Come funzionano i sensori lambda?


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Praticamente ogni moderno veicolo passeggeri oggi utilizza sensori lambda di fabbrica.

Quanto sono fondamentali per il funzionamento di un veicolo? Come funzionano?

Risposte:


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I sensori Lambda, spesso indicati come sensori di ossigeno o O2 , sono il fondamento di qualsiasi sistema EFI moderno. Senza di essi, la gestione dell'iniezione di carburante sta essenzialmente volando alla cieca e deve ricorrere ad altri mezzi meno desiderabili per determinare quanta aria e carburante devono essere miscelati.

Il loro ruolo principale è fornire feedback alla gestione del carburante per determinare se la miscela aria-carburante che viene immessa nel motore viene miscelata nel giusto rapporto. Lo fanno misurando "lambda" , il rapporto tra AFR reale e stoich.

Due sensori lambda che bloccano un catalizzatore possono anche essere usati per valutare se il gatto sta funzionando correttamente.


Tipi di sensori Lambda e funzionamento

I sensori Lambda funzionano a temperature elevate, circa 300 ° C (600 ° F); molti sensori lambda contengono un elemento riscaldante resistivo per aiutarli a raggiungere rapidamente la temperatura.

  1. banda stretta

    Questi rilevano qualitativamente se i gas di scarico sono ricchi o magri.

    Il tipo più diffuso di sensore è la banda stretta a base di zirconia , che genera la propria tensione come uscita del segnale:

    • campo di tensione utile 0,1 - 0,9 V
    • AFR stechiometrico a 0,45 V.
    • bassa tensione = condizione magra, alta tensione = condizione ricca

    Grafico della tensione a banda stretta

    La variante più rara a base di titania non genera la propria tensione, ma cambia la resistenza elettrica in base alla concentrazione di ossigeno rilevata.

    • bassa resistenza = condizione ricca, alta resistenza = condizione magra
  2. Wideband

    Questi misurano quantitativamente lambda.

    Le modifiche in AFR si traducono in variazioni nell'uscita corrente, che viene quindi convertita in una tensione corrispondente. La gamma di tensione può variare tra i produttori di automobili.

    • bassa corrente = condizione ricca, alta corrente = condizione scarsa

    Grafico del sensore a banda larga


Impatto sulla gestione del carburante

Lo schema seguente riassume in modo chiaro l'impatto dei sensori lambda sulla gestione dell'iniezione di carburante:

  • il sensore lambda rileva uno scarico più snello del desiderato → aumenta la larghezza di impulso dell'iniettore
  • il sensore lambda rileva lo scarico più ricco del desiderato → riduce la larghezza di impulso dell'iniettore

Impatto lambda sulla gestione del carburante


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Nessuno di questi sensori misura "il contenuto di ossigeno" dello scarico, che varia in base all'efficienza della combustione, all'accensione e a cambiamenti simili nella camera di combustione, rendendolo inutile come mezzo per determinare la miscela. Misurano la miscela di carburante usando l'azione catalitica combinata con il trasferimento di ioni di ossigeno attraverso un elettrolita solido.
Fred Wilson,
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