Для повного згоряння паливо-повітряної суміші в камері згоряння двигуна, необхідно точне співвідношення палива, що впорскується форсункою, і порції повітря, що надійшло в циліндр. При такому точно дозованому складі, відбувається найбільш повне згорання палива і виділяється найменша кількість шкідливих вихлопів. Таке співвідношення називається стехиометрическим. Для визначення частки кисню в відпрацьованих газах використовується кисневий датчик або лямбда-зонд.
Зміст статті:
Принцип роботи кисневого датчика
Електронний блок управління роботою двигуна (ЕБУД) дозує кількість палива, що впорскується паливними форсунками в камеру згоряння двигуна. Датчик кисню (або лямбда-зонд) є своєрідною зворотним зв'язком, за допомогою якої електронна система управління дозує впорскується паливо, доводячи горючу суміш до стехіометрично правильної, тобто оптимально підготовленої для займання і повного згоряння в циліндрах двигуна. Правильне дозування палива важливо не тільки з економічної але і з екологічної точки зору.
У сучасних автомобілях встановлюються і повсюдно використовуються каталітичні нейтралізатори. У них відбувається молекулярне зміна вихлопних газів, яке знижує їх шкідливість.
Кисневі датчики встановлюються до і після каталізатора. Загальна їх кількість досягає чотирьох, в разі V-образного двигуна, в якому є два випускних колектора і відповідно два каталізатора.
Обов'язкова наявність каталітичних нейтралізаторів і лямбда-зондів обумовлено високими екологічними вимогами до автомобільних вихлопів.
Датчики кисню складаються із зовнішнього і внутрішнього електрода. Зовнішній електрод має платинове напилення і чутливий до молекул кисню, а внутрішній електрод виготовлений з цирконієвого сплаву. При проходженні кисню, змінюється потенціал між висновками електродів, чим більше кисню, тим вище потенціал.
Особливість цирконієвого сплаву в тому, що його робоча температура знаходиться в межах 300-1000 градусів. Тому, сучасні лямбда-зонди оснащені електричними підігрівниками. Підігрівач виконаний у вигляді спіралі, який доводить температуру кисневого датчика до робочої при холодному запуску.
Ознаки та причини несправності лямбда-зонда
Можна виділити кілька ознак несправної роботи датчика кисню:
- Деяке збільшення витрати палива;
- Підвищення токсичності вихлопу автомобіля;
- Поява на панелі управління аварійного знака «check engine» у багатьох випадках говорить саме про несправності або не коректного роботі лямбда-зонда.
Основними причинами несправності кисневих датчиків є:
1. Механічна несправність
Несправність проводки лямбда-зонда або обмотки обігріву;
Руйнування корпусу датчика.
Ці несправності вирішуються заміною датчика.
2. Неналежне якість палива
При неякісному пальному, на поверхні зовнішнього електрода датчика кисню відкладається свинець у вигляді блискучих вкраплень. Цей шар знижує чутливість зовнішнього електрода до кисню і знижує ефективність його роботи в цілому.
3. Несправність в паливній системі двигуна
Згодом, через відкладення коксу в соплах паливних форсунок, запірна голка форсунки починає не повністю перекривати канал і в камеру згоряння циліндрів двигуна подається надмірна кількість палива. З тієї ж причини, замість утворення хмари паливної суміші, форсунка просто ллє паливо, що в результаті призводить до ефекту неповного згоряння. У камеру згоряння впорскується «багата» паливна суміш, яка не встигає згоріти під час такту займання. З цієї причини виділяється надмірна кількість чадного газу. Він осідає на поверхні зовнішнього електрода лямбда-зонда у вигляді сажі. Аналогічно до попереднього пункту, сажа є причиною некоректної роботи кисневого датчика.
Для перевірки системи каталізації використовується спеціальне діагностичне обладнання. За допомогою нього визначають працездатність системи. На заведеному двигуні вимірюються значення опору між висновками, характеристики підігріву зондів і їх зміни на різних оборотах двигуна. Отримані дані порівнюються зі специфікацією. Таким чином, діагностичний сканер аналізує динамічні характеристики роботи лямбда-зондів і ефективність роботи каталізатора.