کاوشگر لامبدا چیست؟ سنسور اکسیژن چگونه عملکرد موتور احتراق داخلی را تنظیم می کند؟

خودروهای امروزی به معنای واقعی کلمه مملو از انواع حسگرهایی هستند که فشار تایر و ترمز، ضدیخ و دمای روغن در سیستم روغن کاری، سطح سوخت، سرعت چرخ، زاویه فرمان و بسیاری موارد دیگر را کنترل می کنند. تعدادی سنسور برای تنظیم حالت های عملکرد موتور احتراق داخلی استفاده می شود. از جمله دستگاهی با نام مرموز کاوشگر لامبدا است که در این مقاله به آن پرداخته خواهد شد.

حرف یونانی لامبدا (λ) نشان دهنده ضریبی است که انحراف ترکیب مخلوط هوا و سوخت عرضه شده به سیلندرهای موتور احتراق داخلی را از بهینه مشخص می کند. توجه داشته باشید که در ادبیات فنی زبان روسی برای این ضریب، اغلب از یک حرف یونانی دیگر استفاده می شود - آلفا (α).

حداکثر بازده موتور احتراق داخلی در نسبت معینی از حجم هوا و سوخت ورودی به سیلندرها به دست می آید. در چنین مخلوطی از هوا، دقیقاً به اندازه ای که برای احتراق کامل سوخت لازم است. نه بیشتر نه کمتر. این نسبت هوا و سوخت استوکیومتری نامیده می شود. 

برای واحدهای نیرو که با بنزین کار می کنند، نسبت استوکیومتری 14,7، برای واحدهای دیزل - 14,6، برای گاز مایع (مخلوط پروپان-بوتان) - 15,5، برای گاز فشرده (متان) - 17,2 است.

برای یک مخلوط استوکیومتری، λ = 1. اگر λ بزرگتر از 1 باشد، هوا بیش از حد مورد نیاز وجود دارد، و سپس آنها از یک مخلوط بدون چربی صحبت می کنند. اگر λ کمتر از 1 باشد، گفته می شود که مخلوط غنی شده است.

یک مخلوط بدون چربی باعث کاهش قدرت موتور احتراق داخلی و بدتر شدن مصرف سوخت می شود. و در یک نسبت معین، موتور احتراق داخلی به سادگی متوقف می شود.

در صورت کار بر روی مخلوط غنی شده، قدرت افزایش می یابد. قیمت چنین قدرتی اتلاف بزرگ سوخت است. افزایش بیشتر در نسبت سوخت در مخلوط باعث مشکلات اشتعال و عملکرد ناپایدار واحد می شود. کمبود اکسیژن اجازه نمی دهد سوخت به طور کامل بسوزد، که به طور چشمگیری غلظت مواد مضر در اگزوز را افزایش می دهد. بنزین در سیستم اگزوز تا حدی می سوزد و باعث نقص در صدا خفه کن و کاتالیزور می شود. این امر با ضربه ها و دود تیره از لوله اگزوز نشان داده می شود. اگر این علائم ظاهر شد، ابتدا فیلتر هوا باید تشخیص داده شود. شاید به سادگی مسدود شده باشد و هوا را وارد موتور احتراق داخلی نمی کند.

واحد کنترل موتور به طور مداوم ترکیب مخلوط را در سیلندرها کنترل می کند و مقدار سوخت تزریق شده را تنظیم می کند و به صورت دینامیکی مقدار ضریب λ را تا حد امکان نزدیک به 1 حفظ می کند. که در آن λ = 1,03 ... این مقرون به صرفه ترین حالت است، علاوه بر این، انتشارات مضر را به حداقل می رساند، زیرا وجود مقدار کمی اکسیژن، سوزاندن مونوکسید کربن و هیدروکربن ها را در مبدل کاتالیزوری امکان پذیر می کند.

کاوشگر لامبدا دقیقاً دستگاهی است که ترکیب مخلوط هوا و سوخت را کنترل می کند و سیگنال مربوطه را به ECU موتور می دهد. 



معمولاً در ورودی مبدل کاتالیزوری نصب می شود و به حضور اکسیژن در گازهای خروجی واکنش نشان می دهد. بنابراین، کاوشگر لامبدا را یک سنسور اکسیژن باقیمانده یا به سادگی یک سنسور اکسیژن نیز می نامند. 

