Konstruktorzy wiedzieli, że w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej powstają szkodliwe substancje: tlenek węgla, węglowodory i tlenki azotu. Wymyślono więc, że w katalizatorze te toksyczne związki będą dopalane i redukowane. Ale dopiero dalsze badania wykazały, że skład spalin i zawartych w nich toksyn zależy od składu mieszanki paliwowo-powietrznej. Jeśli stosunek powietrza do paliwa wynosi 14,75:1, wtedy skład jej jest optymalny, a po spaleniu powstaje najmniej toksyn. Taka mieszanka nazywana jest stechiometryczną. - Z tego wynika, że sam katalizator nie wystarczy, potrzebna jest jeszcze bardzo precyzyjnie przygotowana mieszanka. - Tak. Elementem, który pomaga przygotować taką mieszankę, jest właśnie sonda lambda. Umieszczonaw układzie wydechowym, przed katalizatorem bada skład spalin, a ściślej mówiąc ilość tlenu w spalinach. Jeśli mieszanka jest bogata (dużo paliwa, a mało powietrza), wtedy w spalinach będzie mało tlenu. Gdy mieszanka jest uboga (mało paliwa i dużo powietrza), wtedy w spalinach wystąpi więcej tlenu. W sondzie lambda, w zależności od zawartości tlenu w spalinach, powstaje duże lub małe napięcie (liczone w miliwoltach). Te impulsy odbiera komputer sterujący wtryskiem i dobiera optymalny skład mieszanki.- A jak steruje się składem mieszanki w autach z silnikami z bezpośrednim wtryskiem benzyny? Tam mieszanka raz musi być bogata, a raz bardzo uboga.- Takie silniki pracują zwykle na ubogiej mieszance, a tylko w chwili zwiększonego obciążenia (np. przyspieszanie, jazda pod górę) potrzebują mieszanki bogatszej. Nie możemy więc komputerowi zadać, aby cały czas przygotowywał mieszankę stechiometryczną o składzie 14,75:1. Potrzebna jest zatem sonda dająca wskazania ciągłe. Według tych wskazań komputer steruje wtryskiem i dobiera skład mieszanki, jaki jest aktualnie potrzebny. Z tego wniosek, że sonda do silnika z wtryskiem wielopunktowym nie będzie nadawała się do silnika z wtryskiem bezpośrednim benzyny. Pojawia się jeszcze jeden problem: przy spalaniu ubogich mieszanek powstaje dużo tlenków azotu, których katalizator nie może zneutralizować. Rozwiązuje się to w ten sposób, że auta z wtryskiem bezpośrednim benzyny są wyposażane w dwa katalizatory. Gdy silnik zasilamieszanka "normalna", ten drugi pracuje jak zwykły katalizator, a gdy mieszanka jest zbyt uboga, redukuje nadmiar tlenków azotu.
Sonda lambda
- Panie doktorze, czy w autach z katalizatorem zawsze występuje sonda lambda? - W nowych konstrukcjach zawsze, w starszych można było spotkać katalizator bez sondy. Z czego to wynikało? Z nie do końca zbadanego procesu spalania w silniku.