Ottomotor og Lambdasonde forståelse søges

[Bent Andersen]

Min bil har Ottomotor med direkte benzinindsprøjtning.
Fidusen er ifølge fabrikken er, at den kan køre med mager blanding ved lav- og dellast og dermed spare brændstof.
Benzin bliver sprøjtet hen under tændrøret, så blandingen er støkiometrisk på dette sted, mens resten af cylinderen indeholder mager blanding.

Spørgsmålet lyder:
i udstødningen sideder en Lambsasonde som har til formål at holde forbrændingen støkiometrisk af hensyn til katakysatoren (måske har jeg misforstået virkemåden her). Men hvordan kan de to funktioner (mager/støkiometrisk forbrænding) så bringes i enklang?
Eller er forholdet bare at katalysatoren ikke har noget imod luftoverskud?

Nogen der har et bud?

MhV,

Bent.

[SuperClaus]

Jeg kan desværre kun bidrage til øget forvirring, for jeg ved at katalysatoren har brug for en dårligere afbrænding af benzinen for at fungere. Processen er noget med der der anvendes CO til at formindske NOx bestanddele i den endelige udstødningsgas og for at danne mere CO, skal der afbrændes en federe blanding end normalt. 

Dvs. en benzinmotor med katalysator udleder mere CO₂ og mindre NOx end en benzinmotor uden katalysator.

Det passer ikke særlig godt sammen med en mager blanding.


Lambasonden måler kun hvor meget O₂ der er i udstødningsgassen, men det siger nok også en del omkring forbrændingen.

[B Mønnike]

Jeg har opfattet det således. at Lamdasondens opgave er at måle ilt indholdet i udstødningen før katalysatoren og i nyere biler også efter katalysatoren så brændstoffet kan reguleres derefter og at der ilt nok til at katalysatoren også kan virke

[Morten Jødal]

Jeg mener ikke der er nogen uoverensstemmelse mellem de hidtidige indlæg.

Som jeg har opfattet det, har en "3-way" katalysator i virkeligheden kun to funktioner: nemlig at katalysere forbrænding af ikke omsatte kulbrinter - hvilket forudsætter, at der er ilt nok - og at katalysere reduktion af NO til N₂ med CO som reduktionsmiddel (ved katalusatorens arbejdstemperatur og efter en forbrænding er indholdet af NO₂ forsvindende , og dermed er x'et i NO_x i virkeligheden overflødigt).  Den tredje funktion er lidt "fup", for den opstår kun ved at dele den sidste proces i to funktioner. Men arbejdsbetingelserne fastlægges sådan, at der også bliver mindre CO end uden katalysator.

Lambdasonden måler ganske rigtigt kun ilt, og den egentlige styring ligger i den elektronik, der med input fra lambdasonden styrer brændstofindsprøjtningen, som altså skal være så beskeden, at der også efter den katalytiske omsætning er ilt i overskud.

Jeg mener faktisk det er rigtigt, at motoren i princippet bruger mere benzin med katalysator end uden -men måske kun i princippet, for en styring uden input fra en lambdasonde er vist mindre præcis?

[Bent Andersen]

Takker for svar, jeg tror jeg er ved at forstå det.
Min fejl var nok at fokusere på støkiometrisk forbrænding (som ellers er normalt for Ottomotorer).

Kan man simplificeret konkludere som følger?:
1: Forbrændingen må gerne være mager, dvs med overskud af O og N i udstødningen, det generer hverken Lambdasonde eller katalysator.
2: Ved højere belastninger og større fyldningsgrad begynder Lambdasonden at "overtage styringen" så blandingen ikke bliver for fed med for lidt O og N i udstødningen.

Ved mager forbrænding spiller Lambdasonden så en mindre rolle og andre parametre er vigtigere for motorstyringen.

MvH,

Bent.

[SuperClaus]

Jeg mener at det er ret vigtigt også at styre indholdet af CO i udstødningsgassen, for uden CO virker katalysatoren ikke.

[Bent Andersen]

"for uden CO virker katalysatoren ikke. "

Der blev jeg slået tilbage til "Start"

Hvis det er rigtigt, så skal blandingen jo være lidt federe end støkiometrisk for at skabe CO. Eller?

Jeg er stadig forvirret, men på at højere plan :-)

Bent.

[Morten Jødal]

Nu er jeg ikke ekspert i ottomotorer med og uden katalysator - men katalytisk fjernelse af NO er dog noget jeg ved lidt om.

Men jeg må give SuperClaus ret - jfr. mit eget første indlæg: der skal CO til, for den grundlæggende proces, der katalyseres, er

2 CO + 2 NO -> 2 CO₂ + N₂

Der hvor kæden hopper af, er din underliggende antagelse af, at når forbrændingen er støkiometrisk, er den også fuldstændig. Det er langtfra tilfældet!
Hvis man optimerer en ottomotor mht. effekt, vil en tilskuer (til fx et motorløb) kunne mærke en "dejlig benzinduft", som kommer fra alt det uforbrændte, og dertil udledes også en masse CO - jfr. mange selvmord i tidens løb.

I moderne motorer sigter man på en mere mager blanding, som giver bedre økonomi, da brændstoffet udnyttes bedre. "Lean burn" teknologien blev faktisk udviklet uafhængigt at katalysatoren.

Det er også en kendsgerning, at samtidig med katalysatorkravet blev der sat grænser for udledning af CO. Dette måles nu rutinemæssigt ved et bilsyn.
Der er sikkert andre i forummet, der bedre end jeg kan huske årstal og værdier for disse ting. Jeg mener stramningerne kom først i halvfemserne, men er ikke sikker.

Under alle omstændigheder: Lambdasonden måler KUN ilt! CO opstår helt automatisk ved forbrændingen, idet vi jo må huske, at en ottomotor kun har ganske kort opholdstid for benzin-luftblandingen i komprimeret form, så der er slet ikke tid til en fuldstændig forbrænding, og der er selvfølgelig CO i udstødningen.

Om den styring, der hører til katalysatoren, i sig selv betyder brændstofbesparelse, er jeg langtfra sikker på. Jeg husker en periode i halvfjerdserne, hvor oliekrisen satte skub i udvikling af økonomiske motorer, men efter få år skiftede fokus, og da katalysatorkravet kom til, var denne tendens forlængst gået i glemmebogen og spillede ingen rolle i debatten.
Og nu om dage er det jo mest superøkonomiske dieselmotorer, man er begyndt at interessere sig for (i et vist omfang, ikke nok til at opretholde VW Lupo 3L).

[B Mønnike]

Du har ret Morten.
Der var en del polemik om benzinmerforbrug da de første katalysatorer kom til....inden de blev lovpåbudte. For du husker helt rigtigt man kan køre længere på literen uden katalysator. Men det var dengang 

For der er ingenting der kommer af ingenting, undtagen Big Bang og lommeuld

[chrismark]

For dem der ikke ved hvorledes en bil catalysator ser ud er her billede;




Længden er ca. 20 cm. Ø ca. 10 cm. Donor-bilen ukendt.

Jeg har prøvet og bruge skiver af den i forbindelse med pyrolyse forbrænding af træ dog med samme erfaring som med biler; Den stopper til ved lave temperatur..

Marek.