Data publikacji: 04.04.2006
Oryginalny tytuł wiadomości prasowej: 30 rocznica wprowadzenia przez Volvo rewolucyjnej sondy Lambda
4.04.2006
30 rocznica wprowadzenia przez Volvo rewolucyjnej sondy Lambda
W roku 1976 firma Volvo Cars zaprezentowała oryginalne urządzenie służące ograniczaniu zanieczyszczenia środowiska trójfunkcyjny reaktor katalityczny z sondą Lambda, redukujący zawartość toksycznych składników w spalinach. Obecnie, 30 lat póniej, niemal wszystkie produkowane na świecie samochody napędzane silnikiem o zapłonie iskrowym wyposażane są w to pomysłowe rozwiązanie. Z punktu widzenia środowiska naturalnego jest ono równie niezbędne, jak trzypunktowe pasy bezpieczeństwa kolejny wynalazek Volvo dla bezpieczeństwa jazdy.
Jest to najdonioślejszy w dziejach motoryzacji wynalazek w zakresie ograniczania emisji zanieczyszczeń przez samochody. Taką opinię wyraził w roku 1977 Tom Quinn, prezes kalifornijskiej rady ds. zasobów powietrza (California Air Resources Board CARB), po debiucie na amerykańskim rynku modelu Volvo 244 wyposażonego w sondę Lambda, co miało miejsce jesienią 1976 roku. Było to pierwsze prawdziwie skuteczne rozwiązanie problemu eliminowania zanieczyszczeń ze spalin samochodowych, szczególnie tlenków azotu. Zasada jego działania pozostała bez zmian do chwili obecnej. Był to jednak efekt długotrwałych i żmudnych badań laboratoryjnych.
Volvo składa deklarację działania
Problem spalin samochodowych zaczął zaprzątać umysły pod koniec lat 60. ubiegłego wieku. Pewne obniżenie emisji szkodliwych substancji uzyskano dzięki zwiększeniu ilości powietrza doprowadzanego do cylindrów oraz jego wstępnemu podgrzewaniu, ale efekty pozostawały dalekie od oczekiwań. W tym okresie miały też miejsce pierwsze próby zastosowania utleniających reaktorów katalitycznych.
W roku 1972 Pehr G Gyllenhammar, w owym czasie dyrektor naczelny AB Volvo, na światowej konferencji w Sztokholmie dotyczącej środowiska naturalnego wskazał motoryzację jako poważny czynnik postępującego wzrostu zanieczyszczenia atmosfery.
Efektem tego spotkania była deklaracja Volvo w zakresie ochrony środowiska, która realizowana jest po dziś dzień i streszcza się w następujących punktach:
Volvo za żadną cenę ani pod żadnym pozorem nie zamierza apologizować pojazdów samochodowych ani motoryzacji.
Samochody pozostają jednak nieodzownym elementem obecnych systemów transportowych.
Firma Volvo jest bezpośrednio zainteresowana, aby samochody nie powodowały ofiar wśród ludzi i strat materialnych.
Firma Volvo bierze na siebie odpowiedzialność nie tylko za prawidłowe funkcjonowanie swoich produktów, ale traktuje to w szerszym kontekście naszego środowiska troszcząc się o przyszłość środków transportu.
Mniej więcej w tym samym czasie inżynierowie Volvo odkryli, że utleniający reaktor katalityczny bez sterowania, który za chwilę miał być wprowadzony na rynek, może w określonych warunkach ograniczać zawartość węglowodorów (HC), tlenku węgla (CO) oraz tlenków azotu (NOx) w dużo większym stopniu niż rozwiązania stosowane ówcześnie.
Rozpoczęły się prace nad zwiększeniem tej skuteczności poprzez precyzyjną regulację składu mieszanki paliwowo-powietrznej tak, aby utrzymywać go w ściśle określonych wąskich granicach, zapewniających maksymalną skuteczność pracy reaktora katalitycznego.
