A Lambda Szonda Fűtésének Jelentősége és Hibakódjai: Részletes Útmutató
A modern, karburátor nélküli járművekben, ahol a befecskendezés elektronikusan vezérelt, elengedhetetlen a tökéletes égés szabályozása. Ebben a folyamatban kulcsszerepet játszik a lambda szonda, amely az égéstermék oxigéntartalmát vizsgálva ad jelet a computernek a keverék optimalizálásához. A lambda-szonda vagy kevésbé ismert nevén oxigénszenzor a kipufogó rendszer elengedhetetlenül fontos alkatrésze. Fontos szerepet játszik abban, hogy az autó szén-dioxid (CO2) és egyéb szennyező anyag kibocsátása megfeleljen az Európai Uniós előírásoknak. Mivel benzines modellekben a benzin-levegő keverék összetételére jelentős ráhatása van, a motorvezérlő rendszerben kiemelt jelentőséggel bír. Nincs korszerű motorvezérlő rendszer lambda szonda (oxigén szenzor) nélkül.
A Lambda Szonda Működési Elve és Elhelyezkedése
A lambda szonda, más néven oxigén szenzor, a kipufogótorokba van behelyezve, ahol megvizsgálja az égéstermék oxigéntartalmát. Ezt nevezik szabályzó szondának. A szabályzószonda a motor és a katalizátor közé van beépítve. A szonda belső felülete a külső levegővel érintkezik, mely szolgáltatja a feszültséget, míg a külső felülete a kipufogógázzal érintkezik, ez adja a villamos vezető réteg negatív pólusát. A kipufogógáz minőségének függvényében változik a computernek küldött feszültségérték.
Az autónk elektronikája a lambdaszondából érkező adatok alapján szabályozza, korrigálja az üzemanyag és a levegő arányát. A szonda a kipufogógázok oxigéntartalmának függvényében változtatja a feszültségét, pontosabban feszültséget generál. Szegény keveréknél 0-0,3V, dúsnál 0,7-0,9V körüli ez az érték. Az ideális, sztöchiometrikus, lambda=1 értékű keverékösszetételhez közelítésre, illetve ebből a tartományból történő kilépésre - nagyon szűk mezőn, az ún. lambda ablakon belül - nagy feszültségváltozással válaszol. A szokásos szabályozási sáv lambda értéke 0,97-1,03, ezt a tartományt nevezzük lambda ablaknak. Ilyenkor a szabályozás visszacsatolásos (closed loop).
A modernebb autókban a károsanyag-kibocsátás csökkentése és a jobb motor kontroll érdekében két szondát is elhelyeztek. Ezt a szondát a katalizátor után helyezték, és ezeket nevezzük monitor szondának. Az ő feladata is ugyan az, mint a szabályzóé, megvizsgálja a kipufogó gáz minőségét, csak ő már tisztítás után, és azokat a jeleket is továbbítja a computer felé. Tehát az első szonda a Szabályzó lambda szonda, a második szonda a diagnosztizáló vagy más néven monitor lambda szonda. A motorvezérlő computer a monitor szonda adataiból ki tudja számolni, hogy a szabályzó szonda megfelelően működik-e, valamint hogy a katalizátor is tökéletesen végzi-e a dolgát.
A Nernst-szonda belső felépítése: A cirkondioxid kerámia tulajdonsága, hogy kb. 300 Celsius fok fölött átereszti az oxigénionokat. A belül üreges szondakerámia külső és belső oldalát is egy vékony rétegben felvitt platinaréteg borítja, ez tölti be az elektróda szerepét. A szondakerámia külső felülete érintkezik a kipufogógázzal, míg a belső, üreges részbe külső levegő van vezetve. A kipufogógázban, illetve környezeti levegőben eltérő az oxigéntartalom, a kerámia már említett tulajdonságából adódóan oxigénion vándorlás jön létre, aminek következtében feszültség generálódik a két elektróda között. A kerámia külső, tehát a kipufogó gázzal érintkező részén egy vékony kerámiaréteg védi a platinát a kipufogógáz esetleges szilárd részecskéitől.
