Горивно-въздушната смес е всичко
Идеалното съотношение на гориво и въздух за бензинови двигатели е 14,7 кг въздух на 1 кг гориво. Това съотношение се нарича още стехиометрична смес. Почти всички бензинови двигатели сега се задвижват от изгарянето на такава идеална смес. Сензорът за кислород играе решаваща роля в това.
Само при това съотношение е гарантирано пълното изгаряне на горивото, а катализаторът почти напълно преобразува вредните отработени газове въглеводороди (HC), въглероден оксид (CO) и азотни оксиди (NOx) в екологично чисти газове. Съотношението на действително използвания въздух към теоретичната нужда се нарича кислородно число и се обозначава с гръцката буква ламбда. За стехиометрична смес ламба е равно на едно.
Как става това на практика?
Съставът на сместа се контролира от системата за управление на двигателя ("ECU" = "Engine Control Unit"). ECU управлява горивната система, която доставя прецизно дозирана гориво-въздушна смес по време на процеса на горене. За целта обаче системата за управление на двигателя трябва да знае дали двигателят в момента работи с богата (липса на въздух, ламбда по-малка от единица) или бедна (излишък на въздух, ламбда по-голяма от единица) смес. Тази решаваща информация се предоставя от ламбда сондата:
В зависимост от нивото на остатъчния кислород в отработените газове той дава различни сигнали. Системата за управление на двигателя анализира тези сигнали и регулира подаването на гориво-въздушна смес.
Технологията на кислородния сензор непрекъснато се развива. Днес ламбда контролът гарантира ниски емисии, ефективен разход на гориво и дълъг живот на катализатора. ЗаЛамбда сондата достига своето работно състояние възможно най-бързо днес с помощта на високоефективен керамичен нагревател.
Самите керамични елементи се подобряват всяка година. Това гарантира още по-прецизни измервания и осигурява съответствие с по-строгите разпоредби за емисии. Разработени са нови видове сензори за кислород за специални приложения, като ламбда сонди, чието електрическо съпротивление се променя със състава на сместа (титаниеви сензори), или широколентови сензори за кислород.
Принципът на работа на кислородния сензор (ламбда сонда)
За да работи катализаторът оптимално, съотношението на горивото и въздуха трябва да бъде много точно съобразено.