Stephen Wallman, który brał udział w pracach Volvo nad sondą Lambda, wspomina:
Elementy, których użyliśmy do rozwiązania problemu technicznego, nie były nowością, ale dotychczas miały zupełnie inne zastosowania w odrębnych dziedzinach. Cała sztuka polegała na ich połączeniu w jednolity układ i zaprzęgnięcie do pracy w samochodzie z silnikiem zasilanym benzyną.
Skuteczny przełom
Kluczem do rozwiązania była drobna rzecz wielkości palca dłoni. W układzie wydechowym, pomiędzy silnikiem a reaktorem katalitycznym, umieszczono czujnik tlenu. W prosty sposób mierzył on zawartość tlenu w spalinach i przekazywał tę informację do układu sterującego pracą silnika, który odpowiednio korygował skład mieszanki paliwowo-powietrznej, utrzymując go w wąskim zakresie około 14.3:1 (co odpowiada współczynnikowi nadmiaru powietrza Lambda =1) zapewniającym maksymalną skuteczność reaktora katalitycznego. W tym zakresie reakcje, jakim podlegają gazy spalinowe, zachodzą z na tyle wysoką sprawnością, że zostaje wyeliminowane ponad 90% szkodliwych gazowych węglowodorów, tlenku węgla i tlenków azotu powstałych w procesie spalania w silniku. W roku 1977 w amerykańskim stanie Kalifornia wprowadzone zostały nowe, rygorystyczne obostrzenia w zakresie dopuszczalnej emisji w spalinach samochodowych trzech najważniejszych składników toksycznych: węglowodorów do 0.41 g/milę, tlenku węgla do 9.0 g/milę oraz tlenków azotu do 1.5 g/milę. W tych czasach były to najostrzejsze, jakie kiedykolwiek ustanowiono na świecie, wymogi w zakresie czystości spalin Kalifornia stała się wyznacznikiem w tym zakresie.
Samochody Volvo wyposażone w trójfunkcyjne reaktory katalityczne z sondami Lambda utrzymywały emisję węglowodorów na poziomie 0.2 g/milę, tlenku węgla na poziomie 3.0 g/milę i tlenków azotu na poziomie 0.2 g/milę! Czyli bardzo mało i do tego z wyranym zapasem w stosunku do uregulowań. Szczególnie sensacyjny był niski poziom emisji tlenków azotu, co spotkało się z odpowiednim wyróżnieniem. Firma Volvo otrzymała specjalną nagrodę od rady ds. ochrony środowiska przy prezydencie Carterze.
Dziś niezastąpiony
Aby sonda Lambda mogła skutecznie działać, niezbędny jest sprawny reaktor katalityczny oraz stosowanie jako paliwa benzyny bezołowiowej. I tak jest do chwili obecnej. W momencie wprowadzania sondy Lambdy, tego typu benzyna dostępna była jedynie w Północnej Ameryce i Japonii. Dzisiaj znaleć ją można wszędzie stała się równie powszechna, jak sonda Lambda i reaktor katalityczny. Przez 30 lat swojej historii sonda Lambda uległa pewnym przeobrażeniom, by jeszcze skuteczniej redukować toksyczność spalin. Jak słusznie zauważył Tom Quinn, tego typu wynalazki przyczyniają się do postępu przemysłu i całej ludzkości. Od roku 1976 poczyniono szereg dalszych drobniejszych kroków naprzód: we współczesnych silnikach Volvo eliminowane jest ponad 95% szkodliwych substancji w spalinach. Ostatnio przemysł motoryzacyjny koncentruje się w większym stopniu na ograniczeniu emisji dwutlenku węgla.
Choć naszym obowiązkiem było dostosowanie się do wymogów przepisów, ambicją Volvo było również doprowadzenie do prawdziwego przełomu, czego efektem stało się to skuteczne rozwiązanie. konkluduje Wallman, ojciec sondy Lambda.
źródło: Biuro Prasowe
Załączniki:
