Lambda zondas ir jo veikimas „Subaru Forester“ automobiliuose

Lambda zondas yra svarbus automobilio išmetimo sistemos komponentas, atsakingas už emisijų kontrolę ir variklio darbą. Dažniausiai apie jo problemas sužinoma, kai nepavyksta praeiti techninės apžiūros arba po diagnostikos, atliktos dėl „Check Engine“ lemputės. Šiame straipsnyje aptarsime lambda zondo paskirtį, veikimo principus, galimas problemas ir jų sprendimo būdus, ypač atsižvelgiant į „Subaru Forester“ modelius.

Kas yra lambda zondas ir kam jis reikalingas?

Lambda zondas, dar vadinamas lambda arba deguonies sensoriumi/jutikliu, yra esminis komponentas transporto priemonės išmetimo sistemoje. Jis matuoja deguonies koncentraciją variklio išmetamosiose dujose. Ši informacija yra vienas iš daugybės kintamųjų ir rodiklių, kuriuos stebi jūsų variklio ECU (elektroninis valdymo blokas).

Pradėjus gaminti automobilius su katalizatoriais, atsirado ir lambda zondo poreikis. Jo pagrindinė užduotis - padėti automobilio kompiuteriui palaikyti optimalų oro ir degalų mišinio santykį. Stechiometrinis santykis, užtikrinantis maksimalų degalų sudegimą, yra maždaug 14,7 oro dalių ir 1 degalų dalis benzininiam varikliui, ir 14,5:1 dyzeliniam.

Lambda zondo veikimo principas

Lambda zondas veikia generuodamas įtampos signalą pagal aptiktą deguonies kiekį. Šis signalas perduodamas variklio valdymo blokui (ECU). Labiausiai paplitęs cirkonio tipo (zirconium dioxide) lambda zondas veikia kaip įtampos generatorius. Kai jo temperatūra pasiekia apie 300 laipsnių C, jis generuoja įtampą nuo 100mV iki 900mV. Kai deguonies kiekis atitinka stechiometrinį santykį (lambda=1), kai apytiksliai 1 kg degalų tenka 14,7 kg oro, zondo generuojama įtampa kinta tarp šių dviejų reikšmių.

Rečiau pasitaikantys titano tipo (titanium dioxide) zondai veikia kaip rezistorius, tai yra, jų varža keičiasi priklausomai nuo deguonies kiekio išmetamosiose dujose.

Lambda jutiklių tipai ir išdėstymas

Išskiriami du pagrindiniai lambda jutiklių tipai:

• Siaurajuosčiai (narrowband) jutikliai paprastai rodo, ar degalų ir oro mišinyje yra daug degalų, ar mažai.
• Plačiajuosčiai (wideband) zondai tiksliau matuoja oro ir degalų santykį gerokai platesniu diapazonu ir didesniu tikslumu.

Zirkonio tipo zondai gali turėti 1, 2, 3 ar 4 laidus. Jeigu 1 ir 2 laidų zondai neturi vidinio pašildymo, tai 3 ir 4 laidų zondai turi vidinį pašildytoją, kad greičiau pasiektų darbinę 300°C temperatūrą. Į du pašildytojo laidus yra paduodama automobilio 12V įtampa. Zirkonio tipo zondai turi M18x1.5 mm sriegį. Titano tipo zondai gaminami 3 ir 4 laidų, o jų sriegis gali būti M18x1.5 arba M12x1.25 mm.

Gamintojas lambda zondus įmontuoja ten, kur būtų galima stebėti ir matuoti deguonies kiekį išmetamosiose dujose:

• Prieš katalizatorių (prieš srovę pastatytas, arčiau variklio esantis zondas, dar vadinamas "upstream"). Pirmasis zondas paprastai įmontuojamas išmetimo kolektoriuje arba prieš pat katalizatorių. Upstream zondas visada reaguoja labiau, nes jis uosto neapdirbtas dujas.
• Po katalizatoriaus (tolesnio srauto daviklis, dar vadinamas "downstream"). Antrasis jutiklis yra už katalizatoriaus. Po katalizatoriaus dujos prasivalo, todėl downstream zondas reaguoja žymiai lėčiau. Jei katalizatorius veikia gerai, apatinis zondas veiks lėtai.

Transporto priemonėse su keliais išmetimo keliais, pavyzdžiui, V6 arba V8 varikliuose, kiekvienoje variklio pusėje gali būti dar keli lambda zondai. Jų išdėstymas užtikrina tikslią išmetamųjų dujų stebėseną ir kontrolę.

