Czujnik liniowy A/F, czyli nowy rodzaj czujnika tlenu. Czym jest, jak działa i do czego jest wykorzystywany?
3 minuty czytania
Aż trudno sobie wyobrazić to, jak wyglądałoby życie przeciętnego kierowcy (i nie tylko), gdyby nie sondy lambda. Te niewielkie czujniki dbają nie tylko o samochody, ale i o nas samych. A teraz, dzięki wprowadzeniu czujników A/F, potrafią jeszcze więcej. Co dokładnie?
Wszystko tak na dobre zaczęło się w roku 1980, ponieważ to od tej daty każdy produkowany samochód musiał mieć co najmniej jedną sondę lambda. Wcześniej producenci również jakoś sobie radzili. Wszystko miało być po prostu odpowiednio wystrojone i działać prawidłowo. Wcześniej nikt nie przejmował się zbytnio zawartością szkodliwych związków powstających w efekcie niepełnego spalania paliwa. Spaliny były czymś oczywistym, a ich skład mało kogo interesował. Po 1980 zaszła wyraźna zmiana. Sondy lambda zaczęły czuwać nad tym, aby mieszanka paliwowo-powietrzna miała odpowiednie proporcje, co przekładało się m.in na pracę katalizatorów i dalej – na skład spalin. Najnowszą wersją tradycyjnej, znanej nam doskonale sondy lambda są sondy typu A/F (Air/Fuel), zwane również czujnikami liniowymi A/F. Co takie nowe czujniki potrafią?
Czym jest tradycyjna sonda lambda? Jakie jeszcze, oprócz czujnika A/F, znane są główne rodzaje tych sond?
Sondy lambda to czujniki współpracujące z systemem wtrysku paliwa, katalizatorem oraz elektronicznym modułem sterującym, czyli popularnym sterownikiem silnika. Ich zadaniem jest pomoc w uzyskaniu takiej proporcji mieszanki paliwowo-powietrznej, która po spaleniu da jak najmniej szkodliwych substancji wchodzących w skład spalin. Sama sonda lambda w całym tym procesie odpowiada za monitorowanie składu wspomnianej mieszanki, badając na bieżąco proporcje paliwa do powietrza.
Dostępne obecnie na rynku sondy lambda można podzielić na 3 główne typy, którymi są:
- Sondy lambda cyrkonowe – jest to chyba najprostszy i równocześnie najpopularniejszy typ sondy lambda spośród używanych. Daleko im również do doskonałości, głównie przez to, iż są stosunkowo wolne i praktycznie wykluczają możliwość utrzymania współczynnika lambda na wymaganym poziomie 1,00.
- Sondy lambda tytanowe – są czujnikami pod wieloma względami podobnymi do sąd cyrkonowych, z tą różnicą, iż nie wymagają ciągłego kontaktu z otaczającym je powietrzem. Ta ich cecha sprawia, że chętnie używa się ich w pojazdach terenowych, przystosowanych m.in. do przepraw przez rzeki lub małe zbiorniki wodne.
- Sondy lambda typu A/F – są to nowoczesne czujniki stworzone przez markę DENSO i pozwalające na przygotowanie pojazdu do naprawdę surowych norm emisji spalin. Ich największymi zaletami jest czułość pomiaru oraz wydajność.
Czujniki A/F to nowość, która zapewne już wkrótce stanie się standardem. Dążenie do maksymalnego ograniczenie emisji szkodliwych związków sprawi, że to właśnie ten typ czujników będzie wyznaczał trendy. Co dokładnie czujniki A/F potrafią?
Do czego służy liniowy czujnik A/F? Dlaczego skład mieszanki paliwowo powietrznej musi być na bieżąco monitorowany?
Wspominaliśmy już, że zaletami czujników A/F jest ich czułość (dokładność pomiaru) oraz wydajność. W porównaniu ze standardowymi sondami cyrkonowymi oznaczają spory przeskok technologiczny. Chyba najlepszym przykładem na ich wyższość jest sposób, w jaki dokonują pomiaru proporcji mieszanki paliwowo-powietrznej.
Tradycyjne sondy lambda przesyłają do sterownika silnika dwie, pojawiające się często naprzemiennie informacje, czyli o:
- nadmiarze ilości tlenu – w mieszance paliwowo-powietrznej jest zbyt dużo powietrza (jest mieszanką ubogą);
- niedoborze ilości tlenu – w mieszance paliwowo-powietrznej jest za mało powietrza (jest mieszanką bogatą).
Komputer wie, że tlenu jest zbyt dużo lub zbyt mało, nie wie natomiast, jakiego poziomu są te różnice. Próbując dążyć do wyrównania wartości i osiągnięcia współczynnika lambda równego 1,00, zwykle przesadza w jedną lub drugą stronę. W ten sposób współczynnik stechiometryczny osiągany jest wyłącznie niejako w przelocie, na mgnienie oka. Czujniki A/F to zupełnie nowe podejście do problemu. Nie tylko bowiem informują ECU, że powietrza (tlenu) jest za dużo lub za mało, ale też mówią mu o tym, jakiego poziomu są te różnice. Na tej podstawie komputer może sobie np. wyliczyć brakującą ilość paliwa i utrzymać narzuconą proporcję przez dłuższy czas. W ten sposób współczynnik lambda 1,00 staje się faktycznie możliwy nie tylko do osiągnięcia, ale i utrzymania.
A dlaczego te wszystkie współczynniki i proporcje są takie ważne? Chodzi o ekologię, ale nie tylko. Współczynnik lambda określa, przy jakiej ilości powietrza całkowitemu spaleniu ulegnie jednostka (1 kg) paliwa. Jeśli powietrza będzie zbyt mało, paliwo nie spali się w optymalny sposób, co przełoży się m.in. na zwiększone obciążenie katalizatora i zwiększoną emisję szkodliwych związków chemicznych. Im bliżej współczynnika 1,00, tym lepiej dla katalizatora, dla kierowcy i dla nas wszystkich.
Oczywiście prawdą jest, że w celu uzyskania całkowitego spalania paliwa koniecznym jest doprowadzenie do komory spalania większej ilości powietrza, niż wskazywałyby na to równania stechiometryczne, jednak w przypadku dobrze odparowanego paliwa ciekłego jest to różnica na tyle minimalna, że można ją pominąć. Dzięki czujnikom A/F dążenie do idealnej równowagi pomiędzy paliwem a powietrzem jest o wiele łatwiejsze.
