Lambda sonda od Volva má již 30 let!

Dnes, o 30 let později, jsou touto geniální a z hlediska ochrany životního prostředí významnou součástí vybaveny prakticky všechny vozy s benzínovými motory vyráběné kdekoliv na světě. Tento vynález společnosti Volvo je z hlediska ekologie stejně významný, jako tříbodový bezpečnostní pás (další inovace od Volva) v oblasti bezpečnosti.

„Jedná se o nejvýznamnější pokrok v historii v oblasti snižování množství škodlivých plynů produkovaných automobily,“ prohlásil Tom Quinn, předseda Kalifornské rady pro ochranu ovzduší (California Air Resources Board - CARB), když byl na podzim 1976 na americkém trhu představen model Volva 244 pro rok 1977 vybavený Lambda sondou. A jeho slova platí dodnes. Tento systém představoval první skutečně účinné řešení problému s čištěním výfukových plynů vozidel, zejména pokud se týče odstraňování oxidů dusíku. Princip používaný u dnešních vozidel je přitom stejný. K dosažení tohoto úspěchu však vedla dlouhá cesta spojená s velkým úsilím.

Příslib společnosti Volvo Na konci 60. let minulého století se lidé začali emisemi škodlivin z automobilů vážně zabývat. Zvýšením množství vzduchu přiváděného do motoru a jeho zahřátím bylo možné emise škodlivin mírně snížit, ale výsledky ani zdaleka nesplňovaly požadavky. Objevily se například také první formy oxidačních katalyzátorů.

V roce 1972 byl učiněn velký a důležitý krok, když Pehr G Gyllenhammar, v té době generální ředitel společnosti AB Volvo, na světové konferenci o ekologii ve Stockholmu uznal, že automobilismus se výraznou měrou podílí na stále rostoucím znečištění životního prostředí.

Důsledkem této konference bylo vytvoření ekologické deklarace společnosti Volvo, která platí dodnes, a ve které se uvádí:–  Volvo nemá v úmyslu obhajovat automobily a automobilismus za každou cenu a v každé souvislosti.–  Automobily jsou však nevyhnutelnou součástí systému naší každodenní přepravy.–  Je v zájmu společnosti Volvo, aby automobily nezpůsobovaly zdravotní ani materiální škody.–  Společnost Volvo je odpovědná nejen za zajištění toho, aby výsledkem její produkce byly dobře fungující dopravní prostředky, ale také za to, aby tyto dopravní prostředky uspokojivě fungovaly v širším kontextu – s ohledem na životní prostředí. Dnes tento přístup označujeme za snahu o dosažení trvale udržitelné mobility.

Přibližně ve stejné době inženýři společnosti Volvo zjistili, že neřízený oxidační katalyzátor, který právě přicházel na trh, by za určitých okolností mohl z výfukových plynů odstraňovat uhlovodíky, oxid uhelnatý a oxidy dusíku výrazně účinněji než v minulosti.

Proto byly zahájeny práce na zvýšení této účinnosti regulováním poměru paliva a vzduchu v úzkém rozmezí, které by bylo pro katalyzátor optimální. Stephen Wallman, který stál za zrodem Lambda sondy ve společnosti Volvo, vzpomíná:„Součásti, které jsme v našem technickém řešení využili, už v té době existovaly. My jsme je však použili jiným způsobem v jiných oblastech. Trik spočíval v tom, že tato řešení bylo zapotřebí sloučit do jednoho komplexního sytému a nastavit je tak, aby fungovala ve vozidle vybaveném benzínovým motorem.”

Průlomové řešení Klíčem k vyřešení celého problému se stal předmět o velikosti prstu. Do výfukového potrubí mezi motor a katalyzátor byla umístěna sonda kontrolující obsah kyslíku. Poměrně jednoduchým způsobem měřila obsah kyslíku ve výfukových plynech a zjištěnou informaci předávala řídící jednotce motoru. Ta poté upravovala poměr paliva a vzduchu tak, aby tento poměr zůstal v úzkém rozmezí kolem Lambda=1  (tj. přibližně 14,3:1), ve kterém je zajištěna optimální účinnost katalyzátoru. V tomto rozmezí je čištění výfukových plynů v katalyzátoru natolik účinné, že je tímto způsobem možné odstranit více než 90 procent emisí škodlivých uhlovodíků, oxidu uhelnatého a oxidů dusíku vznikajících při spalování.

V roce 1977 vstoupila v Kalifornii v platnost nová přísná emisní norma pro tři škodlivé plyny, která stanovovala následující limity: uhlovodíky – 0,25 g/km; oxid uhelnatý 5,6 g/km; oxidy dusíku 0,93 g/km. V té době se jednalo o nejpřísnější emisní normu na světě a od té doby Kalifornie limity škodlivin dále snižovala na stále nižší a nižší úrovně. U vozů Volvo vybavených třícestnými katalyzátory s Lambda sondou byly naměřeny hodnoty emisí uhlovodíků 0,12 g/km; oxidu uhelnatého 1,86 g/km a oxidů dusíku 0,12 g/km! Jinými slovy – pozoruhodně nízké hodnoty a vysoká rezerva. Senzací byly zejména nízké emise oxidů dusíku a tento výsledek byl po zásluze odměněn. Společnost Volvo obdržela ocenění za ekologii od rady pro životní prostředí prezidenta Cartera.

Nepostradatelná součást dnešních automobilůPro správnou funkci Lambda sondy byly zapotřebí dobře fungující katalyzátor a bezolovnatý benzín. Stejné požadavky platí i dnes. V době, kdy byla Lambda sonda představena, byl bezolovnatý benzín k dispozici pouze v Americe a v Japonsku. Dnes je běžně dostupný na celém světě a je stejně nepostradatelný, jako samotná Lambda sonda a katalyzátor. Původní řešení Lambda sondy bylo s cílem ještě více snížit emise škodlivin za posledních 30 let neustále zdokonalováno. Jak Tom Quinn správně řekl, vynálezy tohoto druhu posouvají průmysl i lidstvo vpřed. Od roku 1976 bylo díky tomu v oblasti čištění výfukových plynů možné udělat mnoho malých kroků vpřed a dnešní motory Volvo dokáží odstranit více než 95 procent škodlivých emisí. V současnosti se pozornost automobilového průmyslu stále více zaměřuje na snižování emisí oxidu uhličitého.

„Přestože v té době existovaly zákonné limity, které jsme museli splňovat, ambicí značky Volvo i naší vlastní bylo dosáhnout skutečného průlomu. Díly tomuto odhodlání se nám toto mimořádně úspěšné řešení nakonec podařilo nalézt,“ uzavírá Wallman, „otec“ Lambda sondy. VOLVO