sonda-lambda

Sonda lambda to jeden z ważniejszych czujników w samochodzie. Mierzy zawartość tlenu w spalinach. Na podstawie pomiarów sondy sterownik silnika oblicza odpowiednią dawkę paliwa. Sonda lambda to urządzenie drogie i skomplikowane, a jej awaria może zwiększyć spalanie nawet o 50%. W najnowszych autach montowane są dwie, a nawet więcej sond.

Sonda lambda – do czego służy i jak działa?

Lambda to współczynnik stosunku paliwa do ilości zassanego powietrza. Obecnie dość surowe regulacje dotyczące emisji spalin powodują, że producenci są zmuszeni do poszukiwań coraz nowszych rozwiązań, które będą redukować ilość szkodliwych związków w spalinach.

Sondy lambda są najważniejszymi czujnikami pozwalającymi je kontrolować. W starszych modelach samochodów stosowany był tylko jeden czujnik lambda, który montowano za kolektorem wydechowym. Obecnie standardowo umieszczone są dwa czujniki – przed i za katalizatorem. Aczkolwiek najnowsze modele samochodów mogą mieć zamontowanych więcej czujników.

Na czym polega działanie sondy?  W trakcie spalania powstają szkodliwe związki chemiczne, tj. węglowodory, tlenki azotu czy węgla. Spaliny wylatując z cylindrów, najpierw docierają do pierwszej sondy, nazywanej regulującą, która jest zamontowana przed katalizatorem. Sonda lambda mierzy zawartość spalin i wysyła informację o składzie mieszanki do czujnika ECU, czyli sterownika silnika. Sterownik na tej podstawie ustala optymalny stosunek powietrza do ilości paliwa.

Parametrem, który przedstawia tę zależność, jest współczynnik AFR (ang. Air to Fuel Rario). Optymalna wartość AFR wynosi 14,7. Mówimy wtedy o mieszance stechiometrycznej. Oznacza, że powietrze i paliwo są względem siebie w idealnych proporcjach ilościowych. Dzięki sygnałom z sondy lambda sterownik silnika może tak modyfikować składem mieszanki, aby utrzymać tę wartość.

Wartość AFR większa niż 14,7 oznacza, że jest za dużo powietrza i mamy do czynienia z tzw. mieszanką ubogą. W takim wypadku sterownik zwiększa objętość wtryskiwanego paliwa.

Natomiast gdy współczynnik AFR jest mniejszy niż wartość optymalna, mówimy o mieszance bogatej, czyli jest w niej zbyt dużo paliwa względem powietrza. Efektem spalania takiej mieszanki jest wzrost emisji węglowodorów i tlenku węgla. 

Za katalizatorem jest kolejna sonda, która ponownie kontroluje stan spalin i umożliwia doregulowanie mieszanki, uwzględniając stan katalizatora. W spalinach, które opuszczają katalizator, nie powinno być tlenu. Gdy sonda wykazuje jego obecność, oznacza to, że katalizator jest w złym stanie. Natomiast jednakowy odczyt obu sond lambda jest znakiem, że katalizator jest całkowicie zużyty i nie spełnia swojej funkcji. Trzeba go jak najszybciej wymienić. 

Warto wiedzieć, że w samochodach z silnikiem diesla sondy lambda regulują działanie filtra cząstek stałych i układu SCR (układu selektywnej redukcji katalitycznej).

Sonda lambda działa prawidłowo w temperaturze powyżej 300 stopni Celsjusza. Aby jak najszybciej osiągnąć taką wartość, producenci montują dodatkowe grzałki elektryczne, wtedy już po 30 sekundach od uruchomienia silnika czujnik lambda może rozpocząć swoją pracę. 

Producenci szacują wytrzymałość sondy na około 100 tys. kilometrów. 

