Περιεχόμενα Άρθρου
Από το λανσάρισμα τους το 2008 οι αισθητήρες λάμδα έχουν γίνει αναπόσπαστο τμήμα των σύγχρονων κινητήρων αυτοκινήτων. Η DENSO εξηγεί γιατί συμβαίνει αυτό και πώς η πρωτοποριακή τεχνολογία αισθητήρων της προσφέρει βελτιωμένη απόδοση ΟΕΜ και aftermarket καθώς και περιβαλλοντικές επιδόσεις.
Συστήματα EMS
Παλαιότερα ο έλεγχος του κινητήρα του αυτοκινήτου γινότανε από το λεγόμενο σύστημα ελέγχου ανοικτού βρόχου. Ο κινητήρας μπορούσε να λειτουργεί ομαλά, δυνατά ή ακόμη και να μην λειτουργεί καθόλου και να προσαρμόζει τις απαιτούμενες αλλαγές στα διάφορα μέρη του. Αυτά τα μέρη ρύθμιζαν αρχικά κυρίως την παροχή αέρα και καυσίμου, καθώς και τη συμπίεση, την ανάφλεξη και το χρονισμό του κύκλου καύσης.
Η απόδοση του κινητήρα σε μεγάλο βαθμό καθοριζότανε από προεπιλεγμένες ιδιότητες του καρμπυρατέρ, της θέσης της βαλβίδας και του διανομέα. Τα περισσότερα από αυτά τα μέρη ήταν ηλεκτρομηχανικά, και σε μεγάλο βαθμό ήταν υποκείμενα σε φθορά, δονήσεις, υγρασία, θερμότητα και άλλους γνωστούς εχθρούς των εν λόγω συστημάτων. Αυτά τα συστήματα δεν απαιτούσαν μόνο έντονη εργασία για τη συντήρηση, αλλά ήταν και πολύ ευαίσθητα στις δυσλειτουργίες.
Παρόλο ότι αυτά τα συστήματα βελτιώθηκαν ως προς την ποιότητα και την αξιοπιστία, αποδείχθηκαν εξαιρετικά δαπανηρά για την παραγωγή σε μεγάλη κλίμακα. Οι μεγαλύτεροι χρόνοι ανάπτυξης συγκεκριμένων εφαρμογών για τα ανταλλακτικά, σήμαιναν ότι οι αρχικοί στόχοι ανάπτυξης μιας ευρύτερης ποικιλίας των προδιαγραφών οχημάτων δεν ικανοποιήθηκαν αποτελεσματικά, δημιουργώντας ζήτηση στην αγορά για αποδοτικότητα των καυσίμων και αύξηση των προτύπων εκπομπών.
Η αναζήτηση μιας χαμηλού κόστους ευέλικτης λύσης βρέθηκε υιοθετώντας τις αρχές του τεχνικού σχεδιασμού από την ηλεκτρονική βιομηχανία. Στη δεκαετία του 1970, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων άρχισαν να αλλάζουν τον έλεγχο του κινητήρα τους εφαρμόζοντας σιγά σιγά το γνωστό σήμερα ως Σύστημα Διαχείρισης Κινητήρα (EMS).
Οι αισθητήρες λάμδα στο σύστημα EMS
Οι αισθητήρες Λάμδα, οι οποίοι αναφέρονται και ως αισθητήρες οξυγόνου (ή Ο2), είναι οι πιο σημαντικοί αισθητήρες για τον έλεγχο του κινητήρα, παρέχοντας πληροφορίες στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU) σχετικά με το πόσο καλά αποδίδει ο κινητήρας. Η ιδέα πίσω από αυτό είναι τόσο απλή όσο και πανέξυπνη.
Ένας αισθητήρας λάμδα είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που μετρά τη συγκέντρωση οξυγόνου (Ο2) στα καυσαέρια ενός κινητήρα, σε σχέση με τον εξωτερικό αέρα. Η ECU του κινητήρα χρησιμοποιεί το σήμα από τον αισθητήρα λάμδα για να “κατανοήσει” αν ο κινητήρας λειτουργεί στο πλαίσιο συγκεκριμένων προδιαγραφών. Η πιο σημαντική προδιαγραφή που πρέπει να ελέγχεται είναι η αναλογία αέρα-καυσίμου. Σχετικά με αυτά τα δύο συστατικά, είτε εισέρχεται στον κινητήρα πάρα πολύ καύσιμο ή μεγάλη ποσότητα αέρα, αυτό μακροπρόθεσμα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στον κινητήρα. Και οι δύο καταστάσεις μπορούν να αναγνωριστούν με μεγάλη αξιοπιστία και ακρίβεια από τον αισθητήρα λάμδα. Με βάση αυτήν την πληροφορία, η ECU του κινητήρα ρυθμίζει την ποσότητα καυσίμου που ψεκάζεται στον κινητήρα. Προκειμένου ο αισθητήρας να λειτουργεί αποτελεσματικά, θα πρέπει να βρίσκεται μέσα ή κοντά στην πολλαπλή εξαγωγής. Οι αισθητήρες λάμδα είναι γνωστοί ως ρυθμιστικοί αισθητήρες.
