Měření Emisí Lambda: Průvodce pro Motoristy

Každý, kdo se trochu zajímá o auta, už někdy slyšel o Lambda sondě, která ve výfukovém potrubí automobilu měří výfukové plyny a dává signál pro řízení spalování motoru.

Co je to Lambda Sonda a k čemu slouží?

Lambda sonda, lambda snímač či kyslíkový snímač je jedna a ta samá věc. Jedná se o důležitou součástku automobilu a nachází se ve výfukovém systému, jehož je nedílnou součástí. Lambda sonda funguje jako takový sběrač informací ohledně množství kyslíku ve spalinách. Díky lambda sondě dokáže motor pracovat za těch nejlepších podmínek, co možná nejefektivněji. Cílem je dosáhnout ideálního poměru mezi vzduchem a palivem.

V dnešní době se spalovací motory vyrábějí tak, aby byly co nejefektivnější v plnění emisních norem a úsporné při spalování paliva.

Funkce Lambda Sondy

Lambda sonda slouží k tomu, aby ve válci bylo co nejvíce dosaženo optimální směsi. Pro spalování se považuje tzv. stechiometrický poměr. λ = 1, na 1 kg paliva (benzínu). Lambda sonda má vliv na funkci ochrany katalyzátoru, emisí výfukových spalin a kvality spalování i spotřeby motoru. Lambda sonda upraví množství paliva odesílaného do válců motoru optimalizací směsi vzduchu a paliva, díky čemuž bude motor správně fungovat. To také ovlivní míru škodlivých plynů tím, že se zkontroluje, zda katalyzátor pracuje správně. Lambda sonda tak zaručuje, že vaše auto splňuje evropské předpisy o znečištění a emisích CO2.

Spalovací motory produkují složky a plyny více či méně toxické pro životní prostředí (emise). Cílem je, aby množství všech škodlivých látek bylo co nejvíce redukováno. V Ottově spalovacím motoru se jedná o okruh se snímačem, který měří koncentraci zbytkového kyslíku ve výfukových plynech. K tomuto účelu se nejčastěji používá tzv. Lambda sonda.

Čtěte také: Jak správně ohlásit emise kotle?

Stechiometrický Poměr

Stechiometrický poměr (ideální poměr vzduchu a paliva) => λ = M / Mt, kde Mt je teoretické množství vzduchu potřebné ke spálení 1 kg paliva a M je skutečné množství vzduchu použitého ke spálení 1 kg paliva. Pokud je směs bohatá (rich mixture = λ > 1), palivo (uhlovodíky) se spálí pouze částečně a oxidu uhelnatého CO ve výfukových plynech odpovídajícím způsobem stoupne. Naopak, při chudé směsi ve výfukových plynech zůstane kyslík.

Vliv Součinitele λ na Emise

Emise CO, HC a NOx s rostoucí hodnotou součinitele λ klesají. Oblast hodnot λ od 1 do cca 0,88 odpovídá bohaté směsi. Příprava směsi těchto parametrů byla typická pro motory starší generace. Motory s řízeným složením směsi pracují s hodnotami λ = 0,98 až 1,02 a v rozsahu λ až 1,15. Uvedený rozsah hodnot je dán tzv. hranicemi chodu.

Pro bohatou směs leží tato hranice kolem hodnoty 0,7 a pro chudou směs kolem hodnoty 1,3. Za těmito hranicemi je směs paliva se vzduchem tak bohatá, resp.

Princip Funkce Lambda Sondy

Lambda sonda je založena na principu elektrochemického článku. Generuje el. napětí úměrné právě rozdílu koncentrace kyslíku ve výfukových plynech a okolní atmosférickým vzduchem. Měří koncentraci zbytkového kyslíku ve výfukových plynech a dává signál. Po zahřátí na provozní teplotu je elektricky vodivým.

Pevný elektrolyt Lambda senzoru je ve formě keramického materiálu v tubě. Keramický materiál je při vysoké teplotě propustný pro ionty kyslíku. Pokud jsou od sebe odděleny sebe dvě plynné směsi s rozdílnou koncentrací kyslíku např. výfukové plyny a atmosférický vzduch, dochází k difuzi iontů uvnitř keramického materiálu a tím i ke vzniku el. napětí.

