Vissza a kezdőlapra !         Gondolatok a Lambda szondáról

írta: AndrásM                

 

A lambda szondának -, amit nevezzük ezentúl oxigénszondának -  az a feladata, hogy a motorban elégetett üzemanyag-levegő keverék égéstermékében még fellelhető oxigén mennyiségét mérje.

Az egység lényegességét az árán keresztül is érzékelheted. A Ford gyártású 36-44 ezer között mozog, az utángyártott 16 - 22 ezer körül kapható  (négyvezetékes). Ráadásul kihat sok más rész helyes működésére, ami további járulékos kiadást eredményez.

Miért is kell oxigénnek lennie a kipufogógázban?

-  mert a katalizátor működéséhez szükség van rá

Miért is van szükség a maradék oxigén mérésére?

-  mert ezáltal az ideális befecskendezendő üzemanyag mennyiség gyors reagálással beállítható, a katalizátor működése biztosítható

 

Hogyan működik az oxigénszonda?

Közel az összes szenzor cirkónium-oxidból készül. Egy kerámiagömb van elhelyezve a forró kipufogógázban, mely homorú belső felülete a kipufogócsövön kívül lévő atmoszférával érintkezik. Mind a két felület platinával van bevonva. A negatív töltésű oxigénatomok a platina felületéhez kapcsolódnak, ezáltal építve fel negatív töltést a teljes felületen. Amikor a forró kipufogó gázok nem, vagy csak kevés szabad oxigént tartalmaznak, akkor a gömb felületén a töltés kisebb lesz, mint a másik felületen. Ez feszültségkülönbséget eredményez, melyet a felületekhez erősített elektródákon mérhetünk. Az atmoszférával érintkező oldal az autó testéhez van kapcsolva, így a másik oldal automatikusan pozitív töltésű lesz, mivel ott kevesebb negatív töltésű oxigénatom van. Ez a szenzor úgy működik, mint egy elem, de csak akkor, mikor már felmelegedett 300 Celsius fokra. A kimeneti feszültség tehát a kipufogógáz oxigéntartalmától függ.

________________________________________________

 

 

 

A szenzor jelének görbéje:

Mint az ábrán látható, a szenzor görbéje nem lineáris és hirtelen változik a stoichometrikus értéknél, vagyis amikor a levegő/benzin arány eléri a tökéletes égéshez szükséges 14,7 : 1 arányt. Sovány keveréknél a kimeneti feszültség közel nulla, míg dús keveréknél 1 volt körüli értéket produkál. A középponton a levegő/benzin arány nagyon kis mértékű változása nagy feszültségváltozást idéz elő a szenzor kimenetén. Mivel a számítógép nem tudja a tökéletes arányt beállítani, így csak az átlagos értéket veszi figyelembe. A szenzor kimenete váltakozni fog a két véglet között.

 

Ennek a váltakozásnak a sebessége attól függ, hogy a szenzor és a számítógép milyen gyorsan tudnak reagálni a változásokra. A tipikus arány másodpercenként 1 és 10 között változik.

A számítógép nyílt illetve zárt hurkú üzemmódban dolgozhat. A nyílt hurkú üzemmódban az oxigénszenzort figyelmen kívül hagyja, csak a többi szenzor (gázpedál pozíciója, levegőfolyam aránya, levegő hőmérséklete, motor fordulatszáma stb.) alapján számolja ki a számítógép a levegő/benzin arányt. Akkor használja a számítógép a nyílt hurkú üzemmódot, mikor "gyanítja", hogy az oxigénszenzor nem működik. Emlékezzünk arra, hogy a szenzor forró kell legyen, ezért a számítógép az indulás után vár egy darabig, míg azt nem érzékeli, hogy az már jól működik. Ekkor zárt hurkú üzemmódba kapcsol, ahol az oxigénszenzor jelét veszi elsősorban figyelembe a számításoknál, míg a többi szenzor értéke csak kis mértékben van hatással az eredményre. Néhány számítógép arra is képes, hogy menet közben tanuljon, így, idővel jóval pontosabb levegő/benzin arányt képes beállítani.

Van még egy alkalom, mikor az oxigénszenzort figyelmen kívül hagyja a számítógép. Hirtelen gyorsításnál, mikor a gázpedál jó háromnegyed részben megnyitja az üzemanyag szelepeket a keverék feldúsul, amikor pedig nagy sebességről lassítunk, akkor a keverék szegényebb lesz.

Köszönet Pájer Tibornak http://fenykapu.free-energy.hu/pajert/

 ________________________________________________ 

 

 

 

Hogyan néz ki az oxigénszonda elvileg ?

 

 

 

Mit jelent, hogy hány drótos ? Melyik mire való?

 

Egy vezetékes oxigén szonda. Az adatkábel fekete színű

Két vezetékes oxigén szonda. A fekete adatkábel mellé egy fehér testelő vezetékkel is rendelkezik

Három vezetékes változat. Az adatkábel itt is fekete, de a két fehér a beépített fűtőelem vezetékei

A négy vezetékesnél a két fehér továbbra is a fűtés, a fekete továbbra is a jel és a szürke a testvezeték

________________________________________________ 

Az oxigénszonda tipikus jelei:

A függőleges tengelyen az általa adott feszültség, a vízszintes tengelyen az idő látható.

 ________________________________________________

Milyen eszközökkel tudunk mérni?

 

 

Egy egyszerű digitális multiméterrel elvégezhető az oxigénszonda mérése, az ábra alapján.

 

 ________________________________________________ 

 

Oxigénszenzor a Mondeoban

A ’93-tól ’96-ig gyártott 1.6-os 1.8-as és 2.0-ás Zetec motoros Mondeokat tudtam vizsgálni. Semmi különbséget nem találtam a működésükben.

Ha összeállítjuk a fenti mérési kapcsolást, akkor meleg motor esetén, alapjáraton 0.2 és 0.9 volt közötti értéket kell kapjunk. A mért feszültség a két szélső érték között "billeg". Ezen billegés sebessége a motor fordulatszámától függ. Alapjáraton egy oda-vissza billenés kb. 2 másodperc. A fordulatszám növelésével a billenések száma is növekedik. Gázadásnál az érték egy rövid időre felszalad 1 voltra (rövid időre a billegés is megáll). Ha tartjuk a fordulatot, akkor visszaáll normálra. Amikor elengedve a gázt a motor visszatér alapjáratra, akkor megint egy pillanatra dús a keverék, majd visszaáll megszokott billegésre.

A széthúzott csatlakozót  láthatod a motor alatt. Elvileg vízmentes :-(

 

 A négyvezetékes szonda egy csatlakozón keresztül kapcsolódik a motorvezérlő elektronikához. Ez a csatlakozó jelenti a legnagyobb hibaforrást. A lökhárító alatt van középen, ahol könnyen érheti víz.

Ha csak felmerül az oxigénszonda hibája, akkor húzzuk szét, tisztítsuk meg. A legtöbbször csodát művel a tisztítás. Sajnos a tömítések ellenére belejut a víz.

Ha a kocsi 70km/h-s sebességnél, folyamatos haladásnál egyszercsak rángatózni kezd, akkor a szonda csatlakozójának tisztítása (is) felmerül.

Ha folyamatosan alacsony feszültséget mérünk, akkor:

- Ellenőrizzük a szonda kábeleit

- Ellenőrizzük a vákuum csöveket

- Zárt állapotban megszorult injektor is tud szegény keveréket okozni -> tisztítás

- Az égéstérbe kerülő hűtővíz -> hengerfej, hengerfej tömítés ellenőrzése

- Ellenőrizzük az üzemanyag nyomását (túl alacsony?)

- Ellenőrizzük a kipufogó tömítettségét különösen az oxigénszonda környékén

- Ellenőrizzük a léginjektor rendszert (zárva kell lennie zárthurkú működés esetén)

Ha folyamatosan magas feszültséget mérünk, akkor:

- Ellenőrizzük az üzemanyag nyomását (túl magas?)

- Csöpögő injektor is tud dús keveréket okozni -> csere

- Ellenőrizzük a pillangószelep pozíció szenzort

 ________________________________________________ 

 

Az oxigénszonda hibái:

A leggyakoribb hiba a szonda ellassulása. Ekkor a jel késlekedik, vagy teljesen statikussá válik. A szondák szkópos jeleinél van is erről egy rajz. A központi motorvezérlő ezt a hibát érzékeli és a hibakód tárolóba elmenti.

Hibakódok, hibakód kiolvasás itt: http://bpeter01.fw.hu/ford.htm.

A motor járásának ebből fakadó hibái: gyenge teljesítmény, érdes alapjárat, magas fogyasztás, túlzott káros anyag kibocsátás, a gépjármű komputere keverékképzési hibakódot ad.

Az oxigénszondák élettartamát nagyjából 160000 km-ben adják meg a gyártók. A gyakorlatban ennél jóval többet kibírnak.