Lambda zondo gedimo priežastys ir požymiai

Lambda zondai yra išmetimo sistemos dalis, todėl jie turi dirbti sudėtingomis sąlygomis, įskaitant aukštą temperatūrą, taršias dujas ir net mechaninę apkrovą. Dėl to nenuostabu, kad kas tam tikrą laiką lambda zondas gali išeiti iš rikiuotės.

Dažniausios gedimo priežastys

• Tarša: Alyvos, degalų priemaišų, aušinimo skysčio nuotėkis, suodžiai ar švinas gali užteršti zondą. Kadangi tai labai jautrus elektroninis komponentas, net ir dėl gana nedidelės taršos zondas pradeda netiksliai matuoti deguonies kiekį. Apnuodijimas silikonu (silikono junginiai dažnai randami tam tikruose lubrikantuose ar tarpiklių medžiagose) taip pat yra dažna problema.
• Amžius ir nusidėvėjimas: Laikui bėgant zondo komponentai dėl nuolatinio aukštos temperatūros ir išmetamųjų dujų poveikio nusidėvi. Senesnių, nepašildomų lambda zondų resursas yra apie 50 000 - 60 000 km. Naujesni, pašildomi lambda zondai gali tarnauti nuo 100 000 iki 160 000 km, su sąlyga, kad automobilis neturi jokių problemų ir yra eksploatuojamas su tinkamos kokybės degalais.
• Problemų su elektronika: Pažeisti laidai arba prastos elektros jungtys gali sutrikdyti signalo perdavimą iš zondo į ECU.
• Fizinė žala: Nuolaužos nuo kelio, nuolatinė vibracija ir dėl neprofesionalaus remonto ar techninės priežiūros zondas gali patirti fizinę žalą.
• Kitų variklio dalių gedimai: Sugedęs ar blogai veikiantis laisvos eigos vožtuvas ar varikliukas, sugedę kiti variklio valdymo davikliai (temperatūros, slėgio, oro masės ir kt.), gali būti riebaus mišinio priežastimi, kas taip pat paveikia lambda zondo darbą.

Gedimo požymiai

Norint nustatyti, ar reikia pakeisti lambda zondą, turite pastebėti tam tikrus ženklus ir atlikti diagnostinį patikrinimą:

• „Check Engine“ lemputė: Vienas iš dažniausių požymių - prietaisų skydelyje užsidegusi „Check Engine“ lemputė. Jūsų automobilio ECU, vos tik aptinka zondo rodmenų neatitikimus, gali įjungti šią įspėjamąją lemputę.
• Išaugusios kuro sąnaudos: Dėl sugedusio lambda zondo variklis gali dirbti visada įpurkšdamas mišinį su labai dideliu arba labai mažu kuro kiekiu, todėl dirba neefektyviai ir išauga degalų sąnaudos.
• Sunkus darbas laisva eiga ir nesudirbantys cilindrai: Dėl sugedusio zondo ir netolygaus oro ir degalų mišinio santykio variklis gali netolygiai dirbti laisva eiga.
• Padidėjusi tarša: Zondo gedimas sukurs sąlygas didesnėms anglies monoksido (CO) ir angliavandenilių (HC) emisijoms.
• Prastesnė akceleracija.

Lambda zondo problemos „Subaru Forester“

„Subaru Forester“ automobilių savininkai dažnai susiduria su specifinėmis problemomis, susijusiomis su antruoju lambda zondu (po katalizatoriaus) ir klaida P0420, kuri reiškia, kad katalizatorius blogai susidoroja su darbu ir jo efektyvumas yra mažas.

Pavyzdžiui, „Subaru Forester I 98m. 2.0 (90kW)“ atveju, kompiuterinė diagnostika per OBD su „Delfi“ programa rodo klaidą „2 - unknown error code“. Problema, kad kartais užsidega „Check Engine“ lemputė ir po maždaug 5 sekundžių užgęsta. Trauka užsidegus „Check Engine“ nedingsta, mašina traukia puikiausiai. Išanalizavus programoje, nustatyta, kad „Downstream O2 sensor“ rodo 0,16 V ir nekinta nepriklausomai nuo variklio sūkių, o „Upstream O2 sensor“ puikiai reaguoja į gazo paspaudimą.

