Serviciul motorului cu injecție - Senzorul Lambda

Nu există un sistem modern de control al motorului fără senzor de oxigen. Deoarece are un efect semnificativ asupra compoziției amestecului benzină-aer la modelele pe benzină, este de o importanță capitală în sistemul de control al motorului.
Până la patru astfel de sonde pot fi găsite în motoarele cu aranjament în V. (Mai mult, opt pentru fiecare dintre motoarele cu doisprezece cilindri V.) Din experiența noastră, unele mașini echipate cu motoare Otto funcționează cu o sondă cu funcționalitate redusă sau, în cel mai rău caz, complet inoperant, dar cel puțin la fel de multe cazuri de nealiniere sau rătăcire. cedând ideii, o sondă care funcționează perfect este înlocuită și aruncată. Și timpul nostru ar fi fost gros pentru a cunoaște sonda lambda - aici de aproape patruzeci de ani.
Datorită numărului de întrebări adresate în acest subiect, vom intra în acest subiect mai puțin detaliat, deși știm că, din cauza mai multor informații tehnice, articolul este mai puțin lizibil și poate că a fost puțin lung.


În cazul unui motor Otto, un senzor de oxigen care funcționează defectuos poate provoca un consum semnificativ excesiv, iar un amestec prea bogat în benzină va spăla și pelicula de ulei de pe peretele cilindrului, ducând la uzura anormală a motorului. Uleiul de motor diluat cu benzină poate cauza probleme de lubrifiere. Datorită amestecului bogat, eficiența catalizatorului scade drastic, iar mediul este împovărat inutil. Prin urmare, o sondă defectă care nu este înlocuită la timp va provoca daune semnificative.
(Există diferențe semnificative: pierderea unui semnal lambda evaluabil duce adesea la valori destul de ridicate ale CO, fum negru cu toate consecințele sale, alte sisteme pot tolera tolerabil o sondă defectă și, desigur, o defecțiune a sondei lambda poate provoca uneori un amestec slab .)

Sonda înlocuită prin greșeală și fără defecte este o pierdere, o risipă inutilă de bani.

Prin urmare, este recomandabil să fiți „în imagine” cu această parte.


În mod implicit, așa-numitul. vorbim despre „sonde de salt de tensiune”. O astfel de sondă găsim în majoritatea vehiculelor.

injecție

Sonda de control este integrată între motor și catalizator. Deoarece funcționarea corectă a acestuia începe la o temperatură relativ ridicată („temperatura sonoră”, aproximativ 350 de grade Celsius), un element de încălzire este, de asemenea, utilizat de cele mai multe ori. Nu există element de încălzire în 1 sau 2 fire, 3, 4 și în mai multe fire, însă, da. Încărcarea prelungită a căldurii peste 850 de grade va duce la defectarea rapidă a sondei.

Sonda este fixată cu un filet cu șurub (M18x1,5), cu câteva excepții, în special în Japonia.
Cuplul de strângere necesar: 35 - 55 Nm, în funcție de tip.
Firele noilor sonde sunt de obicei furnizate de producător cu unsoare de grafit rezistentă la căldură, oferind șansa unei îndepărtări ulterioare nedistructive a sondei.

Culorile comune ale cablurilor pentru sondele de tensiune utilizate în mod obișnuit:

1 sondă de sârmă. Posibilitatea de eroare este exclusă aici, există doar o linie de semnal, caroseria semnalului este chiar caroseria mașinii. O astfel de sondă nu conține un element de încălzire.

Sondă cu 3 fire, ilustrată mai jos. Și aici este ușor să navigați între fire, de exemplu un fir de semnal (negru) și două fire de încălzire albe, acestea putând fi chiar înlocuite.

Sonda cu 4 fire. Au fire de semnal și corp de semnal separate cu două fire de încălzire. Deasupra imaginii este o sondă Denso. Albastru: fir de semnal, alb: corp de semnal, două negru: încălzire.


