opis działania sondy lambda i najczęstsze kolory przewodów.doc

ZASADY DZIAŁANIA I DOBÓR SOND LAMBDA

Sonda lambda zwana także czujnikiem tlenu mierzy zawartość tlenu w spalinach. Jeśli układ zasilania silnika i układy odpowiadające za emisje i odprowadzenie spalin są sprawne można przyjąć, że ilość tlenu wspalinach wynika ze składu mieszanki w cylindrze. W takim przypadku ECU sterujące układem wtryskowym używa sygnałów sondy lambda do korekcji składu mieszanki poprzez wydłużenie lub zmniejszenie czasu wtrysku. Najważniejszym zadaniem sondy lambda jest takie przygotowanie mieszanki aby powstające spaliny miały skład który zapewniłby optymalne działanie katalizatora. Sondy lambda używane przez producentów samochodów mogą mieć różną budowę i zasady działania. Jednak około 90% z nich to sondy cyrkonowe dwustanowe, których zasadę działania i doboru opisuje niniejsza informacja.

Zasada działania sondy

Dwustanowa cyrkonowa sonda lambda działa jak źródło prądu. Rozgrzanie ceramicznego elementu pomiarowego do 400 °C umożliwia przepływ jonów tlenu z powietrza do rury wydechowej. Ilość jonów która przepłynie do rury wydechowej zależy od różnicy stężeń jonów tlenu w powietrzu i rurze wydechowej. Jeśli spalana mieszanka jest bogata to w spalinach jest mało jonów tlenu, występuje duża różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest duży w wyniku czego otrzymujemy wysokie napięcie zbliżone do 0,9V. Jeśli spalana mieszanka jest uboga to w spalinach jest dużo jonów tlenu, występuje mała różnica stężeń i przepływ jonów do rury wydechowej jest mały w wyniku czego otrzymujemy niskie napięcie zbliżone do 0,1V.



Starsze sondy lambda były sondami, które temperaturę pracy uzyskiwały wwyniku rozgrzania się od przepływających spalin. Chcąc skrócić czas podgrzewania producenci wyposażyli sondy w grzałki. W starszych samochodach grzałki na ogół są o mniejszej mocy. Aby nie obciążać układu elektrycznego pojazdu element grzejny sondy lambda zwiększa swoją oporność wraz ze wzrostem temperatury.
W trakcie eksploatacji sond lambda zauważono że masa sondy lambda wkręconej w zardzewiałą rurę wydechową różni się od masy pojazdu. Dodatkowo zwarcie do masy przewodu sygnałowego interpretowane było jako sygnał o ubogiej mieszance.
Zmusiło to producentów do oddzielenia przewodu „masowego” sondy od masy obudowy.

Zasada działania układu zasilania z sondą lambda cyrkonową dwustanową





ECU silnika wykorzystuje informacje zsondy lambda. W momencie uznania sygnału sondy lambda za wiarygodny ECU cały czas próbuje zwiększyć czas wtrysku gdy informacja z sondy wskazuje na ubogą mieszankę lub zmniejszyć czas wtrysku gdy informacja wskazuje na bogatą mieszankę. Ta zasada działania powoduje, że sygnał sondy lambda przy prawidłowo działających wszystkich układach cały czas się zmienia.  Zmiany napięcia sygnału sondy lambda w czasie przypominają sinusoidę.

Diagnozowanie usterek sond cyrkonowych

Zwiększone zużycie paliwa, nieprawidłowe przyspieszanie pojazdu, brak zmian sygnału sondy lambda przy sprawnych innych układach jak również kod błędu otrzymany w wyniku diagnozowania układu zasilania informujący oniesprawności sondy lambda powinny być bodźcem do dokładnego sprawdzenia działania sondy lambda. Aby potwierdzić diagnozę warto wykorzystać tester symulator sondy lambda Magneti Marelli nr. ref. 007935908000
Częstotliwość tych zmian może być podstawową do oceny sprawności sondy icałego układu. Generalnie im większa częstotliwość tym lepiej. Wyjątkiem od tej zasady są sondy lambda montowane w układach OBD/EOBD za katalizatorem. Sygnał tych sond na ogół jest stały i wykorzystywany do diagnozowania katalizatora.

