Tietoa NGK lambda-antureista

Lambdatunnistimet


Mitä toimintoja lambdatunnistin hoitaa?

Lambdatunnistin hoitaa bensiinimoottorilla varustetun auton päästöjen vähentämiseen liittyvää pakokaasujen valvontaa kolmitoimikatalysaattorin yhteydessä. Lambdatunnistimen avulla moottorin ohjauselektroniikka voi säätää moottorin seossuhdetta optimaaliseksi pakokaasujen puhdistamista ajatellen

Miten tämä tapahtuu?

Perusperiaate on tuttu: moottori polttaa orgaanista polttoainetta, bensiiniä, ja tästä syntyvät haitalliset yhdisteet joutuvat luontoon kuormittaen sitä. Tätä haittaa vähentämään on kehitetty katalysaattori, joka muuntaa haitalliset kaasut ympäristölle haitattomiksi. Tämän mahdollistamiseksi moottorin ja katalysaattorin väliin asennetaan lambdatunnistin, joka mittaa pakokaasuihin jääneen jäännöshapen määrää elektrodiensa avulla ja antaa tiedon edelleen moottorin ohjausyksikölle. Moottorin ohjauselektroniikka puolestaan säätää saadun signaalin arvon perusteella moottorin seossuhteen optimaaliseksi.





Lambdatunnistin

Tässä lambdatunnistimella tarkoitetaan happitunnistinta, ns. zirkoniatunnistinta (ZrO2). Se toimii periaatteella, jonka esitti saksalainen fyysikko ja kemisti W. Nernst (1864-1941). Hän kuvasi tietyssä elektrodimateriaalissa syntyvän jännitteen ja sen muutoksen siihen kosketuksissa olevan aineseoksen vaikutuksesta.

Lambdatunnistimessa tätä ilmiötä käytetään mittaamaan pakokaasun jäännöshapen määrää ja päättelemään sen perusteella, onko moottorin seossuhde optimaalinen päästöjen torjunnan kannalta.




Tunnistin on sijoitettu pakokaasuvirtaukseen, jotta sen ulkoinen elektrodi (platinakerros) joutuu kosketuksiin pakokaasun kanssa, kun taas sen sisäinen elektrodi on kosketuksissa ympäröivään ilmaan.

Zirkondioksidielementti alkaa johtaa n. 300°C lämpötilassa happi-ioneja, minkä ansiosta ulko-ja sisäelektrodin välille syntyy sähköinen, enintään 1V suuruinen jännite, mikä johdetaan liittimen ja johtimen kautta moottorin ohjauselektroniikalle.





Lambdatunnistimen ulkoelektrodin ympärillä oleva hapen määrä on voimakkaasti riippuvainen moottoriin syötetyn polttoaine-ilmaseoksen seossuhteesta ja hapen reaktiosta elementin pinnalla. Tämä tuottaa lambdatunnistimen jännitteelle tyypillisen, seossuhteesta riippuvan kuvaajan, joka muuttuu voimakkaasti lambda-arvon (λ) aluella, joka kuvaajassa näkyy sinisenä palkkina. Tällä alueella seossuhde on optimaalinen päästöjen puhdistamisen kannalta.

Lambdatunnistinten liittimet


Mikä on liitinpistokkeen tehtävä?

Pistoke kytkee lambdatunnistimien liitoskaapelin moottorin ohjauselektroniikkaan. Tämän vuoksi alkuperäisvaatimukset täyttävä liitäntä on tärkeä, jotta lambdatunnistimen signaali voidaa kuljettaa häiriöttömästi moottorin ohjausyksikölle.

Integroidulla lämmitinelementillä varustetun lambdatunnistimen rakenne:

Tunnistinelementin sähköinen signaali on alhainen, 0 ja 1V välillä vaihteleva jännite häviävän pienellä virranvoimakkuudella (vain muutamia mikroampeereja). Lämmitinelementin jännite on useimmiten akun jännite (12V), ja lämmitinliitännän virranvoimakkuus voi olla useita ampeereja, erityisesti käynnistyksen ja kylmän lambdatunnistimen yhteydessä.

Nämä poikkeuksellisen vaativat olosuhteet asettavat myös liitoksen vaatimukset korkealle. Luotettavuuden varmistamiseksi liitinpinnat on usein pintakäsitelty kultaamalla, ja kaapeliliitoksen puolelta pinnat ovat yleensä sinkittyjä. Liitinosien on oltava korroosionkestäviä ja niiden tulee johtaa toisistaan poikkeavia virranvoimakkuuksia luotettavasti.


Toinen tärkeä tekijä on pistokkeen liitinosien kytkentä lambdatunnistimen johtoihin. Liitokset on tehty erikoistyökalulla puristamalla liitin ja kaapeli yhteen, millä on saatu aikaan kestävä liitos. Liitoksen muotoutuminen oikein ja riittävän voimakkaasti on erittäin merkittävä tekijä johdon paikallaan pysymiselle ja hyvälle sähkönjohtavuudelle.Hyvä tiivistys vettä vastaan ja pistokkeen suojaus liitosten löystymiseltä ja pistokkeen irtoamiselta ovat kunnollisen liittimen tärkeitä etuja.Tämän vuoksi pistokkeissa käytetään termoplastisia muoveja, jotka on vahvistettu lasikuidulla, jotta saavutetaan korkea lujuus. Tällä tekniikalla valmistetuille pistokkeille ovat ominaisia hyvät mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet, kemikaalien ja vanhenemisen kestävyys sekä korkeiden lämpötilojen sieto.



