Catalizzatore a 3 vie e sonda lambda
Funzionamento, regolazione e riduzione dei gas di scarico
Il moderno controllo del motore nei motori a benzina garantisce un efficiente post-trattamento dei gas di scarico con un minor consumo di carburante e meno gas di scarico dannosi per l’ambiente. A partire da una determinata temperatura, il catalizzatore di scarico a 3 vie regolato converte i gas di scarico/le emissioni grezze, quali NOx, CO e idrocarburi, in CO₂, acqua e azoto. A tale scopo è fondamentale soprattutto il rapporto aria/carburante. La regolazione lambda precisa con sonda a gradino o a banda larga a monte del catalizzatore rileva l’ossigeno residuo nei gas di scarico.
Grazie a questo valore, la gestione del motore è in grado di calcolare la quantità di carburante da iniettare in modo che la miscela aria-carburante bruci nel rapporto stechiometrico e quindi bruci in modo ottimale. La sonda di monitoraggio a valle del catalizzatore monitora il funzionamento del catalizzatore attraverso il contenuto di ossigeno residuo, rilevando tempestivamente i difetti. In questo articolo verranno fornite ulteriori informazioni sul comportamento della temperatura, sul controllo del motore e sul ruolo delle sonde lambda nei veicoli moderni.
Informazioni sull’utilizzo
Come funzionano e a cosa servono i catalizzatori a 3 vie? Ulteriori spiegazioni su sonde di regolazione, sonde di monitoraggio e sonde lambda sono disponibili in questo articolo.
Il post-trattamento dei gas di scarico con il catalizzatore di scarico
Durante la combustione, nel motore a benzina e nei motori diesel si generano emissioni grezze come monossido di carbonio (CO), ossidi di azoto (NOx), anidride solforosa e idrocarburi nei cilindri. Con il post-trattamento dei gas di scarico, queste emissioni grezze vengono trasformate in gas di scarico meno nocivi. Idealmente dovrebbero rimanere solo l’azoto, il diossido di carbonio (CO2) e l’acqua.
Il metodo classico di post-trattamento dei gas di scarico nel motore a benzina è un “catalizzatore a 3 vie regolato”, chiamato anche catalizzatore di scarico. Nel catalizzatore avvengono simultaneamente tre reazioni chimiche di riduzione e ossidazione. La sonda lambda a monte del catalizzatore, chiamata anche sonda di regolazione, consente di determinare il valore lambda. Questo valore indica il rapporto aria/carburante nella miscela.
Con questo valore come valore di ingresso, la centralina di comando del veicolo controlla l’iniezione di carburante per ottenere una combustione efficiente e quindi una completa ossidazione. In questo modo si migliorano le prestazioni del motore e si riducono le emissioni di sostanze nocive.
Il funzionamento della sonda lambda
La sonda lambda è un componente centrale del sistema di scarico delle vetture con motore a benzina. Le funzioni principali della sonda lambda sono la misurazione del contenuto di ossigeno nei gas di scarico e la regolazione del rapporto aria/carburante. Il contenuto di ossigeno nei gas di scarico indica se la miscela aria-carburante è troppo ricca o troppo magra. La centralina del motore utilizza le informazioni della sonda lambda per regolare la miscela in modo che sia stechiometrica (rapporto aria-carburante di lambda = 1). Solo allora il catalizzatore a 3 vie è in grado di convertire in modo efficiente tutte le sostanze nocive.
La sonda lambda è quindi anche un componente importante per il monitoraggio del funzionamento generale del catalizzatore e del post-trattamento dei gas di scarico nel veicolo. Se i valori misurati dalla sonda lambda non sono corretti o se i segnali della sonda di regolazione e della sonda di monitoraggio sono troppo simili, ciò indica che nel catalizzatore non è ancora presente una pulizia dei gas di scarico: il catalizzatore è guasto e l’OBD (diagnostica di bordo) segnala un errore.
Video - Come funzionano il catalizzatore a 3 vie e la sonda lambda
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