3 - AMT GarageForum

3.4.4 Breedband lambdasensoren
De breedband lambdasensor is een planaire zirkonium-oxide sensor met een
ge¨ıntegreerd verwarmingselement. Hij wordt gebruikt om de hoeveelheid zuurstof
in het uitlaatgas te meten en de lambdawaarde vast te stellen. De sensor
meet vanaf lambda = 0,7 en is geschikt als een universele sensor zowel voor
lambda = 1 metingen als voor andere lambdawaarden. De breedbandsensor
werkt echter alleen in combinatie met een speciale regeleenheid. De sensor bestaat
(meestal) uit 6 aansluitingen en de temperatuur moet worden geregeld
op 7500 C. De levensduur wordt gesteld op 160.000 km of 10 jaar. Eerst wordt
het zirconiumoxide door het verwarmingselement in kneedbare roodhete toestand
gebracht. De zuurstof in het uitlaatgas en de zuurstof van de buitenlucht
veroorzaken bij de klassieke smalbandsensor een spanningsverschil in de grenslagen
(Vs= pO2 buitenlucht / pO2 in uitlaatgas). Zie fig. 11. Nu kan men
Figuur 11: Het werkingsprincipe van de smalband lambdasensor. Er geldt: Vs = pO2 lucht / pO2
uitlaatgas
echter ook een stroom sturen door het gesmolten zirkonium. Hierdoor worden
zuurstofionen gepompt van de ene zijde naar de andere. Afhankelijk van de
stroomrichting zullen er zuurstofionen worden toegevoerd of afgevoerd. Door
nu lambda = 1 aan te houden zullen er dus bij een te rijk of een te arm mengsel
zuurstofionen moeten worden afgevoerd of toegevoerd. Wanneer we nu de
stroom meten is de grootte en de richting van de stroom een maat voor de
lambda-waarde. De Bosch LSU-pompcelsensoren zijn in feite een combinatie
van een smalbandsensor en een pompsensor. De (interne) spanning wordt altijd
op 450 mV gehouden. Om deze spanning constant te houden moet de stroom
worden geregeld. Hiervoor is een aparte controller nodig. Ook kalibratie van
een dergelijke sensor is nodig. Fig. 12 laat de opbouw zien van de Bosch LSUbreedbandsensor
terwijl fig. 13 in een grafiek de relatie tussen de grootte en de
richting van de stroom laat zien uitgezet tegen de lambdawaarde. Met behulp
van een meetweerstand kan de stroom in een spanning worden omgezet. We
meten dan met de oscilloscoop een wisselspanning als lambdaspanning. Wanneer
een breedbandsensor in samenwerking met de katalysator werkt zal van
rijk naar arm moeten worden gependeld. In wezen verandert er weinig. Breedbandsensoren
worden ingezet voor On Board Diagnose doeleinden en om ook
12
buiten het lambda =1 bereik te kunnen regelen.
Figuur 12: Principe van de Bosch LSU-breedbandsensor. Vs wordt altijd op 450 mV gehouden.
Hiervoor is een aparte controller nodig. De stroom die nodig is om de spanning constrant te
houden is een maat voor de lambdawaarde.
Figuur 13: De relatie tussen de regelstroom die nodig is om de spanning op 450 mV te houden
en de lambdawaarde. De grafiek is opgenomen met behulp van een meetgas. De waarden op de
auto kunnen hiervan enigszins afwijken (info: Bosch).