Τα αυτοκίνητα εξοπλίζονται µε έναν αισθητήρα λάµδα (ή ακόµα και δύο!) … αλλά τι κάνει αυτός; Πώς λειτουργεί; Ο Stefan Verhoef, υπεύθυνος προϊόντος, για τους αισθητήρες λάµδα της DENSO After Market – τµήµα της DENSO Corporation- ένας από τους κορυφαίους κατασκευαστές αισθητήρων λάµδα ΟΕ (πρώτης τοποθέτησης)- απαντά σε µερικές από τις πιο συχνές ερωτήσεις.
Οι αισθητήρες λάµδα (ή οξυγόνου) βοηθούν στον έλεγχο της ποσότητας του καυσίµου που καίγεται από το αυτοκίνητο, προκειµένου να µειωθούν οι επιβλαβείς για το περιβάλλον εκποµπές καυσαερίων από τον κινητήρα.
Λειτουργούν, µετρώντας συνεχώς την ποσότητα του άκαυστου οξυγόνου που υπάρχει στα καυσαέρια του οχήµατος, αποστέλλοντας τα δεδοµένα στην ηλεκτρονική µονάδα ελέγχου του αυτοκινήτου -ECU.
Η ECU, ρυθµίζει το µείγµα A/Κ (αέρα/καυσίµου) σύµφωνα µε την ανάγνωση κάθε αισθητήρα λάµδα, κάτι που επιτρέπει στον καταλυτικό µετατροπέα να λειτουργήσει αποτελεσµατικά, έτσι ώστε να µπορεί να µειώσει όσο το δυνατόν περισσότερο τους ρύπους στα καυσαέρια, πριν αυτά βγουν από το αυτοκίνητο στην ατµόσφαιρα.
Πού βρίσκονται οι αισθητήρες λάµδα
Κάθε νέο αυτοκίνητο, και τα περισσότερα αυτοκίνητα που κατασκευάζονται από το 1980 και µετά, διαθέτουν αισθητήρα λάµδα. Συνήθως, αυτός τοποθετείται στο σωλήνα της εξάτµισης του οχήµατος πριν από τον καταλυτικό µετατροπέα.
Ωστόσο, η ακριβής θέση του αισθητήρα λάµδα διαφέρει ανάλογα µε το αν το όχηµα έχει σύστηµα εξάτµισης τύπου V ή τύπου in-line, καθώς και τη µάρκα-µοντέλο του αυτοκινήτου. Για να εντοπίσετε τον αισθητήρα λάµδα, ανατρέξτε στις πληροφορίες του εγχειριδίου επισκευής της µάρκας και του µοντέλου του αυτοκινήτου.
Γιατί πρέπει να ρυθµίζεται συνεχώς το µείγµα αέρα/καυσίµου
Η ισορροπία του µείγµατος αέρα/καυσίµου -όπως είναι γνωστόν- παίζει σηµαντική ρόλο, διότι επηρεάζει την απόδοση του καταλυτικού µετατροπέα.
Η «δουλειά» που κάνει ο καταλυτικός µετατροπέας είναι να αφαιρεί το επιβλαβές µονοξείδιο του άνθρακα (CO), τους άκαυστους υδρογονάνθρακες (HC) και τα οξείδια του αζώτου (NOx) από τα µόρια των καυσαερίων του αυτοκινήτου.
Για να λειτουργήσει αποτελεσµατικά, πρέπει τα καυσαέρια που πηγαίνουν σε αυτόν να περιέχουν επακριβώς τη σωστή ποσότητα οξυγόνου.
Λειτουργώντας µαζί µε την ECU, ο αισθητήρας λάµδα βοηθά προκειµένου να υπάρχει η ακριβής αναλογία αέρα και καυσίµου που εισέρχεται στον κινητήρα. Αυτό το επιτυγχάνει µεταδίδοντας ένα ταχέως µεταβαλλόµενο σήµα τάσης στην ECU, που αλλάζει ανάλογα µε το αν η περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο είναι πολύ υψηλή (φτωχό µείγµα) ή πολύ χαµηλή (πλούσιο µείγµα). Η ECU αποκρίνεται ρυθµίζοντας το µείγµα αέρα/καυσίµου που διοχετεύεται στον κινητήρα.
