Funkce Lambda Sondy v Benzínových Motorech

Současné, stále se zpřísňující, emisní normy kladou čím dál větší nároky na množství škodlivin a pevných částic obsažených ve výfukových plynech vznětových i zážehových motorů. Lambda sonda je důležitou součástí automobilů, který pomáhá optimalizovat spalování paliva a snižovat škodlivé emise ve výfukových plynech.

Co je to Lambda Sonda?

Lambda sonda je čidlo, ale také elektronický senzor umístěný ve výfukovém potrubí automobilu. Lambda sonda sleduje a kontroluje přítomnost kyslíku ve výfukových plynech a na základě této chemické reakce vytváří elektrický signál. Tento signál je řídící jednotce motoru odeslán, a následně dochází pomocí škrtící klapky a vstřikovačů k úpravě poměru paliva a vzduchu v pracovním prostoru. Lambda sonda umožňuje řídící jednotce motoru vytvářet, co možná nejlepší směs paliva a vzduchu tak, aby motor pracoval co nejefektivněji a s minimálními emisemi škodlivých látek. Tato sonda, připomínající svíčku, je vyrobena z kvalitních materiálů jako platina a keramika, což ji činí odolnou a spolehlivou.

Kde je Umístěna Lambda Sonda?

Lambda sonda je umístěna ve výfukovém systému vozidla, kde jedna strana přichází tzv. do styku s výfukovými plyny, zatímco druhá strana je v kontaktu s okolním vzduchem. U novějších vozidel může být umístěna lambda sonda jak před, tak i za katalyzátorem.

Funkce Lambda Sondy

Kyslíková sonda nepřetržitě snímá množství kyslíku obsaženého ve výfukových plynech a získaná data vysílá řídící jednotce. Na základě zjištěných dat řídící jednotka automaticky upravuje bohatost palivové směsi. Díky lambda sondě lze docílit optimálního poměru paliva a vzduchu v různých jízdních fázích automobilu. Moderní spalovací motory jsou konstruovány s co největším důrazem na efektivitu spalování a to jak z důvodu emisních norem, tak i spotřeby paliva. Data o množství kyslíku ve spalinách, která lambda sonda sbírá, slouží řídící jednotce motoru k dosažení co nejlepšího poměru vzduchu a paliva (bohatost směsi).

Obvyklý směšovací poměr je λ=1, který udává, že pro spálení 1 kg paliva (benzínu, nafty) je zapotřebí 14,8 kg vzduchu. V ideálním případě je takový poměr 14,8:1 (vzduch : benzín). Pokud je směs příliš chudá (málo benzínu), nebo příliš bohatá (moc benzínu), nefunguje spalování optimálně. Někdy je třeba směs trochu obohatit, třeba u studeného motoru, jindy se hodí směs malinko chudší. V průběhu jízdy se tedy míra bohatosti směsi mění, cílem je ale co nejnižší spotřeba a co nejnižší emise motoru.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Lambda (λ) je veličina odpovídající směšovacímu poměru. V obvyklých podmínkách je λ = 1. V takovém případě je na spálení 1 kg paliva je zapotřebí 14,8 kg vzduchu.

• Bohatá směs (λ < 1): Menší poměr vzduchu ve směsi.
• Chudá směs (λ > 1): Větší poměr vzduchu ve směsi.

Má-li soustava zabezpečit tvorbu směsi s přepokládaným složením, je žádoucí, aby řídící jednotka dostávala informaci o výsledku regulace a případně prováděla potřebnou korekci množství vstřikovaného paliva. Tuto informaci lze získat pouze z výfukových plynů, podle množství zbytkového kyslíku.

Typy Lambda Sond

Rozlišují se tři typy lambda sond - s oxidem zirkoničitým a s oxidem titaničitým, u kterých se signál přepíná pouze mezi dvěma limitními hodnotami. Dále rozlišujeme jednoduché, vyhřívané a planární lambda sondy.

1. Jednoduchá lambda sonda: je starší typ, který pro správné snímání dat vyžaduje zahřátí na provozní teplotu pomocí výfukových plynů. Tato doba trvala až několik minut.
2. Vyhřívaná lambda sonda: je typ lambda sondy, který je vybaven elektrickým výhřevem, což umožňuje dosažení provozní teploty do 30 vteřin po nastartování. Od 80. let se vyrábí vyhřívané lambda sondy, které jsou vybaveny elektrickým vyhříváním. Díky tomu se zahřátí na provozní teplotu zkrátilo na pouhých 30 vteřin.
3. Planární lambda sonda: je nejmodernější typ, který je schopný dosáhnout provozní teploty do 10 vteřin. Poté přišly sondy planární, které se zvládnout ohřát za zhruba 12 sekund. S dalším tlakem na snižování emisí se i tento čas postupně zkracuje.