Čtěte také: Postupy měření emisí 2T

Elektrody jsou zhotoveny z porézní platiny, a to i pro kontaktní účely. Vnější elektroda má ochrannou vrstvu, která ochraňuje senzor od usazenin ve výfukových plynech. Ty způsobují erozi katalycké platinové vrstvy. Moderní lambda sondy dosahují téměř skokovou napětí okolo hodnoty λ = 1,1.

Konstrukční Provedení Lambda Sond

Lambda sonda musí být horké. Proto mají přídavný, externě napájený 16 W topný element. U jednovodičového provedení je negativním signálním vedením samotné pouzdro sondy. Proto musí být dokonalý kovový kontakt mezi sondou a výfukovým potrubím. Dvouvodičová lambda sonda má jeden vodič k přenosu signálu a ukostření (negativ) je vyvedené přes pouzdro lambda sondy. Provedení se čtyřmi elektrickými vývody má ukostření vyvedené přes řídící jednotku.

Umístění Lambda Sondy

Lambda sonda umístěná blízko motoru, která je k němu připojená přes pružiny co nejblíže k motoru. Lambda sonda umístěná daleko od motoru, za sběrným potrubím na spodku karosérie, musí být vyhřívaná. Takovéto sondy jsou v tří- nebo čtyřvodičovém provedení. Vyhřívání zabraňuje ochlazování sondy okolo proudícím vzduchem. Nemá v žádném případě odstraňovat a jeho absence může vyvolávat i projevy poruch. Elektrický obvod vyhřívání se aktivuje na základě teploty.

Důležité je, že se vodiče lambda sondy nemůžou letovat, musí se používat spojku nebo konektor. Je to kvůli podmínkám, jakým jsou vystavené vodiče lambda sondy.

Typy Lambda Sond

Na trhu jsou tři druhy lambda sond. Ten nejstarší a nejběžnější je lambda sonda s oxidem zirkoničitým. Tento typ existuje v různých konfiguracích (jeden, dva, tři nebo čtyři kabely) v závislosti na tom, zda je sonda předehřívaná či nikoli. Druhý typ je lambda sonda s oxidem titaničitým, rovněž se čtyřmi dostupnými typy (viz obrázek), tento typ lze snadno identifikovat, protože průměr závitu je menší než u typu s oxidem zirkoničitým (vizuální vodítko: tyto sondy mají žluté a červené kabely). A konečně třetí typ je tzv. širokopásmová lambda sonda, také známá jako „sonda s 5 kabely“, je nejnovější a nejpřesnější.

Čtěte také: LPG emise Zlín a Fryšták

Rozlišujeme lidově řečeno jednoduché lambda sondy, které najdeme ve starších vozech, ale také moderní rychlé sondy, které jsou elektricky vyhřívané a začínají snímat mnohem rychleji. Druh snímače se dá dělit také podle umístění.

Odporová Lambda Sonda

Od klasické se odlišuje principem měření, jde o odporovou sondu, resp. necítí napětí, ale odpor. Při nízkém obsahu kyslíku v spalinách její odpor klesá. Odporová lambda sonda pracuje s napětím 5 V. Řídící jednotka určuje proměnlivý odpor sondy. Naměřené napětí se pohybuje v rozsahu 0-5 V. Napětí se nemění mezi těmito krajními hodnotami v každém provozním režimu motoru "skokově". Frekvence změny bývá 1-10 Hz. Odporová sonda však pracuje pri vyšších teplotách. Proto jsou všechny odporové lambda sondy vybavené také výhřevným odporem.

Sonda před a za katalyzátorem

Existují dvě varianty, kde se sonda ve voze vyskytuje: buď před nebo za katalyzátorem. Snímač umístěný před katalyzátorem se nazývá regulační sonda a kontroluje vstupující výfukové plyny. Naopak sonda za katalyzátorem kontroluje výstupní splodiny. První se nazývá regulační lambda sonda a najdeme ji ještě před katalyzátorem. Diagnostická neboli kontrolní sonda má na starost sledování výkonu katalyzátoru a reflektovat efektivitu spalování emisí. Funkce lambda sondy za katalyzátorem je velmi důležitá také například při kontrolování jeho správného chodu a při nenadálých problémech má za úkol nahlásit chybu.