Όταν το µείγµα είναι πολύ πλούσιο, η παροχή καυσίµου µειώνεται. Όταν το µείγµα είναι πολύ φτωχό, ο όγκος παροχής καυσίµου αυξάνεται.
Η ιδανική αναλογία αέρα/καυσίµου ονοµάζεται «στοιχειοµετρική», κάτι που συµβαίνει όταν έχουµε πλήρη καύση του καυσίµου µε χρήση σχεδόν όλου του οξυγόνου στον αέρα.
Η σωστή ποσότητα οξυγόνου ενεργοποιεί µια χηµική αντίδραση ανάµεσα στα επιβλαβή αέρια και το οξυγόνο, µε αποτέλεσµα να βγαίνουν από τον καταλυτικό µετατροπέα µόνο αβλαβή αέρια.
Γιατί µερικά αυτοκίνητα έχουν περισσότερους από έναν αισθητήρα λάµδα
Πολλά νέα αυτοκίνητα έχουν ένα δεύτερο αισθητήρα λάµδα τοποθετηµένο µετά τον καταλύτη (post-cat lambda sensor), καθώς και έναν αισθητήρα λάµδα πριν από τον καταλύτη (pre-cat lambda sensor).
Σε αυτά τα αυτοκίνητα οι αισθητήρες λάµδα εκτελούν δύο σηµαντικές λειτουργίες αντί για µία. Ο αισθητήρας λάµδα που βρίσκεται πριν από τον καταλύτη λειτουργεί ως αισθητήρας «ελέγχου», βοηθώντας την ECU του κινητήρα να ελέγχει την αναλογία αέρα/καυσίµου, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Από την άλλη πλευρά, ο αισθητήρας λάµδα που βρίσκεται µετά από τον καταλύτη, λειτουργεί και ως αισθητήρας «παρακολούθησης», που ελέγχει το οξυγόνο που εκπέµπεται µαζί µε τα καυσαέρια.
Σκοπός του είναι να ελέγχει αν ο καταλυτικός µετατροπέας λειτουργεί αποτελεσµατικά.
Αν ο καταλυτικός µετατροπέας λειτουργεί σωστά, όλο το οξυγόνο στα καυσαέρια καταναλώνεται από τη χηµική αντίδραση του οξυγόνου µε τους ρύπους και µε αυτόν τον τρόπο ο αισθητήρας δίνει µια ένδειξη υψηλής τάσης.
Αν αντίθετα ο καταλυτικός µετατροπέας παρουσιάζει φθορά, ένα µέρος από τα επιβλαβή αέρια και το οξυγόνο δεν περιλαµβάνονται στη χηµική αντίδραση και εξέρχονται από τον καταλύτη αµετάβλητα.
Συνεπώς, σε αυτήν την περίπτωση, οι ενδείξεις οξυγόνου από τον αισθητήρα που βρίσκεται µετά τον καταλύτη, θα αντικατοπτρίζουν όλο και περισσότερο το σήµα του αισθητήρα πριν από τον καταλύτη, έως ότου και οι δύο δείξουν το ίδιο σήµα.
Αυτό υποδεικνύει βλάβη του καταλυτικού µετατροπέα.
Τύποι αισθητήρα λάµδα
Οι βασικοί τύποι είναι οι αισθητήρες Ζιρκονίου, οι αισθητήρες Α/Κ και οι αισθητήρες Titania.
Όλοι κάνουν την ίδια δουλειά, αλλά χρησιµοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες για τη µέτρηση της αναλογίας αέρα/καυσίµου, και διαφορετικά σήµατα εξόδου για να υποδεικνύουν το αποτέλεσµα.
• Οι αισθητήρες λάµδα Ζιρκονίου (τύπου «thimble» και «επίπεδου» τύπου) διαθέτουν την πιο συµβατική τεχνολογία.
