Сучасний автолюбитель знає безліч заморських слівець, про яких ще десяток-другий років тому ми й не чули: Jetronic, ESP, ABS, інжектор, лямбда-зонд ... Про нього ми і поговоримо. Власники іномарок з жахом думають про необхідність його заміни. Якщо в автомобілі впала тяга, різко зріс витрата бензину, збільшився СО у вихлопі, - майстри в автосервісі, почухавши потилицю, винесуть вердикт: «лямбда здохла». І запропонують новеньку маленьку детальку по позамежної вартості. Але ж не факт, що заміна щось виправить. Лямбда-зонд взагалі - річ загадкова, мало хто знає, як він улаштований. Давайте разом розберемося в цій загадці.
Крок 1: Призначення лямбда-зонда
Назва його походить від грецької букви «лямбда» - λ. В автомобільних науках цією літерою позначають коефіцієнт надмірного вмісту повітря в паливно-повітряної суміші. Оптимальний склад суміші - коли на 1 частина палива доводиться 14,7 частин повітря. При цьому лямбда дорівнює одиниці (див. Графік, на якому зображена залежність витрати палива Q і потужності двигуна Р від лямбда; при λ = 1 забезпечується повне згоряння палива і досягається максимальна потужність двигуна). Каталізатор працює добре, коли λ = 1 ± 0,01 - «вікно» дуже вузьке, всього один відсоток! Саме тому зараз на іномарки встановлюють системи харчування з дискретним уприскуванням палива і електронним управлінням. У ланцюг зворотного зв'язку таких систем включений лямбда-зонд.
Крок 2: Принцип дії лямбда-зонда
Лямбда-зонд являє собою гальванічний елемент з твердим електролітом. Електролітом виступає керамічна пластина з діоксиду цирконію ZrO2. Вона легирована оксидом ітрію, а зверху на неї напилю пористі струмопровідні електроди з платини. Гідне поєднання рідкісних металів, звідси і «неслабка» вартість.
Один з пористих електродів пронизують вихлопні гази, а другий - повітря з навколишнього атмосфери (рисунок 1, позначені: 1 - цирконієвий електроліт, 2 і 3 - зовнішній і внутрішній електроди, 4 - контакт землі, 5 - контакт знімання напруги, 6 - вихлопна труба ). Щоб ефективно почалося вимір залишкового кисню у відпрацьованих газах, чутливий елемент лямбда-зонда необхідно розігріти до температури 300 - 400 ° С і вище. Тільки тоді електроліт починає проводити струм. Різниця в змісті кисню в атмосфері і вихлопних газах призводить до появи на електродах певної напруги. Особливістю цирконієвого датчика є стрибкоподібне зміна напруги на електродах залежно від «ідеальності» складу суміші. При відхиленні лямбда від одиниці в інтервалі 0,97 - 1,03 напруга на виході зонда змінюється від 0,1 до 0,9 В (див. Графік).
Існують ще кисневі датчики на основі діоксиду титану TiO2. Вони ще дорожче цирконієвих і конструктивно складніше, але при цьому не генерують напругу, а змінюють об'ємний опір. Незважаючи на їх застосування в схемах деяких авто, наприклад, Jaguar, BMW і Nissan, широкого поширення такі датчики не отримали.
Коли здійснюється пуск і розігрів холодного двигуна, управління уприскуванням палива працює за сигналами від інших датчиків. Склад повітряно-паливної суміші коригується виходячи з положення дросельної заслінки, числа обертів колінчастого вала, температури охолоджуючої рідини. Однак існують лямбда-зонди з примусовим підігрівом, які можуть працювати і з холодним двигуном. Крім того, такі датчики мають високу чутливість при знижених температурах, а у звичайних лямбда-зондів вона починає кульгати на морозі. Нагрівальний елемент встановлений всередині керамічного тіла зонда і підключається до бортової мережі (останній малюнок, позначені: 1 - керамічний корпус, 2 і 8 - контакти нагрівального елементу, 3 - нагрівальний елемент, 4 - цирконієвий електроліт з напиленням електродами, 5 - захисний кожух з прорізами , 6 - корпус з металу з різьбленням, 7 - кільце ущільнювача, 9 - висновки датчика).
Крок 3: Якщо лямбда-зонд «бреше»
Деякі несправності лямбда-зонда не фіксуються самодіагностикою автомобіля. До таких дефектів відносяться зменшення швидкодії і погіршення чутливості. Тому рішення, чи потрібно замінювати датчик, необхідно приймати після того, як його оглянуть фахівці. Ще одна рекомендація - не слід будь-яким чином імітувати роботу несправного лямбда-зонда - ЕБУ проігнорує будь-які сигнали, які не належать датчику.
На малюнку представлені найбільш поширені цирконієві лямбда-зонди з зазначенням цоколевки їх контактних проводів. Під буквою а йде датчик без підігріву, б і в - з підігрівом. Самий останній провід на малюнку в - заземлення нагрівача - може мати колір, відмінний від зазначеного. Інші кольори також можуть варіюватися, але сигнальний провід завжди буде чорним або темним.
На закінчення скажемо кілька слів про заміну кисневих датчиків. Лямбда-зонд, рекомендований заводом-виробником, і подібний за конструкцією, взаємозамінні. Можна також замінити датчик без підігріву на підігрівається, але ось навпаки - не можна! Інша справа, що при «нерідний» заміні може виникнути нестиковка по роз'ємів. А нагрівач, при його відсутності на штатному датчику, доведеться живити від окремого ланцюга.
Титанові датчики ні в якому разі не можна ставити на місце цирконієвих, і навпаки. Титановий зонд легко відрізнити за кольором виведення нагрівача - він завжди червоний. Якщо замінюється трехпроводной зонд на чьотирьох, дві «маси» - датчика і підігрівача - необхідно надійно з'єднати один з одним. Харчування підігріву має йти через окремий запобіжник і реле, яке найкраще підключити до замку запалювання.