• Ελληνικά

    Ο αισθητήρας “λ”

    Ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης που λειτουργεί ομαλά χρησιμοποιεί σε κάθε κύκλο του δεδομένη αναλογία αέρα/ καυσίμου, ίση με 14,7/1. Το πηλίκο της πραγματικής ποσότητας αέρα που χρησιμοποιείται για την καύση, προς τη στοιχειομετρικά απαιτούμενη ποσότητα ονομάζεται λόγος “λ”. Στην πράξη, ο λόγος “λ” ελέγχεται μέσω του αισθητήρα οξυγόνου, ή αισθητήρα “λ”, μιας ηλεκτρονικής διάταξης που τοποθετείται στην εξαγωγή ενός οχήματος.

    Ο αισθητήρας “λ” είναι ένας ηλεκτρολύτης σε στερεά μορφή. Αποτελείται από ένα κεραμικό αεροστεγές σώμα, κατασκευασμένο από οξείδιο του Ζιρκονίου (ZrO2), καλυμμένο εσωτερικά και εξωτερικά από ηλεκτρόδια, κατασκευασμένα από πλατίνα. Το ένα άκρο του αισθητήρα είναι εκτεθειμένο στον ατμοσφαιρικό αέρα, ενώ το άλλο στα καυσαέρια. Στις υψηλές θερμοκρασίες των καυσαερίων, όταν τα μόρια του οξυγόνου έλθουν σε επαφή με την πλατίνα, ιονίζονται. Αν οι συγκεντρώσεις των μορίων του οξυγόνου στα ηλεκτρόδια είναι διαφορετικές, τότε εμφανίζεται μια τάση (διαφορά δυναμικού) μεταξύ τους.

    Μέσα από το κεραμικό σώμα του αισθητήρα, το οποίο στις υψηλές θερμοκρασίες γίνεται αγώγιμο διέρχονται ιόντα οξυγόνου, δηλαδή συμπεριφέρεται σαν ηλεκτρολύτης. Όταν ο αισθητήρας ελέγχει καυσαέρια προερχόμενα από πλούσιο καύσιμο μείγμα, τα μόρια του οξυγόνου θα είναι λίγα. Αντίστοιχα, σε ένα φτωχό μίγμα τα μόρια του οξυγόνου στα καυσαέρια θα είναι περισσότερα. Σε κάθε περίπτωση, τα μόρια του οξυγόνου στα καυσαέρια θα είναι λιγότερα από ότι του ατμοσφαιρικού αέρα, γεγονός που θα προκαλεί μια τάση μεγαλύτερης ή μικρότερης τιμής, ανάμεσα στα ηλεκτρόδια. Η αυτή η τάση μεταφέρεται ως σήμα της κατάστασης του καυσίμου μείγματος στην ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του κινητήρα (ECU), που με τη σειρά της δίνει εντολές στους εγχυτήρες καυσίμου να διορθώσουν την τροφοδοσία, προσθέτοντας, ή αφαιρώντας καύσιμο.

    Ο στόχος είναι η σύσταση του καύσιμου μείγματος να διορθώνεται συνεχώς, προσεγγίζοντας τη στοιχειομετρική αναλογία λ=1. Αυτό εξασφαλίζει ομαλότητα λειτουργίας, οικονομία καυσίμου και χαμηλούς ρύπους. Ο αισθητήρας λ συναντάται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης με ψεκασμό, ή ηλεκτρονικά ελεγχόμενο καρμπυρατέρ.

    Narrowband και Wideband αισθητήρες λ

    Οι narrowband αισθητήρες λ είναι αυτοί που κατά βάση συναντιόνται στα εμπορικά οχήματα. Δίνουν σήμα στην ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του κινητήρα 0 έως 1 volt. Είναι ακριβείς, όμως καταγράφουν κυρίως μείγματα με αναλογία κοντά στη στοιχειομετρική, δηλαδή αέρα/βενζίνη με αναλογία κοντά στο 14 με 15/1. Ουσιαστικά, οι conventional καταγράφουν αποκλειστικά αν το μείγμα είναι γενικώς πλούσιο ή φτωχό, με μικρό εύρος τιμών.

    Σε πιο σύγχρονους κινητήρες και ειδικότερα σε υπερτροφοδοτούμενους ή άμεσου ψεκασμού, χρησιμοποιούνται οι wideband (μεγάλου εύρους) αισθητήρες λ. Όπως αναφέρει και το όνομά τους, έχουν τη δυνατότητα για μεγαλύτερο εύρος ακρίβειας, δίνοντας στη μονάδα διαχείρισης σήμα από 0 έως 5 volt. Ένας wideband λ καταγράφει συγκεκριμένες τιμές σε πολύ μεγαλύτερος εύρος από έναν συμβατικό, καλύπτοντας πολύ πλούσια ή πολύ φτωχά μίγματα (συνήθως από 9/1 έως και 21/1).

    Η χρήση ενός αισθητήρα λ μεγάλου εύρους έχει ιδιαίτερα οφέλη στη σωστή ρύθμιση του κινητήρα, σε πραγματικό χρόνο, στη μείωση της κατανάλωσης και στον περιορισμό των ρύπων.

    Διάγραμμα εύρους για narrowband αισθητήρα λ

    Διάγραμμα εύρους για wideband αισθητήρα λ