În mijloc este o sondă plană Bosch. Negru: fir de semnal, gri: corp de semnal, două albe: încălzire.
Desigur, ești mai norocos dacă se dă firul corpului semnalului. Este posibil ca un sistem de evacuare corodat să nu fie perfect potrivit pentru a declanșa linia corpului de semnal.


Principiul reglementării lambda

În cazul unei sonde neîncălzite sau a unei rupturi a firului, hardware-ul ECU înlocuiește semnalul pierdut cu un punct de referință (de obicei în jur de 0,45 V). În acest caz, motorul funcționează în modul buclă deschisă.

Structura internă a sondei Nernst. Demontarea și demontarea sondelor lambda este posibilă numai prin mijloace distructive.

Sonda ceramică este instalată în carcasa metalică filetată, acoperită în față de un tub de protecție cu găuri sau despicat, așa cum se arată în imaginea de mai sus. Fotografia noastră prezintă o sondă care a fost deja dezbrăcată de capac.


Proprietatea ceramicii de zirconiu este că aprox. Transmite ioni de oxigen peste 300 de grade Celsius. Ambele părți exterioare și interioare ale ceramicii sondei goale din interior sunt acoperite cu un strat subțire de platină, care acționează ca un electrod. Suprafața exterioară a sondei ceramice este în contact cu gazele de eșapament, în timp ce aerul extern este introdus în porțiunea interioară goală. Conținutul de oxigen din gazele de eșapament și din aerul ambiant diferă, datorită proprietăților deja menționate ale ceramicii, are loc migrarea ionilor de oxigen, ca urmare a căreia se generează o tensiune între cei doi electrozi.


Un strat subțire de ceramică pe partea exterioară a ceramicii, adică în contact cu gazele de eșapament, protejează platina de eventualele particule solide din gazele de eșapament. În fotografie, terminalul electrodului interior (în contact cu aerul exterior) din platină poate fi observat pe ceramica îndepărtată de la locul său, care în poziția încorporată este conectată la contactul marcat cu un dreptunghi roșu, care este la linia de semnal a sondei. Electrodul exterior de evacuare are un terminal similar care, în acest caz, fiind o sondă cu trei fire, este conectat la carcasa filetată printr-un inel metalic. În locul marcat cu un pătrat puteți vedea canalele mici proiectate pentru cele trei conexiuni electrice (o linie de semnal, două linii pentru alimentarea elementului de încălzire).


O structură mai complicată este sonda cu celule plate dezvoltată de Bosch (numele planar este mai bine cunoscut în conștiința mașinii). Din nou, valoarea tensiunii generate este între 0 și 1 Volt.

Unitatea ceramică include, de asemenea, o celulă de măsurare și o unitate de încălzire. După cum arată partea dreaptă a imaginii, un tub cu pereți dubli este utilizat pentru a proteja celula de măsurare. Celula de măsurare constă din plăci ceramice subțiri așezate una peste alta.
Sonda plană are proprietăți semnificativ mai bune decât sonda Nernst menționată mai sus. Funcționează deja la o temperatură de evacuare de 150 de grade Celsius, astfel încât „timpul de răspuns” este extrem de scurt, 3-5 secunde. Poate rezista la temperaturi de până la 930 de grade și are o speranță de viață lungă. Sonda plană a înlocuit complet sonda Nerst în ceea ce privește fabrica, prima instalare.

Cele două tipuri de sonde prezentate apar în marea majoritate a parcului auto maghiar. Întrebări frecvente: Dacă sonda "câmp" a eșuat, este posibil să o înlocuiți cu o sondă plană cu parametri semnificativ mai buni? Având în vedere caracteristicile tehnice, această înlocuire este foarte recomandată. În majoritatea cazurilor, poate fi rezolvat fără probleme în practică, am întâmpinat dificultăți în doar unul sau două cazuri.