Zasady wymiany sondy lambda

W czasie naprawy polegającej na wymianie sondy lambda najlepiej stosować jako część zamienną sondę przeznaczoną do danego samochodu. Sonda taka dysponuje odpowiednimi parametrami, a odpowiednia wtyczka zapewnia prawidłowe podłączenie elektryczne sondy. W przypadku braku możliwości zastosowania sondy dedykowanej do danego samochodu istnieje możliwość doboru sondy uniwersalnej według katalogu. Jeśli pojazd nie znajduje się w katalogu sond lambda istnieje możliwość samodzielnego doboru sondy uniwersalnej. W takiej sytuacji producent sondy nie ponosi odpowiedzialności za jej prawidłowy dobór i działanie.

Zasady samodzielnego doboru sondy lambda

Policzyć ilość kabli wychodzących ze starej sondy lambda, zidentyfikować na podstawie tabeli 1 i  2  i kolorów kabli rodzaj sondy i przeznaczenie kabli wychodzących. Sprawdzić omomierzem rodzaj zastosowanej grzałki oraz czy potencjał dolny sygnału jest wolny czy jest to masa sondy.

Tabela 1


Instrukcja montażu "sondy lambda" uniwersalnej

1. W czasie wymiany sondy przestrzegać ogólnych zasad bezpieczeństwa związanych z naprawami pojazdów.
2. Element pomiarowy sondy lambda jest wykonany z ceramiki i aby uniknąć uszkodzenia nie należy sondy uderzać.
3. Zdjąć kapturek ochronny z sondy przed montażem. (gwint sondy posmarowany jest  specjalnym smarem ochronnym zapobiegającym zapiekaniu)
4. Ostrożnie odłączyć wtyczkę starej sondy od instalacji. Wtyczka i wiązka z niej wychodząca będą użyte ponownie.
5. Zwrócić uwagę na długość wiązki starej sondy i długość kabli wychodzących z nowej sondy uniwersalnej. Obciąć wiązkę przy starej sondzie tak, aby po połączeniu z sondą uniwersalną całkowita długość wiązki pozostała niezmieniona. Wykręcić starą sondę lambda.
6. Odizolować kable starej wiązki na długości około 6 mm.
7. Zidentyfikować przeznaczenie poszczególnych kabli w starej wiązce. Uwaga: Producenci samochodów mogą używać różnych kodów kolorystycznych do oznakowania kabli w wiązce. W celu ułatwienia identyfikacji w tabelkach 1 i_2 przedstawiono przykładowe kody kolorystyczne wybranych producentów. W przypadku wątpliwości należy skorzystać z dokumentacji technicznej producenta pojazdu. Złe podłączenie kabli grozi uszkodzeniem ECU!
8. Upewnić się, że na kablach sondy uniwersalnej znajdują się koszulki termokurczliwe. Wsunąć odizolowane końcówki kabli w odpowiednie metalowe tulejki znajdujące się na końcach kabli sondy uniwersalnej. Zacisnąć je pewnie w tulejkach przy pomocy odpowiednich cęgów elektrotechnicznych.
9. Nasunąć koszulki termokurczliwe na połączenia i obkurczyć je przy pomocy ciepłego powietrza, aby uszczelnić izaizolować połączenia.
10. Zamontować sondę lambda w pojeździe. Moment dokręcania 47Nm (4,84 Kgm).
11. Podłączyć wtyczkę do instalacji samochodu

Słowniczek

Adaptacja składu mieszanki (Trym paliwa) - dostosowanie przez ECU czasu wtrysku do „starzejącego” się silnika i jego osprzętu. Czasami podawana jest oddzielnie wartość adaptacji addytywnej (sumującej) i multiplikatywnej (iloczynowej). Wartość adaptacji najczęściej podawana jest wprocentach albo w wartościach liczbowych  (od 0 - do 256; 128 - wartość idealna)

B - skrót od bank
Bank -  ta część silnika lub osprzętu silnika związana z danym blokiem cylindrów.

Bank 1 - ten blok cylindrów gdzie znajduje się cylinder 1 lub osprzętu silnika połączonego z tym blokiem.
 
