Syrgasgivarens anordning och funktion

En syresensor är en anordning utformad för att registrera mängden syre som finns kvar i avgaserna från en bilmotor. Den är placerad i avgassystemet nära katalysatorn. Baserat på data som tas emot av oxygenatorn korrigerar den elektroniska motorstyrenheten (ECU) beräkningen av den optimala andelen av luft-bränsleblandningen. Koefficienten för överskottsluft i dess sammansättning anges i bilindustrin med den grekiska bokstaven lambda (λ), tack vare vilken sensorn fick ett andra namn - en lambda-sond.

Överskottsluftfaktor λ

Innan du demonterar syresensorns design och principen för dess funktion är det nödvändigt att bestämma en så viktig parameter som luft-bränsleblandningens överskottsluftförhållande: vad det är, vad det påverkar och varför sensorn mäter det.

I teorin om ICE-drift finns ett sådant koncept som stökiometriskt förhållande - detta är den idealiska andelen luft och bränsle vid vilken fullständig förbränning av bränsle sker i förbränningskammaren i en motorcylinder. Detta är en mycket viktig parameter, på grundval av vilken bränsletillförseln och motorns driftlägen beräknas. Det motsvarar 14,7 kg luft till 1 kg bränsle (14,7:1). Naturligtvis kommer en sådan mängd luft-bränsleblandning inte in i cylindern på en gång, det är bara en andel som räknas om för verkliga förhållanden.

Överskottsluftförhållande (λ) - detta är förhållandet mellan den faktiska mängden luft som kommer in i motorn och den teoretiskt nödvändiga (stökiometriska) för fullständig förbränning av bränslet. Enkelt uttryckt är detta "hur mycket mer (mindre) luft som kom in i cylindern än vad den borde ha varit."

Beroende på värdet på λ finns det tre typer av luft-bränsleblandning:

• λ = 1 – stökiometrisk blandning;
• λ < 1 – "rik" blandning (избыток – топливо; brist – воздух);
• λ > 1 - "dålig" blandning (överskott - luft; brist - bränsle).

Moderna motorer kan arbeta på alla tre typer av blandningar, beroende på aktuella uppgifter (bränsleekonomi, intensiv acceleration, minskning av koncentrationen av skadliga ämnen i avgaserna). Ur synvinkel optimala motoreffektvärden, koefficienten lambda bör ha ett värde på cirka 0,9 (”rik” blandning), kommer den lägsta bränsleförbrukningen att motsvara den stökiometriska blandningen (λ = 1). De bästa resultaten för rening av avgaser kommer också att observeras vid λ = 1, eftersom den effektiva driften av katalysatorn sker med en stökiometrisk sammansättning av luft-bränsleblandningen.

Syfte med syresensorer

Standard i moderna bilar används två syresensorer (för en radmotor). En före katalysatorn (övre lambdasond), och den andra efter den (nedre lambdasonden). Det finns inga skillnader i utformningen av de övre och nedre sensorerna, de kan vara desamma, men de utför olika funktioner.

Den uppströms eller främre syrgassensorn känner av mängden syre som finns kvar i avgaserna. Baserat på signalen från denna sensor "förstår" motorstyrenheten vilken typ av luft-bränsleblandning motorn körs på (stökiometrisk, rik eller mager). Beroende på avläsningarna av oxygenatorn och det önskade driftsättet justerar ECU:n mängden bränsle som tillförs cylindrarna. Som regel anpassas bränsletillförseln mot den stökiometriska blandningen. Det bör noteras att när motorn värms upp ignoreras signalerna från sensorn av motorns ECU tills den når driftstemperatur. Den nedre eller bakre lambdasonden används för att ytterligare justera blandningens sammansättning och övervaka katalysatorns korrekta funktion.

Utformningen och funktionsprincipen för syrgassensorn

Det finns flera typer av lambdasonder som används på moderna bilar. Tänk på designen och driftprincipen för de mest populära av dem - en syresensor baserad på zirkoniumdioxid (ZrO2). Sensorn består av följande huvudelement:

• Den yttre elektroden är i kontakt med avgaserna.
• Den inre elektroden är i kontakt med atmosfären.
• Värmeelement - används för att värma syresensorn och få den till driftstemperatur (cirka 300 ° C) snabbare.
• Fast elektrolyt - placerad mellan två elektroder (zirkoniumdioxid).
• Housing.
• Spetsskydd - har speciella hål (perforering) för inträngning av avgaser.

