Лямбда-зонд – это датчик выпускного коллектора, который сравнивает воздух в выпускном коллекторе с окружающим двигателем воздухом, генерируя электрический сигнал на блок управления двигателя с помощью химической реакции. Лямбда-зонд иногда называют кислородным датчиком, поскольку его основная задача состоит в определении количества остаточного кислорода в выхлопных газах.
После того, как блок управления получает сигнал от лямбда-датчика, он регулирует соотношение топлива и воздуха в цилиндрах двигателя с помощью дросселя и форсунок. Исходное значение сигнала, посылаемого лямбда-датчиком на блок управления двигателем, изменяется в зависимости от содержания кислорода в выхлопной трубе.
Таким образом, используя лямбда-датчик, блок управления двигателем может обеспечить наилучшее соотношение компонентов, благодаря чему двигатель работает экономно и производит меньше вредных веществ. Когда лямбда-датчик холоден, он действует только как электрическое сопротивление. Когда температура поднимается, она начинает генерировать напряжение.
Принцип измерения остаточного кислорода в выхлопных газах (задача с лямбда-зондом) известен с конца 1960-х годов. Bosch был вовлечен в разработку многофункционального лямбда-датчика. Вот почему датчик кислорода вначале назывался датчиком Bosch. Одним из первых пользователей был автомобиль Volvo. Первые лямбда-зонды 1970-х годов называются простыми. Чтобы обеспечить надежный сигнал, они должны быть сначала нагреты до рабочей температуры, а именно отходящих газов. Однако это может занять несколько минут.
С 1980-х годов производители автомобилей начали использовать лямбда-зонды с подогревом. В отличие от простых лямбда-датчиков, не было необходимости ждать, пока выхлопные газы нагревают их из-за дополнительного отопительного контура. Просто активный нагрев значительно улучшил эффект зонда. Требовалось около 30 секунд, чтобы начать работать с момента запуска двигателя. Последние лямбда-зонды – это так называемые плоские зонды. Им нужно всего около 10 секунд, чтобы полностью активировать функцию. В будущем ожидается дальнейшее сокращение этого времени.
Современные автомобили содержат два лямбда-датчика в выхлопной трубе вместо одного. Первый лямбда-зонд расположен перед каталитическим нейтрализатором и выполняет свою классическую функцию. Второй лямбда-зонд расположен за катализатором и предназначен для проверки эффективности катализатора.
Существует три типа лямбда-зондов – диоксид циркония и диоксид титана, где сигнал переключается только между двумя предельными значениями. Третий тип – это широкополосные датчики, которые могут считывать значения равномерно по всему спектру.
Циркониевый лямбда-датчик генерирует напряжение, зависимое от разности содержания кислорода в дымовых газах и содержания кислорода в окружающей среде. Чем больше эта разница, тем больше напряжение. Для зондов диоксида циркония наибольшее значение напряжения составляет приблизительно один вольт. Титановые датчики генерируют напряжение до пяти вольт. Титановые лямбда-зонды работают, например, как датчик температуры в радиаторе. В зависимости от состава выхлопа электрическое сопротивление зонда варьируется. Изменение электрического сопротивления непрерывно.
Неисправность лямбда-зонда может быть причиной многих проблем, связанных с высоким расходом топлива или работой двигателя.
Отказ от лямбда-датчика может вызвать несколько различных проблем. Изношенный лямбда-зонд относительно легко обнаружить, основываясь на запахе бензина, который выделяется в транспортном средстве, даже когда двигатель прогрет до рабочей температуры. Этот запах означает, что смесь интенсивнее, чем должно быть. Говоря о запахе бензина из выхлопа, мы можем судить о другом признаке износа этого оборудования. Этот признак – увеличение расхода топлива.
Если в выпускном коллекторе есть два лямбда-зонда и проблема заключается только в диагностическом лямбда-зонде и, следовательно, в находящемся датчике ниже по потоку от катализатора и проверяет только эффективность катализатора, между двумя лямбда-зондами будет несоответствие. Это приведет к тому, что контрольная лампа двигателя вспыхнет на приборной панели, но работа двигателя, мощность или расход топлива не изменятся.
Лямбда датчик в выхлопной трубе подвергается очень нежелательным действиям, таким как высокая температура и агрессивное химическое действие выхлопных газов. Поэтому естественно, что лямбда-датчик изнашивается через определенный промежуток времени. Лямбда-зонд должен проверяться каждые 30 тысяч километров.
