Sonda Lambda Stosowane powszechnie reaktory katalityczne, obniżajšce zawartoć substancji toksycznych w spalinach silników spalinowych, spełniajš dobrze swoje zadanie tylko w cile okrelonych warunkach. Najmniejsze stężenie węglowodorów i tlenków węgla otrzymuje się , spalajšc ubogie mieszanki, tzn. przy dużych wartociach współczynnika nadmiaru powietrza lambda, za najmniejszy udział tlenków azotu przypada na zakres spalania mieszanek bogatych małe wartoci lambda. Dopuszczalny z punktu widzenia poziomu emisji kompromis osišga się w okolicy lambda = 1 +/- 1%, tzn. wtedy, gdy w czasie spalania na 1 kg paliwa przypada 14,7 kg powietrza. Jest to tzw. stosunek stechiometryczny. Koniecznoć zachowania stechiometrycznego stosunku paliwa z powietrzem wymaga stałej regulacji składu mieszanki doprowadzanej do cylindrów. Ma to miejsce w pętli sprzężenia zwrotnego, której najważniejszy element stanowi czujnik iloci tlenu w spalinach, zwany sondš lambda. Zasada działania Sonda lambda jest umieszczona w przewodzie wylotowym, pomiędzy silnikiem a reaktorem katalitycznym. W budowie i działaniu wykorzystuje ideę ogniwa galwanoelektrycznego. Jedna aktywna częć sondy tkwi w strumieniu spalin, druga ma kontakt z otaczajšcym jš powietrzem. Gazem odniesienia jest powietrze na zewnštrz układu. Zawartoć tlenu w produktach spalania zależy od składu mieszanki paliwa z powietrzem. W temperaturze powyżej 300 st. C materiał ceramiczny wkładu sondy otoczy jest platynowymi elektrodami staje się przepuszczalny dla jonów tlenu. Przepływ jonów powstanie napięcia między elektrodami, które jest miarš stężenia tlenu w spalinach. Przy współczynniku nadmiaru powietrza równym 1, wartoć napięcia zmienia się skokowo o 450 do 500 mV. Sygnał elektryczny jest przesyłany do mikroprocesora sterujšcego pracš silnika, ten za odpowiednio koryguje parametry wtrysku paliwa. Parametry pracy Sonda lambda funkcjonuje prawidłowo w zakresie temperatur 300 do 850 st.C. Musi być więc z jednej strony chroniona przed obcišżeniami cieplnymi, z drugiej za usytuowana jak najbliżej silnika jak najbliżej silnika, podgrzewana spalinami albo specjalnym elementem grzejnym. To ostatnie rozwišzanie jest dzi najczęciej spotykane i zapewnia uzyskanie właciwej temperatury pracy po 20 do 30 s od uruchomienia silnika. Pomiar stężenia tlenu wykonywany jest ok. 100 razy w cišgu sekundy, korekcja składu mieszanki ok. 300 razy na min. Stała czasowa (szybkoć reakcji) czujnika wynosi 50 do 100 ms. Diagnostyka sondy lambda Sprawdzić, czy złšcze wielostykowe sondy lambda nie jest skorodowane lub uszkodzone. Sprawdzić, czy styki sš prawidłowo połšczone z sondš lambda i znajdujš się na swoim miejscu w złšczu wielowtykowym. Zdjšć gumowy kapturek zabezpieczajšcy z sondy lambda. Podłšczyć ujemna końcówkę pomiarowš woltomierza (testera) do masy silnika. Odnaleć zaciski. Zależnie od układu sš to: masa grzałki sondy lambda, zasilanie grzałki sondy lambda, sygnał sondy lambda, masa sondy lambda. Podłšczyć dodatniš końcówkę pomiarowš woltomierza (testera) do przewodu przymocowanego do zacisku sondy lambda. Zgodnie z ogólnymi zaleceniami wskazania analizatora spalin powinny mieć następujšce wartoci: a) zawartoć CO- zgodnie z danymi pojazdu, b) zawartoć CH- mniej niż 50 ppm c) zawartoć CO2- większa niż 15%, d) zawartoć O2- mniej niż 2%, e) współczynnik lambda 1,0 +_ 0,03. Uruchomić silnik i rozgrzać do temperatury normalnej pracy. Podwyższyć prędkoć obrotowš silnika do 3000 obr./min na 30 sekund. Spowoduje to wzrost temperatury sondy lambda, co powinno spowodować zmiany napięcia sygnału wyjciowego. Utrzymywać prędkoć silnika na poziomie 2500 obr./min. Jeli silnik pracuje na biegu jałowym przez dłuższy czas, sonda lambda może wystygnšć i zmiany napięcia