Μπορούν να υποδεικνύουν µόνο αν η αναλογία αέρα/καυσίµου είναι είτε πάνω είτε κάτω από «λάµδα 1.00» (ιδανική, «στοιχειοµετρική» αναλογία).
Σε απάντηση, η ECU του κινητήρα αλλάζει την ποσότητα καυσίµου βήµα προς βήµα έως ότου ο αισθητήρας να υποδεικνύει ότι το µείγµα είναι πάλι λανθασµένο.
Σε αυτό το σηµείο, η ECU ξεκινά πάλι τη διόρθωση, βήµα-βήµα προς την άλλη κατεύθυνση.
Αυτή η µέθοδος οδηγεί σε µια σχετικά αργή και σταθερή διόρθωση της τιµή λάµδα, που ποτέ δεν µπορεί να διατηρηθεί ακριβώς στη τιµή «λάµδα 1.00».
Συνολικά, ειδικά σε µεταβαλλόµενες συνθήκες (ξαφνικές επιταχύνσεις ή επιβραδύνσεις) τα συστήµατα µε αισθητήρα ζιρκονίου θα έχουν µια µείωση ή υπέρβαση της παροχής καυσίµου, µε αποτέλεσµα ένα λιγότερο αποτελεσµατικό καταλυτικό µετατροπέα.
• Οι Αισθητήρες λάµδα Α/Κ (οι οποίοι διατίθενται στους δύο τύπους «thimble» και «επίπεδος») αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά από την DENSO προκειµένου να βοηθήσουν τα οχήµατα να πληρούν τις προδιαγραφές εκποµπής ρύπων και είναι γενικά πιο ευαίσθητοι και αποτελεσµατικοί από τους αισθητήρες λάµδα ζιρκονίου.
Παράγουν ένα «γραµµικό» ηλεκτρονικό σήµα που µπορεί να υποδεικνύει την ακριβή τιµή της αναλογίας αέρα/καυσίµου, το οποίο µεταδίδει στην ECU την πληροφορία σχετικά µε το πόσο µακριά βρίσκεται η αναλογία αέρα/καυσίµου από την τιµή λάµδα 1.00 και πόσο χρειάζεται για τη διόρθωση του ψεκασµού καυσίµου.
Αυτό επιτρέπει στην ECU του κινητήρα να διορθώσει την ποσότητα ψεκαζόµενου καυσίµου µε µεγάλη ακρίβεια, επιτυγχάνοντας και διατηρώντας, σχεδόν άµεσα, την τιµή «λάµδα=1.00».
Συνεπώς, τα συστήµατα µε έναν αισθητήρα Α/Κ παρουσιάζουν µείωση ή υπέρβαση της παροχής καυσίµου.
Αυτό επιτρέπει τη βέλτιστη µετατροπή των αερίων στο εσωτερικό του καταλύτη, µε αποτέλεσµα την εξαγωγή καθαρότερου αέρα, χαµηλότερη κατανάλωση καυσίµου και καλύτερη οδική συµπεριφορά.
• Οι αισθητήρες Titania είναι παρόµοιοι µε τους αισθητήρες λάµδα ζιρκονίου, από πολλές απόψεις. Ωστόσο, εκεί που οι αισθητήρες ζιρκονίου (και οι αισθητήρες A/Κ) απαιτούν εξωτερικό αέρα για τη σύγκριση των καυσαερίων, οι αισθητήρες Titania µπορούν να λειτουργήσουν χωρίς εξωτερικό αέρα.
Αυτό του καθιστά ιδανικούς για αυτοκίνητα που µπορεί να χρειαστεί να κινηθούν µέσα από νερό – όπως τα οχήµατα 4×4 – δεδοµένου ότι είναι αποτελεσµατικοί και… υποβρυχίως. Οι αισθητήρες Titania διαφέρουν επίσης από άλλους αισθητήρες ως προς το σήµα εξόδου, το οποίο αλλάζει την αντίστασή του, αντί να παράγει τάση ή ρεύµα.
