Лямбда-зонд — знаете ли вы его историю?

Volvo поставила перед молодым инженером Стивеном Уоллманом очень сложную задачу: как максимально эффективно очистить выхлоп бензинового двигателя. Его лямбда-зонд положил начало размышлениям об охране окружающей среды.

Это было как эврика ! -Воспоминание об этом моменте вызывает у Стивена Уоллмана улыбку и сегодня.

 В течение многих месяцев его команда делала все, чтобы очистить выхлопные газы максимально эффективно.

И вдруг произошел прорыв: мы посмотрели обследование и стало ясно, что мы избавились сразу от трех вредных соединений: угарного газа, углеводородов и оксидов азота. Команда Уолмана создала лямбда-зонд 1 — устройство, благодаря которому катализатор мог выполнять свою задачу максимально эффективно. Сегодня лямбда-зонд встречается в каждом новом автомобиле, вне зависимости от того, бензиновый или дизельный двигатель работает под капотом. Его премьера состоялась в 1976 году в США. Первым автомобилем с лямбда-зондом был Volvo 244.

Начало 70-х было интересным периодом. Защита окружающей среды до сих пор была почти неизвестной концепцией в автомобильной промышленности. Именно тогда Калифорнийское агентство по охране окружающей среды (EPA) впервые установило нормы выбросов для автомобилей. Кому, как импортеру, хотелось и дальше продавать автомобили в США, пришлось приспосабливаться. Ядовитое трио — угарный газ, углеводороды и оксиды азота — необходимо было жестко локализовать. Volvo начала работать над ним в 1972 году. Рабочую группу возглавил молодой инженер Стивен Уоллман, который занимался очисткой выхлопных газов.

 Наша ячейка состояла из 60 человек. Сегодня это было бы смехотворно мало.

То, что нужно команде с точки зрения оборудования, было в наличии: каталитические нейтрализаторы, но без каких-либо устройств для регулирования смеси, уже работали на экспортных автомобилях Volvo, оснащенных впрыском топлива. Лямбда-зонд пришел от Bosch — аналогичный прибор использовался для измерения количества кислорода в аккумуляторных батареях, а благодаря давним традициям в производстве свечей зажигания компания также имела опыт работы с жаропрочной керамикой. Мы должны были собрать все это воедино, чтобы оно правильно работало в машине , — говорит сегодня Стивен Уоллман. Ключом к успеху стал лямбда-зонд: датчик размером со свечу зажигания, который вонзает свой чувствительный нос в горячий поток выхлопных газов и определяет, является ли смесь слишком богатой (слишком много топлива) или слишком обедненной (слишком много кислорода).

Мы работали с несколькими командами, в т.ч. с Энгельхардом из Нью-Джерси и с Bosch, которым мы предоставили наши автомобили в наше распоряжение. Предоставление автомобилей в аренду внешним компаниям и совместная работа в команде в то время были совершенно новыми. Volvo решилась на этот смелый шаг, потому что оказалась в тупике. Правление сделало защиту окружающей среды приоритетом, но путь к достижению желаемых результатов был очень непростым — компания имела большой опыт создания надежных автомобилей, которые давали своим пользователям высокий уровень безопасности в случае столкновения, но чистые выхлопные газы.? Это также была неизвестная территория для Volvo.

К этому добавились первоначальные проблемы с новым Volvo 244: хотя сегодня в это трудно поверить, модель начала свою рыночную жизнь с автомобильной заплатки средних размеров и имидж солидного автомобиля из северной Европы начал хромать. Продажи падали, и в Гётеборге зазвенел тревожный звоночек. Volvo нужны были хорошие новости, и срочно!

Они появились в 1975 году, когда команда Уолмана совместно с Bosch разработала систему регулирования состава смеси, основным элементом которой был лямбда-зонд. Устройство информировало контроллер двигателя, находится ли топливно-воздушная смесь в оптимальной пропорции, чтобы ее можно было сжечь максимально чисто: на килограмм топлива должно приходиться 14,7 кг воздуха. При таком составе образующиеся выхлопные газы могут очищаться в каталитическом нейтрализаторе аж на 90 процентов, а не на 50 процентов, как раньше.Инженеры вскоре заговорили о так называемом лямбда-окно.

Когда лабораторные работы вылились в разработку лямбда-зонда, начался этап его адаптации к работе в автомобиле. Катализатор должен выполнять свою функцию и в холодные дни, на больших высотах, а также на топливе более низкого качества. Для поддержания сгорания в оптимальном диапазоне, т.е.в лямбда-окне, дозировка топлива должна регулироваться в миллисекундах. Все по информации с зонда. Если что-то пойдет не так, каталитический нейтрализатор будет либо слишком холодным (и тогда он не будет работать должным образом), либо слишком горячим (что может раскалить его корпус).

В мае 1976 года готовые автомобили с лямбда-зондом были представлены на испытания Агентства по охране окружающей среды. Управление по охране окружающей среды США испытало точно такую ​​же эйфорию, как и команда Уоллмана. Когда чиновники впервые измерили выбросы наших автомобилей, они подумали, что у них сломалось оборудование, — говорит инженер.

Первый Volvo с лямбда-зондом появился на рынке осенью 1976 года. На решетке имеется крупная эмблема с греческой буквой. Экологичный Volvo 244 проехал через США к Вашингтонскому Капитолию — этим шведы гордятся и по сей день. Эта поездка стала билетом к успеху компании в США. Отечественные производители стали задавать себе вопрос: почему маленькая Volvo может то, чего не можем мы?

Сегодня компания Bosch неохотно признает, что изначально недооценила потенциал лямбда-зонда. Через полгода изобретение начали использовать Saab и Porsche, а позже Mercedes и компании из США. Дело с лямбда-зондами закрутилось, хотя тогда датчик не был таким долговечным, как сейчас. Уоллман: Мы дали гарантию на зонд на 30 000. км, то его пришлось заменить.

В Европу лямбда-зонд был доставлен с опозданием, т.к.неэтилированный бензин появился в середине 1980-х – в Польше его продажа началась в 1986 году, но изначально он был доступен не на всех станциях. Первым Volvo, который носил значок лямбда в Швеции, был 760 — спустя десятилетие после его дебюта в США.

В знак признания его заслуг Стивен Уоллман продолжал продвигаться по карьерной лестнице в компании, пока не стал вице-президентом по разработке приводов. Он занимал эту должность до 2003 года, когда компания перешла во владение Форда. Пионер лямбда-зонда еще несколько лет работал консультантом компании. Сегодня он проводит свою пенсию наиболее предпочтительно на юге Франции. Его зонд стал таким же элементом двигателя внутреннего сгорания, как поршень или цилиндр. Тем не менее, Wallman видит его упадок: электродвигателям не нужны каталитические нейтрализаторы. Инженер говорит это без энтузиазма в голосе…