno činností snímače. V našem případě (viz oscilogram, obr. 3) se řídící jednotce podařilo kompenzovat všechny vady a výstupní stechiometrii.

Vraťme se k příkladu špinavých vstřikovačů. Když je směs chudá, hodnoty lambda sondy klesnou pod 0,4 V. Řídící jednotka přidává palivo, dokud směs nezbohatne. Všimněte si, že v tomto případě se řídicí jednotka „sama o sobě“ odchýlila od parametrů nastavených výrobcem ve své mapě. Velikost odchylky si zaznamená do paměti jako trim paliva. Maximální přípustné hodnoty korekce paliva pro většinu moderních automobilů jsou ±20-25%. Korekce do „plus“ znamená, že jednotka musela přidat palivo, korekce do „mínus“ naopak znamená snížit.

Řekněme, že porucha je dlouhodobá: řídicí jednotka již dosáhla limitu korekce paliva, rozsvítí se chybový kód „Překročení limitů korekce paliva“. Vymazáním kódu nelze takovou závadu opravit a přítomnost této poruchy povede k nadměrné spotřebě paliva. Stojí za zmínku, že již při 15% korekce paliva jsou zjištěny problémy: auto téměř nejezdí, ale spotřebovává velké množství paliva.

To znamená, že je důležité si pamatovat, že indikátor korekce paliva a provoz lambda sondy jsou komplexní parametr, který indikuje přítomnost závady, ale neindikuje konkrétní příčinu, která bude muset být nalezena a odstraněna v a autoservisu.

A něco málo o konstrukčních vlastnostech lambda sondy. Tento snímač má zirkonovou žárovku, jejíž jedna strana je umístěna ve výfukových plynech. Zirkonium je unikátní materiál, protože jím může procházet kyslík. Kyslíkový iont „přilepený“ k atomům zirkonia se pohybuje podél nich a na zirkoniové čepičce vzniká napětí. A pokud vše půjde jako obvykle, pak k difúzi kyslíkových iontů dochází rovnoměrně a napětí na deskách kužele je 1V. Pokud se ve výfuku objeví kyslík, není difúze možná a napětí je v tomto případě 0V. Místo zirkonia lze v lambda sondách použít oxid titaničitý. Rozdíl mezi zirkonovou lambda sondou a titanovou je v tom, že první generuje napětí, zatímco druhá mění svůj odpor (z 0 na 5V) a potřebuje obvod, který mění měnící se odpor na napětí.

Vrstva platiny na kuželu na vrcholu zirkonia vám umožňuje zmírnit stres, hraje roli katalyzátoru a spaluje benzín a nespálený kyslík. Vše se zhorší při použití nekvalitního paliva a také palivových aditiv, které platinovou a zirkoniovou vrstvu doslova ucpou a sonda selže. Pokud však v tomto případě není sonda fyzicky poškozena, jednoduché propláchnutí ji vrátí do funkčního stavu. „Moderní metlou“ je přidávání antidetonačních přísad do paliva. Donedávna se jako aditivum používalo ferocent, nebezpečná látka, kterou jsme nazývali „červená smrt“ pro její červený odstín a také pro schopnost rychle poškodit zapalovací svíčky, lambda sondy a katalyzátory,“ poznamenává Fedor Aleksandrovich. Sonda může „zamrznout“ ve vysoké nebo nízké poloze, to znamená buď ve fázi bohaté nebo chudé. A v tomto případě senzor dosáhne limitů korekce paliva a přestane se snažit vyrovnat směs na stechiometrii.

Začneme diagnostikovat stav systému přívodu paliva připojením skeneru k vozidlu. Absence kódu „Překročení limitů úpravy paliva“ neznamená, že v systému přívodu paliva nejsou žádné závady. V Data Streamu je potřeba ověřit, že dochází k oscilacím lambda sondy (bylo dosaženo stechiometrie), a také odhadnout hodnotou korekce paliva, za jakou cenu bylo dosaženo.

Abychom to shrnuli, ještě jednou poznamenáváme, že při kontrole lambda sondy je třeba věnovat pozornost kolísání snímače, pokud existují, snímač funguje; pokud systém regulace lambda nekmitne, může to znamenat buď poruchu lambda sondy nebo chudou nebo bohatou palivovou směs. To znamená, že nejprve musíte zkontrolovat samotné senzory. Chcete-li to provést, musíte směs násilně obohatit nebo opřít, abyste získali lambda oscilace a ujistit se, že funguje správně.

Lambda sondy diskutované výše se nazývají „skokové sondy“. Tito. indikují, zda je ve výfuku kyslík nebo ne. Ale stále přísnější požadavky na ochranu životního prostředí donutily výrobce vyvinout senzory, které mohou nejen pracovat na principu „ano-ne“, ale také určovat procento kyslíku ve výfukových plynech. Takové senzory se nazývají „širokopásmové senzory kyslíku“.

Principy jejich fungování a vlastnosti diagnostiky automobilu na základě odečtů širokopásmových lambda sond budou diskutovány v následujících publikacích.

NÁZOR
Maxim Pastukhov, technický specialista společnosti DENSO Rus: „Praxe ukazuje, že hlavní důvody selhání lambda sond jsou: 1. Kontaminace lambda sondy produkty spalování paliva. Ve skutečnosti se jedná o přísady, které se používají ke zvýšení oktanového čísla benzínu, eliminaci detonace nebo k jiným účelům. To je také ovlivněno stupněm čištění paliva. Aditiva, síra a parafíny „ucpávají“ vodivou vrstvu lambda sondy a ta „oslepuje“. Řídicí jednotka přepne motor do nouzového režimu a na palubní desce vidíme ikonu „Check Engine“. Mimochodem, výše popsanými věcmi trpí i svíčky, ventily, katalyzátor a další součásti motoru. Při poruše lambda sondy má smysl k opravám přistupovat komplexně. 2. Agresivní směs, kterou kropí naše silnice. Koroduje izolaci vodičů a vodiče samotné. Abychom tomu zabránili, používáme dvojitou izolaci vodičů a také skryjeme místo, kde jsou vodiče a senzor přivařeny, uvnitř lambda sondy.“

Napsat komentář

Tvůj komentář: Poznámka: HTML není podporováno! Použijte prostý text.

Hodnocení: Špatný – dobrý

Zadejte kód zobrazený na obrázku: