W tym artykule omówimy, jak zmienia się napięcie sondy, jak diagnozować sondę lambda, a wreszcie jakie możliwości daje symulacja jej sygnału. Wskażemy także dwa narzędzia, które ułatwią ten proces: oscyloskop oraz dedykowany tester.

Wyróżniamy sondy dwustanowe (wąskopasmowe) oraz sondy szerokopasmowe. Sondy wąskopasmowe można poznać po maksymalnie czterech przewodach wyjściowych. Stosuje się je w silnikach benzynowych, zwykle w dwóch lokalizacjach: w pobliżu silnika oraz za katalizatorem. Pierwsza jest używana do regulacji składu mieszanki, natomiast druga monitoruje działanie katalizatora. Element czujnika generuje napięcie (sondy cyrkonowe) lub zmienia rezystancję (sondy tytanowe) w zależności od ilości tlenu w spalinach. Ważnym elementem konstrukcji sond jest element grzewczy, który służy szybkiemu osiągnięciu temperatury roboczej.

Szerokopasmowe sondy lambda poznamy po 5 przewodach wyjściowych. Spotkamy je w nowoczesnych silnikach diesla oraz jednostkach benzynowych. Do ich diagnozy będziemy potrzebowali oscyloskopu. Jest to bardziej złożony temat, dlatego nie będziemy go rozwijać w tym artykule. Ogólnie zapamiętajmy, że sondy tego typu są w stanie mierzyć wartość lambda w szerokim zakresie.

Podstawową metodą diagnostyki sondy lambda jest pomiar sygnału, który generuje. W przypadku sond wykonanych z dwutlenku cyrkonu, zmienia się on w zakresie od około 0,1 V (mieszanka uboga) do 0,9 V (mieszanka bogata). Sonda reaguje mocno na niewielkie odchyłki od wartości odpowiadającej mieszance stechiometrycznej (λ = 1). W starszych konstrukcjach można spotkać sondy wykonane z dwutlenku tytanu. Są one zasilane napięciem 5V przez rezystor ze sterownika, dlatego na wyjściu obserwujemy zmianę sygnału od 0 do 5V.

Jeśli po sprawdzeniu testerem diagnostycznym odczytamy błąd dotyczący sondy lambda pamiętajmy, żeby dokładnie sprawdzić działanie sondy. W wielu przypadkach sterownik silnika nie będzie w stanie odróżnić usterki sondy od innej usterki skutkującej zbyt bogatą lub ubogą mieszanką, np. usterką przepływomierza MAF.

Podczas pomiaru oscyloskopem, prawidłowo działająca sonda lambda powinna generować sygnał, który oscyluje między skrajnymi wartościami napięcia, z częstotliwością około jednego – dwóch cykli na sekundę. Test wykonuje się na nagrzanym silniku, przy 2000 obr/min. Stały sygnał lub brak zmian napięcia mogą sugerować problemy z samą sondą, jej okablowaniem lub układem sterowania. Wymienione kryteria dotyczą pierwszej sondy. Sonda za katalizatorem może generować małe oscylacje lub prawie stałe napięcie i być sprawna. W tym przypadku szybsze zmiany sygnału świadczą o uszkodzeniu katalizatora.

W razie wątpliwości co sygnału, warto sprawdzić obwód podgrzewania. Jeśli zmierzymy rezystancję grzałki to powinna wynieść od ok. 3 do 15 Ω. Obwód grzania powinien być zasilony po uruchomieniu silnika (niektóre sterowniki mogą wyłączyć zasilanie grzałki po pewnym czasie lub je regulować).

Jeśli sonda została zdemontowana to zwróćmy uwagę na wszelkie uszkodzenia mechaniczne, a także wygląd podzespołu:

• Ciemny nalot może świadczyć o zbyt bogatej mieszance lub nadmiernym spalaniu oleju.
• Biały lub czerwony nalot powstaje na skutek złej jakości paliwa lub nieodpowiednich dodatków.
• Zielonkawy nalot może być związany z uszkodzeniem uszczelki pod głowicą i obecnością płynu chłodzącego.

Symulacja sondy lambda to kolejny ważny element diagnostyki, który pozwala na weryfikację, czy komputer pokładowy (ECU) reaguje prawidłowo na sygnały sondy.

Symulator sondy lambda (na przykład urządzenie TSL-3) może generować sygnały, które imitują sygnał odpowiadający mieszance bogatej lub ubogiej. Tester podłączamy równolegle do sygnału sondy, uzyskując również możliwość obserwacji sygnału za pomocą bargrafu. W przypadku podejrzenia uszkodzenia obwodu można odłączyć sygnał sondy na czas symulacji.

Jeśli zasymulujemy mieszankę bogatą to ECU powinien dążyć do jej zubożenia, zmniejszając dawkę paliwa. Możemy zaobserwować skrócenie impulsów wtrysku oraz spadek obrotów silnika. Jeśli dysponujemy analizatorem spalin to powinniśmy zaobserwować zmianę odpowiadającą mieszance ubogiej. Symulując z kolei mieszankę ubogą powinniśmy zaobserwować zwiększenie dawki paliwa wraz ze wszystkimi tego skutkami.

Sonda lambda to istotny element, który bezpośrednio wpływając na efektywność pracy silnika ma znaczący wpływ na spalanie, a także ilość emitowanych zanieczyszczeń. Umiejętność oceny działania sondy w oparciu o generowane sygnały nie jest trudna, a znacząco przyspiesza diagnozę. Narzędzia takie jak oscyloskop czy tester i symulator sygnału sondy są często niezbędne.

Chcesz być na bieżąco z naszymi informacjami?