Rodzaje sond lambda

Obecnie stosuje się 3 główne typy sond lambda, które różnią się technologią pomiaru paliwa i powietrza oraz przekazują różne sygnały wyjściowe:

  • sonda cyrkonowa, najbardziej konwencjonalna, wskazuje tylko, czy stosunek powietrza do paliwa jest powyżej, czy poniżej optymalnego wskaźnika AFR; jej budowa powoduje, że gdy zawartość tlenu po obu stronach jest różna, powstaje napięcie elektryczne, które służy jako wartość pomiaru dla sterownika silnika: mieszanka uboga – tworzy niskie napięcie, bogata – wysokie;
  • sonda liniowa, inaczej szerokopasmowa, jest najdokładniejsza i przekazuje ciągły, zmieniający się sygnał do czujnika silnika. Pracują w niej jednocześnie dwie komory: jedna mierzy skład spalin, druga reaguje na odczyty pierwszej i razem wytwarzają sygnał elektryczny, który jest przekazywany do czujnika sterowania;
  • sonda tytanowa nie wytwarza napięcia, tylko działa na zasadzie zmieniającego się oporu. Gdy zmienia się zawartość tlenu w spalinach, zmianie ulega jednocześnie opór. Sondy tytanowe występują wyłącznie z elementem grzewczym, ponieważ zaczynają prawidłową pracę dopiero w temperaturze 700-800 stopni. 

Sonda lambda – objawy awarii

Sonda lambda, tak jak każdy element, ulega uszkodzeniom i awariom. Najczęstsze objawy uszkodzonej sondy lambda to:

  • zauważalny wzrost zużycia paliwa – nawet 50%;
  • samoistne zmiany prędkości obrotowej silnika;
  • czarny dym wychodzący z rury wydechowej;
  • spadek mocy silnika;
  • podwyższona ilość tlenków węgla i węglowodorów w spalinach;
  • zapalenie się kontrolki „check engine”.

Trzeba pamiętać, że zapalona kontrolka „check engine” może oznaczać problemy z wieloma podzespołami czy różnymi czujnikami. Aby prawidłowo zdiagnozować problem, konieczna jest wizyta u mechanika, by odczytać z komputera pokładowego wykaz zarejestrowanych błędów.

Jak sprawdzić sondę lambda?

Właściwa diagnostyka czujnika sprawia nie lada problem. Po pierwsze mechanika silnika, układ wtryskowy i zapłonowy muszą działać poprawnie. Po drugie, mechanik sprawdza odczyty błędów z komputera pokładowego oraz specjalnym urządzeniem diagnostycznym sprawdza wartości rzeczywiste. Kontroluje się też sygnały z czujników oraz sprawność przewodów i połączeń. Jeśli zostają wykryte nieprawidłowości, mechanik wykręca sondę i sprawdza optycznie jej stan.

Korpus sondy nie powinien mieć żadnych śladów uszkodzeń, które mógłby sugerować wewnętrzne pęknięcia lub wgniecenia. Element pomiarowy powinien być nienaruszony i działać prawidłowo.

Kolor nalotu na pomiarowej części sondy może pomóc w zdiagnozowaniu problemu. I tak:

  • czerwonawy lub białawy nalot – oznacza, że używane są różne dodatki do paliwa;
  • czarny i tłusty nalot – oznacza nadmierne zużycie oleju. Mechanik powinien skontrolować stan m.in. prowadnic zaworów, uszczelniaczy i pierścieni tłokowych, które mogą być już zużyte;
  • zielony, chropowaty nalot – świadczy o tym, że płyn chłodniczy przedostaje się do komory spalania. Przyczyną może być uszkodzony blok cylindrów. Należy zweryfikować stan uszczelek głowicy cylindrów oraz układu dolotowego;
  • ciemnobrązowy nalot – powoduje spalanie zbyt bogatej mieszanki. W takim wypadku konieczne jest sprawdzenie ciśnienia paliwa i układu wtryskowego.