این حسگر بر اساس یک عنصر سرامیکی (1) ساخته شده از دی اکسید زیرکونیوم با افزودن اکسید ایتریم است که به عنوان یک الکترولیت حالت جامد عمل می کند. پوشش پلاتین الکترودهای خارجی (2) و داخلی (3) را تشکیل می دهد. از کنتاکت ها (5 و 4)، ولتاژ حذف می شود که از طریق سیم ها به کامپیوتر می رسد.



الکترود بیرونی با گازهای خروجی گرم که از لوله اگزوز عبور می کنند دمیده می شود و الکترود داخلی با هوای اتمسفر در تماس است. تفاوت در میزان اکسیژن در الکترود بیرونی و داخلی باعث می شود که ولتاژی روی کنتاکت های سیگنال پروب و واکنش مربوطه ECU ظاهر شود.

در غیاب اکسیژن در الکترود بیرونی سنسور، واحد کنترل ولتاژی در حدود 0,9 ولت در ورودی خود دریافت می کند، در نتیجه، کامپیوتر سوخت رسانی به انژکتورها را کاهش می دهد، مخلوط را تکیه می دهد و اکسیژن روی آن ظاهر می شود. الکترود بیرونی پروب لامبدا این منجر به کاهش ولتاژ خروجی تولید شده توسط سنسور اکسیژن می شود. 

اگر مقدار اکسیژن عبوری از الکترود خارجی به مقدار مشخصی افزایش یابد، ولتاژ در خروجی سنسور تقریباً به 0,1 ولت کاهش می یابد. ECU این را به عنوان یک مخلوط بدون چربی درک می کند و با افزایش تزریق سوخت آن را اصلاح می کند. 

به این ترتیب ترکیب مخلوط به صورت دینامیکی کنترل می شود و مقدار ضریب λ دائماً در حدود 1 در نوسان است. اگر اسیلوسکوپ را به کنتاکت های یک پروب لامبدا که به درستی کار می کند وصل کنید، سیگنالی نزدیک به یک سینوسی خالص خواهیم دید. . 

اگر یک سنسور اکسیژن اضافی در خروجی مبدل کاتالیزوری نصب شود، اصلاح دقیق تر با نوسانات کمتر در لامبدا امکان پذیر است. در عین حال، عملکرد کاتالیزور نیز نظارت می شود.

1. منیفولد ورودی؛
2. یخ؛
3. ECU ؛
4. انژکتورهای سوخت؛
5. سنسور اصلی اکسیژن؛
6. سنسور اکسیژن اضافی؛
7. مبدل کاتالیزوری

الکترولیت حالت جامد تنها زمانی که تا دمای 300 ... 400 درجه سانتیگراد گرم شود رسانایی پیدا می کند. این بدان معنی است که کاوشگر لامبدا برای مدتی پس از شروع موتور احتراق داخلی غیرفعال است تا زمانی که گازهای خروجی آن را به اندازه کافی گرم کنند. در این مورد، مخلوط بر اساس سیگنال های دیگر سنسورها و داده های کارخانه در حافظه کامپیوتر تنظیم می شود. برای تسریع در قرار دادن سنسور اکسیژن در کار، اغلب با تعبیه یک عنصر گرمایش در داخل سرامیک، گرمایش الکتریکی تامین می‌شود.

هر سنسور دیر یا زود شروع به کار می کند و نیاز به تعمیر یا تعویض دارد. کاوشگر لامبدا نیز از این قاعده مستثنی نیست. در شرایط واقعی اوکراین، به طور متوسط ​​60 ... 100 هزار کیلومتر به درستی کار می کند. چند دلیل می تواند عمر آن را کوتاه کند.