Externa och interna elektroder är täckta med platinaförstoftning. Funktionsprincipen för en sådan lambda-sond är baserad på förekomsten av en potentialskillnad mellan platinaskikt (elektroder), som är känsliga för syre. Det uppstår när elektrolyten värms upp, när syrejoner från atmosfärisk luft och avgaser rör sig genom den. Spänningen som uppstår vid sensorelektroderna beror på syrekoncentrationen i avgaserna. Ju högre den är, desto lägre spänning. Syresensorns signalspänningsområde är från 100 till 900 mV. Signalen har en sinusform, där tre områden särskiljs: från 100 till 450 mV - en mager blandning, från 450 till 900 mV - en rik blandning, värdet på 450 mV motsvarar den stökiometriska sammansättningen av luft-bränsleblandningen .

Oxygenator-resurs och dess felfunktioner

Lambdasonden är en av de snabbast bärbara sensorerna. Detta beror på det faktum att det ständigt är i kontakt med avgaser och dess resurs beror direkt på kvaliteten på bränslet och motorns hälsa. Till exempel har en syretank av zirkonium en resurs på cirka 70-130 tusen kilometer.

Eftersom driften av båda syrgassensorerna (övre och nedre) styrs av OBD-II-systemet, om någon av dem misslyckas, kommer motsvarande fel att registreras, och "Check Engine"-felindikatorlampan tänds på instrumentpanelen . I det här fallet kan du diagnostisera ett fel med en speciell diagnostisk skanner. Av budgetalternativen bör du vara uppmärksam på Scan Tool Pro Black Edition.

Denna koreansktillverkade skanner skiljer sig från analoger i sin höga byggkvalitet och förmågan att diagnostisera alla komponenter och enheter i bilen, och inte bara motorn. Den kan också spåra avläsningarna av alla sensorer (inklusive syre) i realtid. Skannern är kompatibel med alla populära diagnostiska program och med att känna till de tillåtna spänningsvärdena kan man bedöma sensorns hälsa.

När syrgassensorn fungerar korrekt är signalkarakteristiken en vanlig sinusvåg som visar en växlingsfrekvens på minst 8 gånger inom 10 sekunder. Om sensorn misslyckas, kommer signalformen att skilja sig från referensen, eller dess svar på en förändring i blandningens sammansättning kommer att sakta ner avsevärt.

Syresensorns huvudfel:

• slitage under drift ("åldrande" av sensorn);
• öppen krets av värmeelementet;
• föroreningar.

Alla dessa typer av problem kan utlösas av användning av lågkvalitativt bränsle, överhettning, tillsats av olika tillsatser, inträngning av oljor och rengöringsprodukter i sensorområdet.

Tecken på en felaktig oxygenator:

• Indikering av en signallampa för fel på instrumentpanelen.
• Förlust av makt.
• Svag respons på gaspedalen.
• Rörlig drift av motorn på tomgång.

Typer av lambdasonder

Förutom zirkonium används även titan och bredbandiga syresensorer.

• Titan. Denna typ av oxygenator har ett känsligt element tillverkat av titandioxid. Driftstemperaturen för en sådan sensor börjar från 700 °C. Titan lambda-sonder kräver inte närvaro av atmosfärisk luft, eftersom deras funktionsprincip är baserad på en förändring i utspänningen, beroende på koncentrationen av syre i avgaserna.
• Bredbandslambdasonden är en avancerad modell. Den består av en zirkoniumsensor och ett pumpelement. Den första mäter koncentrationen av syre i avgaserna och fixerar spänningen som orsakas av potentialskillnaden. Därefter jämförs avläsningen med referensvärdet (450 mV), och i händelse av avvikelse appliceras en ström som provocerar pumpning av syrejoner från avgaserna. Detta fortsätter tills spänningen är lika med det angivna värdet.

Lambdasonden är en mycket viktig del av motorns styrsystem, och dess funktionsfel kan leda till svårigheter att köra och orsaka ökat slitage på andra motordelar. Och eftersom den inte kan repareras måste den omedelbart bytas ut mot en ny.