A szonda élettartamát jelentősen csökkenti, ha ólom tartalmú benzint használ valaki. Ekkor az ólom lerakódik a szondán és elzárja az oxigéntől. Élettartam csökkentő tényező még a rosszul beállított motorból kikerülő korom is. Ne tömítsük az oxigénszenzort szobahőmérsékleten vulkanizálódó szilikon gumival (sziloplaszt, gumám, stb.) !

 

 

Miért kell a kocsiba oxigénszonda?

A dolog a környezetvédelemmel kezdődik. Az autók az üzemanyag elégetése során háromféle környezetszennyező anyagot bocsátanak ki. A szénmonoxid az egy mérgező gáz. Az  elégetlen szénhidrogének a napfény hatására előidézik az alacsony légköri ózont, ami a szmog fő eleme. A nitrogénoxidok közreműködnek a savas eső kialakulásában és irritálják nyálkahártyát. Tehát mindent el kell kövessünk, hogy ezek az anyagok ne kerüljenek a levegőbe. Ezeket katalizátor beépítésével mérsékelhetjük. Ami elősegíti a szénmonoxid oxidációját széndioxiddá, a szénhidrogének oxidációját széndioxiddá és vízzé, valamint a nitrogénoxidok redukcióját nitrogénné és oxigénné.

A mai modern gépjárművek katalizátora ezt a műveletet egyetlen dobban megoldja. A probléma onnét indul, hogy a nitrogénoxidok redukciójához oxigén mentes kipufogógáz kell(ene). Az oxidációs katalízishez viszont oxigéndús kipufogógáz. Ami egyszerre nem valósítható meg. Erre is az oxigénszonda nyújt megoldást, együttműködésben a kipufogógáz visszakeringető rendszerrel (EGR). A kipufogógáz bizonyos mértékű visszajuttatása a szívó oldalra – érdekes módon – csökkenti a nitrogénoxidok kialakulását. Az oxigénszonda segítségével a kipufogógáz oxigéntartalma pontosan beállítható, így a modern katalizátor (három utas) elintézi a redukciót és az oxidációt is.

________________________________________________

 

Láthatod, hogy nem csak a pontos üzemanyag-levegő keverék beállítása miatt kell az oxigénszonda, de a katalizátor működéséhez is szükség van rá. Mivel szoros logikai kapcsolat van s két egység között, így célszerű, ha némi információval rendelkezel a katalizátorról is.

Egy 1996-os, 2,5 ,  V6-os, automata Mondeo esetén egy Ford katalizátor 185 ezerbe kerül ;-( , de hasonló árban van egy 98.05-hótól az 1,6, 1,8, 2,0. Például 1996-ig az első leömlőben van a katalizátor, ez egy 1,8-as TD esetén 127 ezerbe fáj ;-(  Ezek tükrében egy 27 - 40 ezer Ft-os nem gyári beépítése teljesen logikus gondolatnak számít.

Mi van a katalizátorban?

Ezen az ábrán látszik a katalizátor szerkezete és az 1 mm2 keresztmetszetű járatok. A képen hatszögletűt látunk, de négyszögletű is létezik. A kerámia test hordozza a katalitikus anyagot, ami a vegyi reakciókban közvetlenül nem vesz részt, de elősegíti, gyorsítja azokat. Egy átlagos katalizátor felülete roppant nagy, eléri egy focipálya területét. Fontos dolog, hogy a katalízis csak magas hőmérsékleten jön létre. Tehát a katalizátornak melegnek kell lennie. Mivel hatalmas felületen találkozik a kipufogógázzal, ezért viszonylag gyorsan felveszi a gáz hőmérsékletét. A gépkocsikon alkalmazott katalizátorok fajtája évjárattól, motor űrtartalomtól és a gépjármű súlyától függ.

Mitől függ a katalizátor élettartama?

Mivel a folyamatokat „csak” elősegíti, így elvileg soha nem romlik el. Valójában az élettartam nem örök. Óvni kell a túlhevüléstől (túl szegény keverék), óvni kell az ólomtartalmú benzintől. Túlhevüléskor a kerámia betét elolvad. Óvni kell a mechanikai behatásoktól. A burkolat megütésétől a kerámia elreped, a betét a dobban keresztbe fordul, eltömítve ezáltal a kipufogó rendszert.

A katalizátor hibáinak feltárása:

A leggyanúsabb, ha az emissziós értékek magasak és eközben egyre gyengülni érezzük a motort. Ha zörgést észlelünk a katalizátor dobjából, akkor biztosak lehetünk a cserében.

 

 

Kellemes otthoni hibakeresést!

AndrasM                                  

v050629                         szerkesztette:    ND