1. سوخت بی کیفیت و افزودنی های مشکوک. ناخالصی ها می توانند عناصر حساس سنسور را آلوده کنند. 
2. آلودگی با روغن ورودی به گازهای خروجی اگزوز به دلیل مشکلات در گروه پیستون.
3. کاوشگر لامبدا برای کار در دماهای بالا طراحی شده است، اما فقط تا حد معینی (حدود 900 ... 1000 درجه سانتیگراد). گرمای بیش از حد به دلیل عملکرد نادرست موتور احتراق داخلی یا سیستم احتراق می تواند به سنسور اکسیژن آسیب برساند.
4. مشکلات الکتریکی - اکسیداسیون کنتاکت ها، سیم های باز یا کوتاه و غیره.
5. عیوب مکانیکی

به جز در مورد نقص ضربه، سنسور اکسیژن باقیمانده معمولاً به آرامی می میرد و علائم خرابی به تدریج ظاهر می شود و تنها با گذشت زمان مشخص تر می شود. علائم یک پروب لامبدا معیوب به شرح زیر است:

• افزایش مصرف سوخت.
• کاهش قدرت موتور.
• وخامت در پویایی.
• در حین حرکت ماشین تکان می خورد.
• سرعت بیکار شناور.
• سمیت اگزوز افزایش می یابد. عمدتاً با کمک تشخیص مناسب مشخص می شود که کمتر با بوی تند یا دود سیاه ظاهر می شود.
• گرم شدن بیش از حد مبدل کاتالیزوری.

باید در نظر داشت که این علائم همیشه با نقص عملکرد سنسور اکسیژن همراه نیست، بنابراین، تشخیص های اضافی برای تعیین علت دقیق مشکل مورد نیاز است. 

با شماره گیری با مولتی متر می توانید یکپارچگی سیم کشی را تشخیص دهید. همچنین باید مطمئن شوید که اتصال کوتاه سیم ها به کیس و به یکدیگر وجود ندارد. 

مقاومت عنصر گرمایش را تشخیص دهید، باید تقریباً 5 ... 15 اهم باشد. 

ولتاژ تغذیه بخاری باید نزدیک به ولتاژ منبع تغذیه آنبرد باشد. 

حل مشکلات مربوط به سیم یا عدم تماس در کانکتور کاملا امکان پذیر است، اما به طور کلی، سنسور اکسیژن قابل تعمیر نیست.

تمیز کردن سنسور از آلودگی بسیار مشکل است و در بسیاری از موارد به سادگی غیرممکن است. به خصوص هنگامی که صحبت از یک پوشش نقره ای براق ناشی از وجود سرب در بنزین باشد. استفاده از مواد ساینده و مواد پاک کننده، دستگاه را به طور کامل و غیرقابل برگشت تمام می کند. بسیاری از مواد شیمیایی فعال نیز می توانند به آن آسیب برسانند.

توصیه های موجود در شبکه برای تمیز کردن کاوشگر لامبدا با اسید فسفریک در یک مورد از هر صد مورد تأثیر مطلوب را نشان می دهد. کسانی که مایلند می توانند امتحان کنند.

غیرفعال کردن یک پروب لامبدا معیوب، سیستم تزریق سوخت را به حالت متوسط ​​کارخانه ثبت شده در حافظه ECU تغییر می دهد. ممکن است به نظر دور از حد مطلوب باشد، بنابراین شکست خورده باید در اسرع وقت با یک جدید جایگزین شود.

باز کردن پیچ سنسور نیاز به مراقبت دارد تا به رزوه های لوله اگزوز آسیب نرسد. قبل از نصب دستگاه جدید، رزوه ها باید با گریس حرارتی یا گریس گرافیت تمیز و روغن کاری شوند (مطمئن شوید که روی عنصر حساس سنسور قرار نگیرد). پروب لامبدا را با یک آچار گشتاور به گشتاور صحیح بپیچید.

هنگام نصب سنسور اکسیژن از سیلیکون یا سایر درزگیرها استفاده نکنید. 

انطباق با شرایط خاص به پروب لامبدا اجازه می دهد مدت بیشتری در شرایط خوب باقی بماند.

• با سوخت با کیفیت سوخت گیری کنید.
• از افزودنی های سوختی مشکوک خودداری کنید.
• دمای سیستم اگزوز را کنترل کنید، اجازه ندهید بیش از حد گرم شود
• از استارت های متعدد موتور احتراق داخلی در مدت زمان کوتاه خودداری کنید.
• از مواد ساینده یا مواد شیمیایی برای تمیز کردن نوک سنسور اکسیژن استفاده نکنید.