Sonda lambda, zwana także czujnikiem tlenu, mierzy zawartość tlenu w spalinach.
Jeśli układ zasilania silnika i układy odpowiadające za emisję i odprowadzanie spalin są sprawne, to można przyjąć, że ilość tlenu w spalinach wynika ze składu mieszanki w cylindrze. W takim przypadku ECU sterujące układem wtryskowym używa sygnałów sondy lambda do korekcji składu mieszanki poprzez wydłużenie lub zmniejszenie czasu wtrysku. Najważniejszym zadaniem sondy lambda jest takie przygotowanie mieszanki, aby powstające spaliny miały skład, który zapewniłby optymalne działanie katalizatora. Sondy lambda używane przez producentów samochodów mogą mieć różną budowę i zasady działania. Jednak około 90 proc. z nich to sondy cyrkonowe dwustanowe, których zasadę działania i doboru przedstawimy poniżej.
Zasada działania sondy lambda
Dwustanowa cyrkonowa sonda lambda działa jak źródło prądu. Rozgrzanie ceramicznego elementu pomiarowego do 400 °C umożliwia przepływ jonów tlenu z powietrza do rury wydechowej. Ilość jonów, która przepłynie do rury wydechowej zależy od różnicy stężeń jonów tlenu w powietrzu i rurze wydechowej. Jeśli spalana mieszanka jest bogata, to w spalinach jest mało jonów tlenu, występuje duża różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest duży, w wyniku czego otrzymujemy wysokie napięcie zbliżone do 0,9V. Jeśli spalana mieszanka jest uboga, to w spalinach jest dużo jonów tlenu, występuje mała różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest mały, w wyniku czego otrzymujemy niskie napięcie zbliżone do 0,1V. Starsze sondy lambda były sondami, które temperaturę pracy uzyskiwały w wyniku rozgrzania się od przepływających spalin. Chcąc skrócić czas podgrzewania, producenci wyposażyli sondy w grzałki.
W starszych samochodach grzałki na ogół są mniejszej mocy. Aby nie obciążać układu elektrycznego pojazdu, element grzejny sondy lambda zwiększa swoją odporność wraz ze wzrostem temperatury. W trakcie eksploatacji sond lambda zauważono, że masa sondy lambda wkręconej w zardzewiałą rurę wydechową różni się od masy pojazdu. Dodatkowo zwarcie do masy przewodu sygnałowego interpretowane było jako sygnał o ubogiej mieszance. Zmusiło to producentów do oddzielenia przewodu “masowego” sondy od masy obudowy.
Zasada działania układu zasilania z sondą lambda
ECU silnika wykorzystuje informacje z sondy lambda. W momencie uznania sygnału sondy lambda za wiarygodny, ECU cały czas próbuje zwiększyć czas wtrysku, gdy informacja z sondy wskazuje na ubogą mieszankę lub zmniejszyć czas wtrysku, gdy informacja wskazuje na bogatą mieszankę. Ta zasada działania powoduje, że sygnał sondy lambda przy prawidłowo działających wszystkich układach cały czas się zmienia. Zmiany napięcia sygnału sondy lambda w czasie przypominają sinusoidę. Częstotliwość tych zmian może być podstawą do oceny sprawności sondy i całego układu. Generalnie, im większa częstotliwość, tym lepiej. Wyjątkiem od tej zasady są sondy lambda montowane w układach OBD/EOBD za katalizatorem. Sygnał tych sond na ogół jest stały i wykorzystywany do diagnozowania katalizatora.
Tabela 1. Sondy lambda cyrkonowe dwustanowe (palcowe) uniwersalne.
Tabela 2. Przykłady innych oznaczeń kolorystycznych sond cyrkonowych wybranych producentów.
Diagnozowanie usterek
Zwiększone zużycie paliwa, nieprawidłowe przyspieszenie pojazdu, brak zmian sygnału sondy lambda przy sprawnych innych układach, jak również kod błędu otrzymany w wyniku diagnozowania układu zasilania informujący o niesprawności sondy lambda, powinny być bodźcem do dokładnego sprawdzenia działania sondy lambda. Aby potwierdzić diagnozę warto wykorzystać np. tester symulator sondy lambda Magneti Marelli nr ref. 007935908000.
Zasady wymiany sondy lambda
W czasie naprawy polegającej na wymianie sondy lambda najlepiej stosować jako część zamienną sondę przeznaczoną do danego samochodu (patrz katalog sond lambda Magneti Marelli). Sonda taka dysponuje odpowiednimi parametrami, a odpowiednia wtyczka zapewnia prawidłowe podłączenie elektryczne sondy.
Zasady samodzielnego doboru sondy lambda
Należy policzyć ilość kabli wychodzących ze starej sondy lambda, zidentyfikować na podstawie tabeli 1, 2 i kolorów kabli rodzaj sondy i przeznaczenie kabli wychodzących. Sprawdzić omomierzem rodzaj zastosowanej grzałki oraz czy potencjał dolny sygnału jest wolny, czy jest to masa sondy.
