Történelem

Keverékképzés felsőfokon

2019-06-27 No Comments 7 perc olvasási idő

Bár ez a szenzor az átlagos felhasználók szemében mindössze egy apró autóalkatrész, mégis kulcsfontosságú szerepe van a károsanyag-kibocsátás szabályozásában és az égés tökéletesítésében. A Bosch levegőszenzorok közel öt évtizede küzdenek töretlenül a környezet megóvásáért.

Több mint ötven éve kezdtek a környezetvédelmi szabályozások a gépjárműmotorok fejlesztésében is fontos szemponttá válni. Los Angeles városában a kutatók ugyanis ekkortájt azonosították először a légkörben a barnás színű fotokémiai füstködöt – ismertebb nevén a szmogot –, amelynek létrejöttében a gépjárművek által kibocsátott kipufogógáz-alkotók játszottak meghatározó szerepet. Ez késztette arra a kaliforniai törvényalkotókat 1970-ben, hogy a világ legszigorúbb – belsőégésű motorokkal szemben támasztott – károsanyag-kibocsátást korlátozó intézkedéseit létrehozzák, és ennek legelső elemévé tegyék a környezetvédelmi előírásokat. Az egyre szigorodó szabályok az autógyártókat azonnali lépésekre késztették.

A Bosch mérnöke a schwieberdingen-i üzemben teszteli az oxigénszenzort

A Bosch mérnöke a schwieberdingen-i üzemben teszteli az oxigénszenzort

A lambdatechnológia gyökerei 1889-ig nyúlnak vissza, amikor a későbbi kémiai Nobel-díjas Walther Nernst professzor termodinamikai kapcsolatokat fedezett fel a „Nernst egyenlet” formulájában, amely a mai technológia létfontosságú kulcsa. A Robert Bosch GmbH 1968-ban kezdte használni a szenzorokat az akkumulátorok előállításához használt ólomtartályok oxigéntartalmának mérésére.

Út a sorozatgyártásig

Az előkészítő folyamatok a harmadik fél termékeinek tesztelésével indultak, ám ezek sikertelenségét követően 1971-ben a Bosch elkezdte kifejleszteni a saját érzékelőjét. Bár a legelső eredmények a mindössze kétórás élettartam miatt kudarcnak bizonyultak, a szenzoroknak – és persze a kitartó mérnököknek – 1975-re végre sikerült elérniük a 250 órás üzemidőt, amely nagyjából 20 000 kilométeres távolság megtételének felel meg közúton. Ez az apró, de annál fontosabb áttörés végre ajtót nyithatott a tömeges termelésnek.

Az első Bosch lambdaszondák egyike az 1970-es évek végéről

Az első Bosch lambdaszondák egyike az 1970-es évek végéről

Skandináv megrendelő

Az első komoly megrendelő a svéd Volvo volt, amely 1976-ban a legendás 240/260 modellek észak-amerikai piacra szánt változataiba szerelte be a Bosch oxigénszenzorait, emellett névadóként (Lambda Sond) és partnerként is részt vett a fejlesztésben. A Volvo mérnökei felfedezték, hogy a piaci bevezetés előtt álló szabályozatlan oxidációs katalizátor úgy is kialakítható, hogy a korábbinál sokkal hatékonyabban tudja kezelni a szénhidrogéneket, a szén-monoxidot (CO) és a nitrogén-oxidokat (NOx). Az új háromutas katalizátor hozzáadott egy visszacsatoló kört a már meglévő K-Jetronic üzemanyag-befecskendező rendszerhez, amely lehetővé tette a levegő és az üzemanyag keverék finomhangolását. Az új alkatrész beépítése így kiváló emissziót, vezethetőséget és üzemanyag-takarékosságot tett lehetővé.

A legendás, összesen 2,8 millió példányban készült Volvo 240/260 sorozat hozta meg az áttörést

A legendás, összesen 2,8 millió példányban készült Volvo 240/260 sorozat hozta meg az áttörést

„A járművek kipufogógáz-kibocsátásának ellenőrzésében valaha történt legnagyobb áttörés” – mondta Tom Quinn a Kaliforniai Levegőfelügyeleti Hatóság (Californian Air Resources Board – CARB) elnöke, amikor 1976 őszén megjelent az amerikai piacon az első lambdaszondával felszerelt Volvo 244 gépjármű.

A német-svéd kooperáció sikere a többi gyártóra is hatást gyakorolt, az amerikai Ford például 1977-ben már évi 3 millió egység előállítására írt alá szerződést a Robert Bosch GmbH vállalattal. A termékfejlesztés eközben gőzerővel zajlott, amelynek eredményeként 1982-re a lambdaszondák egy teljesen új generációja került piacra, amely már fűthető volt. Ez a gyakorlatban azt jelentette, hogy a szenzor a hidegindítást követően azonnal 400 Celsius-fokra melegedett fel, és 30 másodperc után már megbízhatóan szabályozta a keverékképzést. E nagyszerű fejlesztés az alkatrész élettartamát már 160 000 kilométerre növelte. 1988-ra egyébként az újonnan értékesített Volvo személygépkocsik 70 százaléka már rendelkezett katalizátorral, és a beépített szenzorok száma addigra elérte az 1 milliót.

A szenzor egyik „atyja”. Stephen Wallman, a Volvo mérnöke kezében a Bosch-lambdaszondával

A szenzor egyik „atyja”. Stephen Wallman, a Volvo mérnöke kezében a Bosch-lambdaszondával

Ezen innovációnak köszönhetően a Bosch nagymértékben tudta bővíteni piaci pozícióját az autóipari beszállítók között. 1986-ban hagyta el a vállalat gyártósorait a 10 milliomodik érzékelő, 1993 januárjában már 50 milliósra nőtt az elkészült lambdaszondák száma. A bűvös 500 milliós határt 2008 májusában sikerült elérni, az egymilliárdos történelmi mérföldkövet pedig 2016-ban, éppen a találmány 40. évfordulóján ünnepelhette meg a gyártó. Az autóipar környezetvédelmi fejlesztéseinek köszönhetően 1963 és 1993 között 90 százalékkal csökkent a nitrogén-oxidok kibocsátása, és ebben a Bosch-lambdaszondák is elévülhetetlen érdemet szereztek.

A lambdaszonda

Az oxigénérzékelő szonda a kipufogórendszerben a motor és a katalizátor között (illetve utána is) található. Célja a kipufogógáz oxigéntartalmának mérése és az információ elküldése a motorvezérlő egységnek, amely a kapott jelek alapján egyensúlyban tartja a levegő-üzemanyag keverék arányát (a katalizátor optimális működését lambda 1 értékkel jelöljük). Ebben a tartományban a katalizátorban a motor kipufogógáz utánkezelése annyira hatékony, hogy a káros szénhidrogének, szén-monoxid és nitrogén-oxidok több mint 90 százalékát képes átalakítani.

A Volvo közismert jelölése először az amerikai, majd 10 évvel később az európai autókon is megjelent

A Volvo közismert jelölése először az amerikai, majd 10 évvel később az európai autókon is megjelent

Iratkozz fel hírlevelünkre