Jak poznat nefunkční Lambda Sondu?

I řidič začátečník pozná, když se mu ve vozidle porouchá lambda snímač. Tím prvním znakem toho, že s ním není něco v pořádku, je rozsvícená kontrolka motoru na palubní desce. Sice se nemusí vždy jednat o vadnou lambda sondu, ale návštěva autoservisu je v takovém případě rozhodně důležitá. Dalším indikátorem toho, že se sondou není něco v pořádku, je náhlý a znatelný pokles výkonu motoru. Někdy se může závada projevit také zvýšením spotřeby paliva. Bohužel existují i případy, kdy se závada odhalí až při měření emisí na STK.

Pro efektivní a ekologické jízdy vozidla je funkční lambda sonda zcela nepostradatelná. Jakmile přestane fungovat, existuje hned několik způsobů, jak to poznat. Buď se vám na palubní desce oranžově rozsvítí kontrolka motoru, povšimnete si ztráty výkonu motoru, případně vám podezřele stoupne spotřeba paliva.

Pokud nevyřešíte první příznaky včas, pravděpodobně narazíte na STK kontrole, kdy nesplníte maximální limit při měření emisí a zkrátka dojezdíte. Nemusí se však vždycky jednat o vadné čidlo. Vozidlu může pomoci dekarbonizace motoru vodíkem, která dokáže odstranit ze zanesené lambda sondy karbonové úsady. Kvůli nim dostává jednotka mylné informace a do motoru dodává špatně nadávkou směs společně s palivem. Tím se zvyšuje spotřeba a vám se tak sypou korunky z kapsy. Jde o zcela bezpečnou a ekologickou metodu, kdy se motorem a všemi jeho součástmi prožene směs vodíku a kyslíku. Karbonové úsady odejdou společně s výfukovými plyny pryč z vozidla.

Kdy je třeba vyměnit Lambda Sondu?

Životnost lambda sondy je kolem 150 000 najetých kilometrů, ale toto číslo může být menší i větší v závislosti na mnoha faktorech, které ji mohou poškodit. Zpravidla se životnost lambda sondy odhaduje na 150 000 kilometrů, ale samozřejmě může k její poruše dojít mnohem dříve. Jednoduché lambda sondy bez výhřevu je doporučeno měnit po nájezdu zhruba 80 000 km. Pokud zpozorujete některý z výše uvedených příznaků, měli byste se tímto problém zabývat hned, bez ohledu na počet najetých kilometrů.

I přesto, že jde o „držáka“ mezi součástkami ve vozidle (odolává agresivní silniční soli, extrémním teplotám a dalším vlivům. Ale ani lambda sonda není nesmrtelná a její životnost se pohybuje v rozmezí mezi 80 000 - 160 000 kilometry. Ovlivňuje ji hned několik faktorů, z nichž některé mají větší a jiné menší vliv na její správnou funkci. Mezi rozhodující podněty patří jednoznačně způsob jízdy, kvalita paliva a v neposlední řadě množství karbonových úsad v motoru a jeho součástech.

Výměna Lambda Sondy

Nastane-li scénář, ve kterém dojde k nějaké poruše automobilu a na vině bude lambda sonda, máte dvě možnosti, jak situaci řešit. Buď navštívíte váš oblíbený autoservis, kde se o vůz postarají a vše vymění podle potřeby. Nebo se do práce dáte sami. Pokud vás zajímá, jak vyměnit lambda sondu, musíte v prvé řadě zjistit, kde ji vůbec hledat. Jak jsme si již řekli v úvodu, nachází se ve výfukovém systému, kde je zašroubovaná a připojená k elektrickému konektoru. Když si zjistíte, jak vypadá a jaký typ sondy se ve vašem vozidle nachází, můžete si jednoduše koupit novou a vyměnit ji.

Jakmile jste zaznamenali jeden z výše uvedených příznaků, že je s vaším vozidlem něco špatně, je čas odvézt auto na diagnostiku kde vám řeknou, zda se jedná o vadnou lambda sondu nebo je v nepořádku jiná součástka. Nezapomeňte, že pokud si necháte lambda sondu vyměnit v autoservisu, zaplatíte také za práci servisního pracovníka. Při výměně svépomocí zvažte své schopnosti a postup si pořádně nastudujte.