Tokiu atveju, dauguma „Subaru Forester“ modelių turi du lambda zondus: vieną viršutinį (upstream) prieš katalizatorių ir kitą apatinį (downstream) po katalizatoriaus. Upstream zondas žiūri duomenis prieš katalizatorių, ir tie duomenys stipriai kaitaliojasi. Downstream zondas žiūri dujas po katalizatoriaus. Jei katalizatorius veikia gerai, apatinis zondas veiks lėtai ir jo parodymai bus pastovūs. Tačiau, jei jo rodmenys nuolat nekinta ties žema reikšme, tai rodo katalizatoriaus problemas arba paties zondo gedimą.

Sprendimo būdai P0420 klaidai „Subaru Forester“

Jei pasirodo P0420 klaida ir yra įtarimų dėl katalizatoriaus efektyvumo, yra keletas sprendimo būdų:

1. Ivorė su katalizatoriaus tablete: Tai yra populiarus ir efektyvus būdas „apgauti“ automobilio kompiuterį. Ivorė, kurioje yra maža katalizatoriaus tabletė, įsukama į išmetimo sistemą antrojo lambda zondo vietoje. Zondas įsukamas į šią įvorę. Per tabletę „uosdamas“ išmetimą, lambda zondas mato, kad katalizatorius susitvarko su valymu ir jau nebeįmeta P0420 klaidos. Tokiu atveju katalizatorių apskritai galima išimti. Ivorės su katalizatoriaus tablete galima įsigyti pas specializuotus tiekėjus.
2. Ivorė be tabletės su tikslia skylute: Yra būdas ir be katalizatoriaus tabletės, tik reikia tam tikro dydžio skylutę gręžti, kad lambda zondas „uostytų“ išmetimo dujas (nei per didelę, nei per mažą). Tačiau toks būdas nėra visada tinkamas, nes lambda zondo „nosis“ neįkaista tinkamai nuo išmetamųjų dujų, ir korektiškai tokia įvorė su zondu kartu neveikia.

Lambda zondo keitimas ir priežiūra

Lambda zondas, dar vadinamas deguonies sensoriumi, yra gana patogiai prieinamas komponentas tiems, kurie turi duobę arba keltuvą garaže/dirbtuvėse. Įvairių markių ir modelių automobilius yra montuojama daugybė įvairiausių lambda zondų, kurie iš esmės skiriasi tik savo laidų ilgiu ir laidų jungtimi („fiške“). Todėl vietoj buvusio lambda zondo galima statyti tiek pat laidų turintį taip vadinamą universalų zondą, kuris neturi laidų jungties. Taip galima sutaupyti ne tik pinigų, bet ir nervų ieškant būtent tokio zondo, koks buvo.

Keičiant zirkonio tipo 4 laidų zondus, svarbu atsižvelgti į tai, kad jų signalo masė gali būti izoliuota ir neizoliuota nuo korpuso, taip pat jie skiriasi pašildytojo varža. Todėl reikėtų parinkti atitinkamą universalų zondą.

Svarbūs patarimai keičiant lambda zondą

• Tepalas: Pačio daviklio sriegį reikia patepti specialiu elektrai laidžiu tepalu, žiūrint, kad tepalo nepapultų ant sensoriaus galvutės. Negalima naudoti bet kokio tepalo.
• Priveržimas: Svarbu neperveržti prisukant naują zondą, nes galima jį sugadinti.
• Laidų jungimas: Keičiant buvusį zondą universaliu, svarbu nesumaišyti laidų ir jų sujungimuose užtikrinti gerą kontaktą.
• ECU adaptacija: Kai kurie dabartiniai automobilių kompiuteriai (ECU) automatiškai ištrina seno daviklio parametrus ir senas klaidas iš savo atminties, bei automatiškai adaptuojasi pagal naujo deguonies daviklio charakteristikas. Tačiau daugelyje sistemų, po lambda zondo pakeitimo, šiuos duomenis būtina ištrinti („nuresetinti“), kitaip ir naujas zondas neveiks kaip priklauso. Ištrinti klaidas daugelyje sistemų galima atjungiant automobilio akumuliatorių mažiausiai 60 sekundžių. Po klaidų ištrynimo, kompiuteris prie naujo daviklio parametrų dažniausiai prisitaiko iš karto, tačiau kai kuriose sistemose reikalingas trumpas adaptacijos periodas.

tags: #forester #lambda #po #katalizatoriaus