什么是 lambda 探针。 氧传感器如何调节内燃机的运行
今天的汽车实际上挤满了各种各样的传感器，这些传感器可以控制轮胎和制动压力、润滑系统中的防冻液和油温、燃油液位、轮速、转向角等等。 许多传感器用于调节内燃机的运行模式。 其中有一个神秘名字的设备 lambda 探针，本文将对此进行讨论。
希腊字母 lambda (λ) 表示一个系数，该系数表征了供应给内燃机气缸的空气燃料混合物的成分与最佳成分的偏差。 请注意，在该系数的俄语技术文献中，经常使用另一个希腊字母 - alpha (α)。
内燃机的最大效率是在进入气缸的空气和燃料体积的特定比例下实现的。 在这样的空气混合物中，燃料的完全燃烧所需要的量正是如此。 不多也不少。 这种空气和燃料的比例称为化学计量比。
对于使用汽油运行的动力装置，化学计量比为 14,7，柴油装置为 14,6，液化气（丙烷-丁烷混合物）为 15,5，压缩气体（甲烷）为 17,2。
对于化学计量混合物，λ = 1。如果 λ 大于 1，则空气比需要的多，然后他们说的是稀混合物。 如果 λ 小于 1，则称混合物是富集的。
稀薄的混合物会降低内燃机的功率并降低燃油经济性。 而在一定比例下，内燃机就会简单地熄火。
在浓缩混合物上运行的情况下，功率将增加。 这种电力的价格是对燃料的极大浪费。 混合物中燃料比例的进一步增加将导致点火问题和机组运行不稳定。 缺氧不会让燃料完全燃烧，这会大大增加废气中有害物质的浓度。 汽油会在排气系统中部分燃烧，导致消音器和催化剂出现故障。 这将通过排气管发出的爆裂声和黑烟来表示。 如果出现这些症状，首先要诊断空气滤清器。 也许它只是被堵塞了，不会让空气进入内燃机。
发动机控制单元不断监测气缸中混合气的成分并调节喷射燃料的量，动态地保持系数 λ 的值尽可能接近 1。确实，通常使用稍微稀薄的混合气，其中 λ = 1,03 ... 这是最经济的模式，此外，它还可以最大限度地减少有害排放，因为少量氧气的存在可以在催化转化器中燃烧一氧化碳和碳氢化合物。
λ 探头正是监测空气燃料混合物成分的装置，向发动机 ECU 发出相应的信号。
它通常安装在催化转化器的入口处，并对废气中存在的氧气作出反应。 因此，λ探头也称为残氧传感器或简称为氧传感器。
该传感器基于陶瓷元件 (1)，该元件由二氧化锆制成，并添加了氧化钇，用作固态电解质。 铂涂层形成电极 - 外部 (2) 和内部 (3)。 从触点（5 和 4）移除电压，该电压通过电线提供给计算机。
外电极吹过通过排气管的加热废气，内电极与大气接触。 外电极和内电极上氧气量的差异导致探头的信号触点上出现电压，并引起ECU的相应反应。
在传感器的外电极没有氧气的情况下，控制单元在其输入端接收到大约 0,9 V 的电压。结果，计算机减少了喷油器的燃料供应，使混合物变得稀薄，氧气出现在λ 探头的外电极。 这导致氧传感器产生的输出电压降低。
如果通过外部电极的氧气量上升到某个值，则传感器输出端的电压下降到大约 0,1 V。ECU 将其视为稀薄的混合物，并通过增加燃油喷射来纠正它。
通过这种方式，混合物的成分得到动态控制，系数 λ 的值在 1 附近不断波动。如果将示波器连接到正常工作的 lambda 探头的触点，我们将看到接近纯正弦波的信号.
如果在催化转化器的出口安装一个额外的氧传感器，则可以在 lambda 波动较小的情况下进行更准确的校正。 同时，监测催化剂的运行。
- 进气歧管；
- 冰;
- ECU;
- 燃油喷射器；
- 主氧传感器；
- 额外的氧传感器；
- 催化转化器。
固态电解质只有在加热到大约 300...400 °C 时才具有导电性。 这意味着，在内燃机启动后的一段时间内，λ 探测器处于不活动状态，直到废气充分加热它。 在这种情况下，混合物根据来自其他传感器的信号和计算机内存中的工厂数据进行调节。 为了加快氧传感器的运行速度，通常通过在陶瓷内部嵌入加热元件来为其提供电加热。
每个传感器迟早会开始起作用并需要维修或更换。 lambda 探针也不例外。 在乌克兰的实际条件下，它可以正常工作平均 60 ... 100 万公里。 多种原因会缩短其寿命。
- 劣质燃料和有问题的添加剂。 杂质会污染传感器的敏感元件。
- 由于活塞组中的问题，进入废气中的油污染。
- λ 探头设计用于在高温下运行，但只能在一定限度内运行（约 900 ... 1000 °C）。 由于内燃机或点火系统的不正确运行而导致的过热可能会损坏氧传感器。
- 电气问题 - 触点氧化、电线开路或短路等。
- 机械缺陷。
除了在撞击缺陷的情况下，残氧传感器通常会缓慢失效，并且故障迹象逐渐出现，仅随着时间的推移变得更加明显。 lambda 探头故障的症状如下：
- 油耗增加。
- 发动机功率降低。
- 动态恶化。
- 汽车行驶过程中的抖动。
- 浮动闲置。
- 尾气毒性增加。 它主要是在适当的诊断的帮助下确定的，很少表现为刺鼻的气味或黑烟。
- 催化转化器过热。
应该记住，这些症状并不总是与氧传感器的故障有关，因此，需要额外的诊断来确定问题的确切原因。
您可以通过用万用表拨号来诊断接线的完整性。 您还应确保电线与外壳和彼此之间没有短路。
诊断加热元件的电阻，它应该是大约 5 ... 15 欧姆。
加热器的供电电压必须接近车载电源的电压。
很有可能解决与电线或连接器接触不足有关的问题，但通常无法修复氧传感器。
清洁传感器免受污染是非常困难的，在许多情况下根本不可能。 特别是当涉及到由汽油中铅的存在引起的闪亮银色涂层时。 使用研磨材料和清洁剂将彻底和不可撤销地完成设备。 许多化学活性物质也会损坏它。
在网上找到的用磷酸清洁 lambda 探头的建议在一百分之一的情况下给出了预期的效果。 有需要的可以试试。
禁用有故障的 lambda 探头会将燃油喷射系统切换到 ECU 内存中注册的平均工厂模式。结果可能远非最佳，因此应尽快更换新的。
拧下传感器时需要小心，以免损坏排气管中的螺纹。 在安装新设备之前，应清洁螺纹并用导热油脂或石墨油脂润滑（确保不会沾到传感器的敏感元件上）。 用扭矩扳手将 lambda 探头拧入正确的扭矩。
安装氧传感器时不要使用硅胶或其他密封剂。
符合某些条件将使 lambda 探针保持良好状态的时间更长。
- 用优质燃料加油。
- 避免有问题的燃油添加剂。
- 控制排气系统的温度，不要让它过热
- 避免在短时间内多次启动内燃机。
- 请勿使用研磨剂或化学品清洁氧传感器尖端。