Zaparkujte auto tak, abyste k němu měli pohodlný přístup a nezapomeňte zatáhnout ruční brzdu, popřípadě pneumatiky podložit zarážkami, které vám zajistí větší bezpečí. Lambda sonda se nachází na výfukovém potrubí, přesněji v blízkosti katalyzátoru. Nastává čas na její demontáž. Lambda sondu odpojte od elektrického konektoru a odšroubujte ji pomocí šroubováku. Montáž nové lambda sondy je v podstatě ten stejný postup, akorát obráceně.

Na co si dát pozor při výměně

Přestože výměna lambda sondy pro nadšeného motoristu, který se rád věnuje péči o svůj automobil, je poměrně snadná, může se stát, že vám nepůjde povolit. V takovém případě místo hrubé síly raději zavítejte do svého oblíbeného autoservisu a svěřte se do rukou zkušeného opraváře. Mohlo by se totiž stát, že kromě výměny jedné porouchané lambda sondy byste si poškodili i další části výfukového systému a rovnou si museli nakoupit i další náhradní součástky.

Typy a Ceny Lambda Sond

Cena kyslíkového snímače se odvíjí od celé řady faktorů a záleží na značce i modelu vozu, typu motoru a také roku výroby. Cenové rozpětí se tak pohybuje od tisícovky až po desetitisíce.

Ceny lambda sond se u běžných vozidel pohybují od 1 000 Kč do 10 000 Kč. Jako u všech autodílů můžete i v případě lambda sondy narazit na vícero výrobců.

Jak se připravit na měření emisí?

Měření emisí je nedílnou a často obávanou součástí technické kontroly (STK). Zatímco kontrola podvozku či brzd je pro mnoho řidičů srozumitelná, abstraktní hodnoty emisí mohou být zdrojem nejistoty. Přitom právě emisní test odhaluje skutečné zdraví motoru a jeho příslušenství.

Pokud vozidlo neprojde měřením emisí, problém je téměř vždy v jedné z těchto oblastí:

1. Vadná lambda sonda: Pokud sonda nefunguje správně, motor dostává špatnou směs, což vede k nedokonalému spalování a vysokým emisím.
2. Poškozený nebo neúčinný katalyzátor: Neúčinný katalyzátor nedokáže spaliny dostatečně vyčistit.
3. Problémy s DPF filtrem u dieselových motorů: Pokud je ucpaný, poškozený nebo (nelegálně) odstraněný, vozidlo okamžitě selže na měření kouřivosti.
4. Závada v systému řízení motoru: Jakýkoliv problém, který signalizuje rozsvícená kontrolka motoru, má přímý vliv na kvalitu spalování a tím i na emise.

Co dělat před měřením emisí:

• Nepodceňujte kontrolku motoru: Pokud vám svítí, je téměř jisté, že na emisích neprojdete. Nechte si v servisu provést diagnostiku a závadu odstraňte ještě před návštěvou STK.
• Zahřejte motor a katalyzátor: Před měřením jeďte s vozem alespoň 15-20 minut ve vyšších otáčkách (např. po dálnici). Správně prohřátý katalyzátor a motor pracují mnohem efektivněji. Přijet na emise se studeným motorem je častou chybou.
• Vyměňte vzduchový filtr: Starý a zanesený vzduchový filtr omezuje přísun vzduchu do motoru, což zhoršuje spalování.
• Používejte kvalitní palivo a aditiva: Zejména před STK natankujte kvalitní palivo, případně přidejte aditiva na čištění palivové soustavy a vstřikovačů.

Co dělat, když neprojdete?

Pokud vaše auto na emisích neuspěje, technik vám předá protokol s naměřenými hodnotami a kódy závad. S tímto protokolem se objednejte do servisu. Na základě výsledků a diagnostiky motoru přesně určí příčinu problému a navrhne efektivní opravu.

Tabulka: Typy Lambda Sond a Jejich Umístění

tags: #mereni #emisi #lambda

Oblíbené příspěvky:

• Odpady ze staveb v ČR
• Normy pro rozvody v kuchyni
• Neziskové organizace a ekologie
• Příroda Guadeloupe
• Význam obojživelníků v ekosystému