Ako pracuje lambda sonda v aute

Ako pracuje lambda sonda v aute

1. Princíp činností

Lambda sonda je snímač množstva kyslíka vo výfukových plynoch. Skladá sa z elektrochemického člena, ktorý na základe chemickej reakcie vytvára elektrický signál. Elektrochemický člen pozostáva z keramického materiálu (oxidu zirkónia Zr0₂), ktorý je z vonku pokrytý pórovitou vrstvou platiny, ktorá slúži aj ako elektróda. Jeho výstupná hodnota sa mení v závislosti na prítomnosti kyslíka vo výfukových plynoch.

Hodnota napätia na lambda sonde sa mení od 0,1 do 1V. Lambda sonda začína pracovať až pri teplote 500 °C. Frekvencia lambda sondy je 1 až 10 Hz. Niektoré lambda sondy obsahujú aj výhrevné teliesko na skrátenie času zahriatia lambda sondy.

2. Druhy lambda sond

Jednovodičové – Neobsahujú výhrevné teliesko. Obsahujú len elektrochemický

                              člen, z ktorého jeden vodič je ukostrený cez výfuk a druhý

                              signálový vodič je vyvedený von, je zvyčajne čiernej farby.

Dvojvodičové – Obsahujú výhrevné teliesko, aj elektrochemický člen. Jeden vodič je

                            signálový (čierny, červený). Druhý vodič je napájanie výhrevného             

                            telieska (biely)

Trojvodičové – Obsahujú výhrevné teliesko, aj elektrochemický člen. Jeden vodič je

                           signálový (čierny, červený). Druhý vodič je napájanie výhrevného

                           telieska (biely). Tretí vodič je ukostrenie signálu (sivý).

Štvorvodičové – Obsahujú výhrevné teliesko, aj elektrochemický člen. Jeden vodič

                            je signálový (čierny, červený). Druhý vodič je ukostrenie signálu

                            (sivý). Tretí vodič je ukostrenie vyhrievacieho telieska (biely). Štvrtý

                            vodič je napájanie vyhrievacieho telieska (biely).

3. Signál z lambda sondy

Signál vychádzajúci z lambda sondy závisí od rozdielu úrovni O₂, vo výfukových plynoch a okolitého prostredia. Čím vyšší je rozdiel O₂, tým vyššie je napätie. Napätie na lambda sonde sa pohybuje od 0,1 do 0,9 V. V prípade bohatej zmesi je napätie vysoké. Ak je zmes chudobná potom napätie na lambda sonde klesne až na 0,1 V. Pri vyváženom množstve zmesi na optimálnu hodnotu 14,7:1, lambda sa rovná 1, sonda bude generovať signál 0,45 V.

Ak riadiaca jednotka dostane z lambda sondy napätie vyššie ako 0,5 V, tak zmes ochudobní. Ak riadiaca jednotka dostane z lambda sondy signál nižší ako je 0,45 V tak zmes obohatí.

Funguje to ako spätná väzba, riadiaca jednotka sa snaží, aby napätie na lambda sonde bolo 0,45 V, to znamená lambda = 1.

4. Ako sa prejaví chybná lambda sonda

V prípade že z lambda sonda negeneruje žiaden signál, ako je to pri studenom motore, tak riadiaca jednotka prepne motor do stavu bohatej zmesi. Čo zapríčiní vyššiu spotrebu aj vyššie emisie. Ako náhle sa na lambda sonde objaví napätie tak riadiaca jednotka začne brať signál z lambda sondy.

Zlý senzor teploty môže tiež ovplyvňovať bohatosť zmesi. Riadiaca jednotka podľa senzoru teploty motora určuje či je motor nahriaty na prevádzkovú teplotu, a môže brániť aj prechodu do režimu bohatej zmesi pri zlej lambda sonde.

5. Diagnostika lambda sondy

Ak je lambda sonda v poriadku musí generovať dynamicý signál, ktorý sa rýchlo mení.  Základnou požiadavkou na meracie prístroje, ktorými kontrolujeme činnosť lambda sond je malá časová konštanta, aby sme boli schopní sledovať rýchle zmeny napätia.

Analógové meracie prístroje nie sú navrhnuté na meranie dynamických hodnôt. Keďže napätie na lambda sonde má dynamický priebeh, klasickým meracím prístrojom sa odmerať nedá. Pri meraní hodnoty niekoľko hertzov sú schopné ukazovať len strednú hodnotu.

