Pojednání první:

Má-li soustava zabezpečit tvorbu směsi s přepokládaným složením,je žádoucí, aby řídící jednotka dostávala informaci o výsledku regulace a případně prováděla potřebnou korekci množství vstřikovaného paliva. Tuto informaci lze získat pouze z výfukových plynů, podle množství zbytkového kyslíku. Jako snímače se používá tzv. lambda sondy. Její funkce je založena na principu galvanického kyslíkového článku s elektrolytem v pevné fázi. Pevný elektrolyt je tvořen keramickým tělískem, které je z jedné strany uzavřeno a pro plyn neprůchodné. Povrchové plochy tělíska jsou z obou stran opatřeny elektrodami z tenké platiny propouštějící plyn. Takto provedené tělísko je na vnitřní straně chráněno porézní keramickou vrstvou a je umístěno ve výfukovém potrubí, kde na něj působí výfukové plyny. Vnitřní otevřený prostor je spojen s okolním vzduchem, který slouží jako referenční plyn. Použitý keramický materiál se od 350oC stává vodivým pro ionty kyslíku.Liší-li se jeho podíl na obou stranách tělíska, vzniká mezi platinovými elektrodami elektrické napětí, které je snímáno kontakty. Toto napětí je závislé na obsahu kyslíku ve výfukových plynech. Jeho zbytky jsou v plynech i přebytku paliva ve směsi. Při bohaté směsi budou hodnoty napětí 800 ÷ 1000 mV, naopak při chudé bude jen asi 100 mV. V přechodové oblasti z bohaté do chudé směsi se napětí mění skokově. Stechiometrické směsi (lambda = 1.0) odpovídá napětí 450 ÷ 500 mV. Vodivost iontů kyslíku je velmi závislá i na teplotě keramického tělesa snímače. Průběh napětí tedy bude také ovlivněn teplotou. Výše uvedené hodnoty jsou při pracovní teplotě lambda sondy kolem 600°C. I rychlost změny napětí vlivem měnícího se složení směsi je závislá na teplotě. Při teplotě pod 350ºC je změna v rozmezí sekund, při 600°C reaguje sonda v čase kratším než 50 ms. Proto se při startu motoru regulace složení směsi vypíná až do zahřátí sondy nad 300ºC." Proto se taky doporučuje před měřením emisí zahřát motor - nejlépe 20-30 km jízdou, potom má sonda potřebnou teplotu. Napětí na sondě tedy závisí na bohatosti směsi - při změně zatížení motoru a polohy pedálu plynu. Pokud přidáš plyn, zvýší se bohatost směsi a tím i napětí na sondě - je to tedy OK. Po určité době se otáčky už nezvyšují (pokud nehrneš do kopce nebo tomu nešlapeš na krk) a poklesne napětí na sondě, protože směs je v optimálním poměru. Pokud ubereš plyn, ochudíš směs a napětí na sondě jde dolů dokud se otáčky neustálí a směs nebude v optimálním poměru. Ve zkratce tedy, generované napětí není závislé na otáčkách motoru. Samozřejmě, pokud přidáš, nebo ubereš plyn, napětí se změní. Pokud změna ustane, po chvíli se napětí opět ustálí.

Pojednání druhé:

Víte, k čemu slouží lambda sonda?

Elektronické čidlo nazývané "lambda sonda" je umísťováno ve výfukovém potrubí co možná nejblíže motoru. Jeho sériovou produkci zahájila firma Bosch v roce 1976. Keramické těleso z oxidu zirkonu reaguje změnami elektrického napětí na obsah kyslíku ve výfukových plynech a podle jeho signálů elektronická řídicí jednotka motoru upravuje složení směsi, respektive množství vstřikovaného paliva. čidlo dostalo svůj název podle řeckého písmene lambda, kterým se označuje poměr paliva a vzduchu ve směsi. Za lambda sondu je vřazován do výfukového potrubí katalyzátor, který snižuje obsah škodlivin ve výfukových plynech. Správný poměr by měl být roven 1, při hodnotě jen o málo nižší se výrazně zvyšuje obsah oxidů dusíku (NOx) ve výfukových plynech, naopak při poměru větším než 1 se zvyšuje obsah oxidu uhlíku (CO).

Lambda sonda je součástí výfukové soustavy a má významný vliv nejen na emise škodlivin, ale také na spotřebu paliva. Jako čidlo je vystavena prudkým tepelným, mechanickým a chemickým nárazům a dochází také k jejímu opotřebení. Staré lambda sondy proto mohou zapříčinit zvýšení škodlivin ve výfukových plynech. V některých případech může dojít k překročení předepsaných limitů a automobil pak neprojde emisní prohlídkou. Aby k tomu nedocházelo, odborníci doporučují nechat si prověřit účinnost lambda sondy ve specializované dílně po ujetí každých 30 000 km.

Pravidelná kontrola lambda sondy má ekonomický a ekologický smysl. Nefunkční sonda může prudce zvýšit nejen úroveň škodlivých emisí, ale též spotřebu paliva až o 15 %. Nesprávná směs může také poškodit a dokonce i zničit katalyzátor.