Najczęstsze awarie sondy lambda

Sonda lambda ze względu na swoje umiejscowienie – jednocześnie wewnątrz i na zewnątrz układu wydechowego – jest narażona na pracę w skrajnych warunkach termicznych, chemicznych i mechanicznych. 

Wprawdzie producenci szacują, że sonda lambda powinna działać prawidłowo przez ok. 100 tys. kilometrów, jednak zdarza się, że dużo wcześniej sonda ulega awarii czy uszkodzeniu. 

Najczęściej przyczyną jej awarii są:

  • zwarcia wewnętrzne spowodowane eksploatacją;
  • zwarcia zewnętrzne, których powodem może być złamanie, przepalenie czy też pęknięcie przewodów elektrycznych;
  • brak napięcia, często kabel lub wtyczka ulega stopieniu przy zetknięciu z gorącymi elementami układu wydechowego;
  • brak masy – zdarza się to często przy korozji układu wydechowego;
  • przegrzanie sondy – to efekt zbyt wysokiej temperatury spalin;
  • uszkodzenia mechaniczne – przewody można zerwać przy zahaczeniu czymś w trakcje jazdy po nieutwardzonej drodze, także uderzenie kamienia może powodować pęknięcia, sonda może też zostać uszkodzona w trakcie montażu przez niewykwalifikowanego mechanika;
  • zaśniedziałe styki na wtyczce – są efektem utleniania.

Często nieprawidłowa praca sondy wynika z wcześniejszych awarii innych podzespołów, np. uszkodzenia uszczelki pod głowicą, w wyniku czego do układu wydechowego dostał się płyn chłodzący, lub wypadania zapłonów – wtedy sonda styka się z niespalonym paliwem. 

Uszkodzona sonda lambda – wymienić czy naprawić?

Przyzwyczailiśmy się, że wiele podzespołów można naprawić w warsztacie samochodowym. Jednak w przypadku tego czujnika – trzeba go wymienić na nowy.

Wprawdzie w  internecie można znaleźć informacje, jak wykonać samodzielne czyszczenie sondy lambda, jednak żaden mechanik nie poleca takiego rozwiązania. Jedynym elementem sondy, który można naprawić, jest przerwany przewód zasilający.

Sonda lambda – jak wydłużyć jej żywotność

Sonda to element, który nie tylko jest istotny dla prawidłowej pracy silnika, ale też wpływa na ograniczenie emisji spalin. Dlatego warto kontrolować stan czujnika według zaleceń producentów i mechaników.

Standardowo sondę kontroluje się co 30 tys. kilometrów lub podczas badania gazów spalinowych. Koszt przeglądu jest niewielki, a pozwala na utrzymanie silnika w dobrej kondycji. Podczas przeglądu sprawdza się stan przewodów i połączeń wtykowych oraz sygnały z sondy.

Przy wymianie sondy na nową warto zainwestować w części znanego producenta, tanie podróbki mogą nie do końca spełniać swoją funkcję. Trzeba pamiętać, że jazda z niesprawną sondą lambda grozi m.in. zniszczeniem katalizatora, a w samochodach z silnikiem diesla bardzo drogiego filtra cząstek stałych. 

Najnowsze modele samochodów są wyposażone w coraz to więcej czujników i podzespołów, które powodują, że jazda nie tylko staje się bardziej komfortowa, lecz także pojazd jest bardziej przyjazny środowisku. 

Ubezpieczenie samochodu powinno gwarantować nam spokojną podróż w każdych warunkach. Pakiet assistance gwarantuje pomoc w przypadku awarii 24 godziny 7 dni w tygodniu. Ubezpieczyciel pokryje koszty naprawy auta, holowania do warsztatu, transportu pasażerów czy wynajmu auta zastępczego. Możemy też liczyć na pomoc, gdy zatrzaśniemy kluczyki w aucie, zatankujemy złe paliwo, czy trzeba będzie wymienić koło. Do wyboru są też różne warianty ochrony na terenie Polski lub całej Europy.