Mikä on lambda-anturi. Miten happianturi säätelee polttomoottorin toimintaa

Nykypäivän autot ovat kirjaimellisesti täynnä kaikenlaisia ​​antureita, jotka ohjaavat renkaiden ja jarrujen painetta, pakkasnesteen ja öljyn lämpötilaa voitelujärjestelmässä, polttoainetasoa, pyörän nopeutta, ohjauskulmaa ja paljon muuta. Polttomoottorin toimintatilojen säätämiseen käytetään useita antureita. Niiden joukossa on laite, jolla on salaperäinen nimi lambda-anturi, jota käsitellään tässä artikkelissa.

Kreikkalainen kirjain lambda (λ) tarkoittaa kerrointa, joka kuvaa polttomoottorin sylintereihin syötettävän ilma-polttoaineseoksen koostumuksen poikkeamaa optimaalisesta. Huomaa, että venäjänkielisessä teknisessä kirjallisuudessa tälle kertoimelle käytetään usein toista kreikkalaista kirjainta - alfa (α).

Polttomoottorin maksimaalinen hyötysuhde saavutetaan tietyllä sylintereihin tulevan ilman ja polttoaineen määrien suhteella. Tällaisessa ilmaseoksessa täsmälleen niin paljon kuin tarvitaan polttoaineen täydelliseen palamiseen. Ei enempää ei vähempää. Tätä ilman ja polttoaineen suhdetta kutsutaan stoikiometriseksi. 

Bensiinillä käyvien voimayksiköiden stoikiometrinen suhde on 14,7, dieselkoneilla - 14,6, nesteytetyllä kaasulla (propaani-butaaniseos) - 15,5, painekaasulla (metaani) - 17,2.

Stökiömetriselle seokselle λ = 1. Jos λ on suurempi kuin 1, niin ilmaa on enemmän kuin vaaditaan, ja silloin puhutaan laihasta seoksesta. Jos λ on pienempi kuin 1, seoksen sanotaan olevan rikastettu.

Laiha seos vähentää polttomoottorin tehoa ja huonontaa polttoainetaloutta. Ja tietyssä suhteessa polttomoottori yksinkertaisesti pysähtyy.

Kun työstetään rikastettua seosta, teho kasvaa. Tällaisen sähkön hinta on suurta polttoaineen hukkaa. Polttoaineen osuuden lisääminen seoksessa aiheuttaa sytytysongelmia ja yksikön epävakaata toimintaa. Hapen puute estää polttoainetta palamasta kokonaan, mikä lisää dramaattisesti haitallisten aineiden pitoisuutta pakokaasuissa. Bensiini palaa osittain pakojärjestelmässä, mikä aiheuttaa vian äänenvaimentimessa ja katalysaattorissa. Tästä ilmaistaan ​​pakoputken ponnahdukset ja tumma savu. Jos näitä oireita ilmenee, sinun tulee ensin diagnosoida ilmansuodatin. Ehkä se on yksinkertaisesti tukossa eikä päästä ilmaa polttomoottoriin.

Moottorin ohjausyksikkö tarkkailee jatkuvasti sylintereissä olevan seoksen koostumusta ja säätelee ruiskutettavan polttoaineen määrää pitäen dynaamisesti kertoimen λ arvon mahdollisimman lähellä 1. Totta, yleensä käytetään mahdollisesti hieman laihaa seosta, jossa λ = 1,03 ... Tämä on taloudellisin tila, lisäksi se minimoi haitalliset päästöt, koska pieni määrä happea mahdollistaa hiilimonoksidin ja hiilivetyjen polttamisen katalysaattorissa.

Lambda-anturi on juuri laite, joka valvoo ilma-polttoaineseoksen koostumusta ja antaa vastaavan signaalin moottorin ECU:lle. 



Se asennetaan yleensä katalysaattorin sisääntuloon ja reagoi pakokaasujen hapen läsnäoloon. Siksi lambda-anturia kutsutaan myös jäännöshappianturiksi tai yksinkertaisesti happianturiksi. 

Anturi perustuu keraamiseen elementtiin (1), joka on valmistettu zirkoniumdioksidista, johon on lisätty yttriumoksidia, joka toimii solid-state-elektrolyyttinä. Platinapinnoite muodostaa elektrodeja - ulkoiset (2) ja sisäiset (3). Koskettimista (5 ja 4) poistetaan jännite, joka syötetään johtojen kautta tietokoneeseen.



Ulompi elektrodi puhalletaan lämmitetyillä pakokaasuilla, jotka kulkevat pakoputken läpi, ja sisäelektrodi on kosketuksessa ilmakehän kanssa. Ero hapen määrässä ulko- ja sisäelektrodilla aiheuttaa jännitteen ilmestymisen anturin signaalikoskettimiin ja vastaavan ECU:n reaktion.

Jos anturin ulkoelektrodilla ei ole happea, ohjausyksikkö saa sisääntuloonsa noin 0,9 V:n jännitteen, jonka seurauksena tietokone vähentää polttoaineen syöttöä ruiskutussuuttimiin, kallistaen seosta ja happea ilmaantuu lambda-anturin ulkoelektrodi. Tämä johtaa happianturin synnyttämän lähtöjännitteen laskuun. 

Jos ulkoisen elektrodin läpi kulkevan hapen määrä nousee tiettyyn arvoon, anturin lähdön jännite putoaa noin 0,1 V:iin. ECU havaitsee tämän laihaksi seokseksi ja korjaa sen lisäämällä polttoaineen ruiskutusta. 

Tällä tavalla seoksen koostumusta ohjataan dynaamisesti ja kertoimen λ arvo vaihtelee jatkuvasti 1:n ympärillä. Jos liität oskilloskoopin kunnolla toimivan lambda-anturin koskettimiin, näemme signaalin, joka on lähellä puhdasta siniaaltoa. . 

