Un accorgimento efficace per ridurre le emissioni nocive dei gas di
scarico è un post-trattamento dei gas di scarico nel catalizzatore a tre vie.
Questo trasforma i tre componenti nocivi dei gas di scarico CO, HC e NOx in H2O,
CO2 e N2.
(Si veda a tal proposito la lezione Postcombustione catalitica).
La trasformazione di tutti i tre componenti citati dei gas di scarico
può aver luogo solo in un campo molto stretto: la finestra Lambda (Lambda = 0,99....1).
Questo può essere ottenuto solo con la regolazione Lambda.
La regolazione Lambda regola la miscela
aria-carburante esattamente a Lambda = 1.
A questo scopo la Sonda Lambda affacciata al flusso dei gas di scarico
fornisce continuamente un segnale con l'aiuto del quale la centralina elettronica
controlla la miscela aria-carburante combusta esistente, prolungando oppure riducendo,
quando necessario, il tempo di iniezione.
La regolazione Lambda è sovrapposta al comando base del sistema di formazione miscela.
| Circuito di regolazione Lambda |
Il circuito di regolazione, formato con l'ausilio della sonda
Lambda, riconosce e corregge gli scostamenti dal rapporto aria-carburante stechiometrico
(Figura 13).
Il principio di regolazione è basato sulla misurazione del contenuto di ossigeno residuo
nei gas di scarico tramite la sonda Lambda. L'ossigeno residuo è una misura della
composizione della miscela aria-carburante fornita al motore.
La sonda Lambda come sensore di misura dei gas di scarico fornisce l'informazione miscela
più ricca o più magra di Lambda = 1.
Nel caso di uno scostamento da questo valore, il segnale di uscita della sonda fa un salto
di tensione che viene analizzato dal circuito di regolazione.
Una tensione alta di sonda (circa 800 mV) indica una miscela più ricca; una tensione di
sonda più bassa (circa 200 mV) indica una miscela più magra di Lambda = 1.
La centralina elettronica genera, in base al segnale del misuratore massa d'aria aspirata
e del numero giri motore, un segnale d'iniezione.
Per la regolazione Lambda la centralina calcola inoltre, in base al segnale della sonda
Lambda, un fattore che concorre a poter correggere la durata d'iniezione. |
Fig.13: Circuito
di regolazione Lambda
1. Carburante
2. Aria
3. Gruppo d'iniezione
4. Elettroiniettore/i
5. Motore
6. Sonda Lambda
7. Catalizzatore
8. Centralina elettronica
9. Gas di scarico
UL Tensione di sonda
UV Impulso/i di pilotaggio
|
La regolazione Lambda è efficace solo con una sonda Lambda pronta per
il funzionamento.
La sonda Lambda trasmette un segnale utilizzabile solo a temperature superiori a circa 350
°C.
Fino al raggiungimento di questa temperatura la regolazione è inibita.
Con sonda fredda, interruzioni o cortocircuiti nella linea elettrica, vengono generati
valori di tensione non plausibili che non possono essere valutati.
Nella maggior parte dei casi le sonde Lambda vengono riscaldate, per cui già dopo 30
secondi sono pronte per il funzionamento.
Motori freddi richiedono per un funzionamento regolare una miscela più ricca (Lambda
minore di 1).
La regolazione Lambda può essere pertanto abilitata solo al di sopra di una determinata
soglia di temperatura del motore.
Con regolazione Lambda attiva, il segnale della sonda Lambda nella centralina viene
trasformato mediante un comparatore in un segnale a due punti.
Il segnale trasmesso (Lambda maggiore di 1, miscela povera o Lambda minore di 1, miscela
ricca) induce il regolatore collegato a valle a modificare le sue grandezze di regolazione
(con un "salto" e quindi un "andamento a rampa").
La figura 14 illustra lo svolgimento della tensione del segnale della
sonda Lambda in funzione del tempo.
Fig. 14: Segnale fornito dalla sonda
Lambda
 |
Ad ogni passaggio da una miscela ricca ad una miscela magra, nonché da
una miscela magra ad una miscela ricca, il regolatore Lambda viene azionato.
Si usa il fattore di correzione Lambda per influenzare i tempi di comando
dell'elettroiniettore.
Con valori Lambda superiori ad 1,0 (tensione bassa della sonda), ha luogo un aumento del
dosaggio del carburante; con valori Lambda inferiori a 1,0 (tensione alta della sonda), ha
luogo una riduzione del dosaggio del carburante.
Con un salto di tensione della sonda Lambda, la miscela viene variata immediatamente di un
certo valore per produrre quanto prima possibile una correzione della miscela.
Poi il parametro segue una funzione di adattamento programmata fino ad un successivo salto
di tensione della sonda Lambda.
La miscela aria-carburante, con questi salti, varia continuamente la sua composizione in
una finestra molto stretta attorno a Lambda = 1 nella direzione "ricca" oppure
"magra".
Questa regolazione continua e pressoché immediata della miscela a Lambda = 1 è la
condizione indispensabile per ottenere un alto rendimento del post-trattamento catalitico
delle emissioni nocive.
S I M U L A Z I O N E 10
Regolazione Lambda