Bank 2 - znajduje się naprzeciwko

H - skrót od grzana (z ang. heated)

O lub O2 - skrót od tlenu (z ang. oxygen)

Palcowe - inaczej kubełkowe, garnkowe, określenie kształtu ceramicznego elementu pomiarowego znajdującego się wewnątrz sondy. Najnowsze sondy firmy Bosch mają element pomiarowy w kształcie płytki. Sondy te zwane są planarnymi.
S - skrót od czujnik (z ang. sensor)
S1 - czujnik pierwszy - znajdujący się najbliżej zaworów wydechowych



Sondy lambda szerokopasmowe

Umożliwiają dokładny pomiar  tlenu w spalinach, najczęściej w zakresie od Lambda 0,7 do 4. Wewnątrz sondy znajduje się „pompa” która stara się dostosować stężenie jonów tlenu wewnątrz sondy. Dopompowuje lub odpompowuje jony z wnętrza sondy.  To działanie jest nadzorowane przez sterownik i prosty pomiar napięcia sygnału sondy nie daje diagnoście żadnych informacji a jednocześnie może doprowadzić do uszkodzenia sondy bądź sterownika. Odczyt składu mieszanki i działania sondy lambda możliwy jest jedynie przy pomocy testera diagnostycznego podłączonego do ECU poprzez gniazdo diagnostyczne pojazdu.

 

SONDY LAMBDA- DOBÓR

Typ sondy

Rysunek

Oznaczenie wyprowadzeń w kolejności, sygnał

Rysunek(wg. NTK)

Cyrkonowa 1-przewodowa kolory standard Bosch

Czarny- sygnał 0,1-0,9V

Cyrkonowa 2-przewodowa kolory standard Bosch

Czarny- sygnał 0,1-0,9V
Biały (Szary)- masa

Cyrkonowa 3-przewodowa kolory standard Bosch

Czarny- sygnał 0,1-0,9V
Biały- grzałka
Biały- grzałka

Cyrkonowa 4-przewodowa kolory standard Bosch

Czarny- sygnał 0,1-0,9V
Szary- masa
Biały- grzałka
Biały- grzałka

Cyrkonowa 4-przewodowa kolory standard Toyota

Niebieski- sygnał 0,1-0,9V
Biały- masa
Czarny- grzałka
Czarny- grzałka

Cyrkonowa 4-przewodowa kolory standard Honda

Biały- sygnał 0,1-0,9V
Zielony- masa
Czarny- grzałka
Czarny- grzałka

Cyrkonowa 4-przewodowa kolory standard Delco

Fiolet- sygnał 0,1-0,9V
Beżowy- masa
Brąz- grzałka
Brąz- grzałka

Tytanowa 3-przewodowa -12mm

Czarny- sygnał wyjście (0-1V;0-5V)
Czerwony- (+) grzałka; sygnał wejście
Biały- (-) grzałka

Tytanowa 3-przewodowa -18mm

Czarny- sygnał wyjście (0-1V;0-5V)
Czerwony- (+) grzałka; sygnał wejście
Biały- (-) grzałka

Tytanowa 4-przewodowa -18mm

Czarny- sygnał wyjście (0-5V)
Czerwony- (+) grzałka
Biały- (-) grzałka
Żółty- sygnał wejście

Cyrkonowo-irydowa 6-przewodowa

Żółty- (-) grzałka
Niebieski- (+) grzałka
Biały- sygnał prądowy
?- oporność kompensacji
Szary- Napięcie celi Vs
Czarny- napięcie odniesienia

Sondy Lambda - w nawiasach cechy gwarantujące w miarę poprawny dobór (w przypadku braku właściwego wg. producenta zamiennika) :
1-przewodowe cyrkonowe (mocowane: kołnierz, rozstaw otworów w kołnierzu, gwint, wielkość główki sondy (Bosch, NTK vs. Delco))
2-przewodowe cyrkonowe (mocowane: kołnierz, rozstaw otworów w kołnierzu, gwint (uwaga wielkość główki Bosch, NTK vs. Delco), oporowe?.
3-przewodowe cyrkonowe(mocowane: kołnierz, rozstaw otworów w kołnierzu, gwint (uwaga wielkość główki Bosch, NTK vs. Delco), tytanowe (gwint 12 lub 18))
4-przewodowe cyrkonowe (mocowane: kołnierz, rozstaw otworów w kołnierzu, gwint (uwaga wielkość główki Bosch, NTK vs. Delco, umocowanie masy, zakres pracy- normalna,OBD (napięcie odniesienia 0,7-4,5V), oporność grzałki, uboga mieszanka (4typy- np. Denso- Toyota CarinaE), tytanowe (napięcie pracy1V,5V))
5-przewodowe- brak informacji
6-przewodowe- brak informacji