Sonda lambda: Je to nenápadný zloděj benzínu!

K čemu slouží lambda sonda

Princip měření zbytkového kyslíku ve výfukových plynech (tedy úkol sondy lambda) je znám už od konce 60. let. Na vývoji funkční lambda sondy se podílela zejména firma Bosch. I proto se kyslíkové čidlo původně jmenovalo Bosch sonda. Jedním z prvních uživatelů se stala automobilka Volvo. Možná jste někdy viděli hranatý model 240, který měl na masce chladiče symbol řeckého písmene „lambda“. Pokud ano, tak jste narazili na jednu z úplně prvních aplikací tohoto snímače.

Proč se mu vlastně začalo říkat lambda? Zřejmě proto, že na základě jeho signálu upravuje řídicí jednotka zážehového motoru směšovací poměr benzinu a vzduchu, neboli poměr lambda. Je-li lambda rovno 1, je dosažen takzvaný stechiometrický poměr benzínu a vzduchu. U něj na 14,7 kg vzduchu připadá jeden kilogram benzínu. V případě, že je lambda menší než 1, je výsledkem bohatá zápalná směs, tedy s přebytkem benzínu. Pokud je naopak lambda větší než 1, pak je zápalná směs chudá s přebytkem vzduchu. Celé zařízení funguje na velikosti rozdílu elektrického napětí (napěťovém spádu) mezi částí, omývanou výfukovými plyny, a částí sondy, omývanou okolním vzduchem.

Kolik jich vlastně je?

Od začátku používání lambda sondy bylo vyvinuto hned několik typů tohoto snímače. Pokud se podíváme na lambda sondu z hlediska funkce a poskytování údajů, pak nejjednodušší systémy, které využívají oxid zirkoničitý nebo oxid titaničitý, umějí udávat pouze mezní hodnoty bohatosti směsi. Tyto sondy lambda se však už řadu let nepoužívají. Mnohem lepší je takzvaná širokopásmová sonda lambda. Ta dokáže snímat množství kyslíku ve výfukových plynech plynule v celém rozsahu měřených hodnot.

Dieselová Pro a Proti, část I: V čem je diesel nejlepší

A dále rozlišujeme sondu lambda podle „operační rychlosti“. První lambda sondy ze 70. let se označují jako jednoduché. K tomu, aby mohly poskytovat spolehlivý signál, musejí být nejprve zahřáté na provozní teplotu, a sice výfukovými plyny. To však mohlo trvat i několik minut. Od 80. let proto začaly výrobci aut používat vyhřívané lambda sondy. Na rozdíl od jednoduchých lambda sond se nemuselo čekat, až je výfukové plyny ohřejí, neboť k tomu sloužil dodatečný vyhřívací elektrický obvod. Právě aktivní vyhřívání výrazně zlepšilo účinek sondy. K tomu, aby začala pracovat, stačilo od nastartování motoru nově zhruba 30 sekund. Nejnovější lambda sondy jsou takzvané planární sondy. Těm stačí doba pouhých asi 10 sekund k plnému náběhu funkce. Do budoucna se počítá s dalším zkrácením této doby.

Co to z toho výfuku kouká?

Lambda sonda je vcelku dobře odhalitelná pouhým pohledem na výfukové potrubí. Ještě v dobách, kdy plnily zážehové motory emisní normu maximálně Euro 2, si emisní systém vystačila s jednou lambda sondou, umístěnou před trojčinným katalyzátorem. Od emisní normy Euro 3 se začaly používat minimálně dvě lambda sondy. Ta umístěná před katalyzátorem se označuje jako regulační a má vlastně stejnou úlohu jako jediná sonda u starších systémů. Sondě za katalyzátorem se říká diagnostická nebo také kontrolní.

Navenek se lambda sondy rozlišují také podle počtu vodičů, které do nich vedou. Ten může být jeden, dva, tři nebo čtyři. Záleží na vyspělosti systému. Jeden vodič používá nevyhřívaná sonda lambda. Záporný pól (neboli kostra) je řešen přes vodivý kontakt mezi pouzdrem sondy a výfukovým potrubím, do něhož je zašroubována. Pokud má lambda sonda dva vodiče, opět se jedná o nevyhřívanou verzi. V tomto případě je záporný elektrický kontakt (kostra) vyřešen druhým vodičem.

Selektivní katalytická redukce (SCR). Vše, co jste chtěli vědět o AdBlue!