Όσον αφορά την αντικατάσταση, αυτά τα χαρακτηριστικά καταδεικνύουν ότι ένας αισθητήρας Titania δεν µπορεί να αντικατασταθεί µε έναν οποιοδήποτε άλλο τύπο αισθητήρα λάµδα, παρά µόνον από έναν τεχνολογίας Titania.
Αισθητήρες λάµδα «άµεσης εφαρµογής» και «γενικής εφαρµογής»
Όταν προµηθεύεται κάποιος ένα αισθητήρα «άµεσης εφαρµογής», παραλαµβάνει έναν αισθητήρα έτοιµο για εγκατάσταση µε ήδη προσαρµοσµένη φίσα κατάλληλη για το συγκεκριµένο όχηµα.
Αντίθετα εάν προµηθεύεται έναν αισθητήρα γενικής εφαρµογής (universal) αυτός δεν διαθέτει φίσα, επιτρέποντας την εκ νέου χρήση της φίσας του παλιού αισθητήρα λάµδα.
Όταν ο αισθητήρας λάµδα δεν λειτουργεί
Αν ο αισθητήρας λάµδα δεν λειτουργεί, η ECU δεν µπορεί πλέον να ανιχνεύσει την αναλογία αέρα/καυσίµου, γι’ αυτό πρέπει να «µαντέψει» την ποσότητα καυσίµου που θα ψεκαστεί. Αυτό θα προκαλέσει µια λιγότερο αποτελεσµατική χρήση του καυσίµου, µεγαλύτερη κατανάλωση καυσίµων, καθώς επίσης αδύναµη επιτάχυνση, διακοπές και επιβραδύνσεις.
Η δυσλειτουργία του αισθητήρα λάµδα, µπορεί επίσης να προκαλέσει την λιγότερο αποτελεσµατική λειτουργία του καταλυτικού µετατροπέα, µε πιθανό αποτέλεσµα υψηλότερα επίπεδα επιβλαβών εκποµπών.
Πόσο συχνά πρέπει να γίνεται αντικατάσταση των αισθητήρων λάµδα
Η DENSO συνιστά η αντικατάστασή τους να γίνεται µε βάση τις οδηγίες του κατασκευαστή του οχήµατος. Αλλά ακόµα και αν εξακολουθούν να λειτουργούν, οι αισθητήρες λάµδα πρέπει να ελέγχονται ως προς την αποτελεσµατικότητά τους σε κάθε λειτουργία του οχήµατος, καθώς µπορεί να γίνουν λιγότερο ευαίσθητοι όταν µπουκώσουν
. Σε έναν κινητήρα που είναι παλιός ή εµφανίζει σηµάδια υπερβολικής κατανάλωσης λαδιού η αλλαγή αισθητήρων θα χρειαστεί να γίνει σε µικρότερα χρονικά διαστήµατα.
Η ποιότητα καυσίµου και ο αισθητήρας λάµδα
Η κακή ποιότητα ή τα µολυσµένα καύσιµα µπορεί να επηρεάσουν άσχηµα τη διάρκεια ζωής του αισθητήρα λάµδα και την απόδοσή του.
Εάν µολυνθούν από πρόσθετα λαδιού κινητήρα, όπως τα απορρυπαντικά διασποράς, πρόσθετα βενζίνης, στεγανοποιητικό υλικό ή επικαθίσεις αργού πετρελαίου, τα καύσιµα µπορεί να παράγουν δηλητηριώδεις ατµούς όταν θερµαίνονται σε θερµοκρασίες πάνω από 700 βαθµούς Κελσίου.
Αυτό επηρεάζει τον αισθητήρα λάµδα µε φραγή ή «δηλητηρίαση» των ηλεκτροδίων του, που είναι η βασική αιτία για την πρόωρη φθορά του. Η DENSO τοποθετεί µια ειδική επίστρωση οξειδίου του αργιλίου γύρω από το κεραµικό στοιχείο του αισθητήρα, η οποία προστατεύει τον αισθητήρα από το µολυσµένο καύσιµο και διατηρεί την αποτελεσµατική λειτουργία του.
Πηγή: infoservice.com.gr/