sygnału wyjciowego mogš ustać. Sprawdzić, czy zmienia się sygnał wyjciowy sondy lambda. Sprawdzanie grzałki sondy lambda Sprawdzić czy na zacisku zasilania napięcie ma wartoć nominalnego napięcia akumulatora. a) Brak napięcia sprawdzić podłšczenie wstecz do wyłšcznika zapłonu. b) Sprawdzić podłšczenie masy do grzałki sondy lambda Sygnał wyjciowy z sondy lambda Warunki Silnik pracuje (goršcy, 2500 obr/min.) Przepustnica w pełni otwarta Paliwo odcięte Częstotliwoć próbkowania Napięcie 0,2 do 1,0 V 1,0 V (stałe) 0 V (stałe) 1 sekunda (około) Próbkowanie sygnału z sondy lambda We wszystkich pojazdach z katalizatorem pracujšcym w pętli zamkniętej jest kontrolowana obecnoć tlenu w układzie wydechowym w celu utrzymania współczynnika lambda na poziomie 1,0 +- 0,03. Próbkowanie sygnału z sondy lambda ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowego działania układu wtrysku. Sprawdzenie próbkowania jest bardzo ważne. Podłšczyć odpowiedni oscyloskop lub woltomierz do przewodu próbkowania sondy lambda. Zwiększyć prędkoć obrotowš silnika do 2500...3000 obr. / min na okres 3 minut w celu nagrzania sondy lambda i uaktywnienia katalizatora. Pozostawić silnik na szybkim biegu jałowym i sprawdzić próbkowanie sondy lambda. Napięcie sondy lambda powinno się zmieniać od około 200mV do 800mV 8 do 10 razy na 10 sekund, czyli z częstotliwociš 1 Hz. Brak próbkowania sondy lambda Sprawdzić kody usterek w układzie samodiagnostyki. Jeżeli jest uszkodzona sonda lambda, urzšdzenie sterujšce przejdzie do pracy w trybie otwartym lub podstawi stałe napięcie o wartoci 0,45 V w celu ustalenia wartoci współczynnika lambda = 1,0. Sprawdzić obwód grzejnika sondy lambda ( tylko w sondach z grzejnikiem, dwuprzewodowych, trójprzewodowych i czteroprzewodowych). Jeżeli jest uszkodzona grzałka sondy lambda, sonda może nigdy nie osišgnšć temperatury pracy ( lub osišgnšć jš tylko okazjonalnie). Gwałtownie zwiększyć prędkoć obrotowš silnika: ponieważ mieszanka jest bogata, napięcie sygnału z sondy lambda powinno być duże. Jeżeli wydech ma otwór kontrolny przed katalizatorem, zmierzyć zawartoć CO i CH. Jeżeli katalizator pracuje sprawnie, niżej podane sprawdzenia nie będš tak przydatne, gdy zawartoć CO jest mierzona w rurze wydechowej. Zwiększyć prędkoć obrotowš silnika do 2500...3000 obr/min na okres 3 minut w celu podgrzania sondy lambda i uaktywnienia katalizatora. Pozostawić silnik na szybkim biegu jałowym. Przestawić system na pracę w układzie otwartym przez odłšczenie złšcza wielostykowego sondy lambda. Silniki MPI: odłšczyć przewód podcinienia od regulatora cinienia i zamknšć koniec przewodu. Silniki SPI: cisnšć przewód powrotny paliwa od regulatora cinienia do zbiornika paliwa. Poziom CO powinien się zwiększyć, a napięcie sygnału z sondy lambda ma mieć dużš wartoć. Przestawić układ na pracę w układzie zamkniętym przez podłšczenie złšcza sondy lambda. Zawartoć CO powinna wrócić do normy, ponieważ silnik reaguje na bogatš mieszankę. To dowodzi, że sonda lambda i urzšdzenie sterujšce potrafiš uporać się z bogatš mieszankš. Silniki MPI: podłšczyć przewód podcinienia do regulatora cinienia. Przestawić system na prace w układzie otwartym przez odłšczenie złšcza sondy lambda. Wycišgnšć do połowy końcówkę pomiarowš sondy lambda lub odłšczyć przewód podcinienia, by spowodować nieszczelnoć układu podcinienia. Poziom CO powinien wzrosnšć, a napięcie sygnału z sondy lambda przybrać małš wartoć. Przestawić system na pracę w układzie zamkniętym przez przełšczenie złšcza sondy lambda. Zawartoć CO powinna powrócić do normy, ponieważ silnik reaguje na bogatš mieszankę. To dowodzi, że sonda lambda i urzšdzenie sterujšce potrafiš uporać się z ubogš mieszankš. Pomiary zużycia paliwa i toksycznoci spalin
suse010