Regolazione lambda - Funzionamento

Presupposti per il funzionamento - Generalità

 Il motore gira

 Temperatura del liquido di raffreddamento (a seconda delle condizioni di esercizio)

 Temperatura di esercizio della sonda lambda a valle del catalizzatore (G3/1) e della sonda lambda a monte del catalizzatore (G3/2) raggiunta

 Disinserimento in fase di rilascio inattivo

Regolazione lambda

La composizione della miscela viene regolata entro stretti limiti del λ = 1, al fine di raggiungere un elevato tasso di conversione (conversione dei gas di scarico) all'interno del catalizzatore.

La centralina di comando ME (N3/10) legge a tale scopo i seguenti segnali:

 Il motore gira

Sensore di Hall albero motore (B70)

 Temperatura del liquido di raffreddamento

Sensore temperatura liquido di raffreddamento (B11/4)

 Carico del motore

Sensore di pressione e temperatura a valle del turbocompressore a gas di scarico (B28/17)

 Sonda lambda a valle del catalizzatore

 Elemento sensore sonda lambda a valle del catalizzatore (G3/1b1)

 Sonda lambda a monte del catalizzatore

 Elemento sensore sonda lambda a monte del catalizzatore (G3/2b1)

La composizione della miscela viene modificata essenzialmente dalla modifica della durata dell'iniezione e della pressione di iniezione.

La centralina di comando ME assegna ad ogni cilindro la necessaria quantità di carburante tramite l'attivazione dei seguenti componenti del sistema di iniezione del carburante:

 Iniettore di carburante cilindro 1 (Y76/1)

 Iniettore di carburante cilindro 2 (Y76/2)

 Iniettore di carburante cilindro 3 (Y76/3)

 Iniettore di carburante cilindro 4 (Y76/4)

 Iniettore di carburante cilindro 5 (Y76/5)

 Iniettore di carburante cilindro 6 (Y76/6)

P49.10-3272-01

Circuito di regolazione

L'elemento sensibile della sonda lambda a monte del catalizzatore reagisce al tenore di ossigeno nel gas di scarico. La centralina di comando ME legge direttamente i segnali dell'elemento sensibile sonda lambda a monte del catalizzatore.

In presenza di un tenore di ossigeno basso nel gas di scarico (λ < 1) la centralina di comando ME riduce la quantità di iniezione e modifica la composizione della miscela in direzione "povera". Il tenore di ossigeno nei gas di scarico aumenta e il valore si modifica in direzione λ = 1.

In presenza di un tenore di ossigeno elevato nel gas di scarico (λ < 1) la centralina di comando ME aumenta la quantità di iniezione e modifica la composizione della miscela in direzione "ricca". Il tenore di ossigeno nei gas di scarico si riduce e il valore si modifica in direzione λ = 1.

Questa operazione si ripete (circuito di regolazione). Per evitare strappi del motore, la centralina di comando ME modifica lentamente la composizione della miscela.

 Con un tester di diagnosi è possibile visualizzare lo stato della regolazione sotto forma di fattore di regolazione lambda. Quest'ultimo cambia in senso positivo se la miscela viene impoverita e in senso negativo se viene arricchita.

Regolazione a due sonde

La regolazione a due sonde sorveglia il funzionamento della sonda lambda a monte del catalizzatore e l'efficienza del catalizzatore.

La centralina di comando ME legge per questo i segnali provenienti dai seguenti sensori:

 Sonda lambda a monte del catalizzatore

 Elemento sensore sonda lambda a monte del catalizzatore

 Sonda lambda a valle del catalizzatore

 Elemento sensore sonda lambda a valle del catalizzatore

In base ai segnali dell'elemento sensore sonda lambda a valle del catalizzatore la centralina di comando ME determina il valore medio lambda. Questo valore viene confrontato con un valore memorizzato. Se nel corso di più misurazioni lo scostamento è troppo elevato, viene determinato un valore di correzione per la regolazione lambda.

Con il valore di correzione (valore con sonda lambda nuova a monte del catalizzatore  = 0) si compensa entro determinati limiti l'invecchiamento della sonda lambda a monte del catalizzatore. Il valore di correzione viene definito dalla centralina di comando ME adattando la durata dell'iniezione degli iniettori di carburante. Se il valore di correzione supera il valore limite indicato e se sono escluse le seguenti cause del guasto nella formazione della miscela, occorre sostituire la sonda lambda a monte del catalizzatore.

