Měření výfukových emisí: Princip fungování a souvislosti

Snížení koncentrace škodlivých látek ve výfukových plynech je klíčové pro ochranu životního prostředí. 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.

Lambda sonda a její princip fungování

Lambda sonda je snímač přítomnosti kyslíku ve výfukových plynech. Jejím úkolem je optimalizovat spalování ve válci tak, aby bylo co nejvíce dosaženo optimální směsi. Pro spalování se považuje tzv. stechiometrický poměr pro spalování, což je 14,7 kg vzduchu na 1 kg paliva (benzínu).

Lambda sonda funguje na principu měření el. napětí úměrného právě rozdílu koncentrace kyslíku ve výfukových plynech oproti okolnímu atmosférickému vzduchu. Pevný elektrolyt Lambda senzoru je ve formě keramického materiálu v tubě, který je při vysoké teplotě elektricky vodivým.

Lambda sonda, neboli senzor, odděluje od sebe dvě plynné směsi s rozdílnou koncentrací kyslíku, což vede ke vzniku pohybu iontů uvnitř keramického materiálu a tím i ke vzniku el. signálu.

Senzor je chráněn vrstvou, která ochraňuje senzor od usazenin ve výfukových plynech, které způsobují erozi katalycké platinové vrstvy a tím zhoršování jejích vlastností. Pro správnou funkci potřebuje být lambda sonda horká, proto je vybavena přídavným, externě napájeným 16 W topným elementem.

Čtěte také: Přístroj na měření emisí

Druhy Lambda sond

V praxi se můžeme setkat s druhy, které mají 1, 2, 3 nebo 4 vývody. U jednoduššího provedení je negativním signálním vedením samotné pouzdro sondy, proto musí být dokonalý kovový kontakt mezi sondou a výfukovým potrubím.

Podle umístění se sondy dělí na ty, které jsou umístěny blízko motoru a ty, které jsou daleko od motoru, za sběrným potrubím na spodku karosérie. Sondy umístěné daleko od motoru, musí být vyhřívané. Takovéto sondy jsou v tří- nebo čtyřvodičovém provedení.

Důležité upozornění: Přídavný kryt lambda sondy se nemá v žádném případě odstraňovat a jeho absence může vyvolávat i projevy poruch.

Provedení se čtyřmi elektrickými vývody má ukostření vyvedené přes řídící jednotku, stejně jako přívod odporu a přenos signálu lambda sondy. Elektrický obvod vyhřívání se aktivuje na základě teploty.

Důležité upozornění: Vodiče lambda sondy se nemůžou letovat. Vždy je nutné použít spojku nebo konektor.

Čtěte také: Vše o přístrojích na měření znečištění ovzduší

Odporová Lambda sonda

Odporová lambda sonda se od klasické odlišuje principem měření, jde o odporovou sondu, kde se nemění napětí, ale odpor. S rostoucí koncentrací kyslíku její odpor klesá. Řídící jednotka do ní pouští stabilní napětí, typicky 5 V, a určuje proměnlivý odpor sondy.

Klasická lambda sonda pracuje s napětím, které se pohybuje mezi těmito krajními hodnotami v každém provozním režimu motoru "skokově". Frekvence změny bývá 1-10 Hz. Odporová lambda sonda však pracuje pri vyšších teplotách, proto jsou všechny odporové lambda sondy vybavené také výhřevným odporem.

Význam měření emisí

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

Aféra Volkswagen

Na začátku všeho byla snaha Volkswagenu prosadit své diesely v USA. Volkswagen se přiznal, že obešel metodiku měření emisí oxidů dusíku podle amerických norem pomocí speciálního software. Za to mu hrozí obrovská pokuta 18 miliard dolarů a bude nucen svolat skoro půl milionu aut k opravě, respektive k přeprogramování řídící jednotky.

Volkswagen používal software, který podle atmosférického tlaku, úhlu natočení volantu a rozdílných otáček přední i zadní nápravy poznal, že auto prochází testem na válcové zkušebně, a upravil chod motoru tak, aby vyhověl americkým normám na emise oxidů dusíku.

Čtěte také: Bosch a emisní skandál

Zatímco jiní výrobci přešli na selektivní katalytickou redukci pomocí vstřikování močoviny do výfuku, tedy známé jako SCR, AdBlue a podobně, Volkswagen se chlubil, že jeho motor může fungovat podle emisních standardů pro „čistý diesel“ i bez tohoto systému. A skutečně, motory normu při měření splnily, VW dostal pro modelový rok 2008 certifikát a homologaci.

V roce 2014 se Mezinárodní panel pro čistou dopravu (ICCT) ve spolupráci s Oddělením pro alternativní paliva a emise Univerzity West Virginia (CAFEE) zaměřil na rozdíly v emisích naměřených v laboratoři a ve reálném provozu. VW Jetta modelového roku 2012 překročil udávané emise 15krát až 35krát, VW Passat modelového roku 2013 5krát až 20krát.

Teprve potom se Volkswagen úřadům přiznal, že využil software k tomu, aby jeho naftový motor 2.0 TDI bez AdBlue (některé modely VW a Audi již AdBlue v USA používají) prošel měřením emisí v laboratoři.

Automobilka dnes přiznala, že software manipulující emisní charakteristiku se nachází v 11 milionech motorů po celém světě.

tags: #přístroj #na #měření #výfukových #emisí #princip

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana ohrožených druhů hmyzu
• Síla přírody - recenze
• Quittova klimatická rajonizace
• Fascinující biodiverzita Papuy Nové Guiney
• O recyklaci obalů potravin v ČR