Лямбда зонд: що це і як він працює?

Давайте розберемо що таке лямбда зонд? Лямбда зонд це електрохімічний датчик, розташований у колекторі випуску ДВЗ. Він постійно вимірює у вихлопних газах значення кисню, відправляючи цю інформацію електронному блоку управління. ЕБК аналізує надходження і контролює співвідношення палива і повітря, що подається в мотор. Це співвідношення, відоме як стехіометрична суміш, є критичним для ефективної роботи та екологічності двигуна.

Чому співвідношення повітря і палива таке важливе

Уявіть собі ідеальний сценарій: кожна молекула палива повністю згорає з певною кількістю кисню, утворюючи воду (H2O) і вуглекислий газ (CO2) як побічні продукти. Це досягається за стехіометричного співвідношення, яке для більшості бензинових двигунів становить близько 14,7 частин повітря на 1 частину палива.

• Коли співвідношення палива і повітря порушується в бік більшої кількості палива (багата суміш), то кисню не вистачає для повного згоряння. Це призводить до неповного спалювання палива, що збільшує викиди недогорілих вуглеводнів (HC) і чадного газу (CO). Цей стан також знижує економічність палива, оскільки невикористане паливо виходить через вихлопну трубу.
• З іншого боку, якщо співвідношення зміщується в бік більшої кількості повітря (бідна суміш), то паливо згорає повністю, але залишається надлишок кисню. Це може призвести до підвищення температури двигуна і збільшення викидів оксидів азоту (NOx). Крім того, бідна суміш може викликати детонацію або пінгування двигуна, що є небажаним явищем і може призвести до пошкодження двигуна.

Принцип роботи лямбда зонд

ЛЗ працює за принципом електрохімічного потенціалу щоб визначити в газах кількість кисню. Він складається з двох основних компонентів:

• Керамічний корпус. Цей корпус містить електрохімічний елемент, виготовлений із цирконію, легованого іншими металами. Елемент нагрівається до робочої температури (близько 300-400 °C) за допомогою електричного нагрівача.
• Електроди. Лямбда-зонд має два електроди: зовнішній електрод, що контактує з газами, і внутрішній електрод, що контактує з навколишнім повітрям. Різниця в концентрації кисню між вихлопними і зовнішнім повітрям створює напругу на електродах.

Від різного вмісту кисню у вихлопних газах, напруга на зовнішньому електроді змінюється. Якщо суміш багата, то концентрація кисню у вихлопних газах нижча, ніж у зовнішньому повітрі. Це призводить до високої напруги на зовнішньому електроді. Навпаки, якщо суміш бідна, то напруга на зовнішньому електроді буде нижчою. Цю напругу лямбда-зонд перетворює на електричний сигнал, який надсилається в ЕБК.

Існує два основних типи лямбда-зондів:

• Цирконієві. Ці лямбда-зонди найпоширеніші і використовують цирконієвий елемент щоб вимірювати рівень кисню.
• Широкосмугові. Вони більш точні, ніж цирконієві, і можуть вимірювати не тільки стехіометричне співвідношення, а й широкий спектр співвідношень.

Як ЕБК використовує надходження від лямбда-зонда

ЕБК використовує сигнал ЛЗ як зворотний зв'язок для постійного регулювання співвідношення ВІТ. Це відбувається за такою схемою:

• ЕБК отримує сигнал лямбда-зонда. Система постійно проводить моніторинг, який відображає з вихлопних газів поточний вміст кисню.
• Аналіз сигналу. ЕБК порівнює отримані дані з еталонним значенням, яке відповідає стехіометричній суміші.
• Коригування співвідношення. На основі аналізу робить необхідні коригування. Це може бути досягнуто шляхом регулювання подачі палива форсунками або зміни положення дросельної заслінки.
• Повторення циклу. Цей процес постійно повторюється, забезпечуючи постійне підтримання оптимального балансу повітря і палива протягом роботи двигуна.

Як доглядати за лямбда-зондом?

Лямбда-датчик є важливою частиною вихлопної системи автомобіля і зазвичай функціонує справно протягом 100 000-150 000 кілометрів. Щоб уникнути непередбачених проблем, рекомендується перевіряти його кожні 30 000 кілометрів. Регулярні візити на станцію техобслуговування допоможуть підтримувати машину в робочому стані.

Для продовження терміну служби лямбда-датчика важливо використовувати якісне паливо. Деякі керівництва пропонують способи очищення датчика, наприклад, з використанням бензину. Однак, більшість механіків не рекомендують це робити, оскільки самостійне чищення рідко буває ефективним.Економічно доцільніше запобігти пошкодженню датчика, хоча іноді потрібна заміна лямбда зонда. Новий лямбда-датчик забезпечить надійну роботу системи на довгий час, позбавивши вас від зайвих турбот.