Lambda sonda: Měření emisí ve výfukovém potrubí a její princip

Jistě každý, kdo se trochu zajímá o auta, už někdy slyšel o Lambda sondě, která ve výfukovém potrubí automobilu měří výfukové plyny a dává signál pro řízení spalování motoru. Prakticky představuje, k čemu je a proč se měří.

Lambda sonda je snímač přítomnosti kyslíku ve výfukových plynech. A na jakém principu funguje?

Funkce lambda sondy

Cílem je snížení koncentrace škodlivých látek ve výfukových plynech. Lambda sonda slouží k tomu, aby ve válci bylo co nejvíce dosaženo optimální směsi. Pro spalování se považuje tzv. stechiometrický poměr. λ = 1, na 1 kg paliva (benzínu).

Spalovací motory produkují složky a plyny více či méně toxické pro životní prostředí (emise). Cílem je, aby množství všech škodlivých látek bylo co nejvíce redukováno.

V Ottově spalovacím motoru se jedná o okruh se snímačem, který měří koncentraci zbytkového kyslíku ve výfukových plynech. K tomuto účelu se nejčastěji používá tzv. Lambda sonda. Na vodní páru, oxid uhličitý a dusík (účinnost až 90%).

Čtěte také: Více o Peugeot 508 PSE

Stechiometrický poměr

Stechiometrický poměr (ideální poměr vzduchu a paliva) => λ = M / Mt, kde Mt je teoretické množství vzduchu potřebné ke spálení 1 kg paliva a M je skutečné množství vzduchu použitého ke spálení 1 kg paliva.

Pokud je směs bohatá (rich mixture = λ > 1), palivo (uhlovodíky) se spálí pouze částečně a oxidu uhelnatého CO ve výfukových plynech odpovídajícím způsobem stoupne. Naopak, při chudé směsi ve výfukových plynech zůstane kyslík.

Vliv součinitele λ na emise:

• Emise CO, HC a NOx s rostoucí hodnotou součinitele λ klesají.

Oblast hodnot λ od 1 do cca 0,88 odpovídá bohaté směsi. Příprava směsi těchto parametrů byla typická pro motory starší generace. Motory s řízeným složením směsi pracují s hodnotami λ = 0,98 až 1,02 a v rozsahu λ až 1,15.

Uvedený rozsah hodnot je dán tzv. hranicemi chodu. Pro bohatou směs leží tato hranice kolem hodnoty 0,7 a pro chudou směs kolem hodnoty 1,3. Za těmito hranicemi je směs paliva se vzduchem tak bohatá, resp. chudá, že již není možný chod motoru.

Z grafu je patrné, jak úzké rozmezí pro poměr vzduch - palivo ležet, je tedy velmi úzké.

Čtěte také: Bezdotykový koš Barba - stojí za to?

Princip funkce lambda sondy

Lambda sonda je založena na principu elektrochemického článku. Generuje el. napětí úměrné právě rozdílu koncentrace kyslíku ve výfukových plynech a okolní atmosférickým vzduchem. Měří koncentraci zbytkového kyslíku ve výfukových plynech a dává signál. Po zahřátí na provozní teplotu je elektricky vodivým.

Pevný elektrolyt Lambda senzoru je ve formě keramického materiálu v tubě. Keramický materiál je při vysoké teplotě propustný pro ionty kyslíku. Pokud jsou od sebe odděleny sebe dvě plynné směsi s rozdílnou koncentrací kyslíku např. výfukové plyny a atmosférický vzduch, dochází k difuzi iontů uvnitř keramického materiálu a tím i ke vzniku el. napětí.

Elektrody jsou zhotoveny z porézní platiny, a to i pro kontaktní účely. Vnější elektroda má ochrannou vrstvu, která ochraňuje senzor od usazenin ve výfukových plynech. Ty způsobují erozi katalycké platinové vrstvy.

Moderní lambda sondy dosahují téměř skokovou napětí okolo hodnoty λ = 1,1.

Konstrukční provedení lambda sond

Lambda sonda musí být horké. Proto mají přídavný, externě napájený 16 W topný element. V praxi se můžeme setkat s druhy, které mají 1, 2, 3 nebo 4 vývody.

Čtěte také: Čidla emisí a motor 1.6 HDi

• U jednovodičového provedení je negativním signálním vedením samotné pouzdro sondy. Proto musí být dokonalý kovový kontakt mezi sondou a výfukovým potrubím.
• Dvouvodičová lambda sonda má jeden vodič k přenosu signálu a ukostření (negativ) je vyvedené přes pouzdro lambda sondy.
• Provedení se čtyřmi elektrickými vývody má ukostření vyvedené přes řídící jednotku.

Umístění lambda sondy

• Lambda sonda umístěná blízko motoru, která je k němu připojená přes pružiny co nejblíže k motoru.
• Lambda sonda umístěná daleko od motoru, za sběrným potrubím na spodku karosérie, musí být vyhřívaná. Takovéto sondy jsou v tří- nebo čtyřvodičovém provedení. Vyhřívání zabraňuje ochlazování sondy okolo proudícím vzduchem.

Nemá v žádném případě odstraňovat a jeho absence může vyvolávat i projevy poruch. Elektrický obvod vyhřívání se aktivuje na základě teploty.

Důležité je, že se vodiče lambda sondy nemůžou letovat, musí se používat spojku nebo konektor. Je to kvůli podmínkám, jakým jsou vystavené vodiče lambda sondy.

Odporová lambda sonda

Od klasické se odlišuje principem měření, jde o odporovou sondu, resp. necítí napětí, ale odpor. Při nízkém obsahu kyslíku v spalinách její odpor klesá. Odporová lambda sonda pracuje s napětím 5 V. Řídící jednotka určuje proměnlivý odpor sondy.

Naměřené napětí se pohybuje v rozsahu 0-5 V. Napětí se nemění mezi těmito krajními hodnotami v každém provozním režimu motoru "skokově". Frekvence změny bývá 1-10 Hz. Odporová sonda však pracuje pri vyšších teplotách. Proto jsou všechny odporové lambda sondy vybavené také výhřevným odporem.

Význam lambda sondy

Lambda sonda má vliv na funkci ochrany katalyzátoru, emisí výfukových spalin a kvality spalování i spotřeby motoru. byl již prakticky vynalezen a používán firmou Bosch od roku 1976.

tags: #cidlo #na #mereni #emisi #pro #vyfukove

Oblíbené příspěvky:

• Bílé odpadkové koše 3l – recenze
• Ekologická daň v Česku
• Efektivní čištění odpadů
• Složení kompostu
• Camino de Santiago: Průvodce pro poutníky