Cu toate acestea, în niciun caz nu se recomandă înlocuirea sondei planare cu „câmpuri”, controlul lambda ar suferi din cauza caracteristicilor tehnice mai slabe. Să nu uităm: au trecut două decenii bune între introducerea celor două tipuri de sonde, care diferă semnificativ în parametrii lor.

Figura arată condițiile de tensiune ale unei sonde încălzite cu 4 fire.
În partea de sus, tensiunea generată de sondă este afișată în roșu. Într-un alt canal, încălzirea sondei poate fi examinată în albastru. Sonda încălzită nu mai necesită încălzire continuă. În cazul nostru, aprox. Secțiuni fără putere de 180 ms pentru aprox. Urmează secțiuni de încălzire de 80 ms.


Rezistența elementului de încălzire poate varia în funcție de tipul sondei. Rezistența elementului de încălzire se schimbă semnificativ odată cu creșterea temperaturii.

Unele sisteme de control ale motorului sunt sensibile la rezistența elementului de încălzire: dacă senzorul de oxigen înlocuit are o rezistență diferită de cea originală, poate genera un mesaj de eroare.

O imagine a două sonde cu senzor de oxigen precatalizator (regulator) al motorului V6.
După cum puteți vedea, controlul lambda este bun pe ambele rânduri de cilindri. (Nu vă lăsați păcăliți de o altă alegere a bazei de timp față de figura anterioară a osciloscopului.) Dacă măsurați în continuare o valoare rea a CO în afara limitei pentru un catalizator încălzit, catalizatorul este obosit.

Inspecția corectă și profesională a unei sonde convenționale „Nernst” este (aproape) posibilă numai cu un osciloscop. Investigați forma de undă, tensiunea vârf-la-vârf și frecvența formei de undă. În opinia noastră, incertitudinea frecventă cu privire la calificarea senzorului de oxigen se datorează parțial lipsei instrumentelor adecvate și parțial lipsei de cunoștințe profesionale profunde.


Gurmanzii au, de asemenea, o metodă de testare. Gutmann Messtechnik AG, cu sediul în Elveția, este pe piață de câțiva ani cu dispozitivul său de buzunar-compaa. De la o măsurare simplă până la executarea unei serii programate de măsurători, dispozitivul (aproape) de dimensiuni de buzunar știe aproape tot ce ai putea avea nevoie atunci când testezi un senzor de oxigen convențional. Compară diagramele obținute în timpul seriei de măsurători cu datele de referință stocate în memoria sa și apoi afișează rezultatul.


Unii producători oferă în mod regulat testere lambda „accesibile”. În timpul funcționării sondei, LED-urile se aprind alternativ în funcție de tensiune. Aceste instrumente simple nu sunt adecvate pentru o investigație puțin mai serioasă.


Viaţă. O sondă îmbătrânește de obicei, încetinește după 120-150 mii km, iar tensiunea vârf-la-vârf scade brusc. În acest caz, numai înlocuirea va ajuta. (Puteți întâlni o sondă care a parcurs 220.000 km, dar chiar și una care funcționează satisfăcător.) Avem o experiență proastă cu sonde ieftine, "remanufacturate". Putem găsi sonde de la câteva mii de forinți în oferta magazinelor. În multe cazuri, durata lor de viață nu poate fi măsurată în zile, se întâmplă, de asemenea, că imediat după instalarea noii sonde, se dovedește că a fost o risipă de bani. Nu cumpărăm astfel de sonde, nici nu le recomandăm clienților noștri - bineînțeles, fiecare decide de la sine.

Doar câțiva producători cu sonde de înaltă calitate garantate, cu durată lungă de viață (180-220e km), timp scurt de încălzire (5-6 sec.) Nu sunt ieftine. Dar pe termen lung, acestea sunt mult mai ieftine decât să fie înlocuite la fiecare două luni.


