У двигунах внутрішнього згоряння економія палива та очищення вихлопних газів були б неможливими без наявності лямбда-зонда. Завдяки цим датчикам забруднення двигуна різко зменшується, а також стає приємним у використанні.
Лямбда-зонд, також відомий як датчик кисню, має функцію вимірювання різниці між вмістом кисню у вихлопних газах і вмістом кисню в навколишньому середовищі.
Свою назву цей датчик отримав від букви λ (лямбда) з грецького алфавіту, який використовується для представлення еквівалентності між фактичним співвідношенням повітря-паливо та ідеальним (або стехіометричним) співвідношенням суміші. Коли значення менше одиниці ( λ ) означає, що кількість повітря менша за ідеальну, тому суміш є багатою. Коли відбувається навпаки ( λ > 1 ), за надлишку повітря суміш називають поганою.
Ідеальне або стехіометричне співвідношення, на прикладі бензинового двигуна, має становити 14,7 частин повітря на одну частину палива. Однак ця пропорція не завжди є постійною. Існують змінні, які впливають на цей зв’язок, від умов навколишнього середовища — температури, тиску чи вологості — до роботи самого транспортного засобу — оборотів в хвилину, температури двигуна, зміни необхідної потужності.
Лямбда-зонд, інформуючи електронне управління двигуна про різницю в вмісті кисню у вихлопних газах і зовні, дозволяє йому регулювати кількість палива, що впорскується в камеру згоряння.
Мета полягає в досягненні компромісу між потужністю, економією палива та викидами, максимально наблизивши суміш до стехіометричного співвідношення. Одним словом, щоб двигун працював максимально ефективно.
Як це працює?
Лямбда-зонд працює найефективніше при високих температурах — щонайменше 300 °C — що визначило, що його ідеальне розташування знаходиться поблизу двигуна, безпосередньо біля випускних колекторів. Сьогодні біля каталітичного нейтралізатора можна зустріти лямбда-зонди, оскільки вони мають опір, що дозволяє їх нагрівати незалежно від температури вихлопних газів.
В даний час двигуни можуть мати два або більше датчиків. Як приклад, є моделі, які використовують лямбда-зонди, розташовані до і після каталізатора, щоб виміряти ефективність цього компонента.
Лямбда-зонд складається з діоксиду цирконію, керамічного матеріалу, який при досягненні 300 ºC стає провідником іонів кисню. Таким чином, зонд може визначити за допомогою зміни напруги (вимірюється в мВ або мілівольтах) кількість кисню, присутній у вихлопних газах.
Напруга приблизно до 500 мВ вказує на бідну суміш, вище цього вона відображає насичену суміш. Саме цей електричний сигнал надходить на блок управління двигуном, і він здійснює необхідні коригування кількості палива, що впорскується в двигун.
Існує інший тип лямбда-зонда, який замінює діоксид цирконію напівпровідником на основі оксиду титану. Для цього не потрібен контроль вмісту кисню ззовні, оскільки він може змінювати свій електричний опір залежно від концентрації кисню. У порівнянні з датчиками з діоксиду цирконію, датчики на основі оксиду титану мають менший час відгуку, але, з іншого боку, вони більш чутливі та мають вищу вартість.
Саме Bosch розробив лямбда-зонд наприкінці 1960-х років під керівництвом доктора Гюнтера Баумана. Ця технологія вперше була застосована до серійного автомобіля в 1976 році на Volvo 240 і 260.
Помилки та інші помилки.
Зараз лямбда-зонд користується не найкращою репутацією, хоча його потреба безперечна. Його заміна, часто непотрібна, походить від кодів помилок, створених електронним керуванням двигуна.
Ці датчики більш стійкі, ніж здаються, тому, навіть коли з’являються коди помилок, безпосередньо пов’язані з ними, вони можуть виникнути через іншу проблему в управлінні двигуном, що відбивається на функціонуванні датчика. В якості запобіжного заходу та для попередження про можливі несправності автомобіля електронне управління двигуном видає помилку датчика.
У разі обміну завжди корисно вибрати оригінальні або визнані якісні запчастини. Важливість цього компонента є життєво важливою для правильного функціонування та здоров’я двигуна.