Teprve třívodičová sonda lambda je vybavena vyhříváním. Dva vodiče slouží pro vyhřívání, třetí je signál do řídicí jednotky motoru. Kostra je řešena stejně jako u verze s jedním vodičem, tedy přes vodivé usazení sondy ve výfukovém potrubí.

Nejvyspělejší je lambda sonda se čtyřmi vodiči. Jde o stejné řešení jako se třemi vodiči, tedy o vyhřívanou sondu s tím rozdílem, že záporný pól je řešen vodičem a je zapojen do řídicí jednotky motoru.

Nějak mi to „žere“

Sonda lambda vzhledem k tomu, že ústí do výfukového potrubí, je vystavena velmi nežádoucím vlivům. Jednak vysoké teplotě a teplotním výkyvům a dále agresivnímu prostředí výfukových plynů. Občas může selhat, a pokud ne, je třeba si uvědomit, že sonda lambda stárne, čímž dochází ke vzniku nepřesností v signálu.

Pokud je lambda sonda opotřebená, motor normálně běží, kontrolka emisního systému nesvítí. Navenek se to však může projevovat zvýšenou spotřebou paliva. Zcela laicky pak lze opotřebenou sondu lambda odhalit také podle zápachu benzínu, který vzniká za autem při běžícím již ohřátém motoru. To může znamenat, že zápalná směs je bohatší, než by být měla. Jde ale samozřejmě pouze o orientační hodnocení. Skutečný stav sondy se zjistí až po změření napětí na kladném a záporném vodiči. Výrobci udávají, že opotřebená lambda sonda může zvyšovat spotřebu paliva až o 15 procent. Současně také klesá výkon motoru. Na to si ovšem řidiči zvykne, neboť k tomu dochází průběžně. Navíc pokud jste s konkrétním autem nikdy nejeli, těžko poznáte, zda to jede tak, jak má…

Škube, kucká, nejede…

V případě, že je lambda sonda už v posledním tažení, nebo již zcela nefunkční, motor sice možná s obtížemi natočíte, avšak následně bude jeho chod nekultivovaný a doprovázený škubáním. Při jízdě pak může docházet ke kolísání výkonu motoru, kdy auto chvíli jede normálně, po nějaké době ale jet přestane a takto se to může opakovat. V extrému dojde k navození nouzového režimu motoru s konstantním směšovacím poměrem lambda, který doprovází svítící kontrolka emisního systému, případně elektroniky motoru.

Zejména u aut, jejichž benzinové motory splňují normu Euro 3 a vyšší se občas stává, že jim svítí kontrolka elektroniky (emisního systému), ale motor vozu jde normálně. Mnozí s takovou závadou i běžně jezdí. Příčinou je chybná funkce druhé lambda sondy (diagnostické, kontrolní), tedy té za katalyzátorem, respektive nesoulad mezi oběma sondami. Problém je, že s takovým autem dnes neprojedete na STK.

Špatně fungující lambda sonda kromě výše zmíněných neřestí může při dlouhodobějším provozu způsobit mimo jiné také poškození drahého katalyzátoru, a sice vinou zvýšené teploty výfukových plynů z důvodu spalování příliš bohaté směsi i v režimu částečného zatížení, kdy by směs být bohatá neměla. Obecně nevyhřívané sondy lambda mají životnost tak 50.000 až 80.000 km, vyhřívané tak 160.000 km. Cenově vychází lambda sonda od nějakých 2.500 korun do sedmi tisícovek. Jde tedy o výrazně lacinější díl, než na kolik vyjde třeba nový trojčinný katalyzátor. Sondu lambda dnes najdete také u moderních vznětových motorů. O její funkci ve spojení s diesely ale zase někdy příště.

Jaké jsou možné příčiny mechanického poškození lambda sondy

Ulomení lambda sondy: K této závadě dochází zpravidla při chybné montáži do výfukového potrubí. Nutno dodat, že demontáž sondy z něj není úplně jednoduchá, neboť její závit bývá do závitu ve výfuku doslova zarostlý.

Poškození konektoru nebo vodičů vysokou teplotou: Stává se to, pokud přijdou do styku s horkým výfukovým potrubím.

Koroze kontaktů vodičů: Příčinou je vlhkost. Sonda poté poskytuje zkreslený signál.

Ulomený nebo nalomený vodič: Bývá způsobeno chybnou montáží nebo nevhodnou lambda sondou pro daný typ motoru.

Uvolněné těsnění sondy ve výfuku: Způsobeno opět chybnou montáží.

Usazeniny šedé nebo bílé barvy na snímači: Příčinou bývá spalování aditiv případně oleje.