Calitatea slabă a unei sonde de calitate secundară de calitate inferioară: încălzitorul sondei este scurtcircuitat la carcasa sondei. Din fericire, o astfel de eroare este rară.


Evoluțiile în reglementarea lambda (de asemenea) pot fi bine urmate. Au apărut pentru prima dată sonde nou proiectate (de exemplu, plane). Au venit metode de instalare independente de caroserie și apoi s-au instalat sonde de 5 volți în unele modele. Odată cu introducerea standardului EOBD, la începutul anilor 2000, sisteme cu două sonde.


Aici, funcția sondei din fața catalizatorului este neschimbată, aceasta este sonda de control. Totuși, după catalizator, a apărut o sondă de monitorizare, a cărei sarcină este de a verifica funcționarea corectă a catalizatorului. Dacă amplitudinea sondei monitorului atinge o limită critică în anumite condiții, aceasta indică o stare redusă de eficiență a catalizatorului.
În consecință, un nou motor V6 poate avea 4 sonde.

De interes, menționăm „furnizarea sondei lambda” a noilor motoare V cu 12 cilindri cu cilindri mari.
Aici, fiecare doi cilindri are o sondă de control. Există o sondă de monitorizare pe cilindru la capătul catalizatorilor. Sunt doar opt.

Cel mai recent: cele 5 resp. 6 sonde lambda cu fir (așa-numita bandă largă). Funcționează într-un interval de operare extra larg, de la 0,7 la 4 valori lambda.

Numărul de cabluri și conector îl clarifică la prima vedere: este o sondă de bandă largă.
Deoarece acest tip de sondă este utilizat în tot mai multe mașini, mai devreme sau mai târziu toată lumea o va întâlni, fără a mai menționa colegii care practică profesia.

În cazul sistemelor de injecție directă (amestecare internă), acest lucru este posibil doar. Unii producători de automobile (de exemplu, grupul VW-Audi) preferă să-l folosească în motoarele lor convenționale, amestecate extern, dar se găsește și în majoritatea motoarelor diesel cu filtru de particule. De asemenea, vă efectuăm examinarea ca o sarcină zilnică.

Senzorul de oxigen în bandă largă este realizat în loturi mari de doi producători: Bosch (de ex. În imaginea noastră) și japonezul NGK/NTK.
Datorită gamei largi de control, funcționarea sondei este destul de complicată. Sufletul sondei este celula pompei, care „pompează” ioni de oxigen către celula „convențională” (Nernst) a senzorului. Curentul necesar pentru pompare este proporțional cu diferența de concentrație de oxigen dintre cele două celule. Adică, dacă raportul de aer "lambda = 1" este menținut în celula Nernst, curentul de pompare va fi proporțional cu raportul de aer curent.


Conectorul mare al sondei ascunde chiar și un rezistor de calibrare care are un terminal separat de ECU. Acest lucru explică de ce, deși sonda are doar 5 fire, există deja 6 cabluri care rulează de la conector la ECU.
În diagnosticul de zi cu zi, trei dintre aceste linii merită o atenție specială. Examinarea fibrelor de încălzire (sonda Bosch: gri-alb) ar trebui să dea un rezultat similar în cazul unei sonde încălzite, care este văzută în albastru în partea de jos a primei oscilograme a paginii, deoarece aceasta este, de asemenea, o încălzire în serie. .
Funcționarea sondei este indicată de condițiile de tensiune ale cablului "Pompa pozitivă a celulei". Cu o compoziție de amestec adecvată într-o fereastră lambda - și bineînțeles cu o sondă fără defecțiuni - aproape de un semnal sinusoidal, de la vârf la vârf aprox. Se obține o secvență de semnal de amplitudine de 0,6 volți în funcționare în regim stabil. (După cum puteți vedea în figura de mai jos, această secvență de semnale nu ar trebui să fie de așteptat în intervalul 0-1 volți tipic pentru sondele Nernst.)


