
Lambda sensörünün çalışma prensibini açıklamadan önce bu yazıyı yazmamdaki amacım okumuş olduğum pek çok kaynakta lambda sensörünün çalışma prensibi açıklanmayıp daha çok kullanım amacının yazıyor olmasıdır. Bu konuyu merak edenler için çalışma prensibini açıklama gereği duydum. Bu amaçla bu yazıyı ele aldım.
Lambda Sensörü Çalışma Prensibi:
Bu sensörün esasını, 300 ºC üzerindeki sıcaklıklarda oksijen iyonları için iletken duruma gelen seramik esaslı malzeme olan Zirkonyum-dioksit oluşturmaktadır. Seramik gövdenin bir tarafında atmosfer havası, bir diğer tarafında ise egzoz gazı bulunur. Bu iki ortam arasında oksijen derişimi farkına bağlı olarak bir potansiyel fark oluşur. Önceden kalibre edilerek elde edilmiş olan bu değerler elektronik kontrol ünitesi üzerine kodlanmıştır. Oluşan gerilim yani analog sinyaller, dijital sinyallere dönüştürülerek ECU’nün anlayacağı ve cevap oluşturabileceği dile dönüşmüş olur. ECU kodlanmış (bu kodları matrislere benzetebiliriz) olan değere göre düzeltme sinyali oluşturur ve yakıt miktarını ayarlar. Böylece kapalı çevrim oluşturulmuş olur.
Not:Ayrıntılı kapalı çevrim için tıklayınız
Egzoz gazı (7) oksijen sondasın da geçerken oksijenin ortamdaki yoğunluğuna bağlı olarak elektrotlar (2) ve bağlantı uçları (3) arasında oluşan gerilim farkı ECU tarafından algılanır. Gelen sinyale cevap oluşturarak düzeltme sinyalini oluşturur. Bu gerilimin grafiği Şekil 2’de verilmiştir.

Şekil 2 Lambda sensörünün HFK (Hava Fazlalık Katsayısı)’na bağlı olarak ürettiği gerilim değerleri
Lambda sensörü için zengin ve fakir karışım durumlarında oluşturulan gerilim değerleri görülmektedir. Dikkat edilirse zengin karışımdan fakir karışıma geçişte ( HFK’nın birden büyük olduğu durumlarda) gerilim değeri hızlı bir şekilde azalmıştır. Ayrıca zengin karışım bölgesinde artan egzoz gazı sıcaklığına bağlı olarak da üretilen gerilim azalmakta, fakir karışımda ise tam tersi gerçekleşmektedir.
1) Seramik Gövde
2) Seramik Destek Tüpü
3) Elektriksel Kablo Bağlantıları
4) Koruyucu Tüplü Yuva
5) Aktif Seramik Sensör
6) Bağlantı Elemanı
7) Koruyucu Kap
8) Isıtıcı (Direnç) Elemanı
9) Isıtıcı için Kelepçe Tip Bağlantı Elemanı
10) Diskli Yay
Bu sensör her zaman devrede değildir. Bunun çeşitli nedenleri vardır. Örneğin; ani güç ihtiyaçları durumunda gaz pedalına hızlı şekilde basılınca gaz pedalındaki açısal potansiyometre sensörü motordan ani güç istediği yani aracın ivmelenmesi gerektiğini anlar ve lambda sensöründen gelen sinyalleri dikkate almaz. Çünkü lambda sensörü İçten Yanmalı Motoru HFK=1′ de çalışmaya zorlar buna göre düzeltme sinyalleri üretir. Oysa ani ivmelenmelerde İYM, HFK=0.8′ e kadar ki oldukça zengin karışımlarda çalıştırılır. Benzer şekilde soğukta ilk çalıştırmada veya rölanti de HFK=0.8 de çalıştırılır. HFK=1’de çalışması istenmesinin nedeni de katalitik konvertörün HFK=1 olması durumunda maksimum verimde çalışmasındandır. Bu değerde (HFK=1) katalizörün dönüştürme verimi %95 seviyelerine kadar çıkmaktadır. Bu değerin dışındaki HFK değerlerinde verim %15 gibi oldukça düşük değerlere düşmektedir. Şekil 4’den anlaşılacağı üzere katalitik konvertörün mevcut olduğu durumda; en önemli kirletici olan Hidro Carbonlar (HC), Karbonmonoksit (CO) ve Azot Oksitler (NOx) HFK=1 olduğu durumda her üç kirletici de minimum seviyede egzozdan salınmaktadır bundan dolayı HFK=1’de çalıştırılır.
Burada önemli olan elamanlardan bir diğeri Isıtıcı (Direnç) elemanıdır (8). Lambda sensörünün devreye girebilmesi için sıcaklık değerinin en az 300ºC (Bu değer kullanılan aktif seramik sensöre bağlı olarak değişir.) olmalıdır. Motor çalıştıktan 20-30 saniye içinde devreye girmesi arzu edilir. Bu süre ilk çalıştırmada motorun rejim sıcaklığına ulaşması için yeterlidir. Bu süre zarfında ECU’den gelen sinyalle bu direnç elemanı ısıtılarak başlanması sağlanmış olur bu amaçla ısıtıcı kullanılmaktadır.

Şekil 4 Katalitik konvertörün olduğu ve olmadığı durumlardaki lambda değerine bağlı olarak kirletici emisyonların değişimi
Pingback: İKİNCİL HAVA POMPASI NEDİR? |
Pingback: İKİNCİL HAVA POMPASI NEDİR? - Blue Kep