Az Opel Omega B (X20XEV) típushibái
A Lambda Szondák Fejlődése és a Fűtőelem Jelentősége
Mivel a lambda szonda korrekt működése viszonylag magas hőmérsékleten indul el ("megszólalási hőmérséklet", kb. 350 Celsius fok), legtöbbször fűtőelemet is alkalmaznak. Ez gyorsítja a szonda működésbe lépését, csökkentve a hidegindítás utáni károsanyag-kibocsátást.
A lambda szondák fejlődése során több változat jelent meg:
- 1 vezetékes: A jelet a computer kapja, a testet a házról biztosítják. Az ilyen szonda nem tartalmaz fűtőelemet.
- 2 vezetékes: Külön testvezetékkel ellátva a tökéletesebb működés érdekében. Nincs fűtőelem.
- 3 vezetékes: Fűtést is kapott, egy jel, két fűtés. A testet a házról veszi.
- 4 vezetékes: 1 jel, 2 fűtés, 1 test vezeték és a házról is vesz testet.
- 5 vezetékes: Minden vezeték ugyanaz, mint a 4 vezetékesnél, csak kapott még egy testkábelt.
A fűtött oxigénszenzorok akár 100-160 ezer km között is megfelelően működnek, ám néhány autógyártó javasolja a karbantartási ütemtervében a 160 ezer km megtétele utáni cserét. Nem felmelegedett szonda, vagy vezetékszakadás esetén az ECU hardveresen egy alapértékkel (általában 0,45V körül) helyettesíti be a kiesett jelet. Ilyenkor a motor open loop üzemmódban működik. A motorvezérlő rendszerek egy része érzékeny a fűtőbetét ellenállására: ha az eredetitől eltérő ellenállással bír a kicserélt lambda szonda, hibaüzenetet generálhat.
Speciális Lambda Szondák
Bonyolultabb szerkezet a Bosch által kifejlesztett lapos mérőcellás (az autós köztudatban inkább a planár megnevezés ismert) szonda. A kerámia egység magában foglalja a mérőcellát és a fűtőegységet is. A planár szonda lényegesen jobb tulajdonságokkal bír, mint a fentebb említett Nernst-szonda. Már 150 Celsius fokos kipufogógáz hőmérsékleten működik, így a "megszólalási ideje" rendkívül kicsi, 3-5 másodperc. Akár 930 fokos hőmérsékletet is elvisel, várható élettartama hosszú. A planár szonda mára teljesen kiszorította a Nernst-szondát a gyári, első beépítés tekintetében. Gyakran felmerülő kérdés: ha tönkrement a "mezei" szonda, lehetséges-e a lényegesen jobb paraméterekkel bíró planár szondára kicserélni? A műszaki jellemzőket szem előtt tartva ez a csere mindenképpen csak ajánlható. A planár szondát "mezeire" cserélni viszont semmiképp sem ajánlott, a lambda-szabályozás sínylené meg a gyengébb műszaki jellemzőket.
A legújabb típus az 5 ill. 6 vezetékes (ún. szélessávú) lambdaszonda. Extra széles működési tartományban dolgozik, 0,7-4 lambda érték között. A kábelek száma, és a csatlakozó az első pillantásra egyértelművé teszi: szélessávú szondáról van szó. A szonda lelke a szivattyúcella, amely oxigén-ionokat "pumpál" a szenzor "hagyományos" (Nernst) cellájához. A szivattyúzáshoz szükséges áram arányos a két cella közötti oxigénkoncentráció-különbséggel. Azaz, ha a Nernst cellában fenntartjuk a "lambda=1" légviszonyt, akkor a szivattyúzó áram arányos lesz a pillanatnyi légviszonnyal. A nagyméretű szondacsatlakozó rejt még egy kalibráló ellenállást is, mely az ECU felé külön kivezetést kapott. Ez a magyarázat arra, hogy a szonda ugyan csak 5 vezetékes, a csatlakozótól az ECU-ig már 6 kábel fut.