Ο αισθητήρας λάμδα εκτελεί επίσης πρόσθετες λειτουργίες που περιλαμβάνουν διάγνωση της αποτελεσματικότητας των καταλυτικών μετατροπέων και αναφέρονται ως διαγνωστικοί αισθητήρες.
Κεραμική της DENSO
Το τμήμα κεραμικής της DENSO αποτελεί ένα σημαντικό τμήμα της DENSO και δημιουργεί προϊόντα με βάση τα γνωστά ως «Τεχνικά Κεραμικά» που μπορούν να βρεθούν σε πολλές εφαρμογές. Η ανάπτυξη, η μηχανική και η κατασκευή των προϊόντων με αυτά τα υψηλής τεχνολογίας υλικά στηρίζεται στην πραγματική δεξιοτεχνία και απαιτεί αξιόλογη τεχνογνωσία.
Η DENSO είναι παγκοσμίως γνωστή για την εξαιρετική ποιότητα δύο άλλων προϊόντων που προέρχονται από αυτό το τμήμα: τα μπουζί και τους προθερμαντήρες. Τα προϊόντα αυτά είναι και τα δύο ενεργοποιητές του κινητήρα, που εκτελούν μια ηλεκτρομηχανική λειτουργία με βάση τις μοναδικές ιδιότητες των κεραμικών υλικών, τα οποία αποτελούνται από ηλεκτρικό και θερμαντικό μονωτικό, ενώ εκτίθενται στις εξαιρετικής καταπόνησης εσωτερικές συνθήκες του κινητήρα.
Ωστόσο, ορισμένες σύνθετες κεραμικές ενώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ανιχνεύουν συγκεκριμένες καταστάσεις. Μόλις εμφανίστηκαν τα συστήματα EMS, η DENSO Ceramics Division αναγνώρισε την ευκαιρία να αναπτύξει αισθητήρες που μετατρέπουν τις συγκεντρώσεις οξυγόνου στα αέρια σε μια ηλεκτρική τάση. Το διοξείδιο του ζιρκονίου έχει την ικανότητα να το κάνει αυτό όταν θερμαίνεται πάνω από 400 βαθμούς Κελσίου. Η DENSO ήταν ένας από τους πρώτους κατασκευαστές στον κόσμο που ανέπτυξε και παρήγαγε τέτοιους αισθητήρες, αποκλειστικά για τους κατασκευαστές ΟΕ.
Επειδή αυτός ο τύπος αισθητήρα προσέφερε μεγάλη αξιοπιστία και ακρίβεια, οι κατασκευαστές οχημάτων είχαν τη δυνατότητα να προσφέρουν ένα ευρύτερο φάσμα κινητήρων προκειμένου να ανταποκριθούν σε συγκεκριμένες απαιτήσεις της αγοράς. Σύντομα οι αισθητήρες λάμδα αποτελούσαν ένα βασικό τμήμα του συστήματος EMS.
Αισθητήρες λάμδα: Μια ιστορική αναδρομή.
Από εκείνα τα πρώτα χρόνια, έχουν γίνει βελτιώσεις για την γρηγορότερη ενεργοποίηση του αισθητήρα, προκειμένου να επιταχυνθεί γενικότερα η εκκίνηση του αισθητήρα και να βελτιωθεί η απόδοση. Στη δεκαετία του 1980, ο αισθητήρας χρεαζότανε γενικά αρκετά λεπτά για να ενεργοποιηθεί και σε αυτή τη διάρκεια ο κινητήρας λειτουργούσε με βάση τον ανοιχτό βρόχο. Οι αντίστοιχες εκπομπές δεν περιλαμβανότανε στα αρχικά πρότυπα δοκιμών εκπομπών. Ωστόσο, αυτό έχει αλλάξει σταδιακά και σήμερα συμπεριλαμβάνεται και το ζέσταμα του κινητήρα. Για να μειωθεί ο χρόνος ενεργοποίησης του αισθητήρα κάτω από συνθήκες ψυχρής εκκίνησης, αρχικά κατασκευάστηκε ένα επιπλέον εξάρτημα κεραμικού θερμαντήρα που ενσωματώθηκε στον αισθητήρα. Αργότερα, αυτός ο θερμαντήρας ενσωματώθηκε στο ίδιο το στοιχείο ανίχνευσης.