Instrukcja montażu uniwersalnej sondy lambda
W czasie wymiany sondy trzeba przestrzegać kilka ogólnych zasad bezpieczeństwa związanych z naprawami pojazdów.
1. Element pomiarowy sondy lambda jest wykonany z ceramiki i aby uniknąć uszkodzenia nie należy sondy rzucać ani jej uderzać.
2. Przed montażem sondy należy zdjąć z niej kapturek ochronny. UWAGA! Gwint sondy powleczony jest specjalnym smarem ochronnym zapobiegającym zapiekaniu.
3. Należy ostrożnie odłączyć wtyczkę starej sondy od instalacji. Wtyczka i wiązka z niej wychodząca będą użyte ponownie.
4. Trzeba zwrócić uwagę na długość wiązki starej sondy i długość kabli wychodzących z nowej sondy uniwersalnej. Należy obciąć wiązkę przy starej sondzie tak, aby po połączeniu z sondą uniwersalną całkowita długość wiązki pozostała niezmieniona. Następnie trzeba wykręcić starą sondę lambda.
5. Należy odizolować kable starej wiązki na długość około 6 mm.
6. Należy zidentyfikować przeznaczenie poszczególnych kabli w starej wiązce. Uwaga: Producenci samochodów mogą używać różnych kodów kolorystycznych do oznakowania kabli w wiązce. W celu ułatwienia identyfikacji w tabelkach 1 i 2 przedstawiono przykładowe kody kolorystyczne wybranych producentów. W przypadku wątpliwości należy skorzystać z dokumentacji technicznej producenta pojazdu. Złe podłączenie kabli grozi uszkodzeniem ECU!
7. Trzeba się także upewnić, że na kablach sondy uniwersalnej znajdują się koszulki termokurczliwe. Należy wsunąć odizolowane końcówki kabli w odpowiednie metalowe tulejki znajdujące się na końcach kabli sondy uniwe rsalnej i zacisnąć je pewnie w tulejkach przy pomocy odpowiednich cęgów elektronicznych.
8. Trzeba zsunąć koszulki termokurczliwe na połączenia i obkurczyć je przy pomocy ciepłego powietrza, aby uszczelnić i zaizolować połączenia.
9. Można zamontować sondę lambda w pojeździe. Moment dokręcania 47Nm [4,84 Kgm].
10. Ostatnia czynność to podłączenie wtyczki do instalacji samochodu.
Tabela 3. Przykłady oznaczeń kolorystycznych sond tytanowych Magneti Marelli (nie objętych programem uniwersalnym Golden Lodge).
Jeśli układ zasilania silnika i układy odpowiadające za emisję i odprowadzanie spalin są sprawne, to można przyjąć, że ilość tlenu w spalinach wynika ze składu mieszanki w cylindrze. W takim przypadku ECU sterujące układem wtryskowym używa sygnałów sondy lambda do korekcji składu mieszanki poprzez wydłużenie lub zmniejszenie czasu wtrysku. Najważniejszym zadaniem sondy lambda jest takie przygotowanie mieszanki, aby powstające spaliny miały skład, który zapewniłby optymalne działanie katalizatora. Sondy lambda używane przez producentów samochodów mogą mieć różną budowę i zasady działania. Jednak około 90 proc. z nich to sondy cyrkonowe dwustanowe, których zasadę działania i doboru przedstawimy poniżej.
Zasada działania sondy lambda
Dwustanowa cyrkonowa sonda lambda działa jak źródło prądu. Rozgrzanie ceramicznego elementu pomiarowego do 400 °C umożliwia przepływ jonów tlenu z powietrza do rury wydechowej. Ilość jonów, która przepłynie do rury wydechowej zależy od różnicy stężeń jonów tlenu w powietrzu i rurze wydechowej. Jeśli spalana mieszanka jest bogata, to w spalinach jest mało jonów tlenu, występuje duża różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest duży, w wyniku czego otrzymujemy wysokie napięcie zbliżone do 0,9V. Jeśli spalana mieszanka jest uboga, to w spalinach jest dużo jonów tlenu, występuje mała różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest mały, w wyniku czego otrzymujemy niskie napięcie zbliżone do 0,1V. Starsze sondy lambda były sondami, które temperaturę pracy uzyskiwały w wyniku rozgrzania się od przepływających spalin. Chcąc skrócić czas podgrzewania, producenci wyposażyli sondy w grzałki.
W starszych samochodach grzałki na ogół są mniejszej mocy. Aby nie obciążać układu elektrycznego pojazdu, element grzejny sondy lambda zwiększa swoją odporność wraz ze wzrostem temperatury. W trakcie eksploatacji sond lambda zauważono, że masa sondy lambda wkręconej w zardzewiałą rurę wydechową różni się od masy pojazdu. Dodatkowo zwarcie do masy przewodu sygnałowego interpretowane było jako sygnał o ubogiej mieszance. Zmusiło to producentów do oddzielenia przewodu “masowego” sondy od masy obudowy.