Moderní typy automobilů používají v součinnosti dvě sondy, jednu regulační, která je umístěna před katalyzátorem a druhou diagnostickou, která se instaluje za katalyzátor. Většina moderních automobilů má lambda sondy hned dvě. První (regulační) se nachází na výfuku před katalyzátorem a slouží pro okamžitou regulaci palivové směsi.

Rozlišujeme sondu lambda podle „operační rychlosti“. První lambda sondy ze 70. let se označují jako jednoduché. K tomu, aby mohly poskytovat spolehlivý signál, musejí být nejprve zahřáté na provozní teplotu, a sice výfukovými plyny. To však mohlo trvat i několik minut. Od 80. let proto začaly výrobci aut používat vyhřívané lambda sondy. Na rozdíl od jednoduchých lambda sond se nemuselo čekat, až je výfukové plyny ohřejí, neboť k tomu sloužil dodatečný vyhřívací elektrický obvod. Právě aktivní vyhřívání výrazně zlepšilo účinek sondy. K tomu, aby začala pracovat, stačilo od nastartování motoru nově zhruba 30 sekund. Nejnovější lambda sondy jsou takzvané planární sondy. Těm stačí doba pouhých asi 10 sekund k plnému náběhu funkce. Do budoucna se počítá s dalším zkrácením této doby.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Sonda jako taková pracuje v řekněme dosti nehostinném prostředí. Hlavním problémem je teplota a její změny, dále samozřejmě výfukové plyny a také vlhkost.

Kontrolka Lambda Sondy

Kontrolka lambda sondy je důležitým prvkem, který sleduje stav emisního systému ve vozidle. Kontrolka lambda sondy na palubní desce vozidla je obvykle zobrazena pomocí symbolu. Může to být ikona připomínající lambda (Λ) nebo jiný specifický symbol spojený s emisemi. V některých vozidlech je tato kontrolka označována jako „O2 sensor“ nebo „Check Engine.“

Proč Kontrolka Svítí?

Rozsvícená kontrolka signalizuje, že řídící jednotka motoru zaznamenala problém nebo poruchu v emisním systému, který může být spojen s lambda sondou. Když kontrolka lambda sondy svítí, znamená to, že je třeba provést diagnostiku emisního systému. Kontrolka lambda sondy může signalizovat problémy s katalyzátorem, směsi paliva a vzduchu, nebo samotná lambda sonda může být vadná. Když je kontrolka lambda sondy aktivní, může to znamenat, že motor není správně optimalizován pro minimální emise a maximální výkon. Zejména u aut, jejichž benzinové motory splňují normu Euro 3 a vyšší se občas stává, že jim svítí kontrolka elektroniky (emisního systému), ale motor vozu jde normálně. Mnozí s takovou závadou i běžně jezdí. Příčinou je chybná funkce druhé lambda sondy (diagnostické, kontrolní), tedy té za katalyzátorem, respektive nesoulad mezi oběma sondami. Problém je, že s takovým autem dnes neprojedete na STK.

Může indikovat poruchu sondy, problémy s katalyzátorem nebo jiné emisní problémy.

Příznaky Poruchy Lambda Sondy

Špatně fungující nebo přímo nefunkční sonda se projevuje nekultivovaným projevem motoru. V případě selhání lambda sondy se někdy může rozsvítit kontrolka motoru (ne nutně), řidič to ale často pozná i sám. V první řadě mohou být problematické starty, po nichž chod motoru kolísá. Za studena motor cuká a může špatně startovat. Podstatným projevem je snížení výkonu a zvýšení spotřeby, která může být až o 15 % vyšší. Poruchu lambda sondy většinou zjistíte tak, že kontrolka lambda sonda svítí na palubní desce. Součástí toho můžete v autě cítit výrazný zápach paliva unikající z vozidla.Druhou možností může být to, že nebude možné nastartovat vozidlo, protože vadná lambda sonda nemusí správně regulovat poměr mezi vzduchem a benzínem, což může způsobit, že řídící jednotka neposkytne dostatek paliva pro spuštění motoru a v tomto důsledku se může objevit nouzový režim. Pozorný řidič už z tohoto může poznat, že něco není v pořádku. V případě, že existuje podezření na špatnou funkci lambda sondy, zkuste si "přivonět" k výfukovým plynům. Pokud cítíte nezvykle výrazný zápach benzínu, je to tím, že směs je příliš bohatá, palivo se nedokonale spaluje (nespálí se všechno) a část ho uniká společně s výfukovými plyny. Což je zapříčiněno na 99 % špatnou funkcí lambda sondy.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

V případě, že je lambda sonda už v posledním tažení, nebo již zcela nefunkční, motor sice možná s obtížemi natočíte, avšak následně bude jeho chod nekultivovaný a doprovázený škubáním. Při jízdě pak může docházet ke kolísání výkonu motoru, kdy auto chvíli jede normálně, po nějaké době ale jet přestane a takto se to může opakovat. V extrému dojde k navození nouzového režimu motoru s konstantním směšovacím poměrem lambda, který doprovází svítící kontrolka emisního systému, případně elektroniky motoru.