Αυτές οι εξελίξεις δείχνουν ότι, για παράδειγμα, η τελευταία γενιά αισθητήρων A/F μπορεί να παρέχει ένα αξιόπιστο σήμα σε λιγότερο από επτά δευτερόλεπτα μετά από εκκίνηση με κρύο κινητήρα.
Άλλα τυπικά παραδείγματα μηχανολογικών λύσεων εστιάζουν στην αποφυγή της πρόωρης βλάβης του αισθητήρα. Οι πιο συχνοί λόγοι βλάβης είναι η μόλυνση και το θερμικό σοκ. Για να εξασφαλιστεί η μεγάλη διάρκεια ζωής, οι αισθητήρες DENSO επωφελούνται από μοναδικά προστατευτικά μέτρα, όπως η επεξεργασία της επικάλυψής τους, οι επικαλύψεις διπλού στοιχείου και η σχεδίαση επικάλυψης με εξατομικευμένο στοιχείο.
Οι τελευταίες εξελίξεις προσφέρουν επίσης εξειδικευμένες λειτουργίες για τα ΟΕΜ και αυτό αποτελεί έναν από τους λόγους για τον οποίο η DENSO είναι ο επιλεγμένος προμηθευτής για όλες τις ιαπωνικές μάρκες, καθώς και στην Ευρώπη από τις Jaguar-Land Rover, Volvo, Renault και Ford.
Πώς λειτουργούν τα συστήματα ΕMS: Τεχνική επισκόπηση
- Πολλοί αισθητήρες παρακολουθούν τις κρίσιμες διαδικασίες εντός και γύρω από τον κινητήρα, και παρέχουν σήματα στην ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης κινητήρα (ECU).
- Η ECU επεξεργάζεται τις πληροφορίες και με βάση προγραμματισμένους κανόνες αποφασίζει ποιες ενέργειες πρέπει να γίνουν.
- Αρκετοί ενεργοποιητές λαμβάνουν οδηγίες από την ECU προκειμένου να ρυθμίσουν ορισμένες παραμέτρους (για παράδειγμα το χρονισμό ψεκασμού, το άνοιγμα της βαλβίδας EGR, τη γωνία του αβάνς ανάφλεξης, την πίεση της αντλίας καυσίμου, κλπ.).
- Το αποτέλεσμα ελέγχεται και πάλι από τους αισθητήρες και πραγματοποιείται ένας έλεγχος κλειστού βρόχου.
- Τα σύγχρονα οχήματα χρησιμοποιούν πολλαπλές ECU και το EMS είναι ενσωματωμένο στο γενικότερο ηλεκτρονικό σύστημα του οχήματος. Αυτό το σύστημα επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων ECU (π.χ. για infotainment, ασφάλεια ή κλιματισμό).
- Τα συστήματα EMS εξακολουθούν να αναπτύσσονται και να γίνονται όλο και πιο αποδοτικά, με την περαιτέρω εξέλιξη των αισθητήρων, των υπολογιστών και των ενεργοποιητών.
- Πιο καινούργια και αποδοτικότερα συστημάτων κίνησης σημαίνει πιο εξελιγμένα συστήματα EMS και νεότερης γενιάς, όπως το υβριδικό σύστημα.
Ετοιμαστείτε! Η τελευταία επέκταση της γκάμας Αισθητήρων Λάμδα της DENSO
Η DENSO Europe θα ανακοινώσει σύντομα μια συναρπαστική νέα σειρά αισθητήρων για το aftermarket. Αυτή η τελευταία και σημαντική δέσμευση για επέκταση τονίζει τη δέσμευση της DENSO να προσφέρει ένα ευρύ φάσμα εξαρτημάτων υψηλής ποιότητας ΟΕ στο Ευρωπαϊκό aftermarket, αυξάνοντας περαιτέρω τη συνολική ευρωπαϊκή κάλυψη του στόλου οχημάτων προς όφελος των πελατών της.
Για λεπτομέρειες σχετικά με το πρόγραμμα Αισθητήρων Λάμδα της DENSO, επικοινωνήστε με:
< DENSO Europe B.V.’s Business Unit Aftermarket on +31 (0) 294 493 493/ ή κ. Γιάννη Φρονιμάκη, Δ. Σέχου 2 & Καλλιρρόης, 117 43 Αθήνα – Τηλ. 210 92 24 025 E-Mail: [email protected] >