Zasada działania układu zasilania z sondą lambda
ECU silnika wykorzystuje informacje z sondy lambda. W momencie uznania sygnału sondy lambda za wiarygodny, ECU cały czas próbuje zwiększyć czas wtrysku, gdy informacja z sondy wskazuje na ubogą mieszankę lub zmniejszyć czas wtrysku, gdy informacja wskazuje na bogatą mieszankę. Ta zasada działania powoduje, że sygnał sondy lambda przy prawidłowo działających wszystkich układach cały czas się zmienia. Zmiany napięcia sygnału sondy lambda w czasie przypominają sinusoidę. Częstotliwość tych zmian może być podstawą do oceny sprawności sondy i całego układu. Generalnie, im większa częstotliwość, tym lepiej. Wyjątkiem od tej zasady są sondy lambda montowane w układach OBD/EOBD za katalizatorem. Sygnał tych sond na ogół jest stały i wykorzystywany do diagnozowania katalizatora.
Tabela 1. Sondy lambda cyrkonowe dwustanowe (palcowe) uniwersalne.
Tabela 2. Przykłady innych oznaczeń kolorystycznych sond cyrkonowych wybranych producentów.
Diagnozowanie usterek
Zwiększone zużycie paliwa, nieprawidłowe przyspieszenie pojazdu, brak zmian sygnału sondy lambda przy sprawnych innych układach, jak również kod błędu otrzymany w wyniku diagnozowania układu zasilania informujący o niesprawności sondy lambda, powinny być bodźcem do dokładnego sprawdzenia działania sondy lambda. Aby potwierdzić diagnozę warto wykorzystać np. tester symulator sondy lambda Magneti Marelli nr ref. 007935908000.
Zasady wymiany sondy lambda
W czasie naprawy polegającej na wymianie sondy lambda najlepiej stosować jako część zamienną sondę przeznaczoną do danego samochodu (patrz katalog sond lambda Magneti Marelli). Sonda taka dysponuje odpowiednimi parametrami, a odpowiednia wtyczka zapewnia prawidłowe podłączenie elektryczne sondy.
Zasady samodzielnego doboru sondy lambda
Należy policzyć ilość kabli wychodzących ze starej sondy lambda, zidentyfikować na podstawie tabeli 1, 2 i kolorów kabli rodzaj sondy i przeznaczenie kabli wychodzących. Sprawdzić omomierzem rodzaj zastosowanej grzałki oraz czy potencjał dolny sygnału jest wolny, czy jest to masa sondy.
Instrukcja montażu uniwersalnej sondy lambda
W czasie wymiany sondy trzeba przestrzegać kilka ogólnych zasad bezpieczeństwa związanych z naprawami pojazdów.
1. Element pomiarowy sondy lambda jest wykonany z ceramiki i aby uniknąć uszkodzenia nie należy sondy rzucać ani jej uderzać.
2. Przed montażem sondy należy zdjąć z niej kapturek ochronny. UWAGA! Gwint sondy powleczony jest specjalnym smarem ochronnym zapobiegającym zapiekaniu.
3. Należy ostrożnie odłączyć wtyczkę starej sondy od instalacji. Wtyczka i wiązka z niej wychodząca będą użyte ponownie.
4. Trzeba zwrócić uwagę na długość wiązki starej sondy i długość kabli wychodzących z nowej sondy uniwersalnej. Należy obciąć wiązkę przy starej sondzie tak, aby po połączeniu z sondą uniwersalną całkowita długość wiązki pozostała niezmieniona. Następnie trzeba wykręcić starą sondę lambda.
5. Należy odizolować kable starej wiązki na długość około 6 mm.
6. Należy zidentyfikować przeznaczenie poszczególnych kabli w starej wiązce. Uwaga: Producenci samochodów mogą używać różnych kodów kolorystycznych do oznakowania kabli w wiązce. W celu ułatwienia identyfikacji w tabelkach 1 i 2 przedstawiono przykładowe kody kolorystyczne wybranych producentów. W przypadku wątpliwości należy skorzystać z dokumentacji technicznej producenta pojazdu. Złe podłączenie kabli grozi uszkodzeniem ECU!
7. Trzeba się także upewnić, że na kablach sondy uniwersalnej znajdują się koszulki termokurczliwe. Należy wsunąć odizolowane końcówki kabli w odpowiednie metalowe tulejki znajdujące się na końcach kabli sondy uniwe rsalnej i zacisnąć je pewnie w tulejkach przy pomocy odpowiednich cęgów elektronicznych.
8. Trzeba zsunąć koszulki termokurczliwe na połączenia i obkurczyć je przy pomocy ciepłego powietrza, aby uszczelnić i zaizolować połączenia.
9. Można zamontować sondę lambda w pojeździe. Moment dokręcania 47Nm [4,84 Kgm].
10. Ostatnia czynność to podłączenie wtyczki do instalacji samochodu.
Tabela 3. Przykłady oznaczeń kolorystycznych sond tytanowych Magneti Marelli (nie objętych programem uniwersalnym Golden Lodge).
Komentarze (0)