E36 316i Compact üzemanyag szivattyú relé hibajelei
Az eddig említettektől teljesen eltérő az ún. "ellenállás-ugrás" szondák működési módja. Ezen a néven kevesen ismerik, beleértve a legtöbb alkatrész forgalmazót is. Az "5 Voltos, négyvezetékes szonda" jobban elterjedt megjelölés. Itt a kerámiaelem titándioxidból készül, ennek a tulajdonsága, hogy az ellenállását az oxigénkoncentráció függvényében változtatja. Itt az ECU által előállított feszültség csökkenésének a mértéke a szonda ellenállásától függ, ezt használja fel az ECU a keverék pillanatnyi összetételének pontos megállapításához. Meglehetősen magas a megszólalási hőmérséklete, ezen részben segít a szonda fűtés. Nagyon kevés motornál találkozhatunk ezzel a szondatípussal, pl. a BMW, az Opel, a Volvo néhány típusán.
A Hibás Lambda Szonda Jelei
A lambda szonda meghibásodása számos problémát okozhat, melyek közül néhány látható és érezhető, míg mások rejtve maradnak, de hosszú távon károsíthatják a motort. A lambda-szonda hiba súlyos konzekvenciákkal járhat. Fokozhatja az üzemanyag használatot, amely nem csupán költséges, de környezetszennyező is. Ha az oxigénszenzor elromlik, a környezetet is szennyezzük. Ha valami hibát lát a rendszerben, jelzi felénk a műszerfalon a Check Engine felirattal, vagy egy Motor formájú lámpával. A motor teljesítményének zuhanása persze könnyen észrevehető, hiszen nehezebb az indítás, látványosan megnő az üzemanyag fogyasztás. Rossz az alapjárat, rángat az autó, vagy éppen záptojás szagot ereget a kipufogó.
Látható és Érezhető Hibák:
- Hirtelen megnövekedett üzemanyag fogyasztás
- Záptojás szag, mely már a katalizátor károsodására is utal
- Az autó nehézkes indulása
- A jármű alapjáratának és fordulatszámon történő működésének ingadozás (Bakkecske effektus)
- Kipufogógáz fekete színű, mely a tökéletlen égésre utal
- Csökkenő motorteljesítmény gyorsulást követően
- Hibajelzés a műszerfalon
- Rándulás induláskor
Rejtett, Hosszú Távú Hibák:
- A túl dús keverék lemossa a henger faláról az olajréteget, mely fokozott motorkopáshoz vezethet.
- A katalizátorba el nem égett üzemanyag maradvány kerülhet, mely ott öngyulladással begyullad és kiégeti a kerámia betétet.
- A túl dús üzemanyag miatt valamennyi keveredhet az olajba, ezáltal minimálisan felhígul az olaj és rontja a kenést.
A lambda szonda hibái számos problémát okozhatnak, melyek az alábbi táblázatban összefoglalva segítenek a gyors felismerésben és a helyes teendők meghatározásában:
| Hiba Jelentkezése | Lehetséges Okok | Javasolt Teendők |
|---|---|---|
| Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás | Hibás lambda szonda, dús keverék | Lambda szonda ellenőrzése, cseréje |
| Ingadozó alapjárat | Hibás lambda szonda, fals levegő | Lambda szonda ellenőrzése, fals levegő forrásának megszüntetése |
| Kipufogógáz szaga | Hibás lambda szonda, katalizátor hiba | Lambda szonda és katalizátor ellenőrzése |
Lambda Szonda Hibák Kiszűrése és Diagnosztika
A lambda-szonda hiba kiszűrése általában motor diagnosztikával és műszaki inspekcióval történik. Ezt kizárólag a megfelelő eszközök és szakértelem birtokában lehet elvégezni. Így a lambda-szonda hiba kiszűrése otthoni körülmények között nem lehetséges. A diagnosztika csak felmelegített motornál lehetséges. A kipufogógázok oxigénszintjének pontos megmérése, vizsgálata csak akkor lehetséges, ha a hőmérsékletük 300-400 °C közötti.
