Kontrola lambda řízení
Lambda sonda je
snímač přítomnosti kyslíku ve výfukových plynech. Jde o elektrochemický člen,
který na základě reakce vytváří elektrický signál. Jeho výstupní hodnota se mění
v závislosti na přítomnosti kyslíku ve výfukových plynech. V bezprostřední
blízkosti složení směsi la=1 se prudce mění mezi hodnotami 0 – 0,1 V a 0,7
– 1 V.
Odporová lambda sonda
V praxi se však můžeme
setkat i s jinými provedením lambda sondy, která se od klasické odlišuje
principem měření, jde o odporovou sondu. Resp. Odporovou lambda sondu, která v
závislosti na přítomnosti kyslíku nemění svoje napětí, ale odpor. V blízkosti
složení směsi la=1 mění prudce svůj odpor, v případě bohaté směsi má vysoký
odpor, řádově 10 MΩ a při přechodu na chudou směs odpor klesá. Řídící
jednotka napájí odporovou lambda sondu stálým napětím 5V. Dva odpory vytvářejí
dělení napětí, okamžitou hodnotu napětí bodu dělení určuje proměnlivý odpor
sondy. Při složení směsi la=0,9 je napětí větší než 3,85V a při složení směsi
la=1,1 je výstupní napětí menší ne? 0,4V. V obou případech se výstupní napětí
lambda sondy , která pracuje správně, mění mezi těmito krajními hodnotami v
každém provozním režimu motoru „skokové“. Frekvence změny bývá 1-10
Hz. Charakteristiku a provozní parametry odporové lambda sondy můžeme měřit,
podobné jako u klasické lambda sondy, jen po dosažení provozní teploty. U
klasické lambda sondy je tato v rozsahu 300 - 350˚C. Odporová sonda však
pracuje při vyšších teplotách. Aktivní je až od cca 500˚C, proto jsou
všechny odporové lambda sondy vybavené také výhřevným odporem. Odporové sondy
dávají řídící jednotce i údaje o teplotě, takže řídící jednotka může obsluhovat
i funkci ochrany katalyzátoru.
Druhy lambda sond
V praxi se můžeme
setkat s druhy, které mají 1, 2, 3 nebo 4 vývody. V jednovodičovém provedení je
negativním signálním vedení samotný domeček sondy. V tomto případě musí být
dokonalý kovový kontakt mezi sondou a výfukovým potrubím. Sonda bývá umístěná
blízko motoru. Dvojvodičová sonda je ukostřená přes druhé vedení z řídící
jednotky. Tento typ lambda sondy se nachází za sběrným potrubím, v části, která
je k němu připojená přes pružiny co nejblíže k motoru. Když je sonda umístěná
daleko od motoru, za sběrným potrubím na spodku karosérie, musí být vyhřívaná.
Takové sondy jsou v tří- nebo čtyřvodičovém provedení. Sonda je krytá plechem,
který má zabránit mechanickému poškození, ale také ochlazení samotné lambda
sondy okolo proudícím vzduchem. Když by se totiž pří jízdě sonda ochladila,
mohlo by to vést k trhání motoru a k nepravidelnému chodu. Proto se tento plech
nemá v žádném případě odstraňovat. A jeho absence může vyvolávat i projevy
poruch. Trojvodičové provedení má dvěma vodiči má dvěma vodiči napájený výhřevný
odpor, třetí vodič slouží k přenosu signálu a ukostření (negativ) je vyvedené
přes domeček lambda sondy. S kovovým výfukovým potrubím musí mít dokonalý
kontakt. Provedení se čtyřmi elektrickými vývody má ukostření vyvedené přes
řídící jednotku. Ostatní tři vývody slouží, podobně jako u třívodičové, k
napájení výhřevného odporu a na přenos signálu lambda sondy. Podle předpisů by
měli být jednotlivé vodiče označené následovně :
Elektrický obvod vyhřívání se aktivuje na základě teploty. Velmi důležité upozornění je, že se vodiče lambda sondy nemůžou letovat. Jejich spojení je možné přes spojku nebo konektor. Vodiče jsou totiž vystavené teplotě okolo 380 ˚C, ale cín má teplotu tavení 232 ˚C a proto letované spoje nemůžou vydržet teploty, jakým jsou vystavené vodiče lambda sondy.
