Awaria sondy lambda.
Sonda lambda to niewielki, z pozoru nieistotny element, o którego istnieniu wielu kierowców dowiaduje się dopiero wtedy, gdy zacznie sprawiać problemy. Najczęściej pierwszym sygnałem, który uświadamia awarię sondy, jest niestety nieprzyjemna niespodzianka przy dystrybutorze — znaczący wzrost zużycia paliwa. Z wyglądu sonda przypomina nieco świecę zapłonową, jednak dodatkowo ma podpięty przewód.
Do czego służy sonda lambda?
Zadaniem sondy lambda jest umożliwienie katalizatorowi jak najefektywniejszej pracy, a co za tym idzie — maksymalne ograniczenie ilości szkodliwych substancji zawartych w spalinach. Można więc śmiało stwierdzić, że jest to strażnik czystości gazów wylotowych. Bez jej działania spaliny opuszczające układ wydechowy byłyby znacznie bardziej szkodliwe zarówno dla środowiska, jak i dla samych ludzi.
Aby lepiej zrozumieć funkcję sondy lambda, trzeba najpierw zdać sobie sprawę, w jakich warunkach pracuje oraz za co dokładnie odpowiada. W katalizatorze zachodzą procesy katalityczne — jak sama nazwa wskazuje. Polegają one na redukcji ilości węglowodorów, tlenków węgla i tlenków azotu. Skuteczność tych reakcji zależy od odpowiednich warunków pracy, a ich efektywność określa tzw. stopień konwersji katalizatora. W tym miejscu najlepiej widać, jak duży wpływ na ten proces ma sprawna sonda lambda. W starszych pojazdach, które były pozbawione tego elementu, stopień konwersji rzędu 60% uznawano za bardzo dobry wynik. Tymczasem nowoczesne auta z prawidłowo działającą sondą osiągają nawet 95%! Różnica jest więc ogromna.
Jak działa sonda lambda?
Skład mieszanki paliwowo-powietrznej spalanej w cylindrach ustala komputer pokładowy. Nie robi tego jednak przypadkowo, lecz na podstawie wielu czynników takich jak prędkość jazdy, temperatura jednostki napędowej i inne dane. W tym celu korzysta z informacji dostarczanych przez szereg czujników: temperatury cieczy chłodzącej, prędkości, obrotów silnika, przepływomierza powietrza oraz właśnie sondy lambda.
Sonda lambda umieszczona jest w układzie wydechowym, tuż za kolektorem i przed katalizatorem. Jej zadaniem jest przekazywanie informacji o zawartości tlenu w spalinach, z którymi styka się jej końcówka. Procentowa ilość tlenu zostaje zamieniona na napięcie elektryczne, które komputer sterujący silnikiem może odczytać i przetworzyć.
Rodzaje sond lambda
Obecnie wyróżnia się trzy podstawowe typy sond lambda: zmiennonapięciowe, zmiennooporowe oraz szerokopasmowe.
Sonda zmiennonapięciowa znajduje się w osłonie ceramicznej. Wyposażona jest w element grzewczy, który umożliwia jej rozpoczęcie pracy już po około 30 sekundach od uruchomienia pojazdu. Na zewnętrznej stronie sondy powstaje biegun ujemny, na wewnętrznej dodatni. Specjalny kanał łączy wnętrze sondy z zasilaniem oraz powietrzem atmosferycznym. Strumień spalin opływa elektroprzewodzącą powłokę ceramiczną, która powyżej temperatury 300°C przewodzi jony tlenu. Różnica potencjałów między komorą powietrzną a spalinami generuje napięcie, które komputer może odczytać jako sygnał.
Sonda zmiennooporowa jest chroniona metalową obudową. Jej „sercem” jest korpus ceramiczny wykonany z dwutlenku tytanu pokrytego warstwą platyny. Tytan i platyna działają tu jak elektrody. Działanie tego typu sondy opiera się na zmianie przewodności elektrycznej ceramiki — im więcej tlenu, tym większa przewodność. Mniejsza ilość tlenu oznacza jej spadek. Na tej podstawie generowany jest sygnał dla komputera.
Szerokopasmowa sonda lambda to najnowocześniejsze i najbardziej skomplikowane rozwiązanie. Również posiada podgrzewacz, który szybko przygotowuje ją do pracy. W jej wnętrzu znajdują się dwa elementy zmiennonapięciowe wykonane z dwutlenku cyrkonu: jedna pełni funkcję komórki pomiarowej, druga komórki pompującej. Ta druga bazuje na zjawisku ruchu jonów w odpowiedniej temperaturze i polaryzacji. Między obiema komórkami przepływa strumień spalin — jedna bada zawartość tlenu, druga przesyła do komputera informacje o aktualnym składzie mieszanki.
Awarie sondy lambda
Z racji tego, że sonda lambda pracuje w ekstremalnych warunkach, wśród spalin o temperaturze sięgającej kilkuset stopni, z czasem ulega zużyciu lub uszkodzeniu. Najczęstsze przyczyny awarii to:
- zwarcie wewnętrzne, wynikające z naturalnego zużycia,
- zwarcie zewnętrzne spowodowane uszkodzeniem przewodów,
- zanik napięcia z powodu przepalenia się kabla lub wtyczki,
- brak masy spowodowany korozją,
- przegrzanie sondy przez niewłaściwy kąt zapłonu lub luzy zaworowe,
- zanieczyszczenie czarnym nalotem (nadmiar oleju w spalinach),
- zanieczyszczenie zielonym nalotem (jazda na zbyt bogatej mieszance, co wskazuje na awarię układu wtryskowego),
- uszkodzenie mechaniczne przewodów,
- uszkodzenie mechaniczne samej sondy,
- zaśniedzenie wtyczek.
Objawy uszkodzonej sondy lambda
Żywotność sondy lambda szacuje się zwykle na około 150 tys. kilometrów, ale jej trwałość zależy w dużym stopniu od sposobu eksploatacji, stanu technicznego pojazdu oraz stylu jazdy. Jak rozpoznać awarię sondy? Oto najczęstsze objawy:
- zauważalny wzrost zużycia paliwa, nawet o 50%,
- niestabilne obroty silnika,
- czarny, gęsty dym z wydechu,
- odczuwalny spadek mocy silnika,
- zapalenie kontrolki „check engine” — dotyczy głównie sond tytanowych i szerokopasmowych współpracujących z układem EOBD.
Mechanicy diagnozują uszkodzenie sondy na kilka sposobów. Najpierw sprawdzają stan mechaniczny, wtyczki i styki. Następnie analizują stan i ułożenie przewodów łączących sondę z komputerem, choć czasem wymaga to demontażu niektórych elementów wnętrza pojazdu. Najdokładniejszą metodą jest użycie urządzeń diagnostycznych, które sprawdzają m.in. obwód podgrzewania oraz napięcie generowane przez sondę.
Aby utrzymać sondę w dobrej kondycji, należy regularnie ją kontrolować. Zaleca się przegląd co 30 tys. kilometrów, wraz z całym układem wydechowym. Taka kontrola pozwala nie tylko na wczesne wykrycie awarii, ale także może ujawnić inne usterki silnika, których objawy widoczne są właśnie na sondzie lambda.