A kibocsájtási frekvenciát és a hullámformát oszcilloszkóp segítségével mérik meg. Ezt követően érdemes megmérni a fűtőelem ellenállását szobahőmérsékleten. A kimérése, vizsgálata multiméterrel lehetséges, vagy speciális teszterrel. Az elfogadható érték 2-14 ohm közötti. Mindezeket követően fontos, hogy ellenőrizzék a fűtőelem feszültségét ráadott gyújtásnál.
Útmutató a Peugeot 308 SW lambda szonda hibáinak felismeréséhez
Előfordulnak olyan esetek, amikor diagnosztikai hibakód kiolvasáskor a lambdaszonda hibával találkozunk, de mégsem az a hibás alkatrész. Egy szakképzett szakember tisztában van vele, hogy ez nem csak a szonda hibájára utalhat. Ha az üzemanyag szivattyú szállítási teljesítménye leesik, az üzemanyag nyomás alacsonnyá válik. Akkor a motorunk szegény keveréket kap, így a szonda jelvezetékén tartósan alacsony feszültség jelenik meg. A vezérlőegységnek, azaz az ECU-nak - alapesetben - nincs információja az üzemanyag nyomásról, a diagnosztikai műszerrel pedig az ECU hibatárolóját tudjuk kiolvasni. Ha a szakember vakon bízik a diagnosztíkai műszerben, akkor az új szondánál ugyancsak rossz értéket fog kapni.
Másik, gyakori eset, a hűtőfolyadék érzékelő, amely télen szélsőséges esetben jelezhet akár -25 és +110 fokot is, mindkét érték határértéken belüli. Ha a hűtővíz mondjuk 100 Celsius fokos, a megromlott érzékelőnk viszont csak 10 fokot jelez, az ECU - mivel hideg motorról kap információt - dúsítja a keveréket, szondánk jelvezetékén tartósan 1 Volt körüli érték jelenik meg. A P0130-as kódcsoport tagjaival nagyon gyakran találkozunk akkor is, amikor a P0170-es hibakódoknak kellene megjelenni, ha például a tartósan szegény keverék miatt a szonda kimenő feszültsége 0V körüli marad.
Lambda Szonda Cseréje és Karbantartása
A lambda szonda cseréje általában 140-150000 kilométerenként szükséges, azonban előfordulhat, hogy a csereperiódust megelőzően szükséges új alkatrészt beszerezni. Élettartama körülbelül 150000 kilométer, azonban meghibásodások és egyéb tényezők miatt ennél gyakrabban is szükséges lehet a lambda-szonda csere. Normál üzemeltetés mellett 80-100 ezer kilométer között szolgál megbízható adatokat a lambdaszonda, azonban 100 ezer kilométer futás fölött a szonda működése „lassul” fokozatosan növelve az autó üzemanyag-fogyasztását. Ennek gyakori oka a motorhiba miatti kipufogógáz szivárgás, ami kárt tehet az érzékeny szenzorban. Az autó rendszeres karbantartása során megelőzhetjük a gyertyák meghibásodását, és például a légszűrő állapota is kontrollálható. Hibás gyertya a tökéletlen égést, elhasznált szűrő pedig kevés oxigént vagy éppen szennyeződést juttat az égéstérbe. A lambda-szondát ajánlott 30 ezer kilométerenként ellenőriztetni, mivel megfelelő működésével biztosak lehetünk benne, hogy autónk üzemanyag-fogyasztása mindenkor optimális.
Így cserélj lambda szondát egy H Astrán
A 850 fok feletti tartós hőterhelés a szonda gyors tönkremeneteléhez vezet. Élettartam szempontjából a legfontosabb tényezők a szonda minősége, az üzemanyag minősége és az autó rendszeres karbantartása. A gyenge minőségű, szennyezett, esetleg még ólmot is tartalmazó benzin viszont rövid idő alatt tönkreteszi az oxigénszenzort. Ha néhány oktánszámmal kisebb üzemanyagot használunk, mint amit a gyártó előír, akkor emelkedik a kipufogógáz szénhidrogén tartalma, és rövidül a katalizátor, lambdaszonda élettartama.
