در موتورهای احتراقی، هم صرفه جویی در سوخت و هم تصفیه گازهای خروجی بدون وجود کاوشگر لامبدا امکان پذیر نخواهد بود. به لطف این سنسورها، آلودگی موتور به شدت کاهش می یابد و همچنین استفاده از آن لذت بخش است.
کاوشگر لامبدا که به عنوان سنسور اکسیژن نیز شناخته می شود، وظیفه اندازه گیری تفاوت بین محتوای اکسیژن گازهای خروجی و میزان اکسیژن در محیط را دارد.
این سنسور نام خود را مدیون حرف است λ (لامبدا) از الفبای یونانی، که برای نشان دادن هم ارزی بین نسبت واقعی هوا به سوخت و نسبت ایده آل (یا استوکیومتری) یک مخلوط استفاده می شود. وقتی مقدار کمتر از یک باشد ( λ ) به این معنی است که مقدار هوا کمتر از حد ایده آل است، بنابراین مخلوط غنی است. وقتی برعکس اتفاق می افتد ( λ > 1 ) برای داشتن هوای اضافی، مخلوط را ضعیف می گویند.
نسبت ایده آل یا استوکیومتری، با استفاده از یک موتور بنزینی به عنوان مثال، باید 14.7 قسمت هوا به یک قسمت سوخت باشد. با این حال، این نسبت همیشه ثابت نیست. متغیرهایی وجود دارند که بر این رابطه تأثیر میگذارند، از شرایط محیطی - دما، فشار یا رطوبت - تا عملکرد خود خودرو - دور در دقیقه، دمای موتور، تغییر در قدرت مورد نیاز.
کاوشگر لامبدا، با اطلاع دادن به مدیریت الکترونیکی موتور از تفاوت محتوای اکسیژن در گازهای خروجی و بیرون، به آن اجازه می دهد تا میزان سوخت تزریق شده به محفظه احتراق را تنظیم کند.
هدف دستیابی به مصالحه ای بین قدرت، مصرف سوخت و آلاینده ها است که مخلوط را تا حد امکان به یک رابطه استوکیومتری نزدیک می کند. به طور خلاصه، کارکرد موتور تا حد امکان بهینه.
چگونه کار می کند؟
کاوشگر لامبدا در دماهای بالا - حداقل 300 درجه سانتیگراد - موثرترین کار را انجام می دهد که مشخص می کند مکان ایده آل آن نزدیک به موتور، درست در کنار منیفولدهای اگزوز است. امروزه، کاوشگرهای لامبدا را می توان در کنار مبدل کاتالیزوری یافت، زیرا مقاومتی دارند که به آنها اجازه می دهد مستقل از دمای گاز خروجی گرم شوند.
در حال حاضر موتورها می توانند دو یا چند کاوشگر داشته باشند. به عنوان مثال، مدلهایی وجود دارند که از پروبهای لامبدا در قبل و بعد از کاتالیزور استفاده میکنند تا کارایی این قطعه را اندازهگیری کنند.
کاوشگر لامبدا از دی اکسید زیرکونیوم، یک ماده سرامیکی تشکیل شده است که وقتی به 300 درجه سانتیگراد می رسد، تبدیل به هادی یون های اکسیژن می شود. به این ترتیب، کاوشگر قادر است با استفاده از یک تغییر ولتاژ (اندازه گیری شده بر حسب میلی ولت یا میلی ولت) میزان اکسیژن موجود در گازهای خروجی را شناسایی کند.
ولتاژ تا حدود 500 میلی ولت نشان دهنده یک ترکیب ناب است، بالاتر از آن یک ترکیب غنی را منعکس می کند. این سیگنال الکتریکی است که به واحد کنترل موتور ارسال می شود و تنظیمات لازم را در میزان سوخت تزریق شده به موتور انجام می دهد.
نوع دیگری از پروب لامبدا وجود دارد که دی اکسید زیرکونیوم را با یک نیمه هادی مبتنی بر اکسید تیتانیوم جایگزین می کند. این نیازی به ارجاع محتوای اکسیژن از خارج ندارد، زیرا می تواند مقاومت الکتریکی آن را بسته به غلظت اکسیژن تغییر دهد. در مقایسه با سنسورهای دی اکسید زیرکونیوم، سنسورهای مبتنی بر اکسید تیتانیوم زمان پاسخ کمتری دارند، اما از طرف دیگر حساسیت بیشتری دارند و هزینه بیشتری نیز دارند.
این بوش بود که کاوشگر لامبدا را در اواخر دهه 1960 تحت نظارت دکتر گونتر باومن توسعه داد. این فناوری برای اولین بار در سال 1976 در ولوو 240 و 260 روی یک خودروی تولیدی اعمال شد.
خطاها و خطاهای بیشتر.
امروزه کاوشگر لامبدا از بهترین شهرت برخوردار نیست، اگرچه نیاز آن غیرقابل انکار است. جایگزینی آن، اغلب غیرضروری، ناشی از کدهای خطای تولید شده توسط مدیریت الکترونیکی موتور است.
این سنسورها از آنچه به نظر می رسند مقاومت بیشتری دارند، به طوری که، حتی زمانی که کدهای خطا مستقیماً به آنها مربوط می شود، می توانند ناشی از برخی مشکلات دیگر در مدیریت موتور باشند که بر عملکرد سنسور منعکس می شود. به عنوان یک اقدام احتیاطی و برای هشدار در مورد نقص احتمالی خودرو، مدیریت الکترونیکی موتور یک خطای سنسور صادر می کند.
در صورت تعویض، همیشه ایده خوبی است که قطعات اصلی یا با کیفیت شناخته شده را انتخاب کنید. اهمیت این قطعه برای عملکرد مناسب و سلامت موتور حیاتی است.