lambda-szonda

Lambda-szonda áttekintés – 2. rész

2018.02.12.

A lambda-szonda az emissziótechnika egyik legrégebbi alkatrésze, melynek az idő során több műszaki megoldása született. Előző cikkünkben bemutattuk szükségességének okát és alapvető funkcióit. Most megnézzük, milyen típusai vannak, hogyan fejlődött az alkatrész elmúlt évtizedekben.

A feszültség-ugrás

Az egyszerű lambda-szondák nem tudtak pontos oxigén-tartalmat mutatni, csak feszültség-ugrással jelezték, ha dús vagy szegény keverék közötti váltás történt.

A szondafej alapját képező cirkónium-dioxid kerámia szilárd elektrolitként 300 °C felett (Nernst-szonda esetében) átengedi az oxigén-ionokat A felületére mind kívül, mind belül porózus platinát visznek fel, mely az elektróda funkcióját tölti be. A külső felületnél halad el a kipufogógáz, a belső térben referencia-levegő van. A két oldali oxigéntartalom-különbség az oxigén-ionok vándorlását indítja el, ami feszültséget generál a két elektróda között. A feszültség-jelből lehet megállapítani, hogy a keverék szegény vagy dús. Szegény keveréknél 0-0,3V, dúsnál 0,7-0,9V körüli értéket mérhetünk. Ezt az ellenőrzést a pontos szabályozás érdekében a motorvezérlő másodpercenként többször is elvégzi.

 

 

Az általánosan alkalmazott feszültség-ugrás szondák szokványos kábelszínei: 

1 vezetékes szonda - csak jelvezeték van, a jel test maga a kocsiszekrény. Az ilyen szonda nem tartalmaz fűtőelemet. 

3 vezetékes szonda - egy jelvezeték (fekete) két fehér színű fűtésszál. 

4 vezetékes szonda - külön jel és jel testvezeték van, két fűtőszállal. Denso esetében Kék: jelvezeték, fehér: jel test, két fekete: fűtés. Bosch esetében Fekete: jelvezeték, szürke: jel test, két fehér: fűtés. 

 

Ellenállás-változás

Ha a kerámiát titán-dioxidból készítik többrétegű, vékony-bevonatolásos technológiával, akkor egy ellenállás-mérésen alapuló szenzort kapunk, ugyanis az oxigén-koncentráció függvényében változik a titán-dioxid vezetőképessége.

 

 

 Nagy oxigéntartalom esetében (lambda>1) kevésbé vezetőképes, míg szegény keveréknél jobb a vezetőképessége. Az ilyen típusú szonda előnye, hogy nem szükséges referencia-levegő, kell viszont 5 V-os tápfeszültség és különböző ellenállások, melyeken a feszültséget mérve tudjuk megállapítani a keverék milyenségét.

A 4 vezetékes, ellenállás-változás elvén működő lamda-szondák nem cserélhetők fel a szintén 4 vezetékes Nernst-cella alapú szondákkal!

 

Szenzorfűtés

Az első lambda-szondák még nem rendelkeztek fűtéssel, így a motorhoz közel kellett elhelyezni őket, hogy gyorsan elérjék üzemi hőmérsékletüket. Ma már a fűtésnek köszönhetően távolabb lehetnek a motortól, így csökken a termikus terhelésük és gyorsabban elérik az üzemi hőmérsékletüket. A fűtésnek köszönhetően tehát megnőtt a lambda-szondák élettartama és csökkent a válaszidő.

 

 

Szélessávú lambda-szondák

A károsanyag-kibocsátási előírások és a tüzelőanyagfogyasztás-csökkentési törekvések a lambda-szondára is kihatottak, mivel a szikragyújtású motorok körében megjelentek a hígkeverékes, közvetlen befecskendezésű motorok, melyek akár 2,5-ös légviszony-tényezővel is üzemeltek, a dízelmotoroknál pedig szükség volt a kipufogógáz-visszavezetés pontos szabályozására, melyhez a feszültség- és az ellenállás-ugrás elven működő szondák nem megfelelőek.

A szonda és csatlakozó között 5, a csatlakozó és a motorvezérlő között 6 vezetékes szélessávú lambda-szondák működése a feszültség-ugrás elven működő szondákon alapszik, ugyanis referencia-levegő található benne, ráadásul egy Nernst-cella is, mely kiegészül egy szivattyúzó cellával.

A szivattyúzó cella feladata, hogy mindig annyi oxigén-iont juttasson a Nernst-cellára, hogy annak a lambdája 1 legyen. Az oxigén-ion szivattyúzásához szükséges áram nagysága és iránya fogja meghatározni a kipufogógázban található oxigén mennyiségét, így a pontos lambda értéket. Ha sok oxigén van a kipufogógázban, akkor a szivattyúzásnál nagyobb az áramerősség, így arányosítható a Nernst-cella lambda=1 állapotával. Ha dús keverékünk van, akkor a szivattyúzási áram iránya megfordul. Ha nincs oxigén-ion vándorlás, akkor az áramerősség 0, vagyis a lambda értéke pontosan 1. A légviszony tényező mérésére egy ilyen szonda 0,65-től gyakorlatilag a végtelen értékig (tiszta levegő) alkalmas.

 

Következő alkalommal a meghibásodások fajtáit és lehetséges okait vesszük górcső alá.

 

Források: Bosch, Hella, NGK-NTK

Forrás: 
Bosch-NGK-NTK-Hella

 

Az oldal fő támogatója

 

2018.08.15
Rekordszámú, 99 700 személygépkocsit szállított júliusban ügyfeleinek a cseh Skoda autógyár, ami 14....
2018.08.15
Elon Musk, az elektromos autókat gyártó Tesla elnök-vezérigazgatója nyilatkozatban megerősítette,....
2018.08.14
A cikkben elárulom, mi van a borítóképen! ..
2018.08.14
A kétszeres világbajnok spanyol Fernando Alonso az idény végén visszavonul a Forma-1-től, minden....
2018.08.14
Az olasz autógyártó vezére, Stefano Domenicalli a megnyíló lehetőségekről, új szériákról beszélt a....
2018.08.14
A legfrissebb jelentések szerint 35-re emelkedett a genovai hídomlás halálos áldozatainak a száma....
2018.08.14
Glen M. Isaac a Fülöp szigetekről küldte rajzát az Autós Nagykoalíció és az autoszektor.hu....
2018.08.14
- A szervezeten kívüli olajtermelők növekvő termelésére hivatkozva az OPEC csökkentette hétfőn....
2018.08.14
Eladó egy viktoriánus stílusú vasútállomás Angliában. Az érdeklődőket azonban figyelmeztetik, az....
2018.08.14
- Több mint 25 napot töltött a levegőben egy napelemes repülőgép, megdöntötte az egyfolytában....