Lambda sonda

Kyslíková sonda neboli lambda sonda je senzor zpravidla umístěný ve výfukovém potrubí. U moderních automobilů ho naleznete před i za katalyzátorem, jsou tedy obvykle dva. Lambda sonda vyhodnocuje množství kyslíku ve výfukových plynech. Tyto údaje poskytuje řídící jednotce, která na základě získaných dat upravuje směšovací poměr paliva.

Nejúčinnější metodou ke snížení škodlivých emisí ve výfukových plynech zážehových motorů je regulace lambda ve spojení s katalyzátorem. Pro správnou funkci třícestného (řízeného) katalyzátoru musí motor spalovat stechiometrickou směs s hodnotou λ = 0,99 – 1. Toto velmi malé přípustné rozmezí je i pro moderní spalovací motory s přímým vstřikováním paliva obtížné udržet ve všech režimech chodu motoru. Z tohoto důvodu se používá regulace lambda. Lambda sonda je hlavní částí regulačního okruhu, který udržuje složení směsi palivo vzduch v optimální oblasti, tzv. lambda okně.

závislost přebytku vzduchu λ a produkce škodlivých plynů

Princip:

Zpracování tří složek výfukových plynů je možné pouze ve velmi úzkém rozsahu, v tzv. lambda okně. Toho lze dosáhnout pouze regulací lambda. K regulaci je využíván snímač obsahu kyslíku (lambda sonda), který je umístěn před katalyzátorem v proudu výfukových plynů. Při λ = 1 skočí napětí téměř skokovou změnou z jedné napěťové úrovně na druhou. Lamda sonda tedy podává řídící jednotce motoru informaci, zda je spalovaná směs bohatá (λ < 1) nebo chudá (λ > 1).

lambda sonda řez

 

Studený motor potřebuje pro rovnoměrný běh bohatší směs (λ < 1), lamba regulace tedy může být spuštěna až po překročení určité prahové teploty motoru. Proto se dnes nejvíce používá vyhřívaná lambda sonda s keramikou z oxidu zirkonia. Tato lambda sonda obsahuje keramickou destičku s nanesenými vrstvami, které slouží jako elektrody. Jedna elektroda je spojena s vnějším vzduchem a druhá s výfukovými plyny. Vlivem rozdílné koncentrace kyslíku vzniká mezi elektrodami napětí U. Vzniklé napětí je vedeno do řídící jednotky motoru, která vypočítává hodnotu λ.

Keramické tělísko je umístěno v kovové trubičce s více otvory, aby bylo chráněno před teplotními šoky a mechanickým poškození. Keramický materiál se stává vodivý až od teploty 350 °C, proto jsou dnes všechny lamba sondy vyhřívané. Tím je dosaženo rychleji připravenosti sondy k měření, která může být navíc umístěna dále od motoru, kde je méně namáhaná. Aby nedošlo k poškození katalyticky aktivní vnější platinové elektrody, musí být motor poháněn bezolovnatým palivem!

Historie

Lambda sonda byla vyvinuta na konci šedesátých let firmou Bosch. První použití pro osobní automobily přišlo v roce 1976 s vozem Volvo 240/260. Vývoj však pokračoval dál a v roce 1982 společnost Bosch uvedla na trh první vyhřívanou lambda sondu, které začínala fungovat do minuty od nastartování studeného motoru, navíc tato sonda měla dvojnásobně prodlouženou životnost. V roce 1994 se společnost Bosch stala prvním výrobcem lambda snímačů s keramickou planární technologií. Tento model je plně funkční již 10 sekund po nastartování motoru. Se širokopásmovým lambda snímačem lze měřit rychlé změny ve složení výfukových plynů jednotlivých válců a regulovat množství vstříknutého paliva v každém válci motoru zvlášť.

Co jste nevěděli

Lambda sonda pro vznětové motory
Firma Robert Bosch začíná využívat lambda sondy také v systémech řízení vznětových motorů. S jejich pomocí mohou být vznětové motory ještě úspornější a dosáhnout nižších exhalací. Díky lambda sondám lze lépe vzájemně sladit řídicí systém vstřikování a vlastní motor a tím snížit spotřebu i emise.


Text: Jan Sajdl
Foto:
www.cabby-info.com
Klíčová slova:
lambda sonda, lambda-sonda, lambda sensor, kyslíková sonda, sensor oxygen