Imaginea osciloscopului de mai sus a fost obținută în timpul unui test al unei sonde de bandă largă NGK fără defecțiuni, la turație la ralanti, a unui model Skoda Fabia 1.4, 55 kW, vintage 2005 (cod motor BKY). Pentru a putea vedea semnalul lambda roșu util pentru ECU, baza de timp a trebuit să fie aleasă relativ mare (500 msec/diviziune), astfel încât natura intermitentă a încălzitorului lambda să nu poată fi văzută clar.


După menținerea la 2500 rpm pentru strangulare bruscă, tensiunea lambda se dezvoltă după cum urmează.
Rezultate similare ale testelor pot fi așteptate pentru alte tipuri.


Asa numitul modul de funcționare a sondelor „salt de rezistență”. (Puține sunt cunoscute sub acest nume, inclusiv majoritatea distribuitorilor de componente. „Sonda de 5 volți, cu patru fire” este o denumire mai obișnuită.) Aici, elementul ceramic este fabricat din dioxid de titan, care are proprietatea de a-și varia rezistența. în funcție de concentrația de oxigen.
Aici, amploarea căderii de tensiune produsă de ECU depinde de rezistența sondei, care este utilizată de ECU pentru a determina compoziția exactă a amestecului. Temperatura de sunet este destul de ridicată, încălzirea sondei ajută în această parte. Foarte puține motoare pot întâlni acest tip de sondă, de ex. pe unele modele de BMW, Opel, Volvo.


Deși dimensiunea și designul tubului de protecție care acoperă celula de măsurare sunt diferite, alte cântare sunt, de asemenea, indicatoare, cel mai rapid mod de a identifica sondele de dioxid de titan ("salt de rezistență") în ceea ce privește culorile cablurilor. Acestea nu pot fi schimbate cu niciun alt tip de sondă din cauza diferitelor moduri de operare.


Erori frecvente ale sondei:

- scade tensiunea vârf-la-vârf (oboseală)
- frecvența de control scade (oboseală)
- schimbare caracteristică, schimbare nivel tensiune
- „temperatura de vorbire” crește, de multe ori funcționând doar la viteze ridicate
- tensiunea de încălzire se aplică liniei de semnal (în cazul sondelor încălzite)
- deteriorări mecanice, defecte de instalare


Înlocuirea senzorului de oxigen nu este întotdeauna o problemă. De multe ori nu este accesibil, mai des - chiar și cu toate vrăjile care pot fi folosite - firul este deteriorat în timpul demontării. Trei sferturi din sondele unuia dintre motoarele V12 nu sunt accesibile deloc atunci când motorul este instalat.

Diagnosticul sondei lambda de către ECU

Odată cu dezvoltarea unităților de control, procesarea semnalului și diagnosticarea defecțiunilor sondelor lambda au suferit, de asemenea, o dezvoltare semnificativă. Un control motor de ultimă generație poate decide, de obicei, dacă o sondă funcționează și, dacă apare o defecțiune, este o defecțiune a sondei sau, eventual, o altă problemă. Cu toate acestea, există încă cazuri zilnice în care ECU consideră că o sondă lambda este o eroare dacă, de exemplu, tensiunea de ieșire a sondei rămâne în jur de 0V din cauza unui amestec persistent slab. Acest lucru este periculos deoarece mesajul de eroare stocat se referă apoi la sonda lambda: membrii grupului de cod P0130 sunt foarte des întâlniți chiar și atunci când ar trebui să apară DTC-urile P0170. O altă problemă este că majoritatea serviciilor ar ajunge imediat la o nouă sondă, chiar dacă codurile de montare a amestecului ar fi citite, în timp ce acest lucru nu ar fi adesea necesar.

De multe ori o defecțiune la o altă componentă sau transmițător activează un mesaj de eroare care indică o defecțiune a sondei lambda, caz în care asigurați-vă întotdeauna că acest transmițător este într-adevăr defect înainte de a-l înlocui.