Лямбда-зонд. Агент экологической разведки

2402

О назначении лямбда-зонда, или кислородного датчика, сегодня хотя бы
приблизительно знает большинство автовладельцев. Пополнить багаж знаний
позволит информация, предоставленная российским представительством
группы компаний Bosch.

Принцип действия лямбда-зонда

Лямбда-зонд. Агент экологической разведки

© Фото: Bosch

При
сгорании в бензиновом двигателе происходит физико-химический процесс, в
ходе которого углеводородные молекулы топлива реагируют с кислородом,
содержащимся в поступающем воздухе. Возникающие при этом химические
соединения на 99% безвредны (азот, углекислый газ, водяной пар), но
оставшийся процент содержит вредные элементы, такие, как угарный газ
CO, несгораемые углеводороды HC и окиси азота NOx. Одной из целей
развития автомобильных технологий является устранение этих компонентов
эмиссии в максимально возможной степени. Ключевыми факторами при этом
являются оптимизация процесса сгорания в двигателе и система очистки
выхлопа.

Трехканальный каталитический конвертер по-прежнему остается наиболее
эффективным средством преобразования HC и CO в безопасные воду и
углекислый газ (окисление) и NOx в азот (восстановление) в бензиновых
двигателях. В то же время катализатор работает только в узком диапазоне
пропорций воздушно-топливной смеси, близком к 14,7:1 (λ=1). Если смесь
перенасыщена топливом (λ«1), коэффициент преобразования NOx остается
высоким, но CO и HC окисляются недостаточно. Если смесь слишком бедная
(λ>1), ситуация меняется на противоположную.

Для поддержания оптимальной пропорции воздушно-топливной смеси
необходим датчик, передающий сведения о составе выхлопных газов в
систему управления двигателем. Именно для этого служит лямбда-зонд,
измеряющий остаточное содержание кислорода в выхлопном газе и
передающий эти данные в блок управления в форме электрического сигнала.
В зависимости от сигнала воздушно-топливная смесь обогащается или
обедняется. В дизельных двигателях лямбда-зонд выполняет другую
функцию: вместе с массовым расходомером воздуха он помогает точно
определять степень рециркуляции выхлопных газов для каждого рабочего
режима.

Типы зондов

За последние тридцать лет получили распространение два типа
лямбда-зондов — стоковые LSH и LSF и широкополосные LSU. В стоковых
выхлопные газы проходят по внешней стороне керамического измерительного
элемента, внутри которого находится эталонный воздух. В зависимости от
остаточного содержания кислорода в выхлопе, на двух полюсах сенсорного
элемента возникает разная концентрация молекул кислорода. Поскольку
керамический датчик пропускает ионы кислорода, они могут перемещаться
между двумя сторонами сенсорной ячейки, создавая электрическое
напряжение. Стоковые датчики генерируют высокое напряжение (около 0,9
В) при насыщенной смеси (низкое содержание остаточного кислорода в
выхлопных газах) и низкое (около 0,1 В) — при бедной смеси (высокое
содержание кислорода). Скачок напряжения между отдельными уровнями
происходит при λ=1. Классический стоковый зонд с подогревом или без
представляет собой так называемый контактный датчик. В 1994 г. компания Bosch первой в мире начала на базе керамической планарной технологии серийный
выпуск стоковых зондов, устойчивых к высоким температурам и
воздействиям окружающей среды. Современное поколение зондов LSF4.2
отличается быстрым временем реагирования, готовностью к работе через 10
секунд после пуска двигателя и долгим сроком службы.

Ещё на InDrive.Net:
Трансмиссионные масла

Широкополосные зонды, выпускающиеся с 1998 г., отличаются от
стоковых более широким диапазоном измерения и производятся
исключительно на базе планарной технологии. Принцип действия
широкополосного зонда основан на постоянном поддержании значения λ=1 в
измерительной камере при помощи насосного тока. Измерительная камера
отделена от потока выхлопных газов пористым диффузионным барьером. При
насыщенной смеси в измерительную ячейку накачивается кислород, для чего
к насосной ячейке подводится «отрицательный» ток. При λ=1 насосный ток
равен нулю. При обедненной смеси кислород выкачивается из измерительной
ячейки «положительным» током.

Исходящий сигнал широкополосного зонда пропорционален остаточному
содержанию кислорода в выхлопных газах. Такие датчики необходимы,
прежде всего, в бензиновых двигателях с прямым впрыском на обедненных
смесях, а также в газовых и дизельных двигателях, чтобы блок управления
двигателем мог получать точные данные о составе смеси даже при λ>1.
Последнее поколение широкополосных зондов Bosch, LSU4.9, поддерживает
диапазон измерений при значениях от 0,7 до бесконечности, а также
отличается высоким уровнем точности сигнала и временем реагирования
менее 30 мс. Благодаря этому возможен индивидуальный контроль состава
смеси для каждого цилиндра и, как следствие, более экономичная и
экологичная работа двигателя. Полная готовность датчика к работе
достигается в течение менее 10 секунд после пуска двигателя, что
позволяет еще больше сократить вредные выбросы в фазе прогрева.