Tarkempi korjaus pienemmillä lambda-vaihteluilla on mahdollista, jos katalysaattorin ulostuloon asennetaan ylimääräinen happianturi. Samanaikaisesti valvotaan katalyytin toimintaa.

1. imusarja;
2. ICE;
3. ECU;
4. polttoaineen suuttimet;
5. tärkein happi anturi;
6. ylimääräinen happianturi;
7. katalysaattori.

Kiinteän olomuodon elektrolyytti saavuttaa johtavuuden vasta kuumennettaessa noin 300...400 °C:seen. Tämä tarkoittaa, että lambda-anturi on epäaktiivinen jonkin aikaa polttomoottorin käynnistymisen jälkeen, kunnes pakokaasut lämmittävät sen riittävästi. Tässä tapauksessa seosta säädetään muiden antureiden signaalien ja tietokoneen muistissa olevien tehdastietojen perusteella. Nopeuttaakseen happianturin käyttöönottoa, se on usein varustettu sähkölämmityksellä upottamalla lämmityselementti keramiikkaan.

jokainen anturi alkaa ennemmin tai myöhemmin toimia ja vaatii korjausta tai vaihtoa. Lambda-anturi ei ole poikkeus. Ukrainan todellisissa olosuhteissa se toimii kunnolla keskimäärin 60 ... 100 tuhatta kilometriä. Useat syyt voivat lyhentää sen käyttöikää.

1. Huonolaatuista polttoainetta ja kyseenalaisia ​​lisäaineita. Epäpuhtaudet voivat saastuttaa anturin herkät elementit. 
2. Pakokaasuihin pääsevän öljyn saastuminen mäntäryhmän ongelmista johtuen.
3. Lambda-anturi on suunniteltu toimimaan korkeissa lämpötiloissa, mutta vain tiettyyn rajaan asti (noin 900 ... 1000 ° C). Polttomoottorin tai sytytysjärjestelmän väärästä toiminnasta johtuva ylikuumeneminen voi vahingoittaa happianturia.
4. Sähköongelmat - koskettimien hapettuminen, avoimet tai oikosulut johdot ja niin edelleen.
5. Mekaaniset viat.

Törmäysvikoja lukuun ottamatta jäännöshappianturi kuolee yleensä hitaasti, ja vian merkit ilmaantuvat vähitellen, korostuen vasta ajan myötä. Viallisen lambda-anturin oireet ovat seuraavat:

• Lisääntynyt polttoaineen kulutus.
• Vähentynyt moottorin teho.
• Dynamiikan heikkeneminen.
• Nykiminen auton liikkeen aikana.
• Kelluva tyhjäkäynti.
• Pakokaasun myrkyllisyys lisääntyy. Se määritetään pääasiassa asianmukaisen diagnostiikan avulla, harvemmin ilmaistuna pistävänä hajuna tai mustana savuna.
• Katalysaattorin ylikuumeneminen.

On pidettävä mielessä, että nämä oireet eivät aina liity happianturin toimintahäiriöön, joten ongelman tarkan syyn määrittämiseksi tarvitaan lisädiagnostiikkaa. 

voit diagnosoida johdotuksen eheyden soittamalla yleismittarilla. Varmista myös, ettei johdoissa ole oikosulkua koteloon ja toisiinsa. 

diagnosoida lämmityselementin vastus, sen tulisi olla noin 5 ... 15 ohmia. 

Lämmittimen syöttöjännitteen tulee olla lähellä laivan virtalähteen jännitettä. 

On täysin mahdollista ratkaista ongelmat, jotka liittyvät johtoihin tai liittimen kosketuksen puutteeseen, mutta yleensä happianturia ei voida korjata.

Anturin puhdistaminen lialta on erittäin ongelmallista, ja monissa tapauksissa se on yksinkertaisesti mahdotonta. Varsinkin kun kyse on kiiltävästä hopeapinnoitteesta, joka johtuu bensiinin sisältämästä lyijystä. Hankaavien materiaalien ja puhdistusaineiden käyttö viimeistelee laitteen kokonaan ja peruuttamattomasti. Monet kemiallisesti aktiiviset aineet voivat myös vahingoittaa sitä.

Netistä löytyneet suositukset lambda-anturin puhdistamisesta fosforihapolla antavat halutun vaikutuksen yhdessä tapauksessa sadasta. Halukkaat voivat kokeilla.

Viallisen lambda-anturin poistaminen käytöstä vaihtaa polttoaineen ruiskutusjärjestelmän ECU:n muistiin rekisteröityyn keskimääräiseen tehdastilaan. Se voi osoittautua kaukana optimaalisesta, joten epäonnistunut tulisi vaihtaa uuteen mahdollisimman pian.

Anturin irrottaminen vaatii varovaisuutta, jotta pakoputken kierteet eivät vaurioidu. Ennen uuden laitteen asennusta on kierteet puhdistettava ja voideltava lämpörasvalla tai grafiittirasvalla (varmista, ettei se pääse anturin herkälle elementille). Kierrä lambda-anturi vääntömomenttiavaimella oikeaan momenttiin.

Älä käytä silikonia tai muita tiivisteaineita, kun asennat happianturia. 

Tiettyjen ehtojen noudattaminen mahdollistaa lambda-anturin pysymisen hyvässä kunnossa pidempään.

• Tankkaa laadukasta polttoainetta.
• Vältä kyseenalaisia ​​polttoaineen lisäaineita.
• Säädä pakojärjestelmän lämpötilaa, älä anna sen ylikuumentua
• Vältä polttomoottorin useita käynnistyksiä lyhyessä ajassa.
• Älä käytä hankausaineita tai kemikaaleja happianturin kärkien puhdistamiseen.