Za normálních podmínek lambda sonda poskytuje přesné údaje při proběhu 50 000 až 80 000 km i při velké zátěži. Vyhřívané sondy typů, které byly uvedeny na trh v roce 1982, dosahují životnosti 100 000 až 160  000 km. Avšak životnost lambda sondy mohou významně zkrátit nepříznivé okolnosti. Znečištěný či olovnatý benzín mohou způsobit až její zničení. Navíc olej nebo voda, které mohou vniknout do spalovacího prostoru a poté do výfukového traktu při případném poškození těsnění, rovněž urychlují opotřebení sondy.

Pojednání třetí:

Kontrola lambda řízení

Lambda sonda je snímač přítomnosti kyslíku vo výfukových plynech. Jde o elektrochemický člen, který na základě chemické 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 O - 0,1 V a 0,7 - 1 V.

Odporová lambda sonda

V praxi se však můžeme setkat i s jiným 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=l prudce mění svůj odpor, v případě bohaté směsi má vysoký odpor, řádově 10 Mohm,a při přechodu na chudou směs její odpor klesá. řídící jednotka napájí odporovou lambda sondu stálým napětím 5 V. Dva odpory vytvářejí dělení napětí, okamžitou hodnotu napětí bodu dělení určuje proměnlivý odpor sondy. Při složení směsi la=0,9 je napětí větší něž 3,85 V, a při složení směsi la=1,1 je výstupní napětí menší než 0,4 V. V obouch případech se výstupní napětí lambda sondy, která pracuje správně, mění mezi těmito krajními hodnotami v každém provozním režimu motoru "skokově". Frekvence změny bývá 1-10 Hz. Charakteristiku a provozní parametry odporové lambda sondy můžeme měřit, podobně 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 pri 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 vedením samotný domeček sondy. V tomto případe 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 časti, 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. Takovéto 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 při jízdě sonda ochladila, mohlo by to vést k trhaní motoru a k nepravidelnému chodu. Proto sa tento plech nemá v žádném případě odstraňovat a jeho absence může vyvolávat i projevy poruch. Trojvodičové provedení 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 kovový kontakt Provedení se čtyřmi elektrickými vývody má ukostření vyvedené přes řídící jednotku. Ostatní tři vedení slouží, podobně jako u třívodičového, k napájení výhřevného odporu a na přenos signálu lambda sondy. Podle předpisů by měli být jednotlivé vodiče označené následovně:

               - šedý vodič = kostření (negativ signálu)

               - černý vodič = signální vedení

               - oba bílé vodiče slouží k napájení vyhřívání.

Elektrický obvod vyhřívání se aktivuje na základě teploty. Velmi důležité upozornění je, že se vodiče lambda sondy nemůžou letovat. Jejich spojení je možné jen 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.

Měřící přístroje:

Základním požadavkem na přístroje, kterými kontrolujeme činnost lambda sondy je malá časová konstanta, aby jsme byli schopni sledovat rychle 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 hertzy jsou schopné ukazovat už jen průměrnou (střední) hodnotu měřené veličiny. Důvodem je setrvačnost pohyblivých častí 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 můžeme 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 nastartovaní motoru by měl po dobu zahřívání multimetr ukazovat hodnotu napětí na lambda sondě okolo O 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 ji ukostříme. Porušení stínění znamená vznik chybných signálů  jednoduší je, když budeme měřit negativní hodnotu signálního napětí z kostry, resp. kostry motoru. Takto však můžeme postupovat jen při provedeních s nepárovým počtem vývodů, kde je negativní signál vyvedený 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 - 5 V.

Lambda řízení

Kontrolu lambda řízení je vhodné vykonat i v takových případech, když se nám 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:

-  zvýšený tlak palivového systému proti předepsanému,

-  přerušený signál ze snímače teploty chladící kapaliny motoru, resp. porucha samotného snímače,

-  magnetický ventil studeného startu zůstává otevřený po zahřátí motoru

-  poškozené těsnění vstřikvacího ventilu paliva

-  netěsnost výfukového systému lambda sonda dostává falešný vzduch)

-  přerušený signál od lambda sondy

Kontrola ochuzení směsi

Na kontrolu lambda řízení odpojme vývody lambda sondy a do řídící jednotky přiveďme 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 02 ve výfukových plynech, na základě těchto složek jsme schopní posoudit složení (bohatost) směsi.

Kontrola obohacení směsi

Na kontrolu činnosti obohacení směsi, musíme pro řídící jednotku nasimulovat signál chudé směsi, t.j. napětí O V. Dosáhneme toho tak, že ukostříme signální vedení lambda sondy. řídící jednotka dostane signál, který zodpovídá 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. Naopak, když budeme simulovat signál chudé směsi, na obohacení směsi řídící jednotka prodlouží čas otevření vstřikovacích ventilů. Na zjištění činnosti lambda řízení tedy stačí pozorovat na osciloskopu prodlužování, resp. zkracování času otevření vstřikovacích ventilů.

Kontroly lambda sondy které nevyžadují porušení elektrického připojení sondy se dají uskutečnit na všech vozidlech. Při měřeních s narušením elektrického obvodu lambda sondy (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 může vyvolat i nouzový chod motoru.