Текущие разработки

Лямбда-зонд. Агент экологической разведки

© Фото: Bosch

Стоковые
и широкополосные зонды еще долго будут использоваться в современных
транспортных средствах, при этом выбор типа датчика автопроизводителем
будет зависеть от конструкции двигателя и профиля требований. В
некоторых случаях могут применяться комбинации зондов обоих типов.
Например, с широкополосным датчиком перед катализатором и стоковым
после него.

Ещё на InDrive.Net:
Чистые стекла

Лямбда-зонды непрерывно совершенствуются: в настоящее время
специалисты Bosch разрабатывают передовой широкополосный датчик с
расширенным диапазоном измерения, сокращенным временем реагирования и
намного более долгим сроком службы. Новый зонд под условным названием
LSU ADV должен поступить в серийное производство в 2007 г. По
заявлениям Bosch,
он способен обнаруживать остаточное содержание кислорода в выхлопных
газах уже при λ=0,65, время реагирования составляет менее 30 мс, а в
рабочее состояние зонд приходит всего за 5 секунд. Разработчики
компании утверждают, что характеристики зонда LSU ADV делают возможными
совершенно новые функции и способы применения, например мониторинг
насоса дополнительного воздуха в фазе прогрева или монтаж зонда перед
турбокомпрессором. Установка датчика рядом с двигателем позволяет еще
точнее контролировать состав смеси индивидуально для каждого цилиндра.
Другие направления совершенствования лямбда-зонда — повышение
водостойкости и миниатюризация, связанная с постоянным сокращением
монтажного пространства в современных автомобилях.

Справка

Группа компаний Bosch является ведущим международным производителем
автомобильного и промышленного оборудования, потребительских и бытовых
изделий. Объем продаж корпорации, штат которой насчитывает около 250
тысяч сотрудников, составил в 2005 финансовом году 41,5 млрд евро.
Основанная Робертом Бошем (1861–1942) в 1886 году в Штутгарте под
названием «Мастерская точной механики и электротехники», компания в
настоящее время является крупнейшим концерном в области производства,
сбыта и технического обслуживания, насчитывая около 270 дочерних
компаний и свыше 12 тысяч сервисных центров в более чем 140 странах.

Особая учредительская структура группы компаний Bosch гарантирует ее
финансовую независимость и свободу предпринимательства. Она позволяет
компании осуществлять необходимые инвестиции, обеспечивающие ее
будущее, а также выполнять все социальные обязательства, как было
завещано ее основателем. 92% Robert Bosch GmbH принадлежат
благотворительному фонду Robert Bosch Stiftung. Предпринимательская
деятельность осуществляется компанией Robert Bosch Industrietreuhand KG.

Ещё на InDrive.Net:
Ксенон и галогеновые лампы - сравнение

В России в 1904 году было открыто одно из первых зарубежных
представительств компании. В настоящее время Bosch представлена пятью
компаниями и производственными филиалами в 14 городах Российской
Федерации с общим штатом 1720 человек. Bosch представляет в России
широкую линейку высококачественных продуктов: от автомобильных
запчастей, диагностического оборудования и электроинструментов до
бытовой техники, систем безопасности и промышленного оборудования.

В 2005 году консолидированные продажи на российском рынке
увеличились с ?248 млн до ?287 млн. Общие продажи за прошедший
финансовый год, включая показатели неконсолидированных предприятий,
возросли с ?321 млн до ?402 млн.

Контекстная реклама Бегун

Официальный дистрибьютор «LEGRAND», «ABB», «BTICINO»

Электроустановочные
изделия. Низковольное оборудование. Кабель-каналы. Сборка электрощитов.
Интеллектуальное здание на шине EIB. Система домашней автоматизации —
«Умный дом» по технология MY HOME компании «BTICINO». Оптовые поставки.
Розничная продажа.

Контекстная реклама Бегун

Bosch

Прямые поставки, весь ассортимент бытовой техники на сайте Vasko.ru/

Контекстная реклама Бегун

Медоборудование европейского качества по замечательным ценам! Оптом ещё дешевле

Бесшумные
и малогабаритные электроотсасыватели: терапевтические, гинекологические
(аппарат прерывания беременности), хирургические. Аналоги ОМ-1, ОХ-10,
АПБ, АТМОС, Choongwae.

© 5 колесо

Обсудить на Форуме

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, напишите комментарий!
Please enter your name here