Mint minden egyes javításhoz, ehhez is célszerű szakember segítségét igénybe venni, de ha mégis arra szánnánk magunkat, hogy megpróbáljuk magunk kicserélni, adunk egy pár tippet mire ügyeljünk. Minden esetben várjuk meg, míg a jármű teljesen visszahűl, mivel a lambda szonda és a kipufogó környezet nagyon forró, égési sérülést okozhat. Ha már kiderítettük, hogy a lambda szonda a bűnös, és beszereztük a megfelelő szondát, nincs más dolgunk, mint kitekerni a régi hibás szondát a kipufogóból. Ehhez általában egy speciális, direkt erre a célra készített szerszámra van szükségünk. A csatlakozót széthúzzuk, és az egészet egybe kicsavarjuk. Ha szerencsénk van pár perc alatt sikerült kiszedni.
A visszahelyezés is ugyan ennyi idő, annyi kivétellel, hogy a megvásárolt szondán vagy a szonda mellett találunk egy speciális pasztát. Ha nincs a csomagban, akkor rézpasztát kell beszerezni, mellyel a szonda menetét kell bekenni. Erre azért van szükség, mert ha legközelebb is ki kell szedni, akkor nem fog sikerülni, mert a két anyag összehegedhet. Végezetül az elektromos csatlakozót össze nyomjuk és kész is vagyunk. Szerencsésebb esetben, ha még nem gyulladt ki a hibajelző lámpa, nincs is más dolgunk vele, ha viszont kigyulladt érdemes kitöröltetni a hibát, mivel addig a motorvezérlő nem biztos, hogy figyelembe veszi a szonda által mért értékeket. A szonda rögzítése - néhány, főleg japán kivételtől eltekintve - csavarmenettel történik (M18x1,5). Előírt meghúzási nyomaték: 35 - 55 Nm, típusfüggő. Az új szondák meneteit a gyártó rendszerint hőálló grafitos zsírral látja el, esélyt adva a szonda későbbi roncsolásmentes eltávolításának.
Univerzális vagy Gyári Szonda?
A lambda-szonda cseréje nem minden esetben problémamentes. Már akár 8-10 éves autóknál is gyakran kell a csere során menetet javítani, és sokszor mindezt elképesztően rossz hozzáférési körülmények között. Viszont sok esetben az eredeti csatlakozóval ellátott szonda olyan összeget képvisel, hogy elgondolkodtató az univerzális szonda alkalmazása. Mi azt tanácsoljuk, egyeztessen a szerelővel, hogy milyen legyen a szonda, mivel némely típus az univerzális szondával nem működik megfelelően, mert nem jó referencia értékeket ad a computernek. Márka tekintetében érdemesebb a minőséget választani, mivel egy alacsonyabb minőséggel csak problémák lehetnek. Mi az NGK, a Bosch, a Denso és a Delphi márkákat preferáljuk. Az olcsó, "utángyártott" szondákkal rossz tapasztalataink vannak. Élettartamuk nem egy esetben csak napokban mérhető, az is előfordul, hogy az új szonda beépítése után azonnal kiderül: kidobott pénz volt. Ilyen szondákat nem vásárolunk, ezt ügyfeleinknek sem ajánljuk - persze mindenki maga dönt. A mindössze néhány, garantáltan jó minőséget nyújtó gyártó hosszú élettartamú (180-220e km), rövid felmelegedési idejű (5-6 mp) csúcskategóriás szondái nem olcsók.
Amire külön felhívnánk a figyelmet, az a gyártó cikkszám pontos betartása: ha a lambdaszonda cseréjére kerül sor, az első lépés alvázszám alapján a megfelelő cikkszámú termék azonosítása, esetleges cseretermék vagy továbbfejlesztett alkatrész kinyomozása.
tags: #x20xev #lambdaszonda #futes #hibakod