Diagnostika a Kontrola Funkčnosti

Funkčnost lambda sondy prověříte přeměřením napětí, které můžete provést na vyjmuté i instalované sondě. Jestliže je sonda nainstalována, nastartujte automobil a změřte napětí na kladném a záporném vodiči sondy, které by se mělo pohybovat v rozmezí od 0,2 - 0,8 V. Kolísání napětí reaguje na množství vzduchu ve spalinách. Zirkionové sondy dosahují maximální napětí 1 V, zatímco titaniové sondy mohou dosahovat napětí až 5 V. Tento rozdíl je dán technologií měření, kdy titaniové sondy provádí měření na založeném na obsahu kyslíku ve spalinách spíše na bázi měření teploty. Pokud máte sondu z automobilu vymontovanou, lze jednoduše provést simulaci spalování a kontrolu správné funkčnosti. K simulaci provozu pak stačí malý zdroj ohně, například ze zapalovače, které přiložte k čidlu sondy.

V autoservisech se ke kontrole stavu lambda sond využívají různé metody. Mezi nejznámější a nejběžnější techniky patří vizuální kontrola a kontrola mechanického poškození. Automechanik provádí důkladnou kontrolu všech kontaktů a zapojení, aby zajistil správnou funkci. I když tyto postupy poskytují užitečné informace, jinou nejefektivnější metodou diagnostiky lambda sond je použití specializovaného diagnostického zařízení.

Životnost a Výměna Lambda Sondy

Jelikož je lambda sonda vystavena extrémním teplotám, působením vibrací a agresivním látkám jsou kladeny vysoké nároky na její konstrukční kvalitu. Životnost lambda sond je velmi proměnlivá a odvíjí se od mnoha faktorů - jízdním stylu, kvalitě paliva, klimatickým podmínkám apod. V případě jednoduchých lambda sond bez výhřevu se obvykle doporučuje provést výměna po překročení zhruba 50 až 80 000 km. Pro vyhřívané lambda sondy je běžné, že vydrží dvojnásobný nájezd, tedy kolem 100 až 160 000 km. Po tomto nájezdu je vhodné preventivně sondu vyměnit, a to i když nepozorujete žádné vady. Výměnu nepodceňujte také při výše zmíněných nestandardních jízdních projevech.

Obecně nevyhřívané sondy lambda mají životnost tak 50.000 až 80.000 km, vyhřívané tak 160.000 km.

Preventivní kontrola sondy se doporučuje provádět při najetí 30 000 km.

Mechanické Poškození a Jeho Příčiny

Mechanické poškození lambda sondy snadno poznáte vizuální prohlídkou. Mezi možné příčiny patří:

• Zkorodování kontaktů nastává dlouhodobému vystavení zvýšení vlhkosti.
• Zlomený nebo utržený kabel je následkem velkého napětí v tahu, které bývá způsobeno krátkým vodičem.
• Uvolněné těsnění je také následkem výše zmíněného velkého tahového napětí.
• Ulomení lambda sondy: K této závadě dochází zpravidla při chybné montáži do výfukového potrubí. Nutno dodat, že demontáž sondy z něj není úplně jednoduchá, neboť její závit bývá do závitu ve výfuku doslova zarostlý.
• Poškození konektoru nebo vodičů vysokou teplotou: Stává se to, pokud přijdou do styku s horkým výfukovým potrubím.

Vliv na Spotřebu Paliva a Emise

Lambda sonda je součástí výfukové soustavy a má významný vliv nejen na emise škodlivin, ale také na spotřebu paliva. Nefunkční sonda může prudce zvýšit nejen úroveň škodlivých emisí, ale též spotřebu paliva až o 30%. Špatně fungující lambda sonda kromě výše zmíněných neřestí může při dlouhodobějším provozu způsobit mimo jiné také poškození drahého katalyzátoru, a sice vinou zvýšené teploty výfukových plynů z důvodu spalování příliš bohaté směsi i v režimu částečného zatížení, kdy by směs být bohatá neměla. Opotřebená lambda sonda může zvyšovat spotřebu paliva až o 15 procent. Současně také klesá výkon motoru.

Pravidelná kontrola lambda sondy má ekonomický a ekologický smysl.

tags: #emise #benzin #lambda #sonda #funkce

Oblíbené příspěvky:

• Svoz tříděného odpadu Zdice
• Ekologie na UK
• Neobjevené krásy Prahy
• O zachyceném odpadu
• Škodlivé látky v kouři