Miksi alkuperäispistoke? 

Nämä tärkeät ominaisuudet voidaan saavuttaa vain alkuperäisellä pistokkeella, koska sen osat on valmistettu lambdatunnistimen ja sen rakenteen asettamien vaatimusten perusteella.

Alkuperäisen pistokkeen käyttö verrattuna halvemmalla tavalla tehtyyn liitokseen tarjoaa seuraavat edut lambdatunnistinta vaihdettaessa:

Tarkka kaapelin pituus ja yksinkertainen liitäntä ohjausyksikköön
Lisätyökaluja ei tarvita
Riskiä johtojen virheellisestä kytkennästä ei ole
Sama luotettavuus kuin autotehtaan alun perin asentamana
Ei erillistä työvaihetta korjaamolla
NGK käyttää vain alkuperäislaatuisia pistokkeita

Lambdatunnistimet testissä


Katalysaattorien yleistymisen myötä tulivat ympäristötietoisille autoilijoille tutuiksi myös lambdatunnistimet. Lambdatunnistimen häiriötön toiminta on edellytys katalysaattorin korkealle puhdistusteholle. Mutta toimiva lambdatunnistin on tärkeä muutenkin: viallinen tunnistin aiheuttaa monia ongelmia, kuten kohonnutta polttoaineenkulutusta, päästöjen lisääntymistä, katalysaattorin vaurioita, heikentyneitä käyntiominaisuuksia ja usein auton hylkäämisen katsastuksessa.

Näiden painavien syiden vuoksi lambdatunnistimet tulisi testata säännöllisesti, jokaisen huollon ja katsastusta varten tehtävän pakokaasumittauksen yhteydessä. Tähän on olevassa useampia toisistaan poikkeavia menetelmiä:

Toiminnan testaus oskilloskoopilla

Ennen testauksen aloittamista varmistetaan, että moottorin säädöt ovat valmistajan ohjeiden mukaiset. Oskilloskoopin mittapäät kytketään lambdatunnistimen johtimiin siten, että lambdatunnistinta ei tarvitse kytkeä irti moottorin ohjauselektroniikasta. Jos lamdbatunnistin toimii oikein, sen signaalijohtimen jännite vaihtelee 0,2 ja 0,8 voltin välillä, kun moottorin kierrosluku on noin 2000 kierrosta minuutissa. Reaktioaika (laiha-rikas seos) on noin 300 millisekuntia. Reaktioaika rikkaalta laihalle seoksella on samalla alueella. Jos lambdatunnistimen signaalin jännite on vakio tai reaktioaika on liian pitkä, täytyy tunnistin vaihtaa uuteen.

Silmämääräinen tutkiminen

Vaikka silmämääräinen tarkastelu ei ole yksin riittävä, tulee ennen lambdatunnistimen toiminnan testauksen aloittamista tutkia silmämääräisesti, että kaikki johdot, liittimet ja tunnistimen runko ovat kunnossa, sillä näiden vioittuessa tai likaantuessa voi tunnistimen signaalin muodostuminen tai kulku häiriytyä.

Tunnistimen suojaputken silmämääräinen tarkastus

Ammattilainen voi päätellä joitakin virhetoimintoja lambdatunnistimen suojaputken ulkonäöstä:


Voimakkaat karstakerrostumat tukkivat tunnistimen ja pidentävät reaktioaikaa. Syynä voi olla liian rikas seos tai tunnistimen lämmittimen vahingoittuminen. Lambdatunnistin on vaihdettava uuteen.
Voimakas valkoinen tai harmaa karstoittuminen kertoo, että on käytetty bensiinin lisäaineita tai että moottorin palotilaan joutuu öljyä. Tietyt lisäaineiden ja öljyn ainesosat likaavat tunnistinelementin. Syy täytyy poistaa ja tunnistin vaihtaa uuteen.
Kiiltävät kerrostumat ovat merkki lyijypitoisesta polttoaineesta. Lyijy tarttuu tunnistinelementin ja katalysaattorin platinakerrokseen. Tunnistin on vaihdettava uuteen. Vaihdon jälkeen on ehdottomasti käytettävä vain lyijytöntä polttoainetta.

Tulosta sivu
Ota yhteyttä
 Lähetä sivu

 NGK Lambda-tunnistimet alueella myy:

Autotarvike Kuva1.jpg
RAT Logo.jpgRengastie 28, 60120 SEINÄJOKI
www.autotarvike.fi

Myynti: Ma-Pe klo 8-17 ja La klo 9-13 (Kesälauantait suljettu,kesä-, heinä- ja elokuu)

Varaosat: 06-4202800

Rengasmyynti: 06-4202822

Telefax: 06-4202 820

Sähköposti: rat@rengastienautotarvike.fi

Postiosoite: PL 216, 60101 Seinäjoki