Co powinieneś wiedzieć o sondach lambda?

Dzisiejsze skomputeryzowane systemy sterowania silnikiem opierają się na danych wejściowych pochodzących z różnych czujników do regulacji wydajności silnika, emisji i innych ważnych funkcji. Czujniki muszą dostarczać dokładnych informacji, w przeciwnym razie mogą wystąpić problemy z prowadzeniem pojazdu, zwiększone zużycie paliwa i awarie emisji.
Jednym z takich czujników jest sonda lambda, znana również jako czujnik tlenu lub czujnik O2. Zadebiutowała w latach 70-tych w Volvo 240. Została wprowadzona do pojazdów benzynowych w Europie w 1993 r. w odpowiedzi na normę EURO 1 (Standard emisji zanieczyszczeń powietrza). Czujnik ten w sposób ciągły, mierzy poziom tlenu w spalinach.

Jak działają czujniki lambda?

Sonda lambda jest zamontowany na kolektorze wydechowym, dzięki czemu gazy wydechowe mogą znajdować się na linii roboczej jego powierzchni roboczej. Zasadniczo czujnik tlenu jest źródłem prądu galwanicznego, które zmienia swoje napięcie wyjściowe w zależności od temperatury i zawartości tlenu w środowisku. W zależności od stężenia tlenu w spalinach pojawia się inny sygnał wyjściowy. Kształt tego sygnału zależy od rodzaju materiału, z którego wykonany jest czujnik. W ten sposób czujnik tlenu zgłasza kontroler pokładowy ilość tlenu w spalinach. Krawędź zegara sygnału między stanem „wysokim” i „niskim” jest pomijalna i można ją zignorować. Kontroler pokładowy odbiera sygnał z czujnika tlenu, porównuje go z wartością zapisaną w pamięci i jeśli sygnał różni się od optymalnego dla bieżącego trybu, dostosowuje czas wtrysku paliwa w obu kierunkach. W ten sposób, dzięki zastosowaniu sprzężenia zwrotnego i prawidłowego trybu pracy, osiąga się maksymalną oszczędność paliwa i minimalne szkodliwe gazy.
Wiele czynników może wpływać na względne bogactwo lub chudość mieszanki paliwowej, w tym temperaturę powietrza, temperaturę płynu chłodzącego silnika, ciśnienie barometryczne, położenie przepustnicy, przepływ powietrza i obciążenie silnika. Istnieją również inne czujniki do monitorowania tych czynników, ale czujnik O2 jest głównym monitorem dla tego, co dzieje się z mieszanką paliwową. W związku z tym wszelkie problemy z czujnikiem O2 mogą wyrzucić cały system z gniazda.

Rodzaje czujników

Zgodnie z ich projektem wyróżnia się następujące rodzaje czujników lambda:

  • Jednoprzewodowy czujnik lambda,
  • Dwuprzewodowy czujnik lambda,
  • Trójprzewodowa sonda lambda,
  • Czteroprzewodowy czujnik lambda.

W układach wczesnego wtrysku stosuje się jednoprzewodową sondę lambda ze sprzężeniem zwrotnym. Ma tylko jeden terminal, który jest terminalem sygnałowym. Masa czujnika jest jego obudową i łączy się z masą silnika przez rury wydechowe.
Dwuprzewodowa sonda lambda ma oddzielny kabel uziemiający. Został on użyty w systemach wczesnego wtrysku z sprzężeniem zwrotnym (regulacja lambda).
Wadą czujników jednoprzewodowych i dwuprzewodowych jest to, że ich zakres temperatur pracy zaczyna się od 300 ° C. Czujnik nie będzie działał i nie będzie generował sygnału, dopóki ta temperatura nie zostanie osiągnięta.
W trójprzewodowych czujnikach lambda znajduje się specjalny element grzewczy wewnątrz, który jest stale włączony, gdy silnik pracuje, a tym samym skraca czas ogrzewania czujnika do temperatury roboczej. Pozwala to na instalację czujnika na kolektorze wydechowym, w pobliżu katalizatora. Wadą jest zapotrzebowanie na smar przewodzący prąd elektryczny.
W czteroprzewodowych czujnikach tlenu – dwa z nich to zaciski grzejnika, a dwa pozostałe – zaciski sygnałowe.

Istnieje jeszcze jedna klasyfikacja zgodnie z którą czujniki lambda dzieli się na podstawie substancji użytej w ich wrażliwym elemencie:

  • cyrkonowe czujniki tlenu (tlenek cyrkonu),
  • tytanowe czujniki tlenu (tlenek tytanu),
  • szerokopasmowy.

Wymiana sondy lambda

Uszkodzony czujnik O2 wymaga oczywiście wymiany. Ale może również wystąpić korzyść z okresowej wymiany czujnika O2 w celu konserwacji prewencyjnej. Wymiana starzejącego się czujnika O2, który stał się powolny, może przywrócić szczytową wydajność paliwa, zminimalizować emisje spalin i przedłużyć żywotność przetwornika.
Oznaką wadliwie działającej sondy lambda jest zwiększone zużycie paliwa, zmniejszenie dynamiki pojazdu, utrata mocy silnika, nieregularna praca na biegu jałowym lub nieprawidłowa prędkość biegu jałowego.