Статистика |
|---|
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
Главная » 2011 » Январь » 7 » Лямбда-зонд. Агент экологической разведки
12:17 Лямбда-зонд. Агент экологической разведки |
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
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.
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-зонды Bosch© Фото: BoschСтоковые 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.
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.
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.
|
|
Просмотров: 685 |
Добавил: dds
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
|
|