Durante la formazione della miscela possono verificarsi ad  es. i seguenti guasti:

 Aria d'infiltrazione a causa dei difetti di tenuta nell'impianto di scarico a monte delle sonde lambda

 Usura o incrostazione degli iniettori

 Sensori o attuatori difettosi

 Usura del motore (ad  es. valvole non a tenuta)

In caso di superamento del valore limite predefinito o di esito negativo del controllo di plausibilità dei segnali della sonda lambda (a monte o a valle del catalizzatore) lo strumento combinato (A1) dà un messaggio d'errore. La centralina di comando ME invia la relativa richiesta tramite CAN trasmissione (CAN C1), centralina di comando organi della trasmissione (N127), FlexRay dell'assetto (Flex E), centralina di comando blocchetto di accensione elettronico (N73) e CAN interfaccia utente (CAN HMI), alo strumento combinato.

 Il superamento del valore limite viene memorizzato nella memoria guasti della centralina di comando ME e può essere letto e cancellato con il tester di diagnosi.

Riscaldamento della sonda lambda

Le sonde lambda vengono riscaldate in modo che raggiungano più rapidamente la temperatura di esercizio. Inoltre con il riscaldamento si evitano danni alla ceramica delle sonde lambda.

La centralina di comando ME attiva direttamente i seguenti componenti delle sonde lambda:

 Riscaldamento sonda lambda a valle del catalizzatore (G3/1r1)

 Riscaldamento sonda lambda a monte del catalizzatore (G3/2r1)

Se l'impianto di scarico è molto freddo (presenza di condensa) il riscaldamento delle sonde è disinserito per evitare danneggiamenti (shock termico).

Presupposti supplementari per il funzionamento autoadattamento della formazione della miscela

 Motore al minimo o marcia sotto carico parziale

 Motore nel funzionamento a carica omogenea

Autoadattamento della formazione della miscela

In presenza di catalizzatori regolati, il sistema di regolazione lambda determina con tale precisione la durata dell'iniezione da rendere possibile il rispetto di un determinato rapporto aria-carburante (λ) in tutte le condizioni di esercizio.

Grazie all'autoadattamento, la composizione della miscela nell'esercizio di comando (per es. fase di riscaldamento) non è mai né troppo ricca né troppo povera. Inoltre si impedisce che la regolazione lambda si sposti, ad altitudini elevate, sui limiti di regolazione.

Se si verificano guasti la centralina di comando ME effettua automaticamente una correzione della miscela. A tal fine i limiti del diagramma caratteristico lambda vengono spostati in modo tale che la regolazione lambda non si sposti sulla battuta inferiore o su quella superiore.

Se la composizione della miscela tende costantemente ad allontanarsi dal campo medio di regolazione, in determinate condizioni di funzionamento la centralina di comando ME modifica il diagramma caratteristico lambda fino a ottenere di nuovo un fattore di regolazione lambda pari allo 0% circa.

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Illustrazione dei valori di autoadattamento con tester di diagnosi

Con il tester di diagnosi possono essere lette le seguenti informazioni:

 Spostamento del diagramma caratteristico lambda

 la natura della modifica (arricchimento o impoverimento),

 Entità della correzione

L'illustrazione avviene nella forma di un fattore e significa che il coefficiente della massa d'aria misurato deve essere moltiplicato per il fattore indicato.

Esempio:

 Massa d'aria misurata: 150,0 kg/h

 Fattore indicato: 1,1

Per calcolare la durata dell'iniezione (quantità di iniezione del carburante) la centralina di comando ME utilizza un valore aritmetico della massa d'aria pari a 165 kg/h (150 kg/h x 1,1).

I valori di correzione massimi sono compresi tra -0,68 e 1,32.

Sorveglianza catalizzatore

La legislazione stabilisce che le emissioni di idrocarburi (HC) non possano superare un determinato valore. Pertanto è necessario controllare costantemente l'invecchiamento dei catalizzatori. È possibile ottenere un'indicazione sull'invecchiamento di un catalizzatore osservando la diminuzione nel tempo della capacità di accumulo dell'ossigeno e la conseguente minore capacità di conversione degli HC. Il catalizzatore infatti accumula ossigeno durante l'impoverimento della miscela (circuito di regolazione) e lo cede durante l'arricchimento della miscela per la conversione degli idrocarburi.

Per controllare la capacità di accumulo di ossigeno, la miscela di aria e carburante viene arricchita (λ < 1) finché l'elemento sensibile sonda lambda a valle del catalizzatore non ha raggiunto un determinato valore massimo. La maggior parte dell'ossigeno viene eliminata.

Successivamente la miscela di aria e carburante viene impoverita (λ > 1) e parallelamente viene misurato il tempo necessario affinché l'elemento sensibile sonda lambda a valle del catalizzatore raggiunga un determinato valore minimo. A questo punto il catalizzatore ha riempito il proprio accumulatore di ossigeno.

Se il tempo misurato è inferiore a una curva caratteristica memorizzata, la capacità di accumulo dell'ossigeno è insufficiente e viene memorizzato un guasto nella centralina di comando ME.