Podobná situácia je aj pri digitálnych meracích prístrojoch. Kvôli analógovo-digitálnemu prevodníku, pri meranom frekvenčnom pásme ukazujú len krajné hodnoty.

   Na meranie lambda sond je možné použiť len osciloskop, alebo originálny merací prístroj pre diagnostiku lambda sondy, ktorý je navrhnutý na meranie dynamických hodnôt. Na obrazovke meracieho prístroja z LED diód sa  ukáže po dobu regulácie i skutočná krajná hodnota riadenia. To umožňuje rýchla odozva systému na zmenu napätia. Najpresnejšiu informáciu o riadení lambda sondy však poskytujú osciloskopy.

Niekedy sa môže stať že lambda sonda je dobrá a zmes je stále bohatá. Problém môže byť v odpálenom vstupe do riadiacej jednotky.

Pri odpálenom vstupe riadiacej jednotky sa najčastejšie objaví na vstupnom  porte, kde sa pripája lambda sonda konštantné napätie 1,4 V. Štandardne pri odpojení lambda sondy malo byť na vstupnom porte ECU napätie 0,16 V.

Ak chceme zistiť či riadiaca jednotka reaguje na signál prijímaní z lambda sondy, tak môžeme si to vyskúšať nasledujúcim spôsobom.

Ak na vstup lambda sondy privedieme 0V to znamená že ho spojíme z mínusovým kontaktom batérie tak riadiaca jednotka by po určitom čase 1 minúta mala dávať bohatú zmes.

Ak na vstup lambda sondy pripojíme napätie 1 V, napríklad z 1,5V batérie si ho vyrobíme pomocou napäťového deliča, tak motor by mal začať zdochýnať v dôsledku chudobnej zmesi.

6. Životnosť lambda sondy

Životnosť lambda sondy sa pohybuje okolo 160 000 km. Najviac na životnosť lambda sondy vplýva kvalita paliva. Lambda sonda môže zlyhať aj predčasne ak je zanesená karbónom, alebo senzor je zanesený vplyvom spaľovania chladiacej kvapaliny, pri zlom tesnení, alebo spaľovaním oleja. Na lambda sondu majú aj vplyv rôzne aditívna do paliva.

Lambda sondu nikdy nečistime, pri nastriekaní nejakého oleja, alebo čistiaceho prostriedku ju môžeme ešte viac poškodiť.

Lambda sondu môže znečistiť aj zlé silikónové tesnenie pod satím alebo pod ventilmi, ktorých úlomky sa dostanú do spaľovacieho priestoru. Pri lambda sonde znečistenej silikónovým tesnením zaznamenáme na konci lambda sondy biely povrch. Ak motor žerie olej tak na lambda sonde zaznamenáme tmavé olejové usadeniny, a to spomaľuje jej odozvu.

7. Prístroj na diagnostiku lambda sondy MER1V

Na diagnostiku lambda sondy sa používa merací prístroj MER1V, ktorý si môžete objednať aj v našom e-Shope. Princíp merania týmto meracím prístrojom je:

Naštartujeme motor a pripojíme merací prístroj na signálový vodič lambda sondy, zvyčajne je to červený alebo čierny. Po dobu zahrievania motora sa na meracom prístroji bude pomaly zvyšovať napätie od 0 - 500 mV. Počas zahrievania motora riadiaca jednotka pracuje z tabuľkových hodnôt, ktoré sú uložené v riadiacej jednotke, alebo sa prepne do režimu bohatej zmesy. Po túto dobu riadiaca jednotka vyšle do lambda sondy napätie 0 – 500 mV.

Ak sa motor zahreje, začne sa na meracom prístroji meniť napätie od 100 mV do 900 mV.  To znamená, že lambda sonda pracuje správne. Ak svietia iba červené LED a nič iné, to znamená, že lambda sonda nepracuje správne, alebo motor ešte nie je zahriaty. Lambda sonda by mala pracovať asi do 1 – 3 minút od naštartovania auta. Merací prístroj má ochranu proti prepólovaniu. Napájanie je 6 – 15V. Napája sa priamo z autobatérie. Merací hrot má ochranu do 15V. Vyššie napätie môže poškodiť merací prístroj, je navrhnutý tak, aby sa mohol pripojiť na akýkoľvek vodič idúci do lambda sondy, na ktorej je maximálne 14 V pri naštartovanom aute.