Měřicí
přístroje
Základním požadavkem na přístroje, kterými kontrolujeme činnost
lambda sondy je malá časová konstanta, abychom byli schopni sledovat rychlé
změny napětí. Analogové (ručičkové) přístroje (multimetry) nejsou na měření
dynamických hodnot, jakými je i napětí lambda sondy, použitelné. Nad frekvenci
změny měřené veličiny s několika hertzi jsou schopné ukazovat už jen průměrnou
(střední) hodnotu měřené veličiny. Důvodem je setrvačnost pohyblivých částí
přístroje. Podobná situace je však i u většiny digitálních přístrojů. Kvůli
analogově-digitálnímu převodníku ukazují v měřeném frekvenčním pásmu méně
hodnověrné krajní hodnoty. Na kontrolu lambda řízení však existuje množství
speciálních přístrojů. Na obrazovce měřícího přístroje se pomocí LED diod ukáže
po dobu regulace i skutečná krajní hodnota řízení. To umožňuje rychlá odezva
systému na změny napětí. Nejpřesnější informace o činnosti lambda sondy však
poskytují osciloskopy. Z nich nejvíc vyhovují přenosné, kterými můžete měřit i v
jedoucím vozidle. Některé chyby se totiž ukazují jen sporadicky, nebo jen v
určitých provozních stavech. Na zjištění resp. Vyvolání takových poruch je třeba
s vozidlem jezdit. Proto se používají přenosné osciloskopy.
Měření
Kontrola činnosti lambda řízení na vozidlech se čtyřvodičovou lambda
sondou.
Na první měření v elektrickém obvodě lambda sondy stačí použít
obyčejný multimeter. Před nastartováním motoru napojíme měřící zařízení na
vývody lambda sondy. Po nastartování motoru by měl po dobu zahřívání multimetr
ukazovat hodnotu napětí na lambda sondě okolo 0 V nebo 0,5 V. V průběhu
zahřívání , když se složení směsi řídí tabulkovými hodnotami, přivádí řídící
jednotka na vývody sondy takovéto napětí. Velkou pozornost je přitom třeba
věnovat připojení měřícího zařízení na elektrické vývody lambda sondy. Když
totiž propíchneme nebo porušíme obal vodiče, který zabezpečuje přenos signálu k
řídící jednotce, přerušíme jeho stínění a může se stát, že jí ukostříme.
Porušení stínění znamená vznik chybových signálů. Jednoduší je, když budeme
měřit negativní hodnotu signálního napětí z kostry, resp. Kostry motoru. Takto
však můžeme postupovat jen s nepárovým počtem vývodů, kde je negativní signál
vedený na domeček sondy a odsud na blok motoru. V některých typech vozidel Ford
se může stát že je pozitivní hodnota signálu napojená na 5V. V těchto případech
když měříme vůči kostře, se výstupní napětí sondy mění mezi 4 –
5V.
Lambda řízení
Kontrolu lambda řízení je vhodné vykonat i v
takových případech, když se mám samotná lambda sonda jeví jako dobrá. Občas se
totiž může vyskytnout, že chybu lambda řízení způsobuje chybný signál
elektroniky, resp. Porucha elektroniky. Nejčastěji se však odchylky od správné
činnosti dají připsat vlivům jako například:
Kontrola ochuzení
směsi
Na kontrolu lambda řízení odpojíme vývody lambda sondy a do řídící
jednotky přivedeme napětí s hodnotou 1V, která odpovídá bohaté směsi. Když je
činnost lambda řízení správná, řídící jednotka by měla směs ochudit. Na
zjištění, jestli řídící jednotka vykonala tuto operaci použijeme analyzátor
výfukových plynů, který je schopný prokázat množství CO, HC, CO2 a O2 ve
výfukových plynech. Na základě těchto složek jsme schopni posoudit složení
(bohatost) směsi.
Kontrola obohacení směsi
Kontrolu činnosti
obohacení směsi musíme pro řídící jednotku nasimulovat signál chudé směsi, tj.
napětí 0V. Dosáhneme toho tak, že ukostříme signál vedení lambda sondy. Řídící
jednotka dostane signál, který odpovídá chudé směsi a když je činnost lambda
řízení správná, bude se snažit směs obohatit. Na zjišťování správné činnosti i v
tomto případě použijeme analyzátor výfukových plynů.
Kontrola lambda řízení
pomocí osciloskopu
Když máme k dispozici osciloskop, můžeme ho výhodně
využít na zjišťování činnosti lambda řízení. Osciloskopem se napojíme na
vstřikovací ventil a postupně simulujeme signál bohaté a chudé směsi. Když je
činnost lambda řízení v pořádku, při simulování signálu bohaté směsi se bude
snažit směs ochuzovat a to zkracováním času otevření vstřikovacích ventilů. Na
zjištění lambda řízení stačí tedy pozorovat na osciloskopu prodlužování resp.
zkracování času otevření vstřikovacích ventilů.
Kontroly lambda sondy které
nevyžadují poružení elektrického připojení sondy se dají uskutečnit na všech
vozidlech. Při měřeních s narušením elektrického obvodu lambda sondy se
(rozpojením připojení lambda sondy) však musíme být prozíraví. U některých
novějších vozidel se totiž může vyskytnout případ, že se rozpojení elektrického
připojení lambda sondy zapíše do paměti EOBD jako chyba. V horším případě se
může vyvolat i nouzový chod motoru.