Sensori di ossigeno e sintonizzazione

Apr 27, 2023

La sonda lambda o lambda è uno dei componenti più importanti e meno compresi di un moderno sistema di iniezione del carburante. Una comprensione di base di come funziona il sensore e di come interpretarne l'output è fondamentale per la messa a punto di successo di un motore ad alte prestazioni o da corsa. Aggiungi un sommatore di potenza al mix e l'importanza del sensore O2 aumenta ulteriormente. Per i nostri scopi non ci preoccupiamo eccessivamente delle proprietà chimiche ed elettriche del sensore (queste informazioni sono ampiamente disponibili se desideri approfondire) ma ci concentreremo invece su informazioni pratiche che ci aiuteranno a raggiungere il nostro obiettivo finale: Per estrarre quanta più potenza dal motore nel modo più sicuro possibile.

Esistono due tipi principali di sensori O2 che potresti incontrare. Il sensore O2 a banda stretta si trova generalmente nei veicoli di produzione e può essere utilizzato per determinare con precisione il rapporto aria-carburante (AFR) nell'intervallo 14,3:1–15,1:1 sulla benzina. Si noti che dico di determinare e non di misurare il rapporto aria-carburante. Questa è una distinzione importante di cui parleremo tra poco. Se stai mettendo a punto motori, in particolare motori da corsa, è molto più probabile che lavori con l'altro tipo di sensore lambda: il sensore di ossigeno a banda larga. Con un tempo di risposta più rapido, la capacità di misurare direttamente il contenuto di ossigeno dei gas di scarico e un intervallo utilizzabile aria-carburante di circa 10,2:1–15,5:1 (a benzina), il sensore lambda a banda larga fornisce informazioni critiche che possono essere utilizzato per estrarre in sicurezza enormi quantità di potenza dal tuo motore.

Prima di approfondire come utilizzare il sensore di ossigeno a banda larga, è importante capire cosa sta effettivamente misurando. La prima cosa che probabilmente viene in mente quando vengono attivati ​​i sensori di ossigeno è l'AFR. In realtà, il sensore dell'ossigeno non ha idea della quantità di carburante o aria immessa nel motore. Misura piuttosto il contenuto di ossigeno nei gas di scarico. Queste informazioni da sole non sono sufficienti per determinare l’AFR. Conoscendo il valore stechiometrico del carburante con cui il motore è progettato per funzionare, definito come l'AFR al quale avviene la combustione completa, possiamo calcolare l'AFR a cui sta funzionando il motore.

Ma cosa succede se cambiamo tipo di carburante o aggiungiamo nitro alla miscela? Diversi tipi di carburante richiedono diversi rapporti aria-carburante per ottenere una combustione completa. L'iniezione di azoto richiede l'aggiunta di carburante per accogliere l'ossigeno extra trasportato dallo spray. A questo punto non si tratta più di una miscela aria/carburante, ma piuttosto di una miscela aria/carburante/azoto. Queste cose modificheranno drasticamente l'effettivo AFR richiesto per essere immesso nel motore. Tuttavia, la combustione completa appare ancora esattamente la stessa al sensore di ossigeno, indipendentemente da ciò che immettiamo nel motore.

Questi dati forniti dal sensore di ossigeno a banda larga, prima di tenere conto del tipo di carburante, sono noti come "lambda". Un valore lambda pari a "1" rappresenta la combustione completa. Ciò equivale a circa 14,6:1 con il gas alla pompa. Valori maggiori di 1 indicano magri, mentre un numero inferiore a 1 indica una condizione ricca. La regolazione utilizzando i valori lambda è molto utile quando si lavora con diversi tipi di carburanti e additivi di potenza perché i valori lambda per ottenere le migliori prestazioni sono essenzialmente gli stessi indipendentemente da ciò che si immette nel motore.

La maggior parte dei sintonizzatori utilizzerà un valore lambda target più ricco quando è in modalità boost o nitro come margine di sicurezza, tuttavia, nella mia esperienza, iniziando con un valore lambda ricco e progressivamente più snello fino a ottenere prestazioni ottimali, finisco quasi sempre con un valore lambda pari o leggermente inferiore a 0,9. .

Conoscere l'importanza dei dati forniti dal sensore di ossigeno significa che dobbiamo capire come installarlo correttamente e come determinare quando deve essere sostituito. Il posizionamento del sensore di ossigeno varia a seconda della configurazione. Dovranno essere presi in considerazione aspetti come il numero di sensori utilizzati o la presenza o l'assenza di un turbocompressore. Assicurati di seguire le istruzioni del registratore dati o dell'ECU che stai utilizzando per quanto riguarda l'angolazione e la posizione dei sensori di ossigeno. Ciò è particolarmente importante quando si sintonizza la miriade di sistemi EFI a circuito chiuso presenti oggi sul mercato. Ci sono molte opzioni diverse tra cui scegliere, ma indipendentemente dal sistema utilizzato, ci sono alcune strategie a cui mi rivolgo quando si sintonizza con i sensori di ossigeno a banda larga.